智能運(yùn)輸系統(tǒng)課件（第4版） 課件 第5章 智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)

GeneralityofIntelligentTransportationSystems智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論（第四版）普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材交通工程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)“十三五”規(guī)劃教材高等學(xué)校交通運(yùn)輸與工程類專業(yè)教材建設(shè)委員會(huì)規(guī)劃教材目錄CONTENTS第1章緒論第2章智能運(yùn)輸系統(tǒng)的體系框架第3章智能運(yùn)輸系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)第4章智能運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)第5章智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)第6章城市交通信號控制系統(tǒng)第7章先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)第8章交通信息服務(wù)系統(tǒng)第9章先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)第10章電子收費(fèi)系統(tǒng)第11章應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)第12章智能車輛與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)第13章智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化第14章智能運(yùn)輸系統(tǒng)在我國的應(yīng)

用實(shí)踐第15章智能運(yùn)輸系統(tǒng)評價(jià)概述5.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法5.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4第1章智能運(yùn)輸系統(tǒng)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)與實(shí)施5.5第5章智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)5.1概述交通規(guī)劃交通規(guī)劃的目的是協(xié)調(diào)各種運(yùn)輸方式，優(yōu)化土地開發(fā)布局，促進(jìn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、文體設(shè)施以及人口的合理布局，從而建立一個(gè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng)的高效、安全、經(jīng)濟(jì)、舒適和低公害的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，以滿足未來的社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)對交通提出的需求。ITS規(guī)劃ITS更注重從系統(tǒng)的角度透析和解決交通問題。ITS規(guī)劃有別于傳統(tǒng)意義上的交通規(guī)劃，它是在調(diào)查分析現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，預(yù)測未來的用戶需求，在系統(tǒng)總體框架的指導(dǎo)以及資金、政策、環(huán)境等條件的約束下，確定區(qū)域ITS在規(guī)劃年應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)以及達(dá)到該目標(biāo)的方針、政策、手段和主要措施。5.1概述ITS規(guī)劃需要采用部門規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃和總體規(guī)劃相互補(bǔ)充。ITS規(guī)劃應(yīng)以交通信息化為紐帶，以整合交通系統(tǒng)資源、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、縮小信息鴻溝和差距、促進(jìn)不同部門之間的有機(jī)聯(lián)合為指導(dǎo)思想。ITS規(guī)劃應(yīng)以交通信息化為紐帶，以促進(jìn)政府高效管理和服務(wù)社會(huì)為目標(biāo)，注重信息化基礎(chǔ)建設(shè)。ITS規(guī)劃應(yīng)以交通現(xiàn)狀和未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求為依據(jù)，從宏觀和戰(zhàn)略高度規(guī)劃ITS建設(shè)。ITS規(guī)劃應(yīng)從地方現(xiàn)存的交通管理體制和業(yè)務(wù)流程出發(fā)，促進(jìn)不同部門間的有機(jī)聯(lián)合。5.1概述ITS規(guī)劃編制過程中應(yīng)貫徹以下幾條基本原則：（1）符合國內(nèi)外ITS發(fā)展方向和趨勢。體現(xiàn)長遠(yuǎn)性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、可操作性。如果是地方ITS規(guī)劃，則需要在國家ITS體系框架的指導(dǎo)下，并滿足地方特色。（2）以促進(jìn)政府高效管理和服務(wù)社會(huì)為目標(biāo)，規(guī)范政府行政管理行為，最大限度地為社會(huì)公眾提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)；（3）符合實(shí)際需求。ITS規(guī)劃既要著力解決交通現(xiàn)有的主要矛盾，還要滿足其未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對交通的需求；（4）保證系統(tǒng)的開放性、通用性和可擴(kuò)展性；（5）充分考慮現(xiàn)有交通管理體制而不拘泥于現(xiàn)存體制。概述5.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法5.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4第1章智能運(yùn)輸系統(tǒng)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)與實(shí)施5.5第5章智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)5.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法確定目標(biāo)是研究目標(biāo)規(guī)劃的首要任務(wù)。首先要調(diào)查了解社會(huì)的需要，包括分析歷史、研究現(xiàn)狀、預(yù)測未來。目標(biāo)就是研究方向和結(jié)果，是未來行動(dòng)的預(yù)期效果。確定目標(biāo)1目標(biāo)確定后，就要為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)尋找各種可行方案。對于工程技術(shù)問題來說，就是選擇待建系統(tǒng)的構(gòu)成元素和聯(lián)系，即結(jié)構(gòu)方案。擬定技術(shù)方案25.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法根據(jù)目標(biāo)提出的解決方案是否可行，應(yīng)進(jìn)行可行性分析。包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、財(cái)務(wù)、政治和社會(huì)等各個(gè)方面，每個(gè)方面都需進(jìn)行認(rèn)真研究。（1）技術(shù)可行性是前提。（2）經(jīng)濟(jì)可行性是關(guān)鍵。（3）財(cái)務(wù)可行性是保障。（4）社會(huì)可行性是基礎(chǔ)。進(jìn)行可行性分析35.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法選擇最佳方案，才能使系統(tǒng)的功能達(dá)到最大的預(yù)期效果和目標(biāo)。選擇最佳方案4手機(jī)無線定位方法系統(tǒng)框架概述5.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法5.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4第1章智能運(yùn)輸系統(tǒng)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)與實(shí)施5.5第5章智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測

ITS用戶服務(wù)的用戶主體是指影響系統(tǒng)或受系統(tǒng)影響的人或機(jī)構(gòu)，可以從四個(gè)方面識別信息技術(shù)（IT）系統(tǒng)的用戶，即：需要IT者（WantIT），希望使用IT來緩解、解決問題或要求信息服務(wù)者；制造IT者（MakeIT），即提供IT系統(tǒng)軟、硬件者；使用IT者（UseIT），包括主次兩種用戶，主要用戶為從系統(tǒng)輸出中獲益者，次要用戶為控制系統(tǒng)并提供系統(tǒng)輸入者；管理IT者（RuleIT），制定規(guī)范IT系統(tǒng)實(shí)施和使用規(guī)章制度的責(zé)任者。目的ITS需求分析與預(yù)測的主要目的是明確ITS的用戶及用戶需求，劃分ITS中各子系統(tǒng)的用戶，并且通過調(diào)查、訪問等形式來確定各子系統(tǒng)的用戶需求，對用戶需求進(jìn)行合理排序后指導(dǎo)實(shí)施順序。5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測由于每個(gè)用戶組包含不同用戶類別，而每個(gè)用戶個(gè)體其出行目的，選擇出行方式，出行要求等方面不盡相同，在ITS服務(wù)項(xiàng)目的需求上也表現(xiàn)出多層次性，歸結(jié)起來能夠滿足用戶需求的主要有以下功能，如右表所示。概述5.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法5.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4第1章智能運(yùn)輸系統(tǒng)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)與實(shí)施5.5第5章智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析流程ITS的基本功能表現(xiàn)在：減少出行時(shí)間、保障交通安全、緩解交通擁擠、減少交通污染等四個(gè)方面，其最終目標(biāo)是建立一個(gè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS的基本功能模塊包括：先進(jìn)的信息服務(wù)系統(tǒng)、先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)、先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)、商用車運(yùn)營管理系統(tǒng)、先進(jìn)的鄉(xiāng)村運(yùn)輸系統(tǒng)、自動(dòng)公路系統(tǒng)等。

分析與設(shè)計(jì)ITS功能的目的是通過發(fā)展ITS系統(tǒng)，以便道路使用者進(jìn)行交通方式和路線的合理選擇，交通管理者進(jìn)行交通疏導(dǎo)和事故的應(yīng)急處理，運(yùn)輸經(jīng)營者隨時(shí)掌握車輛的運(yùn)行狀態(tài)并開展調(diào)度和跟蹤指揮。5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析流程ITS功能功能分析與設(shè)計(jì)中應(yīng)按照以下步驟：（1）在ITS建設(shè)策略指導(dǎo)下，結(jié)合ITS發(fā)展需求分析，進(jìn)行ITS功能的分析、選擇與劃分；設(shè)計(jì)ITS的功能模塊和框架結(jié)構(gòu)。（2）形成ITS共享的空間數(shù)據(jù)庫，包括道路數(shù)據(jù)庫、交通數(shù)據(jù)庫和道路交通地圖庫等。（3）確定ITS的數(shù)據(jù)通信設(shè)施，例如局域網(wǎng)、專用通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等，其中包括無線數(shù)據(jù)通信的方式。（4）擬定ITS的功能要求和實(shí)施路線，包括ITS總的功能要求以及各子系統(tǒng)、子項(xiàng)目的功能要求。（5）最后對ITS的各項(xiàng)功能進(jìn)行檢驗(yàn)并加以完善。5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析流程ITS系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系框架ITS體系框架是運(yùn)輸系統(tǒng)體系和規(guī)格的說明。它決定系統(tǒng)如何構(gòu)成，確定功能模塊以及允許模塊間進(jìn)行通信和協(xié)同的協(xié)議和接口。

它定義運(yùn)輸系統(tǒng)的子系統(tǒng)及其用戶所需的功能以及各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系和集成方式。

目前我國的國家ITS體系框架主要由用戶服務(wù)、邏輯框架、物理框架等組成。5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系框架ITS用戶服務(wù)定義了ITS系統(tǒng)的主要內(nèi)容，從系統(tǒng)用戶的角度描述了ITS“應(yīng)該做什么”。用戶服務(wù)分為用戶服務(wù)領(lǐng)域、用戶服務(wù)和用戶子服務(wù)定義三個(gè)層次。國家ITS體系框架第二版用戶服務(wù)初定9個(gè)服務(wù)領(lǐng)域：（1）交通管理；（2）電子收費(fèi)；（3）交通信息服務(wù)；（4）智能公路與安全輔助駕駛；（5）交通運(yùn)輸安全；用戶服務(wù)1（6）運(yùn)營管理；（7）綜合運(yùn)輸；（8）交通基礎(chǔ)設(shè)施管理；（9）ITS數(shù)據(jù)管理。5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系框架邏輯框架基于需求分析階段提出的“應(yīng)該做什么”的基礎(chǔ)上，描述系統(tǒng)完成ITS用戶服務(wù)所必須具有的邏輯功能和功能間的數(shù)據(jù)交互關(guān)系。

邏輯框架是ITS體系框架開發(fā)的核心過程，決定了將來設(shè)計(jì)的物理實(shí)體系統(tǒng)能否完全滿足用戶需求。

國家ITS體系框架邏輯框架建模綜合了結(jié)構(gòu)分析中常用的功能模型（IDEF0）分析方法和數(shù)據(jù)流圖（DFD）分析方法。邏輯框架25.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系框架ITS體系框架邏輯框架

利用數(shù)據(jù)流圖分析方法，建立系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)關(guān)系圖（DFD0）。DFD0由DFDX（X=1、2、3……）及其之間傳遞的數(shù)據(jù)流組成。然后自頂向下對DFD0進(jìn)行分解，分別確定DFDX中包含的功能DFDX.1、DFDX.2……等，及其之間的數(shù)據(jù)流，進(jìn)而具體畫出一系列子數(shù)據(jù)流圖DFDX。

例如，在國家ITS框架中，DFD3信息服務(wù)，系統(tǒng)功能比較龐雜，為了便于理解，將其分解為DFD3.1提供出行前信息服務(wù)、DFD3.2提供公交信息服務(wù)、DFD3.3提供駕駛員信息服務(wù)等。其中DFD3.1，DFD3.3仍比較復(fù)雜，進(jìn)一步細(xì)分，這個(gè)過程繼續(xù)下去，直到出現(xiàn)某一個(gè)功能不能夠再細(xì)分為止，不能夠再細(xì)分的系統(tǒng)功能稱之為過程。5.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系框架

物理框架是對系統(tǒng)邏輯功能的實(shí)體化、模型化，實(shí)現(xiàn)了邏輯功能與物理實(shí)體間的映射關(guān)系。

國家ITS體系框架中的物理框架構(gòu)架同樣遵循結(jié)構(gòu)分析的方法，分為系統(tǒng)、子系統(tǒng)和系統(tǒng)模塊等三個(gè)層次。每一個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，每一個(gè)子系統(tǒng)又由若干個(gè)系統(tǒng)模塊組成。系統(tǒng)與邏輯框架中的功能域大致對應(yīng)，子系統(tǒng)與功能大致對應(yīng)。但它們之間并非一一對應(yīng)的關(guān)系，必須有一個(gè)重新組合的過程。物理框架35.4智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系框架邏輯框架與物理框架間的關(guān)系概述5.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃流程方法5.2智能運(yùn)輸系統(tǒng)需求分析與預(yù)測5.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)5.4第1章智能運(yùn)輸系統(tǒng)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)與實(shí)施5.5第5章智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)5.5智能運(yùn)輸系統(tǒng)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)與實(shí)施項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)是根據(jù)項(xiàng)目的功能要求和目標(biāo)，進(jìn)行總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)，經(jīng)過篩選后形成總體方案。原則項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)和實(shí)施中應(yīng)堅(jiān)持以下原則：（1）整體性和基礎(chǔ)性。（2）技術(shù)的先進(jìn)、實(shí)用性。（3）系統(tǒng)的開放性、可擴(kuò)展性和安全性。（4