先进的交通管理系统 ATMS.ppt

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1、第五章 先进的交通管理系统ATMS(advanced traffic management system),1,主 要 内 容,5.1 先进的交通管理系统的概念5.2 交通监控系统5.3 先进的公共交通管理系统5.4 收费系统5.5 交通事件管理系统,学习要点,先进的交通管理系统概念交通监控系统电子警察系统原理收费系统的分类与特点传统收费方式的缺点ETC系统及过程交通管理特点、管理内容,5.1 先进的交通管理系统的概念5.2 交通监控系统5.3 先进的公共交通管理系统5.4 收费系统5.5 交通事件管理系统,在世界的大部分城市地区，作为交通管理系统的一个基本实施手段信号控制系统用于主干街道和公

2、路已达一百年之久，这些系统提供了分时控制来疏缓交通流。,交通管理系统,所谓交通控制，就是运用人工或电子技术，对动态的交通进行准确的调度，使其安全通畅地运行。,5.1先进的交通管理系统的概念,交通管理就是按交通法规，根据道路的交通情况，合理地引导、限制和组织交通流。美国Mobilty 2000给交通管理系统下的定义是：“在街道与公路上，为了监视、控制和管理交通而设计的的一系列法规、工作人员、硬件与软件等各部分的组合。”,“监视”是交通信息中心所要完成的功能，就是要建立交通运输信息数据库将交通运行状况可视化；“控制”就是在控制中心生成交通调度方案；“管理”就是通过控制中心使交通控制方案得到具体实施

3、。,交通管理系统中三者之间的关系,5.1先进的交通管理系统的概念,先进的交通管理系统,目前，国际上最常见的ATMS形式是以交通指挥中心为依托的交通管理系统。与传统的交通指挥中心管理系统的封闭性不同，ATMS使得交通信号控制、电视监控、信息发布、违章管理、事故管理、车辆驾驶员管理业务、122/110接处警管理、通信指挥调度等各个孤立的子系统在计算机网络平台上有机地连接在一起。,5.1先进的交通管理系统的概念,交通出行者也可以根据ATMS发布的信息合理地制定出行方案，避免交通拥挤和时间延误，从而提高整个交通系统的运行效率。,交通管理者依据各信息资源在网络上权限共享的原则，可以对城市交通运行状况进行

4、实时监视、指挥控制，并根据具体情况事先对交通系统的自动控制、紧急控制或预案控制。,实现的功能,5.1先进的交通管理系统的概念,先进的交通管理系统的概念,是指以智能技术为支撑，以系统化、标准化、规范化、人性化等为特征，安全、可靠、高效、经济、实用的各类交通管理系统的集成。智能化交通管理系统是ITS的重要组成部分，它基于信息技术和道路交通的发展需求，反映了现代化城市及城间交通系统建设的必然要求和发展趋势。,9,5.1先进的交通管理系统的概念,目标,以信息技术为主导，以计算机通信网络和智能化指挥控制管理平台为基础，建成集高新技术应用为一体的智能化道路交通管理体系，实现交通指挥现代化、管理数字化、信息

5、网络化、办公自动化，最终达到改善现有路网的运行状况，充分、高效地利用现有交通基础设施，缓解交通拥堵、减少环境污染、节约能源、提高驾驶员行驶的安全性和舒适性等目的。,10,5.1先进的交通管理系统的概念,视频：先进的交通管理系统愿景,5.1 先进的交通管理系统的概念5.2 交通监控系统5.3 先进的公共交通管理系统5.4 收费系统5.5 交通事件管理系统,5.2 交通监控系统,在街道与公路上，为了监视、控制和管理交通而设计的一系列法规、工作人员、硬件与软件等部分的组合。闭路电视监视系统交通信号控制系统电子警察,12,交通监控系统目前运用在城市道路和高速公路两个方面。城市交通监控系统实时探测各主要

6、交通要道和交叉路口的车流量、车辆通行状况，根据各监控点反馈的信息，预测某些交通要道和交叉路口可能会出现的堵塞。高速公路监控系统通过对高速公路全线的交通流量检测、交通状况的监测、环境气象检测、运行状况的监视，产生控制方案。,5.2.1交通监控系统的构成及工作原理,5.2 交通监控系统,(1)城市交通监控系统,（1）交通监视子系统 交通监视子系统由前端图象采集单元、信号传输单元、中心控制单元等组成。主要是将各路口现场的情况实时、快速地传输到中心控制单元，从而使交通控制管理人员随时观察城市各路口所发生的情况实景，以便管理者作出正确的判断，真正起到道路交通诱导的作用。,（2）122接处警系统 及时发现

7、与处理交通意外事件，从交通意外事件信息流程管理入手，采用计算机技术和通信技术建立起交通意外事件动态信息处理和反馈系统。由电话通讯调度子系统、电话数字录音子系统、数据管理子系统、首长终端子系统和电子地图子系统(可选)等组成。,(1)城市交通监控系统,（3）电子警察（即“闯红灯自动抓拍系统”）,（4）交通控制系统（红绿灯控制系统）,（5）指挥中心计算机管理系统 将各自独立的计算机网络（单机）应用系统连接在一起，形成面向上级机关、面向社会的有序管理、信息发布和信息交流。交通指挥中心一般建立交通综合信息管理系统。,视频：城市公路交通高效监控,(1)城市交通监控系统,(2)高速公路交通监控系统,目的：采

8、用先进的电子技术，采集各种交通数据，便于高速公路管理部门及时掌握交通流的各种数据和信息，通过计算机软件对信息进行处理分析，形成控制策略，及时发布各种控制命令、交通信息，处理各种交通事故和堵车现象，疏导交通流，制定减少交通事故和交通堵塞的有效措施，及时向有关部门提供各种服务(包括抢救受伤人员、拖走故障车辆、维修损坏路面及损坏设备等)，使车辆司乘人员感到快速、安全、舒适，保证高速公路的安全畅通并可为决策者进行中长期宏观管理、规划、调度提供依据。,随着城市交通的迅速发展，道路机动车流量急剧增加，一些驾驶员为达目的闯红灯行驶，特别是在无交通警察值守的夜间，问题更为严重。为此，国内外相关管理部门积极开发

9、了红灯闯行车辆自动监录系统。,将视频图像特征检测技术应用到检测车辆是否闯红灯并给予记录，目前视频图像监录系统(又称“电子警察”)已在现实中得到应用，取得了较好的效果。“电子警察”有三类：第一类是胶片相机；第二类是数码相机；第三类是视频监控系统。,5.2.2 电子警察系统,5.2 交通监控系统,能对违章车辆进行自动判断与图像记录。执法部门可以根据该系统所提供的车辆违章过程的图像记录，对违章司机进行追究和处罚。路口、路段或者特定场所，如收费站、交通或治安检查点、停车场等的全天候交通监控与管理；路面动、静态交通违章的监测与管理；嫌疑车辆的布控、侦破和追逃；路面交通信息的实时采集与处理；路面交通监控信

10、息服务,19,5.2.2 电子警察系统,5.2 交通监控系统,电子警察结构组成闯红灯为例,20,5.2 交通监控系统,工作原理,在路口监录区域设置特征信号线。启动红灯方向的特征线标志。利用预先设计好的软件不断检测特征信号线是否被切断。如果发现被切断，立即发出捕捉信号，将该机动车的视频图像存储下来并传输至中心。在中心对车型、车号进行自动识别。将违章车辆打印出来或以其他方法输出。发布，通知违规者。,21,5.2.2 电子警察系统,5.1 先进的交通管理系统的概念5.2 交通监控系统5.3 先进的公共交通管理系统5.4 收费系统5.5 交通事件管理系统,主要内容,一、APTS的基本思路二、APTS服

11、务功能三、APTS关键技术四、快速公交系统,5.3 先进的公共运输系统-APTS（Advanced Public Transportation System),城市交通方式（结构）,（1）公共交通车辆公共汽车无轨电车有轨电车轻轨地铁轮渡出租车（或者单列）（2）摩托车、私家车、公务车、特种车（3）自行车、三轮车、行人,5.3 先进的公共运输系统-APTS,教材第6章,我国城市交通方式结构现状,5.3 先进的公共运输系统-APTS,城市交通各种方式的比较,道路的使用效率：公共汽车是小汽车的1015倍运同样的乘客产生的废气：公共汽车是小汽车的1/10耗油量：公共汽车是小汽车的1/3土地资源：公共汽车

12、是小汽车的1/5,5.3 先进的公共运输系统-APTS,教材第6章,缓解城市交通拥挤、减少城市污染的方式之一：优先发展城市公共交通。,5.3 先进的公共运输系统-APTS,要优先发展城市公共交通，关键是提高公交吸引力！,5.3 先进的公共运输系统-APTS,我国公交现状,公交出行比例不高 北京市：2007年32，2008年36.8%，2009年38.9%，2010年预期达到40%以上 武汉市：2008年23，2012年不低于27，2015年达到30公交车速严重下降公交服务质量相对下降,5.3 先进的公共运输系统-APTS,教材第6章,乘客对公交的看法和意见,5.3 先进的公共运输系统-APTS

13、,教材第6章,公交失去吸引力的原因,80,线网布局未优化 站点布置未优化 车辆调度未优化 公交车通行无优先,5.3 先进的公共运输系统-APTS,APTS目标,增强公交吸引力使公共运输和合乘更加有效和可靠！,5.3 先进的公共运输系统-APTS,一 APTS的基本思路,对于乘客（潜在乘客）提供完善的信息服务：各种场合、完整信息、及时性提高方便性：准时，有效利用候车时间对于运营者：运营管理的优化：乘客实时监控、动态调度加强运营者之间、跨行业间的运行管理,5.3 先进的公共运输系统-APTS,二 APTS服务功能,（1）运用车载数据采集技术实现对运营车辆的监视（2）线路网规划与时刻表管理（3）车辆

14、维修计划与计划编制（4）车辆维护运营安全（5）司售人员配班安排（6）车载收费管理（7）乘客信息服务,5.3 先进的公共运输系统-APTS,APTS服务功能(国家体系框架),运营管理领域服务 公交规划公交运营管理车辆监视一般货物运输管理特种运输的管理,5.3 先进的公共运输系统-APTS,如何来实现这些功能？,技术上规划管理上,5.3 先进的公共运输系统-APTS,三 APTS关键技术,自动车辆定位AVL(Automatic Vehicle Location)双向无线信息信号杆：通过信号杆和里程表来定位，信号杆以5英里为间隔布置；车上装有无线双向通信设备和驾驶员信息使用设备；其一是把车辆位置传给

15、控制中心，其二是在中心和系统中公共汽车车间进行信息交换。使用了GPS的技术及DR技术。,5.3 先进的公共运输系统-APTS,车载设备 可实现定位、车载外围设备的控制以及交通灯控制等。车辆可实现自主操作。功能：计划与实际数据比较、根据计划数据保证车辆的连续性、显示落后与超前的时间、出发时间的可视化和语音信息、车站的乘客信息系统控制。中心站对车队进行管理，可在电子地图上显示车辆，调整车距，保证车辆连续性，可选择语音通信，监视报警，控制动态乘客信息系统以及统计数据等。,5.3 先进的公共运输系统-APTS,5.3 先进的公共运输系统-APTS,电子站牌,向乘客提供实时信息电子站牌显示的信息来源是公

16、交运营控制中心；为降低电子站牌成本和提高可用性和可靠性，电子站牌设备要尽量简化；同时注重站牌造型简洁、美观、实用，便于安装维护。,5.3 先进的公共运输系统-APTS,5.3 先进的公共运输系统-APTS,智能公交卡,乘车无需买票找零程序，只需手持卡片轻松一晃即可完成,快速公交系统,定义内涵特征典型案例,5.3 先进的公共运输系统-APTS,教材第6章,如何实现快速公交？,划一些公交专用道？,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公交系统的定义,BRT(Bus Rapid Transit)快速公共汽（电）车运营系统简称，是利用改良型的公交车辆，运营在专用道路空间上，保持轨道交通运营特性且具

17、备普通公交灵活性的一种快捷的公共交通方式。,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公交系统的内涵,专用的路权改良型的公交车辆设施齐备的车站多样化线路与城市用地的紧密结合功能齐全的配套设施合理的票价体系完善的管理机构,5.3 先进的公共运输系统-APTS,专用的路权,全时段、全封闭、形式多样的公交专用道全时段、全封闭、形式多样的公交专用道,澳大利亚布里斯本,法国罗恩市,5.3 先进的公共运输系统-APTS,专用的路权,全时段、全封闭、形式多样的公交专用道全时段、全封闭、形式多样的公交专用道,哥伦比亚波哥大市,巴西库里提巴市,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,改良型的公

18、交车辆大容量的干线快速公交车辆大容量的干线快速公交车辆,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,改良型的公交车辆大容量的干线快速公交车辆,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,改良型的公交车辆,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,改良型的公交车辆提高运营速度提高运营速度改善公交服务水平改善公交服务水平,5.3 先进的公共运输系统-APTS,教材第6章,快速公共系统的内涵,设施齐备的车站站下 减少上下客时间站下收费 财务管理的要求,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,设施齐备的车站 水平上下车（减少上下客时间与方便

19、特殊人群的上下）,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,快速公交车站是城市的街景,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,快速公交车站是城市的街景,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,多样化线路,干线线路直达线路环路线路支线线路,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的内涵,功能齐全的配套设施 交叉口信号优先 公交运营信息系统 其它合理的票价体系完善的管理机构,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公交系统的特征,运营能力 普通20000人次/每小时 高达40000人次/每小时 运营速度 20 40 公里/小时地面上的

20、“轨道交通”,5.3 先进的公共运输系统-APTS,快速公共系统的特征,低廉的造价与运营费用 轨道交通造价的1/10，1/10的运营费用;修建一条轨道交通的费用可以建设一套快速公交的网络;采用20公里的轨道交通的投资可以修建200公里左右的快速公交系统。,5.3 先进的公共运输系统-APTS,5.1 先进的交通管理系统的概念5.2 交通监控系统5.3 先进的公共交通管理系统5.4 收费系统5.5 交通事件管理系统,主要内容,一、收费系统的分类与特点二、半自动收费系统三、收费系统实例四、ETC系统介绍,5.4 收费系统(Toll Collection),为什么要收费？,收费还贷利用民间资金，谁使

21、用谁交费道路养护控制交通流,5.4 收费系统(Toll Collection),一、收费系统的分类与特点,按收费制式分类,5.4 收费系统(Toll Collection),1）均一式收费系统 2）开放式收费系统 3）封闭式收费系统 4）混合式,1）均一式收费,又称全线均等收费，只设入口，不设出口，与路程无关。优点：无漏收；只需1次停车交费；手续简单；收费广场规模小，设施简单，人员少；兼顾入口交通管理，能获取分车型的入口交通量等数据。平均8s缺点：不够公平合理。,5.4 收费系统(Toll Collection),适用范围：比较适合里程较短，立交出入口多且密集，车辆之间行使里程差距不大的收费道

22、路；交通量很大，收费广场和互通立交规模受到严格限制的地方,5.4 收费系统(Toll Collection),2）开放式收费系统,又称按路段均等收费（Open System)或栅栏式收费系统（Barrier System）；收费站在收费道路的主线上，30-50km不等；优点：手续简单；互通立交桥不受限制；可获取车型等交通数据；平均8s缺点：有漏收；收费也不完全合理；,5.4 收费系统(Toll Collection),适用范围：适用于中短距离、互通立交比较稀少的道路，或者独立收费的桥梁、隧道。,5.4 收费系统(Toll Collection),3）封闭式收费系统,又称按互通立交区段收费（Cl

23、osed System)收费站建立在收费道路的所有出入口处，入口领券（卡），出口交钱，停车2次，收费1次。优点：按车型和里程收费，公平合理；无漏收；通行券可以为交通管理提供数据；缺点：验券手续复杂，处理效率低；收费站建设规模和投资加大，相应的配套设施增加。平均服务时间14s,5.4 收费系统(Toll Collection),4）混合式,是均一制和开放式的混合方式,5.4 收费系统(Toll Collection),是均一制和开放式的混合形式，基本出发点是将两者的优点结合起来，形成一种新型的、简单有效的收费制式，用于中长距离的收费公路。优点：不会漏收、较公平合理、收费广场数量持平或有所减少，灵

24、活性大。,5.4 收费系统(Toll Collection),按收费的自动化程度分类,（一）人工收费系统（二）半自动收费系统（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),（一）人工收费系统,现金人工交易，收据预先印刷好，最后根据所发的收据量进行结算。投资小，操作简单。容易出现漏收、逃费和贪污现象，不利于管理。,5.4 收费系统(Toll Collection),（二）半自动收费系统,也称“人工收费，计算机管理，电视监控”：由人工（或仪器）识别车型，人工收费，由计算机进行计费、数据打印和汇总结算。收费站可以通过计算机网络对所有收费车道进行统一管理，同时在一定区域内还可以

25、实行联网收费和管理。,5.4 收费系统(Toll Collection),（二）半自动收费系统,是目前最适合我国国情、运用最广泛的一种收费方式。两种形式：人工判别车型、人工收费，计算机完成统计及控制工作；人工收费，计算机完成车型判别、统计及控制工作。半自动收费系统由于采用人工收费交易，因此处理能力仍然较低。,5.4 收费系统(Toll Collection),1、系统组成,中心计算机系统分中心计算机系统收费站计算机系统收费车道系统,5.4 收费系统(Toll Collection),（二）半自动收费系统,半自动收费系统组成图,5.4 收费系统(Toll Collection),5.4 收费系统

26、(Toll Collection),教材第6章,5.4 收费系统(Toll Collection),中心计算机系统,中心计算机系统主要用于对所有分中心计算机的数据收集、数据通信、处理、统计、打印所有统计数据与报表，对系统进行综合管理控制及调度等；系统硬件设计时应考虑其容量、可靠性、兼容性与可扩充性；软件设计应可靠、先进，易于操作。,5.4 收费系统(Toll Collection),教材第6章,5.4 收费系统(Toll Collection),分中心计算机系统,分中心计算机系统主要用于收费系统所管辖的所有收费站的数据收集、数据通信、处理、统计、打印有关数据与统计报表。其软件设计与中心计算机基

27、本相同。中心计算机发生故障，可部分代替中心计算机的功能。,5.4 收费系统(Toll Collection),5.4 收费系统(Toll Collection),收费站计算机系统,收费站计算机系统主要对本站各收费道口的设备进行管理和监督，用于采集、处理、统计、分析本站所有收费道口的收费数据与交通量数据，存贮、打印相关的统计报表，实现同分中心计算机的通信。当上级计算机发生故障时，要求能部分代替上级计算机的功能。,收费站计算机系统,5.4 收费系统(Toll Collection),教材第6章,5.4 收费系统(Toll Collection),收费车道系统,收费车道系统是收费系统的最基本单元。它

28、由入口车道系统（包括收费亭内设备车道控制器、显示器等：收费亭外设备车型识别仪、栏杆、雨棚信号灯、雾灯等）、出口车道系统（包括摄像机，栏杆）、报警网络系统、内部对讲系统等部分组成。采集每条收费道口的收费数据与交通量数据，并加工处理，对进出口车辆进行控制，收取车辆通行费，并与收费站计算机系统进行数据通信。收费站计算机系统发生故障时，收费车道系统应有一定时间的数据存贮功能。,5.4 收费系统(Toll Collection),5.4 收费系统(Toll Collection),湖北高速联网收费系统介绍,（一）收费方式非接触式IC卡作为通讯卡的半自动收费方式过程：入口人工判别车型，并输入3位车牌尾号，

29、同时抓拍车辆图像，发放通行卡；出口回收通行卡、人工判别车型，并输入3位车牌尾号与入口校核；车道计算机自动计算通行费，人工收费，计算机打印票据，电动栏杆放行，车辆检测器校核，收费站计算机管理收费数据并生成各类统计报表，闭路电视监视收费过程并对车道图像进行抓拍。,5.4 收费系统(Toll Collection),收费标准（按湖北省物价局、财政厅、交通厅文件确定）,（三）自动收费系统,也称电子收费系统（Electronic Toll Collection，简称ETC）或不停车收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),电子收费系统(ETC）是利用无线通信、计算机、网络等技术，运用

30、电子货币交换，实现公路不停车收费的新型收费系统。两个基本特征：采用高新科技实现收费电子化 实现了公路的不停车收费,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),传统收费系统的缺陷,收费中的贪污作弊现象时有发生，造成资金流失，使资金回收周期加长，损害了投资者的利益。传统手工收费方式耗时长，效率低，当交通量大时，必然造成诸多车辆在收费站排队等候交费的不利情况，致使公路通行能力大幅下降，收费站成为阻碍公路发挥最大效益的一个瓶颈。由于长时间排队等候，车辆不得不频繁地启动、刹车，无谓的油耗及机件、轮胎损耗随之上升。车辆在怠速状态下有害废气的排放量增加，这又对收费站附近区域的环境

31、造成了污染，损害了收费工作人员及车辆驾乘人员的健康。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),电子收费系统的优点,极大地提高了收费工作的效率，同时杜绝了工作中的贪污、作弊、乱收费等现象 大大方便了驾乘人员，减少了无谓的消耗和污染 减少了公路的交通堵塞和拥挤 提高交通效率，增强国家的经济竞争，促进社会的现代化,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),不同收费方式的通行能力比较（开放式收费系统）,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),不同收费方式的通行能力比较（封闭式收费系统）,（三）自动收费系统,5

32、.4 收费系统(Toll Collection),两大类付费方式可供用户选择。一类是预付方式，用户预先缴纳一定金额的通行费，这个金额以某种方式保存起来，每当收费操作时，从中扣除相应的预付款。这就像现在的某些储值卡。另一类是事后支付方式，用户申请一个帐户，每当收费操作时，凭这个帐号进行记帐，然后定期或不定期的结帐付款，这就像日常缴纳电话费一样。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),电子收费系统运行的过程 视频用户首先前往放行安装部门，申请安装车上单元，预缴通行费或设立事后付费帐户，相应的信息被存入车上单元中，然后该车辆便可以上路行驶。在进入收费站时，车辆按规定

33、限速通过电子收费车道。识别子系统识别出该车所属型号，报告控制单元。通信子系统通过天线与车上单元进行双向通信，收费操作在通信的过程中同时完成。收费操作包括根据车型按照收费规则确定收费额，核对金额、帐号信息，有关结果通知对方等。如果一切无误（剩余金额充足或帐号有效），则正常结束收费操作（改写金额、记帐等）。否则的话（剩余金额不足或帐号无效等），控制单元将采取措施，启动强制子系统，将车辆拦下或记录其车牌号码等，以保证通行费最终能被征收，不致流失。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),4.控制单元将收费的相关信息递交给收费站计算机，收费站计算机对这些信息按不同类别分

34、别进行处理。正常收费信息可以积累汇总，产生相应的收入报告递交给管理机关（中央处理系统）。5.事后付款方式的收费数据将定时（或立即）传送给中央处理系统，以便生成转帐清单向金融机构请求支付。不正常收费的信息将立即传递给中央处理系统，以确保统一及时处理。中央处理系统除了接受下级传递的信息外，还向下级发送相关信息，如收费规则、帐号“黑名单 等。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),教材第6章,电子收费系统的体系结构,电子收费系统的基本原理是使安装在车辆上的专门装置（车上单元）通过无线信号与安装在收费口上的天线进行信息交换，根据该专门装置中保存的与收费相关的数据，可以

35、即时算出并征收通行费用。费用征收使用电子货币式的系统（如IC卡）。一套完整的电子收费系统是由识别、通信等多个子系统和设备构成的。系统的体系结构如下图：,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),电子收费系统的体系结构,教材第6章,各个模块的基本原理、功能,1）控制单元功能和作用:接收其它子系统传递过来的信息，按照一定的规则进行加工处理，产生相应的动作指令和数据，再传递给对应的装置、设备，控制它们做出必要的反应，完成电子收费系统的现场控制功能。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),2）车上单元 在电子收费系统中，使用电子货币式的付

36、费方式。因此，用户必须有个电子钱包。同时由于收费过程在车辆行驶状态下进行，因此，电子钱包与收费装置之间的信息联系只能通过无线的方式进行，所以电子钱包必须具有通信功能。此外，还应该具有一定的人机交互功能，以便用户能够了解支付情况、存款余额等信息。视频：车上单元,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),3）通信子系统 在电子收费系统的工作过程中，安装在车辆上的车上单元与收费站上的对应收费设备之间必须交换一定的数据和信息，才能完成自动收费操作。实现这两者之间的信息交换，是通信子系统的主要功能。作为

37、站上设备（路边系统）与车上单元之间联系的媒介和纽带，通信子系统的性能好坏，直接影响到整套系统优势发挥乃至正常运行。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),4）车型识别子系统 在收费过程中，车辆的类别是决定通信费标准的因素之一。在传统收费方式中，车辆的类型通常由收费员通过目视人工划分，这样的分类主观性较大，标准难以真正统一，而且效率不高。为了满足这些需求，在电子收费系统汇总引入自动车辆分类（AVCAutomatic Vehicle Classification）及自动车辆识别（AVIAutomatic Vehicle Identification）技术。,（三）

38、自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),5）强制子系统 在电子收费系统的应用过程中，会出现车辆不正常付费的情况，这可能是因为预付款余额不足等客观原因，也可能是因为驾驶员非法使用电子收费系统等主观因素。在强制子系统中，常用的手段是对违规车辆拍照或摄像。将照片或图象递交有关处理机关，辨认出违规车辆及其所有者后进行处理。在实际使用中，拍摄到的一般是模拟或数字图象，可以通过通信网络立即传送给有关机构。拍摄的内容大多是车辆的前、后号牌，更完善的系统还包括驾驶员的图象。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),6）探测子系统及其它辅助设备 探测子系

39、统，是对电子收费系统中用于检测是否有车辆经过各种装置的总称。检测是否有车辆经过的目的，是为了给系统的某些操作提供触发或启动信号，如天线开始通信，强制子系统摄像机拍照等。,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll Collection),7）收费站计算机和中央处理系统 作用是对收费站进行管理。这种管理主要有两个方面，一方面是对收费站上硬件设施的管理，包括收费道口的开通、关闭，各套设备的状态监视与高层控制等，另一方面是对收费的管理，包括收费操作的实时记录，收入情况的定期结算，相关报表的生成等。此外，它还负责向上级机关报告有关情况和数据。,视频,（三）自动收费系统,5.4 收费系统(Toll

40、Collection),5.1 先进的交通管理系统的概念5.2 交通监控系统5.3 先进的公共交通管理系统5.4 收费系统5.5 交通事件管理系统,5.5 交通事件管理系统,5.5.1 交通事件管理概述5.5.2 交通事件管理系统的组成5.5.3 交通事件管理系统的功能,（1）交通事件及其对交通的影响,5.5.1 交通事件管理概述,交通事件是指导致道路通行能力下降或交通需求异常增多的非周期性发生的情况。根据交通事件的特点，可分为突发性交通事件和计划性交通事件。,突发性交通事件包括交通事故、自然灾害（如地震、灾害天气等）、生产事件（如有害气体泄漏、火灾、爆炸等）、恐怖袭击事件等，此类事件的发生具

41、有不可预测性。,计划性交通事件包括大型集会、大型文体活动、道路养护维修作业等，此类事件能事先获得事件信息并制定应对计划。,交通事件具有以下特点：,1）非常发性对于突发性事件，事件发生的时间、地点以及频率往往是不确定的，而计划性事件的发生虽然事前是知道的，但由于其会引发超常的交通需求而常常需要进行大量的准备工作，而且还要限制这类事件发生的频率，因此特殊事件具有非常发性。,2）需求超常性交通事件主要通过影响道路的通行能力和影响交通需求来对现状交通产生影响，导致交通需求大于道路通行能力，从而产生交通拥堵。,5.5.1 交通事件管理概述,3）波及广泛性 交通事件往往涉及对象众多，影响范围很广。例如一项

42、养护维修工程，往往涉及到施工单位、交通管理部门、道路使用者等多个对象，如果引发了交通事故，还得涉及医疗、急救等众多部门，而其影响范围也不仅仅包括养护维修的路段，一般还会影响到相关的平行道路和相交道路。,5.5.1 交通事件管理概述,5.5.1 交通事件管理概述,交通事件种类及出现比率,北京首都高速公路发展有限公司下属机场路近15个月（1999-01-15到2000-04-30）的交通事件调查,5.5.1 交通事件管理概述,大量交通事件是车辆本身的机械或电气路的故障导致的抛锚，没有汽油、发动机工作不了。占38%。交通事故占总交通事件数的22%，但大多数是小事故，车辆的刮伤、冲出车道，相对速度较小

43、的追尾事故。5%10%是严重交通事故。撞人、逆向行驶相撞、与装有危险品的车辆相撞等，导致数小时的延误。,交通事件对交通系统的影响：,（1）对道路通行能力的影响 交通事件通常会对道路设施产生局部性或区域性的破坏，导致其不能发挥正常的交通功能。可分为物理性影响和功能性影响。,（2）对交通需求的影响 不仅影响道路通行能力，还会对交通需求产生显著影响。交通事件还会导致交通需求在道路网上的重新分布，有些道路的交通需求降低，而有些道路的交通需求会增加。,5.5.1 交通事件管理概述,（2）交通事件管理,道路交通事件管理的基本思想，是将道路的日常运营活动，视为运营正常状态和异常状态两者交互发生、互相转化的过

44、程，认为这种交互转化的活动过程，是在道路所处环境的安全状态和不安全状态两者交互作用下进行的。,交通事件管理的根本目的是使受到事件干扰的交通流恢复正常。主要包括以下几个方面：（1）改善交通安全；（2）减少人员伤亡和损失，降低交通延误；（3）降低事件反应时间，提高救援效率（4）减少交通事件对环境的影响。,5.5.1 交通事件管理概述,交通事件管理的原则：对交通事件进行管理，一是要充分利用现有的道路交通资源来进行，因为现实中不可能由于某一事件而增设大量的临时性交通设施；二是要尽量降低特殊事件带来的对交通和环境的负面影响，提高交通安全和交通效率，同时兼顾环境。,通过使用ATMS，可以将事故发生到清理结

45、束的平均时间从6小时15分降低到1小时28分。相当于对事故处理速度提高了77%。,5.5.1 交通事件管理概述,交通事件管理的内容,（1）事件检测与确认 事件检测是及时对可能发生的事件进行发现、判断和对已经发生的事件进行检测的过程，是事件管理的第一步。事件检测方法主要包括以下几种：驾驶员或其他人员电话报警；交通视频监控；基于检测器数据的交通事件自动检测算法和软件；交通警察巡逻；相关部门报告的事件信息等。,5.5.1 交通事件管理概述,（2）事件快速反应 一旦确认交通事件发生后，事件快速反应就是协调各相关机构、管理相应的人员及设备、进行通信联络和信息发布等一系列活动的总和。合适的快速反应过程取决

46、于对所发生事件的了解以及现有条件下所能提供的装备与资源。,（3）现场管理 现场管理的主要任务是准确评价事件严重程度、确定合适的优先权、协调相关资源的使用、安全高效地清理事件现场等。保证事件处理人员、事件当事人以及其他车辆和人员的安全是现场管理的首要目的。,5.5.1 交通事件管理概述,（4）交通管理 交通管理涉及到多个方面，包括快速道路控制、城市道路控制、交叉口控制、紧急事件处理、交通信息采集和发布、交通监控以及静态交通管理等诸方面。,（5）事件清理 事件清理是指清除事件遗留的残骸及其他影响道路交通流正常运行的障碍物，使道路通行能力恢复到正常水平的过程。,（6）事件信息发布 事件信息发布是指通

47、过各种渠道和方式将事件信息传播给驾驶员的过程。,5.5.1 交通事件管理概述,5.5.2 交通事件管理系统的组成,交通事件管理系统的组成：由数据采集子系统、数据处理子系统、预警应急管理子系统、应急救援子系统组成。,高速公路交通事件管理系统结构示意图,5.5.2 交通事件管理系统的组成,数据采集子系统通过各种信息采集方式如车辆检测器、视频检测器、气象检测器等采集相关数据，并用通信网络传送到应急管理中心的数据处理子系统。,(1)数据采集子系统,5.5.2 交通事件管理系统的组成,1）基于检测器的交通事故信息采集 由于异常交通造成的交通阻塞消散时间与紧急救援的响应时间成指数关系，所以及时地发现异常交

48、通现象具有重要的意义。为采集异常交通信息，有必要加大沿线检测器的密度，一般以500m间距为宜，事故多发地段还可以加大此密度。,2）基于紧急电话和巡逻手段的异常交通信息采集 常规的异常交通信息采集手段。突发事故发生后至被发现的时间，取决于紧急电话的设置密度和巡逻频率，一般情况下缺乏及时性。,3）基于AIDS的异常交通信息采集 交通状态自动识别系统（Automatic Incident Detection System，简称AIDS）是运用图像处理技术，自动地检测行驶中的车辆为避开道路上异常情况的行驶轨迹，并将此信息传送给交通控制中心和路上的后续车辆。AIDS几乎可以在突发事故发生的同时获取异常交

49、通信息，但由于该系统的成本较高，所以尚难在高速公路上大范围地使用。,4）基于路车间信息系统的异常交通信息采集路车间信息系统（Road/AutomobileCommunicationSystem，简称RACS）通过车辆上的装置和设于路上的通信接收与发射装置，实现行驶中的车辆与管理中心的通信。当车辆遇有险情时，可以通知管理中心，并通过该中心将此信息提供给周边的车辆。,数据处理子系统对数据进行处理，及时获得交通事件信息，并向管理人员进行提示。管理人员对异常事件进行辨别和确认后，将事件信息输入到应急管理方案决策支持子系统，该子系统在进行事件影响分析、交通状态仿真等基础上，提出应急管理方案的建议，并通过

50、人机交互的方式确定最佳的应急管理方案。,(2)数据处理子系统,5.5.2 交通事件管理系统的组成,(3)预警应急管理子系统,预警主要是对道路交通的检测和评价，重点在于预警指标的建立和评价。而预警管理的重点在于获得各种交通现象信息的基础上，研究如何采取预警预控的管理手段防范异常交通事件的发生以及发生后的紧急救援措施等问题，包括预警应急管理的组织、预警应急管理的运行方式以及预控对策等方面。,5.5.2 交通事件管理系统的组成,道路预警应急管理子系统的运营模式,(4)紧急救援子系统,交通事故紧急救援组织体系 高速公路交通事故紧急救援管理作业，涉及到诸多的业务部门，主要包括：高速公路交通管理中心、交通