智能交通及其解決方案

隨著物聯網、移動通信（尤其是5G）和人工智能技術的發展，智能交通已進入新時代。本書從系統工程和網絡的視角審視整個交通系統（特別是城市的交通系統），梳理出較為完整的智能交通體系，全面闡述智能交通中的信息技術以及由此帶來的交通系統新功能；依托移動因特網，簡要介紹作為交通要素之一的車與車及相應的基礎設施所構成的車聯網，並探討智能汽車和無人駕駛汽車。全書分為7章，包括：緒論，智能交通體系架構，智能交通信息技術基礎，智能交通支撐技術，智能交通主要功能系統，面向智能交通的車聯網，智能汽車。

目 錄
　　
第1章 緒論 1
1.1 城市交通 1
1.1.1 城市交通的特徵 1
1.1.2 我國城市化進程 1
1.1.3 城市交通發展歷程 4
1.1.4 城市交通管理現狀分析 7
1.1.5 現代城市發展對智能交通的迫切需求 9
1.2 智能交通 15
1.2.1 智能交通概念和特點 15
1.2.2 智能交通系統組成 16
1.3 智能交通規劃 21
1.4 智能交通系統發展 23
1.4.1 智能交通發展現狀 23
1.4.2 智能交通發展方向和特徵 25
1.4.3 我國智能交通發展方向和趨勢 26
討論與思考題 30
第2章 智能交通體系架構 31
2.1 智能交通體系架構組成 31
2.2 感知層 32
2.2.1 感知對象與感知方式 32
2.2.2 感知網絡與感知技術 32
2.2.3 RFID技術 36
2.2.4 條形碼技術 37
2.3 接入層 38
2.3.1 光纖通信 38
2.3.2 蜂窩移動通信 39
2.3.3 衛星通信 45
2.3.4 移動因特網 46
2.4 網絡平臺層 47
2.4.1 無線傳感器網絡技術 48
2.4.2 無線傳輸技術 50
2.4.3 自組織通信技術 52
2.4.4 IP承載技術 53
2.5 應用層 55
2.5.1 應用層概念與應用對象 55
2.5.2 應用平臺 56
2.5.3 中間件技術 57
討論與思考題 62
第3章 智能交通信息技術基礎 63
3.1 交通信息採集 63
3.1.1 感應線圈檢測器 63
3.1.2 微波檢測器 64
3.1.3 超聲波檢測器 64
3.1.4 紅外檢測器 65
3.1.5 視頻檢測器 66
3.1.6 基於定位的採集技術 67
3.1.7 基於RFID的採集技術 67
3.1.8 基於蜂窩網絡的採集技術 68
3.1.9 基於IPv6的採集技術 68
3.2 智能交通信息傳輸 69
3.2.1 智能交通信息傳輸特點 69
3.2.2 智能交通信息傳輸技術 70
3.2.3 無源光網絡的應用 73
3.3 智能交通信息處理與發布 75
3.3.1 智能交通信息處理 75
3.3.2 智能交通信息發布 77
3.4 智能交通信息服務 78
3.4.1 公共交通信息服務系統體系框架 78
3.4.2 道路交通流動態誘導 80
討論與思考題 81
第4章 智能交通支撐技術 82
4.1 物聯網技術 82
4.1.1 物聯網的“物聯”特徵 82
4.1.2 物聯網的“聯網”特徵 84
4.1.3 物聯網與智能交通 85
4.2 大數據技術 91
4.2.1 大數據概念和特點 91
4.2.2 大數據應用及應用方式 92
4.2.3 大數據與智能交通 96
4.3 雲計算技術 106
4.3.1 雲計算及其原理 106
4.3.2 雲計算體系結構 109
4.3.3 雲計算關鍵技術 110
4.3.4 雲計算與智能交通 113
4.4 信息可視化技術 121
4.4.1 信息可視化分類及分析方法 121
4.4.2 交通地理信息系統（GIS-T） 127
4.4.3 GIS可視化技術 130
4.5 交通模擬技術 132
4.5.1 交通模擬技術的優勢與應用方法 132
4.5.2 交通模擬工作程序與分類 133
4.5.3 交通模擬軟件 135
4.5.4 車路協同系統模擬優化方法 138
4.6 數字孿生技術 141
4.6.1 數字孿生技術發展 142
4.6.2 數字孿生技術內涵 143
4.6.3 數字孿生與智能交通 144
討論與思考題 148
第5章 智能交通主要功能系統 149
5.1 交通需求管理 149
5.1.1 概述 149
5.1.2 交通需求管理策略 150
5.2 交通信號控制 153
5.2.1 交通信號控制的作用與分類 153
5.2.2 交通信號控制系統構成與組網拓撲結構 155
5.2.3 交通信號控制模式 158
5.2.4 交通信號控制配置功能 160
5.2.5 單點交叉口交通信號燈多目標動態優化配時算法 163
5.2.6 多點交叉口交通信號燈動態配時算法 165
5.3 交通視頻監控與誘導管理 168
5.3.1 視頻監控系統 169
5.3.2 交通誘導系統 170
5.4 交通事件管理 171
5.4.1 概述 171
5.4.2 交通事件檢測 172
5.4.3 交通事件處理 176
5.5 交通數據管理 178
5.5.1 概述 178
5.5.2 ATMS的信息需求 178
5.5.3 ATMS的數據類型和數據體系 179
5.5.4 ATMS的數據模型 181
5.6 公共交通管理 188
5.6.1 概述 188
5.6.2 城市公交運營調度 189
5.6.3 軌道交通系統 195
5.7 智能高速公路管理 203
5.7.1 概述 203
5.7.2 智能高速公路系統需求分析 204
5.7.3 智能高速公路系統構成 207
5.8 停車場管理 214
討論與思考題 218
第6章 面向智能交通的車聯網 219
6.1 車聯網及其發展 219
6.1.1 車聯網概述 219
6.1.2 車聯網應用系統架構 220
6.1.3 車聯網的運營模式 221
6.1.4 車聯網產業發展 223
6.2 車聯網的體系架構 227
6.2.1 車聯網是物聯網的一部分 227
6.2.2 車聯網是智能交通的物聯網 228
6.2.3 車聯網與大數據、雲計算相融合 230
6.3 車聯網的感知模型 231
6.3.1 車聯網的三層模型 231
6.3.2 車聯網信息感知與交互模型 232
6.4 車聯網的數據傳輸 234
6.4.1 車聯網聯通模型 234
6.4.2 車聯網的通信技術 236
6.4.3 車聯網的雲網協同技術 238
6.5 車聯網的安全 240
6.5.1 車聯網安全概述 240
6.5.2 車聯網感知層終端安全 242
6.5.3 車聯網網絡層無線網絡安全 242
6.5.4 車聯網應用層雲服務安全 245
6.5.5 車聯網中隱私保護和後台服務安全 246
6.6 基於車聯網的交通狀況智能監測 246
6.6.1 公用通信網絡和交通基礎設施 246
6.6.2 交通狀況智能監測信息智能路由 247
6.7 基於車聯網的智能交通管理與決策系統 249
6.7.1 概述 249
6.7.2 系統結構和內容 249
6.7.3 系統解決方案 250
討論與思考題 251
第7章 智能汽車 252
7.1 智能汽車概述 252
7.1.1 智能汽車定義與內涵解析 252
7.1.2 智能汽車的功能與特點 254
7.1.3 智能汽車發展的技術要素 255
7.1.4 智能汽車的商業模式 258
7.1.5 對我國發展智能汽車的思考 260
7.2 智能汽車發展動力、分級和現狀 265
7.2.1 智能汽車發展動力 265
7.2.2 智能汽車發展路線和分級 268
7.2.3 自動駕駛汽車發展概況 272
7.3 無人駕駛汽車 276
7.3.1 無人駕駛汽車概述 276
7.3.2 無人駕駛汽車的發展前景 279
7.3.3 無人駕駛汽車當前存在的問題 280
7.3.4 無人駕駛汽車的關鍵技術 280
7.4 無人駕駛汽車的設計與應用 282
7.4.1 無人駕駛汽車的系統架構 282
7.4.2 無人駕駛汽車的環境感知系統 283
7.4.3 無人駕駛汽車行為決策系統 283
7.4.4 無人駕駛汽車控制系統總體設計 291
7.4.5 車聯網的應用 292
7.4.6 Google無人駕駛汽車 294
7.4.7 百度無人駕駛汽車 295
討論與思考題 297
主要參考文獻 298