文档介绍：第1章绪论 引言随着社会经济的发展,汽车的普及率越来越高,交通拥挤加剧、交通事故频繁等交通问题变得日趋严重,同时由于交通堵塞所引起的总体资源浪费、汽车排放物对环境的污染等对社会造成的影响更是难以估量。一般说来,解决交通拥挤的最直接的办法就是建设更多的道路,提高路网的通行能力,但无论是那座城市, 可供修建道路的空间必定有限。同时,由于交通系统是一个相当复杂的大系统, 仅仅从多修道路上入手,难以解决根本问题。此外,能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。在这种背景下,近年来世界各国纷纷提出了属于自己的智能运输系统开发研究计划,其目的是利用计算机、现代通信和自动控制等现代高新技术来改善交通状况,合理利用现有道路交通设施,建立智能交通系统(Intelligent Transportation System ,简称 ITS ) ,以达到“保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”的目的,从而提高道路交通的整体通行能力。从系统的观点出发, 把车辆和道路综合起来考虑,着眼于充分利用现有的道路交通设施,在不用大量兴建新的道路设施的前提下着重提高通行效率,以节约大量的建设资金和时间。智能交通系统(ITS) 是指在较完善的道路设施基础上,将先进的信息技术、无线通信技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面运输管理体系,从而建立起一种能够在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合公路运输和管理系统。它是对传统的交通系统进行改造后所形成了一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统,其作用是使交通基础设施得以发挥出最大的效能,提高交通的安全水平,减少堵塞,提高交通网络的通行能力以及整个交通系统的运输效率和经济效益。电子不停车收费系统(ETC) 是ITS 领域中的一个特殊的方面,由于它涉及交通基础设施投资的回收,又是缓解收费站交通堵塞的有效手段,所以具有巨大的潜在的客户群,因此各个国家都把ETC作为ITS领域最先投入应用的系统来开发。即使是以前很少有公路收费的国家(如美国、德国等),考虑到扩大道路建设资金的来源以及鼓励私人投资公路建设或控制大城市的交通量,都纷纷将 ETC 引入了智能交通道路系统。在电子不停车收费系统( ETC )中,通信技术是其核心技术,尤其是短程无线通信技术在电子不停车收费系统中占据着主导地位,它的应用是电子不停车收费系统得以实现的最可靠的保证。 . 课题的意义探讨 ITS 智能交通系统在中国公路运输网中的应用,对提高运输效率,保障运输安全,保护生态环境,意义重大。从增大处理容量和为行驶者提供方便两方面可知采用 ETC 可达到如下目标: ,减少为停车交费带来的交通延误 ETC 的应用情况 ETC 是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费技术。ETC 系统用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯, 进行车辆自动识别和有关收费数据的交换,从而实现不停车自动收费。 1. 国外的应用情况国际上,美国、欧洲、日本很早就针对不停车收费系统中的研发技术、工程实施、标准规范进行了深入研究,并向国际标准化组织提交了有关不停车收费标准的草案,欧洲和日本提出的标准较为成熟,获得了较广泛的厂商支持。在美国, 电子不停车收费方式已经成为美国回收公路投资和养护费用的高效率手段,最著名的联网运行电子不停车收费系统是 E-Zpass 系统。1997 年7月,"E-Zpass" 工程的最终运行方案开始付诸实施和运行。从E-Zpass 系统开通起,ETC 的交易量持续增长,截止 1998 年12 月,仅经过 1 年半的时间,共计 23 条专用 ETC 车道的电子不停车收费网络就承担了整个月平均交易量的 43% ,高峰时段甚至达到 55%-60% 。网络化运行的电子不停车收费系统效益和吸引力充分体现出来。 E-Zpass 系统采用了专用车道、混合车道两种模式,都有收费员值班。在日本,推进 ITS 被政府和企业提高到很高程度,其中就包括电子不停车收费。由于技术上的难度到目前为止仍在进行之中。日本采取的是接触式 CPU 卡加两片式电子标签和双 ETC 天线的方案,车道设双向打开的高速栏杆,无人值守, 具有很高的安全性和车道通行能力,有完善的密钥扩散机制和电子标签发行流通体系。 1. 国内的应用情况 1996 年10月,交通部公路科学研究所与日本丰田汽车公司就不停车收费系统进行了中日技术交流和现场演示会,与会各省交通厅及公路管理部门的领导和专家对此项技术表示了极大兴趣。年底, 1997 首都高速公路发展公司与美国 Amtech 公司在首都机场高速路进行了不停车收