航空智能交通系统论文

航空智能交通系统论文

交通运输企业作为国民经济的重要参与主体。下文是我为大家整理的关于交通运输毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!

浅析公路交通运输

【摘要】在中国东部铁路和水运都较发达的地区，公路起着辅助运输作用，承担短途运输;在西南和西北地区则担负着干线运输的任务。公路运输随着治超的深入以及降低大吨位车辆路桥通行费等政策措施的落实，运价水平回落，货运量将保持较快的增长，运输市场将出现供大于求的局面。

【关键词】公路运输;运输特点;运输前景

纵观中国运输现状，各种运输方式发展势头迅猛，公路运输在中国仍发挥着不可磨灭的作用。我国公路在客运量、货运量、客运周转量等方面均遥遥领先于其他运输方式的总和。

一、公路运输的地位和作用

公路运输在整个交通运输业中处于基础地位并发挥以下作用：

(1)公路运输机动灵活、快速直达，是最便捷也是唯一(管道运输除外)具有送达功能的运输方式。

(2)其它运输方式组织运输生产，需要公路运输提供集疏运输的条件。

(3)公路运输覆盖面广。

(4)随着公路等级的逐步提高，公路客货运量在综合运输体系中所占的比重不断提高。

(5)半个世纪以来，公路运输是世界各国各种运输方式中发展最快的一种，现已成为许多国家最主要的运输方式。例如：我国汽车保有量逐年增加。

二、公路运输的特点

1.机动灵活，适应性强：由于公路运输网一般比铁路、水路网的密度要大十几倍，分布面也广，因此公路运输车辆可以“无处不到、无时不有”。公路运输在时间方面的机动性也比较大，车辆可随时调度、装运，各环节之间的衔接时间较短。尤其是公路运输对客、货运量的多少具有很强的适应性，汽车的载重吨位有小(0.25t～1t左右)有大(200t～300t左右)，既可以单个车辆独立运输，也可以由若干车辆组成车队同时运输，这一点对抢险、救灾工作和军事运输具有特别重要的意义。

2.可实现“门到门”直达运输：由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，除了可沿分布较广的路网运行外，还可离开路网深入到工厂企业、农村田间、城市居民住宅等地，即可以把旅客和货物从始发地门口直接运送到目的地门口，实现“门到门”直达运输。这是其它运输方式无法与公路运输比拟的特点之一。

3.在中、短途运输中，运送速度较快：在中、短途运输中，由于公路运输可以实现“门到门”直达运输，中途不需要倒运、转乘就可以直接将客货运达目的地，因此，与其它运输方式相比，其客、货在途时间较短，运送速度较快。

4.原始投资少，资金周转快：公路运输与铁、水、航运输方式相比，所需固定设施简单，车辆购置费用一般也比较低，因此，投资兴办容易，投资回收期短。据有关资料表明，在正常经营情况下，公路运输的投资每年可周转1～3次，而铁路运输则需要3～4年才能周转一次。

5.掌握车辆驾驶技术较易：与火车司机或飞机驾驶员的培训要求来说，汽车驾驶技术比较容易掌握，对驾驶员的各方面素质要求相对也比较低。

6.运量较小，运输成本较高：目前，世界上最大的汽车是美国通用汽车公司生产的矿用自卸车，长20多米，自重610t，载重350t左右，但仍比火车、轮船少得多;由于汽车载重量小，行驶阻力比铁路大9～14倍，所消耗的燃料又是价格较高的液体汽油或柴油，因此，除了航空运输，就是汽车运输成本最高了。

7.运行持续性较差：据有关统计资料表明，在各种现代运输方式中，公路的平均运距是最短的，运行持续性较差。如我国1998年公路平均运距客运为55km，货运为57km，铁路客运为395km，货运为764km。

8.安全性较低，污染环境较大：据历史记载，自汽车诞生以来，已经吞吃掉3000多万人的生命，特别是20世纪90年代开始，死于汽车交通事故的人数急剧增加，平均每年达50多万。这个数字超过了艾滋病、战争和结核病人每年的死亡人数。汽车所排出的尾气和引起的噪声也严重地威胁着人类的健康，是大城市环境污染的最大污染源之一。

三、公路运输的现状

我国传统的公路运输业经过几十年的发展，已经初具规模。在总体规模、运力、运量和服务质量等方面都达到一定的水准。在计划经济时代，传统的公路运输业比较能适应社会经济对公路运输业的要求，对过去我国国民经济的发展做出过重要贡献。但是，随着我国改革开放的逐渐深入和社会主义市场经济体制的不断建立，脱胎于计划经济时代的传统公路运输企业已经越来越不能适应新形势下社会经济发展的需要，其内在的弊端也逐渐显现出来。目前我国传统的公路运输业主要面临以下几个方面的问题：

1.在行业管理上，由于公路运输行业的市场准入门槛很低，因此公路运输行业出现了运输企业“规模小、数量多、管理混乱”的状况。这种各自为战、过度竞争的情况，使得公路运输企业通常达不到经济运营规模，形不成规模优势，这严重影响了公路运输的健康发展。

2.在经营管理理念上，传统的公路运输企业中有很大一部分还没有针对新的经济环境及时改变经营观点、转变经营方式。企业所追求的仍然是吨公里、实载率等传统指标的完成情况，仅为客户提供低层次、低水平的运输服务。在市场恶性竞争、无序经营盛行的情况下，公路运输企业的经营步履艰难。

3.在企业管理手段上，传统公路运输企业目前还停留在纸面操作的阶段，大部分的运输企业尚未应用先进的计算机管理系统，因此，所提供运输服务在及时性、准确性、可靠性及多样性等方面都处在较低水平。

四、公路运输发展趋势

1.随着高速公路及汽车专用公路建成使用，加大开展公路快速客、货运业务是趋势。

2.随着公路网的完善，按规模化要求建立集约化经营的运输企业在这过程中，行政区域的界限将趋于淡化。

3.公路运输将纳入物流服务业发展系统中，将进一步加强专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作与服务对象的合作。

4.在运输管理方面将采用车辆运行动态监控系统以及车辆运行自动记录仪。

5.运输组织方式按生产水平分层发展。在公路通行条件好、客货流量大的公路上按现代企业制度的要求建立规模化、集约化经营的运输企业。

6.逐步加强运输规划，是公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来。

【参考文献】

[1]王俊.公路交通运输浅析.2012，(07).

[2]王瑜.交通运输业技能发展及创新轨迹.2012，(08).

[3]曹红阳.交通运输评估与对策.2011，(02).

浅谈智能交通运输系统　       一、智能交通运输系统的概念

智能交通运输系统(ITS)是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。该系统将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心集中处理后，传输到公路运输系统的各个用户(驾驶员、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门)，出行者可时时选择交通方式和交通路线;交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和事故处理;运输部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调度。从而，使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通行能力，提高整个公路运输系统的机动性、安全性和生产效率。

二、智能交通系统的发展及内涵

20世纪80年代，各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家道路网，但是随着经济的发展，各国路网通行能力日益满足不了快速增长的交通需求，交通拥挤、交通事故、环境污染以及能源短缺等交通问题是世界各国面临的共性问题，无论是发达国家还是发展中国家，都遭遇不同程度交通问题的困扰。在发达国家工业化进程中，最初解决交通问题的传统办法是修建道路，扩大路网规模来满足人民日益增长的交通需求。但无论是发达国家还是发展中国家，由于土地资源日益紧张，用来修建道路的空间越来越小。与此同时交通在快速发展过程中带来的负效应日益显现，面对这些交通问题，能否找到一种有效途径解决以上交通问题，降低经济损失，提高交通运营的效率和安全是发达国家最先研究智能交通系统的主要动机。通讯、控制、信息技术等先进技术的产生为智能交通系统的产生提供了有力的技术支撑。用高新技术改造传统产业，提高交通运输整体效率和水平，已经成为各国共识。

1.美国。

注重ITS安全设施建设，根据本国交通基础设施特点和实际需要，已建立起相对完善的车队管理、公交出行信息、电子收费和交通需求管理四大系统及多个子系统及技术规范标准。“9.11”恐怖事件引发了美国政府和交通界人士反思，认为ITS应该而且能够有效预防恐怖袭击，加强基础设施和出行者安全并可用于评价灾难程度与加快交通恢复，实现快速疏散和隔离。因此，美国ITS今后建设趋势之一就是研究ITS在美国安全体系中维护地面交通安全作用，重点集中在安全防御、用户服务、系统性能和交通安全管理方面。

2.日本。

注重ITS诱导设施建设，建设组织以丰田公司为首的25家公司联合研发自动公路系统(AHS)。近几年，日本还投入15亿日元开发全国公路电子地图系统，打开了车辆电子导航市场，已有近400万套车内导航系统在市场上应用。日本的ITS建设主要集中在交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理及紧急车辆优先等方面。

3.欧洲。

注重构建ITS基础平台，ITS建设进展介于日本和美国之间。目前正在全面应用开发远程信息处理技术，计划在全欧洲建立专门交通(以道路交通为主)无线数据通信网，ITS的主要功能和交通管理、导航和电子收费等都围绕远程信息处理技术及全欧洲无线数据通信网来实现。目前，开发先进的旅行信息系统(ATIS)、车辆控制系统(AVCS)、商业车辆运行系统(ACVO)、电子收费系统等方面。

从以上发达国家智能交通产生的过程，我们可以看出：智能交通系统的产生是历史发展的产物，它是经济与技术发展在交通运输领域的融合体现。它的发展离不开经济促进，离不开技术支撑体系，智能交通的最终目标是促进交通运输的高效、安全、舒适、可持续发展。

三、智能交通运输系统的应用

目前世界上应用智能交通系统最为广泛的是日本，日本的VICS系统已经达到了相当完善和成熟的阶段。美国、欧洲等地区的智能交通系统也已经广泛普及应用。

1.省际公路(高速公路)交通管理。

省际公路交通管理主要包括国道、省道等城市之间的普通公路及高速公路管理系统。目前省际公路交通管理主要应用的系统为“国家高速公路联网不停车收费和服务系统(ETC)”，简称不停车收费系统。将来，ETC系统将在区域甚至全国进行联网。

2.城市道路交通管理。

城市道路管理系统中还包括信号灯控制系统、路况指示系统、车牌识别系统、道路视频监控系统等。

信号灯控制系统和路况指示牌主要帮助管理部门和车辆更了解所处的路况条件，以便进行最合理的道路管理和道路选择，提高道路运输的效率;车牌识别系统和道路视频监控系统除提高道路运输效率外，还对城市治安监控起到一定的作用;道路视频监控系统是以上系统中只用最为广泛的系统，在众多城市的“平安城市”建设中，道路视频监控已经被纳入建设范围。

3.城市公共交通管理。

城市智能公交系统是主要针对城市内部公共交通的指挥、管理、调度、应急等方面智能系统。城市智能公交系统主要实现对城市公共交通线路、车站、车辆的全面监控。通过各种辅助设备预知并合理调度公交资源，优化公交系统，并与道路交通管理系统进行协作，实现既定的城市交通策略。如，北京奥运期间通过GPS对公交车定位和信号灯遥控系统协作，实施“公交优先”的交通策略。

4.高速铁路交通系统管理。

高速铁路信息化数字化系统，也称高速铁路智能化系统，主要包括五个系统：通信系统、信号系统、电力系统、电气化系统和信息系统。

四、小结

智能交通系统是全面应用信息技术的一个交通运输发展领域。智能交通系统的建设绝不仅仅是各种先进的电子系统的堆积，而应该大力强调信息在智能交通建设中的核心作用，紧紧围绕信息这个核心，强化对公路、城市道路、公共交通和轨道交通设施的管理，实现更安全、更便捷、更有效、与环境更协调的客货运输。

参考文献:

[1]杜一萍，智能交通运输系统综述[J].江苏省交通科学研究院，2001.5

[2]魏明、龚家传，智能交通运输系统及其发展现状[J].贵州大学学报(农业与生物科学版)，2002年第5期

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自行车简介

自行车是由人力脚踏驱动的、至少有两个车轮的陆地交通车辆，俗称自由车、脚踏车或单车。自行车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。

1818年，德国的德赖斯发明木制、带车把的两轮自行车,靠双脚蹬地行驶；1839年，苏格兰的麦克米伦制成第一辆由曲柄连杆机构驱动后轮的铁制自行车，用脚蹬踏板行驶；1861年，法国的米肖父子发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车，并于1867年在巴黎博览会上展出，曾一度掀起自行车热。

1869年，英国的雷诺首先用辐条来拉紧轮辋，用钢管制成车架，并首先在轮辋上装上了实心的橡胶带，使自行车的重量大大减轻；1874年，英国的劳森开始在自行车上采用链条传动结构，但此时自行车仍是前轮大后轮小。

1886年英国的斯塔利在自行车上装上车闸，使用滚子轴承，又将前轮缩小，使前后轮大小相同，并将钢管组成菱形车架；1888年，英国的邓洛普成功地将充气轮胎应用在自行车上，显著地提高了自行车的骑行性能。

1925年世界自行车产量已达200万辆，其中英国占50％，成为当时主要的输出国。其后自行车得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。第二次世界大战后，汽车工业高速发展，自行车生产受到影响。但到70年代，由于出现能源危机，世界上再次出现自行车热，自行车生产又得到飞速发展。至80年代，全世界自行车产量已超过八千万辆，中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。

1884年，中国出版的《申江胜景图》首次记载了中国开始出现骑自行车的情景；1897年，中国开始从英国进口自行车；1937年日本人在中国上海、天津和沈阳三地先后开设自行车厂，但产量极微；1949年中国自行车年产量只有1.5万辆；至80年代，中国共有自行车制造厂60余家,自行车零部件厂千余家，基本上形成了完整的生产体系。

自行车的品种繁多，可以按不同的方法分类，如按用途可分为载重车、普通车、 轻便车，运动车和竞赛车等；按使用对象可分为男车、女车和童车；按车轮直径大小可分为28英寸车、27英寸车、26英寸车等；按车架等主体部件的用材可分为碳钢车、合金钢车、铝合金车等；按车架的结构可分为杆叠车、可拆卸车和整体车等；此外还有双人串列、健身、杂技等特种自行车。

自行车主要由车体部分、传动部分、行动部分和安全装置组成，根据需要可增加一些附件。四个主要部分又可分解为车架、前叉、前叉合件、车把、前轴、中轴、后轴、曲柄链轮、脚蹬、飞轮、车轮(包括轮辋、车胎、辐条)、链条、鞍座、车闸、车灯、车铃、反射器等部件。装有变速机构的运动车和竞赛车还装备变速控制器、前拨链器和后拨链器等。自行车附件有衣架、支架、气筒、保险叉、挡泥板等。

车体部分主要由车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等组成。前后轮中心距上、前叉倾斜角和前叉伸距堤自行车的主要参数。

车架是用普通碳素钢管经钎焊而成的菱形桁架结构，车架具有足够的强度，可以承担骑行者和运载货物的重量，以及来自地面的冲击力；前叉通过有上下两组滚珠轴承的前叉合件与车架相联接，前叉在车架上可以灵活转动；车把通过车把中心的斜楔式螺母，用旋紧把心丝杆的办法固定在前叉的主管内，使之与前叉联接成一刚性的转向机构，以提供良好的操纵性能；鞍座通过一根鞍管与车架刚性联接，以承受人体的全部重量，鞍座的高度可根据骑行者的需要调整。

传动部分由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条和飞轮组成。骑车人的双脚踩动脚蹬，带动曲柄作回转运动，由链轮经链条传到后轴的飞轮而带动车轮旋转。一般自行车的传动速比是固定的，即行程是一个定值。较高级的和特殊需要的自行车都装有不同形式的变速传动机构，常见的有中轴变速、传动链变速和后轴变速三种。

行动部分由前后车轮，通常由前后轴部件、辐条轮辋和轮胎组成。车轮的重量和轮胎的花纹、规格、质量等都影响骑行的轻快性和舒适性；轮辋和轮胎的重量一般尽量减轻，以使骑行轻快；轻质轮辋用铝合金制造，轮辋通过辐条与前后轴联接。

安全装置主要是指制动器，即车闸，其次还有照明设备和鸣号装置等。车闸是保证骑行者人身安全的重要装置，车闸的种类繁多，基本上分为轮缘闸和轴闸两类。轮缘闸是通过机械杠杆、推杆、拉杆或钢丝绳等，直接将高摩擦系数的闸皮压向轮胎或轮辋，以使车轮制停的机构；轴闸是用各种方式来制停轴壳的机构，这种车闸不受轮缘不正的影响，制动过程柔和平稳。

照明和反射装置是自行车夜间安全行车的重要装置。照明装置利用蓄电池或发电机为骑行者照亮前方道路，有一定的照明亮度要求；反射装置是一种防护装置。受其他机动车辆的前灯照射时，它能反射出光亮，提醒对方注意。

自行车正向着轻(重量轻、骑行轻)、新(多品种、新款色、能拆卸、可折叠)、牢(高强度)、廉的方向发展。自行车的造型和外观要进一步趋向细腻、造型美观、色彩鲜艳和协调。

例如：娱乐、体育锻炼和竞技用的越野性自行车，强度高、轮径小、轮胎断面粗、胎面带有大齿爪、不怕撞、不怕摔、越野性能好，已成为广大青少年喜爱的体育用品；成年人野外旅游用的山地式自行车使用条件更为宽广，因此就要求更为轻便、耐用，还要装有变速装置；高速公路竞赛车则向流线型和更轻重量方向发展。

自行车发展史

马匹是最早一批被人类降服的动物。人一旦跨上它那宽阔的脊背，就能以最省力最舒适的方式走遍大地。但马又是需要相当的技巧才能被驾驶的动物之一，而人很快便发现让马拉动的方式比爬到马背上去驾驭要轻松省力得多，于是，便有了轮子，而后出现了四轮马车。四轮马车的确是个不小的发明，但人类的智慧自然远不止这些，于是，使有了人类历史上两轮的诞生——— 法国人西夫拉克在一个下雨天，在街头浸步时 被经过的四轮马车溅了一身泥，这一溅使他突发奇想：四轮马车这么宽，应当把马车顺着切掉一半，四个车轮变成前后两个车轮……于是，1791年第一架代步的“木马轮”小车诞生了。

这辆小车有前后两个木质的车轮，中间连着横梁，上面 安了一条板凳，像一个 玩具。(如图1) 刚刚出现的新东西肯定不是那么完善。这辆“木马轮“既没有 传动链条，又无转向 装置，自然需要改进。

到1818年，一个德国看林人叫德莱斯的，也是偶尔的一个想法，也制做了一辆木轮车，样子跟西夫拉克的差不多，不过，他在前轮上加上了一个控制方向的车把，可以改变前进的方向。但是骑车时依然要用两只脚蹬地，才能推动车子向前滚动。当时的德莱斯骑着他的”小马崽”上路试验时，遭到不少人的嘲笑。新东西的出现总会被这样或那样的传统势力所嘲笑，但人类的发明者永远不会因这些嘲笑而停止。1840年，英格兰的铁匠麦克米伦，在德莱斯发明的“小马崽”的基础上，进行了改进。他在后轮的车轴上装上曲柄，再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制．前轮大，后轮小。这样一来，人的双脚真正离开了地面，由双脚的交替踩动变为轮子的滚动。1842年，麦克米伦骑上这种车，一天跑了20千米(如图2)。

到1861年，法国的米肖父子．在前轮上安装了 能转动的脚蹬板，车子的鞍座架在前轮上面。他们把这辆车冠以“自行车“的雅名，并1867年在巴黎博览会上层出，让观众大开眼界。(如图3)

再后来便有英国的雷诺采用钢丝辐条来拉紧车圈 作为车轮(见图4)。

从西夫拉克一直到雷诺，他们制做的自行车与现代自行车差别较大，真正具有现代化形式的自行车是在1874年诞生。英国人罗松在自行车上别出心裁地装上链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然不够协调与稳定。(如图5)1886年英国的机械工程师斯塔利，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，装上前叉和车闸，前后轮大小同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的道路，因此他被后人称为“自行车之父”。他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本一致了(如图6)

人类的智慧真是无所不在。1888年，爱尔兰的兽医邓洛普，从医治牛胃气膨胀中得到启示，将自家花园用来浇水的橡胶管粘成圆形并打足气装在自行车上，这是充气轮胎的开端。充气轮胎是自行车发展史上的一个划时代的创举不但从根本上改变了自行车的骑行性能，而且完善了自行车的使用功能。从1791年到1888年，摩托车的始祖——自行车的发明和改进，经历了近100年中这些发明者的不懈奋斗。我们不得不为人类的发明创造所感动。

智能交通系统工程导论的内容简介

:前 言智能交通系统，英文是Intelligent Transportation Systems，简称ITS。ITS现在还没有权威性的定义，经过我们近十年的研究和实践，认为它有广义和狭义之分。广义的智能交通系统是指交通运输系统的规划、设计、实施与运行、组织、管理过程都实现智能化；而狭义的智能交通系统则主要指交通运输系统的运营管理与生产组织的智能化，其实质就是利用高新技术，特别是信息技术对传统的交通运输系统进行改造，从而形成一种“以信息化为基础，以现代通信和计算机为手段，以安全、高效、服务为目标的新型现代交通运输系统”。 智能交通系统的生产组织、经营管理（包括运输服务）的具体内容是：通过对交通运输设施包括移动设备（如车、船、飞机）和固定设备（如线路、码头、车站枢纽）以及运输管理部门等（即人、货、车、路、管）利用计算机和通信以及传感技术实现信息化，并与系统工程理论相融合，建立起一种新的智能交通系统，从而提高交通安全和运输服务水平，实现运输与经营全过程监控，使交通运输系统达到现代化的新阶段。智能交通系统工程，顾名思义，首先是交通运输的“智能化”。实现“智能化”是脑科学、哲学、人工智能等学科所面临的共同问题，现在对关于它们的研究理论、方法和策略等问题还没有完全解决。什么是智能？智能的本质是什么？这是古今中外许多哲学家、脑科学家一直在努力探索和研究的问题，但至今没有最终答案，以至被列为自然界四大奥秘（物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生）之一。近些年来，随着脑科学、神经心理学等学科研究的进展，对人脑的结构和功能积累了一些初步认识，但对整个神经系统的内部结构和作用机制，特别是脑功能的原理还没有完全搞清楚，有待进一步探索。在此情况下，要从本质上对智能给出一个精确的、可被公认的定义显然是不现实的。目前人们大多是把对人脑的已有认识与智能的外在表现结合起来，从不同的侧面、用不同的方法来对智能进行研究，提出的观点亦不相同。其中影响较大的主要有思维理论、知识阀值理论及进化理论等。思维理论来自认知科学，认知科学又被称为思维科学，它是研究人们认识客观世界的规律和方法的一门科学，其目的在于揭开大脑思维功能的奥秘。该理论认为智能的核心是思维，人的一切智慧或智能都来自于大脑的思维活动，人类的一切知识都是人们思维的产物，因而通过对思维规律与方法的研究可望揭示智能的本质。知识阀值理论着重强调知识对于智能的重要意义和作用。该理论认为智能行为取决于知识的数量及其一般化的程度，一个系统之所以有智能是因为它具有可运用的知识。在此认识的基础上，它把智能定义为：智能就是在巨大的搜索空间中迅速找到一个满意解的能力。这一理论在人工智能的发展史中有着重要的影响，知识工程、专家系统等都是在这一理论的影响下发展起来的。进化理论是由美国麻省理工学院（MIT）的布鲁克（）教授提出来的。1991年他提出了“没有表达的智能”，1992年又提出了“没有推理的智能”，这是他根据自己对人造机器动物的研究与实践提出的与众不同的观点。该理论认为人的能力的本质是在动态环境中的行走能力、对外界事物的感知能力、维持生命和繁衍生息的能力，正是这些能力对智能的发展提供了基础，因此智能是某种复杂系统所表现出的性质。它是由许多部件交互作用而产生的，智能仅仅由系统总的行为以及行为与环境的联系所决定，它可以在没有明显的可操作的内部表达的情况下产生，也可以在没有明显的推理系统出现的情况下产生。该理论的核心是用控制取代表示，从而取消概念、模型及显示的知识，否定抽象对于智能及智能模拟的必要性，强调分层结构对于智能进化的可能性与必要性。目前这一观点尚未形成完整的理论体系，有待进一步的研究，但由于它与人们的传统看法完全不同，因而引起了人工智能界的注意。在此情况下，要从本质上对智能化给出一个精确的、可被公认的定义显然是不现实的，目前学术界多是把对人脑的已有认识与智能的外在表现结合起来，从不同的角度，不同的侧面，用不同的方法来对“智能”进行研究。综合关于“智能”的各种观点，可以认为“智能”是“知识”与“智力”的总和。其中“知识”是一切智能行为的基础，而“智力”是获取知识并运用知识求解问题的能力，它是来自人脑的思维活动。为此，“智能化”一般应具有以下特征。1．具有感知能力感知能力是指人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。感知是人类最基本的生理、心理现象，是获取外部信息的基本途径，人类的大部分知识都是通过感知获取有关信息，然后经过大脑加工获得的。可以说如果没有感知能力，人们就不可能获得知识，也不可能引发各种各样的智能活动。因此，具有感知能力是产生智能活动的前提与必要条件。在人类的各种感知方式中，它们所起的作用是不完全一样。有关研究表明，80%以上的外界信息是通过视觉得到的，10%是通过听觉得到的，这表明视觉与听觉在人类感知中占有主导地位。这就提示我们，在人工智能的机器感知方面，主要应加强机器视觉及机器听觉的研究。2. 具有记忆与思维能力记忆与思维是人脑最重要的功能，亦是人们所以有智能的根本原因所在。记忆用于存储由感觉器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识；思维用于对记忆的信息进行处理，即利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、推理、联想、决策等。思维是一个动态过程，是获取知识以及运用知识求解问题的根本途径。思维可分为逻辑思维、形象思维以及在潜意识激发下获得灵感而“忽然开窍”的顿悟思维等。其中，逻辑思维与形象思维是两种基本的思维方式。逻辑思维又称为抽象思维，它是一种根据逻辑规则对信息进行处理的理性思维方式，反映了人们以抽象的、间接的、概括的方式认识客观世界的过程。在此过程中，人们首先通过感觉器官获得对外部事物的感性认识，经过初步概括、知觉定势等形成关于相应事物的信息，存储于大脑中，供逻辑思维进行处理。然后，通过匹配选出相应的逻辑规则，并且作用于已经表示成一定形式的已知信息，进行相应的逻辑推理（演绎）。通常情况下，这种推理都比较复杂，不可能只用一条规则做一次推理就解决问题，往往要对第一次推出的结果再运用新的规则进行新一轮的推理，等等。至于推理是否获得成功，这取决于两个因素。一个是用于推理的规则是否完备，另一个是已知的信息是否完善、可靠。如果推理规则是完备的，由感性认识获得的初始信息是完善、可靠的，则由逻辑思维可以得到合理、可靠的结论。逻辑思维具有如下特点：l 依靠逻辑进行思维。l 思维过程是串行的，表现为一个线性过程。l 容易形式化，其思维过程可以用符号串表达出来。l 思维过程具有严密性、可靠性，能对事物未来的发展给出逻辑上合理的预测，可使人们对事物的认识不断深化。形象思维又称为直感思维，它是一种以客观现象为思维对象、以感性形象认识为思维材料、以意象为主要思维工具、以指导创造物化形象的实践为主要目的的思维活动。在思维过程中，它有两次飞跃。首先是从感性认识到理性认识的飞跃，即把对事物的感觉组合起来，形成反映形式（即表象），然后经形象分析、形象比较、形象概括及组合形成对事物的理性形象认识。思维过程的第二次飞跃是从理性认识到实践的飞跃，即对理性形象认识进行联想、想像等加工，在大脑形成新意象，然后回到实践中，接受实践的检验。这个过程不断循环，就构成了形象思维从低级到高级的运动发展。形象思维具有如下特点：l 主要是依据知觉，即感觉形象进行思维。l 思维过程是并行协同式的，表现为一个非线性过程。l 形式化困难，没有统一的形象联系规则，对象不同，场合不同，形象的联系规则亦不相同，不能直接套用。l 在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。由于逻辑思维与形象思维分别具有不同的特点，因而可分别用于不同的场合。当要求迅速做出决策而不要求十分精确时，可用形象思维，但当要求进行严格的论证时，就必须用逻辑思维；当要对一个问题进行假设、猜想时，需用形象思维，而当要对这些假设或猜想进行论证时，则要用逻辑思维。人们在求解问题时，通常把这两种思维方式结合起来使用。首先用形象思维给出假设，然后再用逻辑思维进行论证。顿悟思维又称为灵感思维，它是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。在工作及日常生活中，我们都有过这样的体验：当遇到一个问题无法解决时，大脑就会处于一种极为活跃的思维状态，从不同角度用不同方法去寻求问题的解决方法，即所谓的“冥思苦想”。突然间，有一个“想法”从脑中涌现出来，它沟通了解决问题的有关知识，使人“顿开茅塞”，问题迎刃而解。像这样用于沟通有关知识或信息的“想法”通常被称为灵感。灵感也是一种信息，它可能是与问题直接有关的一个重要信息，也可能是一个与问题并不直接相关、且不起眼的信息，只是由于它的到来“捅破了一层薄薄的窗户纸”，使解决问题的智慧被启动起来。顿悟思维具有如下特点：l 具有不定期的突发性。l 具有非线性的独创性及模糊性。l 它穿插于形象思维与逻辑思维之中，起着突破、创新、升华的作用。它比形象思维更复杂，至今人们还不能确切地描述灵感的具体实现以及它产生的机理。最后还应该指出的是，人的记忆与思维是密不可分的，它们总是相伴相随的，其物质基础都是由神经元组成的大脑皮质，通过相关神经元此起彼伏的兴奋与抑制实现记忆与思维活动。3．具有学习能力及自适应能力学习是人的本能，每个人都在随时随地地进行着学习，既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是自我探索。总之，人人都在通过与环境的相互作用，不断地进行着学习，并通过学习积累知识，增长才干，适应环境的变化，充实、完善自己，只是由于个人所处的环境不同，条件不同，学习的效果亦不相同，体现出不同的智能差异。4．具有行为能力人们通常用语言或者某个表情、眼神及形体动作来对外界的刺激做出反应或传达某个信息，这称为行为能力或表达能力。如果把人们的感知能力看成是信息的输入，则行为能力就是信息的输出，它们都受到神经系统的控制。5．具有表达和决策能力人们通过谈话或手势、面部表情、眼神等来传达某个意思，这就是人的表达能力，同时还能通过感知能力和记忆、判断能力做出各种决策，如果把人的感知能力看成是信息输入，表达能力和决策能力是信息的输出，它们都受到人的神经系统的控制。综上所述，智能交通系统就是把信息科学、通信科学、计算机科学控制科学以及人工智能科学等高新技术运用到交通运输系统的生产、经营管理中来，实现交通运输系统管理的“智能化”。同时由于智能交通系统是模拟人的智能活动，所以，智能交通系统亦可通俗地定义为模拟智能交通系统。智能交通本身构成一个系统，同时是一个复杂的大系统。为此要明确什么是“系统”。“系统”这个词来自拉丁语的SYSTEM，一般认为是“群”与“集合”的意思。在韦氏大辞典中“系统”一词定义为“有组织的或被组织的整体，是形成集合整体的概念、原理的综合。它是以有规律的相互作用或相互依存形式结合起来的对象的集合”。因此，“系统”就是“具有一定功能的、相互间具有有机联系的、由许多要素或构成部分组成的整体”。系统论的创始人贝塔朗菲教授( ongfy）把系统定义为“相互作用诸要素的综合体”。美国著名学者阿柯夫（）认为：“系统是由两个或两个以上相互联系的任何种类的要素所构成的集合”。综上所述，一个“系统”本身可以是一个更大系统的组成部分，同时较大的系统本身又可分解为若干个子系统。因此，系统是有层次的，任何一个系统都有它的层次结构、规模、环境与功能。在系统科学结构体系中，属于工程技术类的为系统工程。1978年我国著名学者钱学森教授指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、实验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法”。1975年美国技术辞典的定义为：“系统工程是研究负责系统设计的科学，该系统由许多密切联系的元素组成。设计一个复杂系统时，应有明确的预定功能及目标，并要协调各元素之间以及元素和整体之间的有机联系，使总体达到系统的最优目标。在设计系统时，要同时考虑到参与系统活动的不同因素及其作用”。可以看出，系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。本书书名定为《智能交通系统工程导论》，是把智能交通系统与系统工程的方法论结合起来，使读者能正确地应用系统工程的理论、方法去分析、处理问题并进行工程实践。系统工程是包括多门工程技术的一大门类，也是高度综合的实用性很强的工程技术。在大型系统工程项目的开发中，逐渐形成以系统工程的方式处理问题的基本框架结构，即时间维、逻辑维和知识维的三维结构。其中，“时间维”反映了系统实施的过程。它包括规划阶段、方案阶段、设计阶段、工程实施阶段、投入生产阶段、运行阶段与交付验收阶段。“逻辑维”表示了系统工程的方法和解决问题的步骤。基本上分为七个阶段，即明确问题、进行系统设计、进行系统综合集成、选定技术路线、进行工程的系统分析、实施方案的优选与最后进行方案的决策与实施等。其中决策与实施还包含了人的参与。“知识维”包括智能交通的各种知识，其中包括社会科学、智能交通运输科学、工程技术科学、系统工程科学和艺术科学等。“三维结构”体系形象地描述了系统工程研究的特点。随着社会经济系统的不断发展和科技的进步，一些规模庞大、结构复杂的各种系统工程不断出现，形成了所谓“复杂大系统”，如三峡工程系统、钢铁联合企业系统、全国铁路列车调度系统、城市交通管理系统、区域电网的调度和自动调节系统，军事系统等。这些“复杂大系统”的特征不仅是物理系统庞大，而且是相互影响和相互制约。根据系统的规模和性质，系统可分成简单大系统和复杂大系统。简单大系统是指：组成系统的子系统数目相对比较少，各子系统间的关系也比较简单，研究这类系统可以从系统间的相互作用出发，直接进行综合集成，实现系统的整体运行，满足系统的目标要求。当子系统数量有成千上万时称为大系统（也称为巨系统），如果子系统种类多，又有多层次结构，关联关系也复杂，特别是又有人的参与，就形成了复杂大系统。由钱学森教授领导的系统科学研究组，对复杂大系统的理论方法进行了深入研究，提出了开放的复杂巨系统的概念。与此相应，还提出了处理复杂巨（大）系统的方法论，即 “从定性到定量综合集成法”，以及它的实现形式——“从定性到定量的综合集成研讨厅”，这是从整体上研究和解决问题的方法。按照传统说法，把一个复杂事物的各个方面综合起来，达到对整体的认识，称之为集大成。传统的集大成完全靠人脑实现，其作用是有限的，而在当今信息时代，有计算机和信息网络作为工具，通过人-机结合和人-网结合完全可以做到集大成。所以钱老提出集大成的理论。并把这套方法称之为“大智慧工程”。这是系统科学的一种新的方法论。其理论基础是思维科学；方法基础是系统科学与数学；技术基础是以计算机为主的现代信息技术；哲学基础是马克思主义实践论和方法论；实践基础是系统工程的实际应用。综上所述，“智能交通系统”是一个有人参与的复杂大系统，对它的研究具体有以下几点：l 该系统具有多层次、多功能的结构，每一层次均成为构筑其上一层次的单元，同时其本身又有具体实现的独立功能。l 该系统各单元部件之间的关系紧密，它们构成一个平面和立体的网络。因此，每一单元的变化都对其他单元和层次的变化都有影响，并会引起实体的连锁反应。l 该系统是一个开放的动态运行系统。系统在发展和运行中，外部与内部因素的变动会引起相关因素的变化和调整，并对其未来的运行和发展有一定的预测和判断。l 一个智能交通系统工程目标的实现，要求其内部各子系统功能必须进行协调与整合，要把与各子系统相关的人、设备与技术进行整合。换言之，亦是人、货、车、路、管各种技术的整合。l 人的参与是智能交通系统实现其功能的必要条件。人的素质与技术水平直接影响智能交通系统运行的质量和水平。为此，它是一个复杂的大系统。基于以上分析，研究和开发“智能交通系统”必须要运用“系统工程的理论与方法”。在目前已出版和发表的有关智能交通系统方面的论文和著作中，这方面的论述很少，在智能交通项目的建设中“系统工程的理论与方法”还运用不足，致使一些智能交通项目完成后不能发挥其整体作用，甚至造成一些浪费，这也是编写本书的出发点。从1995年起，我直接参加了交通运输系统工程的新学科的建设和“中欧智能交通运输专家组”，并领导了智能交通系统博士生和硕士生的培养工作。特别是本人于1997年直接主持和操作“北京公共交通智能调度系统示范工程”的实践中开始运用“系统工程的理论与方法”，在这个思想理论和方法的指导下完成了这一重大项目。在对这项工程进行的总结中，我深深认识到，要把智能交通与系统工程结合起来，要创建“智能交通系统工程学”，其中要特别注意到它们的结合，要运用系统工程的理论与方法开发建设智能交通系统工程。一般智能交通系统工程的方法论应包括以下内容：l 任何一个智能交通项目建设，首先要明确它是一个复杂大系统工程，应该运用系统工程的理论与方法对其进行研究和实施。l 在进行智能交通项目的系统设计时，特别要注重系统的整体目标和在总目标下的系统结构的优化。l 在建设开发时，必须做好工程项目各子系统的综合协调和控制，这也是最重要和最困难的。l 在系统投入运行与进行工程可靠性验收时，必须要实现其功能，要达到项目的设计指标。l 系统完成后要进行系统整体实践的验证，必须进行系统建成后的评估与综合效益分析。我在承担“北京公交智能调度系统工程”项目的实践全过程中，深深体会到研究和实施“智能交通系统工程”的难点在于进行系统的综合、集成、协调与创新四个方面。并把系统工程的理论与方法同智能交通运输建设结合起来，我们是在这个项目的实践的基础上编写了这本《智能交通系统工程导论》，希望它在推动当前全国各地正在进行的“智能交通系统”发展建设中起到积极作用，这就是我们编写这本专著的意义。本书共有15章（包括案例）。具体内容包括：智能交通系统的发展、智能交通系统的概念和特征；智能交通系统发展的理论基础；智能交通系统的研究与开发现状；交通流的动态优化与诱导系统；智能交通系统的体系结构；智能交通的相关技术；智能交通系统调度平台；智能交通系统的通信子系统、计算机网络子系统；车载与导航系统、安全系统；智能化运输枢纽系统；智能交通系统的技术经济评价；智能交通系统的标准化；大型智能交通系统工程的开发方法；智能交通系统共用信息平台；最后把北京公交智能化调度系统工程作为案例分析来结束全书。智能交通系统是一项新的建设工程，同时它的工程技术又非常复杂，为适应科研、教学与工程建设的需要，在电子工业出版社宋漪同志的帮助下，我们编写了这本《智能交通系统工程导论》。同时本书是在“北京公交智能交通调度指挥示范工程项目”的实践中完成的，北方交通大学、北京航空航天大学近二十位教授和硕、博研究生以及北京公交总公司的领导和技术人员共同参与了该项工程的实践，在此对他们表示衷心感谢。同时，对中国科学院、中国工程院院士周干峙教授，中国工程院院士梁应辰教授、刘源张教授，中国科学院院士简水声教授、国家科技部秘书长石定寰教授，国家发展与改革委员会交通运输司司长王庆云教授以及电子工业出版社王志刚社长等对本书的编辑出版给予的鼓励和支持表示衷心感谢。由于我们对这门学科的学习研究与实践尚浅，不足之处难免，敬请广大读者提出宝贵意见。张国伍2003年4月于北方交通大学思源楼