1、智能交通系统概论课程教学大纲英文名称IntroductiontoIntelligentTransportationSystem课程代码TRTR1032课程性质专业选修课程授课对象交通运输学分1.5学时36（24+12）主讲教师修订日期指定教材杨兆升，于德新，智能运输系统概论（第3版），人民交通出版社，2015年8月一、课程性质智能运输系统概论是交通运输方向的专业选修课程，该课程涵盖智能交通系统的研究开发背景与过程、框架体系、交通信息采集与处理、通信、网络、综合平台技术数据库等技术以及典型应用（城市信号控制系统、车辆定位与导航系统、高速公路管理系统、电子收费系统、车路协同系统、城市轨道智
4、的学习，学生能够从科学、工程等角度全面的理解各类智能交通技术，了解通信技术、车辆定位技术等先进技术的科学原理，为学生能使用模型方法来表达交通运输复杂工程问题打下思维基础。2通过第十至十六章中对交通信息服务系统、城市智能交通管理系统、城市信号控制系统、先进的公共交通系统等的总体认识，能够对交通运输的专业课程体系及分支有清晰的认识，引导学生更深入的去认识和了解交通运输领域的各个环节。2-4能运用交通运输的基本原理，借助文献研究，分析交通运输领域各环节的影响因素，获得有效结论。分目标310沟通10-2理解和尊重不同文化的差异性和多样性，具备跨文化交流的语言和书面表达能力。分目标1通过第一至三章“智能
5、交通系统框架体系”和“智能交通系统的理论基础”等知识的梳理与学习，学生能够了解到美国、日本、欧洲等国家或地区的智能交通系统框架体系，充分了解国际发展趋势和研究热点，增强学生对交通运输专业领域的整体理解和认识。12终身学习12-1能在社会发展的大背景下，认识到自主和终身学习的必要性。分目标41、通过对第一章的“智能交通系统应用的社会经济效益”及第十七至十九章“智能车辆与自动驾驶系统”等知识的学习，帮助学生理解智能交通系统对社会经济发展的重要意义；借助对交通领域先进技术的了解，培养学生自主学习、终身学习的品质。三、课程内容第一章绪论教学目标：（1）了解目前交通系统存在的主要问题，了解智能交通系统
6、的基本概念、研究背景，及其解决交通问题的作用。（2）了解国内外智能交通系统发展历程和发展趋势。重点难点：（1）重点：深入理解教智能交通系统的基本概念、研究背景及其解决交通问题的作用、国内外发展趋势。（2）难点：无。教学内容：（1）智能交通系统的定义和研究开发背景（2）智能交通系统的发展经纬（3）智能交通系统的主要研究内容（4）智能交通系统应用的社会经济效益（5）智能交通系统的技术特点和各种技术间的关系第二章智能交通系统框架体系教学目标：（1）了解智能交通系统体系框架的产生及原理。（2）了解美国的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、标准现状及标准化策略。（3）了解欧洲的智能交通系统框架
7、体系的逻辑架构、实体架构、标准现状及标准化策略。（4）了解日本的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、标准现状及标准化策略。（5）掌握中国的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、制定方法及最新进展。重点难点：（1）重点：理解智能交通系统体系框架的产生及原理、中国的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、制定方法及最新进展。（2）难点：无。教学内容：（1）美国的智能交通系统框架体系（2）欧洲的智能交通系统框架体系（3）日本的智能交通系统框架体系（4）中国的智能交通系统框架体系第三章智能交通系统的理论基础教学目标：（1）了解动态交通分配的目的、基本概念以及动态交通分配理论现状和最优分配模
8、型。（2）了解协同学理论，掌握城市交通流系统特征，车辆诱导、交通控制、公共交通协同理论以及UTCS与UTFGS协同理论。（3）了解实时动态交通信息预测的意义和短时交通信息预测理论模型体系。（4）了解智能控制理论的基本含义及其在ITS中的应用。重点难点：（1）重点：理解动态交通分配理论、协同学理论。（2）难点：理解车辆诱导、交通控制、公共交通协同理论以及UTCS与UTFGS协同理论。教学内容：（1）动态交通分配理论（2）智能协同理论（3）交通网络实时动态交通信息预测理论（4）智能控制理论第四章智能交通系统的基础技术教学目标：（1）了解智能交通系统中涉及的交通信息采集技术。（2）重点掌握感应线圈、
9、微波雷达、视频检测和GPS浮动车等交通信息采集技术。（3）熟悉交通信息预处理和融合的主要技术。重点难点：（1）重点：理解感应线圈、微波雷达、视频检测和GPS浮动车等交通信息采集技术原理；交通信息预处理和融合的主要技术。（2）难点：理解GPS浮动车交通信息采集技术。教学内容：（1）交通信息采集技术（2）交通信息处理技术第五章通信技术教学目标：（1）了解通信技术的发展、分类及在智能运输系统中的应用。（2）了解通信技术中的调频广播、3G移动通信、专用短程移动通信、无线射频技术。重点难点：（1）重点：理解调频广播、移动通信、专用短程移动通信、无线射频技术等在ITS中的工作原理。（2）难点：理解移动通信
10、技术。教学内容：（1）通信技术在ITS中的应用（2）交通数据信源编码的研究第六章车辆定位技术教学目标：（1）了解教育技术研究的类型、基本程序、基本方法。（2）理解质性研究与量化研究的联系与区别。重点难点：（1）重点：理解GPS、GLONASS与北斗三种卫星定位系统在原理与功能上的异同；GPS差分定位、航位推算与地图匹配技术的原理与方法；车辆组合定位技术的原理。（2）难点：理解GPS差分定位、航位推算与地图匹配技术的原理。教学内容：（1）GPS定位技术（2）北斗卫星定位技术（3）组合定位技术第七章网络技术教学目标：（1）了解计算机网络的发展、组成及功能；（2）掌握计算机网络的拓扑结构分类；（3）
11、了解网络通信协议及局域网与网络互联技术；（4）了解网络技术在ITS中的应用（5）熟悉车载自组织网络的结构、特点及总体设计概要。重点难点：（1）重点：理解计算机网络的组成、功能、拓扑结构分类；车载自组织网络的结构、特点及总体设计概要。（2）难点：理解车载自组织网络的结构。教学内容：（1）网络技术的发展历程（2）网络技术在ITS中的应用第八章数据库技术教学目标：（1）了解计算机网络的发展、组成及功能；（2）掌握计算机网络的拓扑结构分类；（3）了解网络通信协议及局域网与网络互联技术；（4）了解网络技术在ITS中的应用（5）熟悉车载自组织网络的结构、特点及总体设计概要。重点难点：（1）重点：理解计算机
12、网络的组成、功能、拓扑结构分类；车载自组织网络的结构、特点及总体设计概要。（2）难点：理解车载自组织网络的结构。教学内容：（1）网络技术的发展历程（2）网络技术在ITS中的应用第九章新技术在ITS中的应用教学目标：（1）了解车联网、云计算和大数据技术的定义、原理。（2）熟悉和掌握这些新技术在ITS中的应用。重点难点：（1）重点：理解车联网、云计算和大数据技术的定义、原理。（2）难点：理解车联网在ITS中的应用。教学内容：（1）ITS中的新技术概述（2）车联网技术在ITS中的应用（3）云计算技术在ITS中的应用（4）大数据技术在ITS中的应用第十章交通信息服务系统教学目标：（1）了解交通信息服务
13、系统的构成、分类以及发展历程和趋势；（2）熟悉动态交通流诱导系统的结构框架；（3）掌握分布式和中心式两种动态诱导系统的特点以及相应的最短路径选择模型及其算法。重点难点：（1）重点：理解交通信息服务系统的构成、分类；动态交通流诱导系统的结构框架。（2）难点：理解动态交通流诱导系统的结构框架。教学内容：（1）交通信息服务系统（2）动态交通诱导系统第十一章先进的公共交通系统教学目标：（1）了解先进的公共交通系统的特点、国内外研究现状以及体系结构；（2）熟悉智能化调度系统、公交信号优先系统、快速公交系统的构成及其相应的优化算法。重点难点：（1）重点：理解先进的公共交通系统的特点以及体系结构；智能化调度
14、系统、公交信号优先系统的优化算法。（2）难点：理解智能化调度系统、公交信号优先系统的优化算法。教学内容：（1）智能化调度系统（2）公交信号优先系统（3）快速公交系统第十二章先进的交通管理系统教学目标：（1）了解先进的交通管理系统的定义和目标；（2）掌握系统功能、特征和基本组成；（3）了解国外典型、先进的交通管理系统和国内类似先进的交通管理系统。重点难点：（1）重点：理解先进的交通管理系统功能、特征和基本组成。（2）难点：无。教学内容：（1）国外典型、先进的交通管理系统简介（2）国内类似先进的交通管理系统简介第十三章区域交通信号控制系统教学目标：（1）了解几种典型的交通控制系统：TRANSYT、
16、统关键技术和实现原理；掌握电子收费系统的技术归类，射频识别技术的应用。（2）难点：理解电子收费系统关键技术和实现原理。教学内容：（1）电子收费系统的原理和构成（2）电子收费系统的关键技术（3）电子收费系统的新发展和新应用第十五章高速公路交通事件管理系统教学目标：（1）了解事件管理的含义、目的和目标；（2）掌握事件管理的一般过程和实施技术；（3）熟悉事件管理系统的国内外现状以及我国的事件管理系统框架。重点难点：（1）重点：理解事件管理的一般过程和实施技术；事件管理系统的国内外现状以及我国的事件管理系统框架。（2）难点：理解事件管理的一般过程和实施技术。教学内容：（1）交通事件管理（2）国内外事件
17、管理系统现状（3）我国的事件管理系统框架第十六章应急指挥调度系统教学目标：（1）了解应急指挥调度系统的国内外研究现状；（2）掌握应急指挥调度系统的运行机制、工作流程和体系架构；（3）了解应急交通管制区域确定方法的基本原理。重点难点：（1）重点：理解应急指挥调度系统的运行机制、工作流程和体系架构；应急交通管制区域确定方法的基本原理。（2）难点：理解应急指挥调度系统的工作流程和体系架构。教学内容：（1）国内外研究现状（2）应急指挥调度系统框架设计（3）应急交通管制区域确定方法研究第十七章智能车辆与自动驾驶系统教学目标：（1）了解智能车辆的概念、研究目的、意义、应用状况以及研究方向、研究范围；（2）
18、掌握几个典型的智能车辆自主驾驶与辅助导航系统。重点难点：（1）重点：理解智能车辆的研究目的、意义以及研究方向、研究范围；典型的智能车辆自主驾驶与辅助导航系统。（2）难点：理解典型的智能车辆自主驾驶与辅助导航系统的基本原理。教学内容：（1）世界智能车辆的研究与发展（2）基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制（3）研究动向分析与问题探讨第十八章车联网与车路协同系统教学目标：（1）掌握车联网、车路协同系统的定义、主要功能和发展背景，以及系统架构、关键技术。（2）了解美国、日本、欧洲等发达国家车路协同系统发展概况。（3）了解车路协同系统在道路交叉口、危险路段等特殊交通场景下的应用，以及所产生的社会和经济效
19、益。（4）了解我国车联网与车路协同系统发展路线。重点难点：（1）重点：理解车联网、车路协同系统的定义、主要功能和发展背景，以及系统架构、关键技术；理解车路协同系统在道路交叉口、危险路段等特殊交通场景下的应用，以及所产生的社会和经济效益。（2）难点：理解车联网、车路协同系统的系统架构、关键技术。教学内容：（1）国内外发展概况（2）典型应用（3）发展趋势第十九章城市轨道智能交通系统教学目标：（1）掌握城市轨道智能交通系统的定义、发展背景以及系统特点与传统ITS的不同。（2）了解城市轨道智能交通系统的整体功能和基本构成。（3）了解综合监控系统的功能及其子系统的主要功能。（4）了解旅客向导系统的设计理
20、念、主要功能等。重点难点：（1）重点：理解城市轨道智能交通系统的整体功能和基本构成；综合监控系统的功能及其子系统的主要功能。（2）难点：无。教学内容：（1）基本概念（2）主要功能及基本构成（3）综合监控系统（4）旅客向导系统四、学时分配章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第一章11讲授、自学1第二章11讲授、自学1第三章11讲授、讨论、自学2第四章246讲授、讨论、PBL、自学2第五章22讲授、自学2第六章11讲授、自学2第七章22讲授、自学2第八章11讲授、自学2第九章11讲授、讨论、自学2第十章11讲授、讨论、自学3第十一章145讲授、讨论
22、做注：1.类型指验证性、综合性、设计性等。2.要求指必做、选做。实验项目一：不停车收费实验1、实验目的（1）了解不停车收费系统产生的背景（2）熟悉不停车收费系统的主要功能、现状及未来发展趋势（3）掌握不停车收费系统（ETC）的基本原理和使用方法2、实验主要内容通过案例分析不停车收费系统工作原理、各组成部分的工作过程等。3、重难点不停车收费系统工作原理、工作过程。注：本课程授课对象为大四学生，实验类型为综合性实验，需要提交计算说明书报告，报告主要包括实验目的，要求，设计步骤和内容，设计结果分析等。实验评价内容和评分细则参见附录1。实验项目二：车辆导航系统应用实验1、实验目的（1）了解车辆导航系统
23、产生的背景（2）熟悉车辆导航系统的主要功能、现状及未来发展趋势（3）掌握车辆导航系统的原理和方法2、实验主要内容实验内容包括车辆导航基本方式方法、GPS车辆定位、车辆通信等的基本概念、工作原理。3、重难点GPS车辆定位的工作原理、工作过程以及车辆导航的基本方法。注：本课程授课对象为大四学生，实验类型为综合性实验，需要提交计算说明书报告，报告主要包括实验目的，要求，设计步骤和内容，设计结果分析等。实验评价内容和评分细则参见附录1。实验项目三：多车协同控制实验-1、实验目的（1）了解智能小车的基本构造（2）熟悉智能小车信息采集方法（3）掌握多车协同换道、超车的原理和方法2、实验主要内容实验内容包括
24、智能小车的基本组成、车车通信原理、单车控制、多车协同换道原理，为实际的基于车车通信、车路通信的智能多车协同控制提供理论支持。3、重难点多车协同换道原理。注：本课程授课对象为大四学生，实验类型为综合性实验，需要提交计算说明书报告，报告主要包括实验目的，要求，设计步骤和内容，设计结果分析等。实验评价内容和评分细则参见附录1。六、教学进度表3：教学进度表授课顺序周次日期章节名称内容提要讲授课时数要求备注一1第一章绪论（1）智能交通系统的定义和研究开发背景（2）智能交通系统的发展经纬（3）智能交通系统的主要研究内容（4）智能交通系统应用的社会经济效益（5）智能交通系统的技术特点和各种技术间的关系1（1
25、）了解目前交通系统存在的主要问题，了解智能交通系统的基本概念、研究背景，及其解决交通问题的作用。（2）了解国内外智能交通系统发展历程和发展趋势。（3）掌握智能交通系统的主要内容。（4）了解智能交通系统应用前景及所带来的社会经济效益。（5）了解智能交通系统的技术分类、特点和各技术之间的衔接。二1第二章智能交通系统框架体系（1）美国的智能交通系统框架体系（2）欧洲的智能交通系统框架体系（3）日本的智能交通系统框架体系（4）中国的智能交通系统框架体系1（1）了解智能交通系统体系框架的产生及原理。（2）了解美国的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、标准现状及标准化策略。（3）了解欧洲的智能交通系
26、统框架体系的逻辑架构、实体架构、标准现状及标准化策略。（4）了解日本的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、标准现状及标准化策略。（5）掌握中国的智能交通系统框架体系的逻辑架构、实体架构、制定方法及最新进展。三1第三章智能交通系统的理论基础（1）动态交通分配理论（2）智能协同理论（3）交通网络实时动态交通信息预测理论（4）智能控制理论1（1）了解动态交通分配的目的、基本概念以及动态交通分配理论现状和最优分配模型。（2）了解协同学理论，掌握城市交通流系统特征，车辆诱导、交通控制、公共交通协同理论以及UTCS与UTFGS协同理论。（3）了解实时动态交通信息预测的意义和短时交通信息预测理论模型
27、体系。（4）了解智能控制理论的基本含义及其在ITS中的应用。四2-3第四章智能交通系统的基础技术（1）交通信息采集技术（2）交通信息处理技术6（1）了解智能交通系统中涉及的交通信息采集技术。（2）重点掌握感应线圈、微波雷达、视频检测和GPS浮动车等交通信息采集技术。（3）熟悉交通信息预处理和融合的主要技术。五4第五章通信技术（1）通信技术在ITS中的应用（2）交通数据信源编码的研究2（1）了解通信技术的发展、分类及在智能运输系统中的应用。（2）了解通信技术中的调频广播、3G移动通信、专用短程移动通信、无线射频技术。六4第六章车辆定位技术（1）GPS定位技术（2）北斗卫星定位技术（3）组合定位技
28、术1（1）掌握GPS、GLONASS与北斗三种卫星定位系统在原理与功能上的异同；（2）了解GPS与北斗的系统组成与工作过程；（3）熟悉GPS差分定位、航位推算与地图匹配技术的原理与方法；（4）了解目前几种车辆组合定位技术的原理与特点。七5第七章网络技术（1）网络技术的发展历程（2）网络技术在ITS中的应用2（1）了解计算机网络的发展、组成及功能；（2）掌握计算机网络的拓扑结构分类；（3）了解网络通信协议及局域网与网络互联技术；（4）了解网络技术在ITS中的应用（5）熟悉车载自组织网络的结构、特点及总体设计概要。八5第八章数据库技术（1）数据库技术简介（2）数据库技术在ITS中的应用1（1）掌握
29、数据库系统的基本概念、构成和特点；（2）了解分布式数据库、关系数据库、实时数据库的性质及特点；（3）掌握关系数据库与实时数据库的区别；（4）熟悉数据仓库的特点及组成；（5）了解数据库技术在ITS中的应用。九6第九章新技术在ITS中的应用（1）ITS中的新技术概述（2）车联网技术在ITS中的应用（3）云计算技术在ITS中的应用（4）大数据技术在ITS中的应用1（1）了解车联网、云计算和大数据技术的定义、原理。（2）熟悉和掌握这些新技术在ITS中的应用。十6第十章交通信息服务系统（1）交通信息服务系统（2）动态交通诱导系统1（1）了解交通信息服务系统的构成、分类以及发展历程和趋势；（2）熟悉动态交
30、通流诱导系统的结构框架；（3）掌握分布式和中心式两种动态诱导系统的特点以及相应的最短路径选择模型及其算法。十一6-8第十一章先进的公共交通系统（1）智能化调度系统（2）公交信号优先系统（3）快速公交系统5（1）了解先进的公共交通系统的特点、国内外研究现状以及体系结构；（2）熟悉智能化调度系统、公交信号优先系统、快速公交系统的构成及其相应的优化算法。十二8-9第十二章先进的交通管理系统（1）国外典型、先进的交通管理系统简介（2）国内类似先进的交通管理系统简介5（1）了解先进的交通管理系统的定义和目标；（2）掌握系统功能、特征和基本组成；（3）了解国外典型、先进的交通管理系统和国内类似先进的交通管
31、理系统。十三9第十三章区域交通信号控制系统（1）TRANSYT系统（2）SCATS系统（3）SCOOT系统（4）新一代智能化交通控制系统（5）其他的交通信息控制系统1（1）了解几种典型的交通控制系统：TRANSYT、SCATS、SCOOT；（2）掌握几种典型的交通控制系统功能、特征和不足；（3）了解OPAC系统、SPOT/UTOPIA和RHODES系统及其特点。十四10第十四章电子收费系统（1）电子收费系统的原理和构成（2）电子收费系统的关键技术（3）电子收费系统的新发展和新应用1（1）了解收费系统的演变和分类、电子收费系统关键技术和实现原理；（2）掌握电子收费系统的技术归类，射频识别技术的应
33、能车辆与自动驾驶系统（1）世界智能车辆的研究与发展（2）基于视觉导航的智能车辆模糊逻辑控制（3）研究动向分析与问题探讨1（1）了解智能车辆的概念、研究目的、意义、应用状况以及研究方向、研究范围；（2）掌握几个典型的智能车辆自主驾驶与辅助导航系统。十八11-12第十八章车联网与车路协同系统（1）国内外发展概况（2）典型应用（3）发展趋势2（1）掌握车联网、车路协同系统的定义、主要功能和发展背景，以及系统架构、关键技术。（2）了解美国、日本、欧洲等发达国家车路协同系统发展概况。（3）了解车路协同系统在道路交叉口、危险路段等特殊交通场景下的应用，以及所产生的社会和经济效益。（4）了解我国车联网与车路
34、协同系统发展路线。十九12第十九章城市轨道智能交通系统（1）基本概念（2）主要功能及基本构成（3）综合监控系统（4）旅客向导系统2（1）掌握城市轨道智能交通系统的定义、发展背景以及系统特点与传统ITS的不同。（2）了解城市轨道智能交通系统的整体功能和基本构成。（3）了解综合监控系统的功能及其子系统的主要功能。（4）了解旅客向导系统的设计理念、主要功能等。六、推荐教材及教学参考书1.教材：杨兆升、于德新，智能运输系统概论（第3版），人民交通出版社，2015年8月。2.参考书：徐建闽，智能交通系统。北京：人民交通出版社，2014。曲大义、陈秀锋、魏金丽、邴其春，智能交通系统及其技术应用（第2版），