城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)(ITS)的重要組成部分，它以實時動態(tài)分配理論為核心，綜合運用檢測、通信、計算機、控制、GPS和GIS等高新技術(shù)，動態(tài)地向駕駛員提供最優(yōu)路徑引導(dǎo)指令和豐富的實時交通信息，通過單個車輛誘導(dǎo)來改善路面交通狀態(tài)，防止和減輕交通阻塞，減少車輛在道路上的逗留時間，并最終實現(xiàn)交通流在路網(wǎng)中各個路段上的合理分配。交通誘導(dǎo)技術(shù)是正確引導(dǎo)道路使用者順利到達目的地、實現(xiàn)交通流優(yōu)化、避免交通阻塞、更有效地管理現(xiàn)代交通的新技術(shù)。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)將成為2l世紀(jì)地面運輸管理體系的模式和發(fā)展方向，并成為交通運輸進人信息時代的重要標(biāo)志。

要解決交通的誘導(dǎo)問題就必須解決動態(tài)和隨機的交通流量在路段和交叉路口的分配問題，即所謂的“實時動態(tài)交通分配（RealTime—Dynam1cTrafficAssignment)”。這理論的主要功能是：預(yù)測交通運輸系統(tǒng)狀況、提供道路引導(dǎo)系統(tǒng)、引導(dǎo)車輛在最佳線路上行駛、為出行者提供出發(fā)時間和選擇方式、提供誘導(dǎo)系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)的相互聯(lián)系、為先進的交通管理系統(tǒng)和交通信息系統(tǒng)提供重要的理論基礎(chǔ)。為了有效地解決這一理論問題將交通面控設(shè)施與流體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合．設(shè)計了實際用戶最優(yōu)和預(yù)測用戶最優(yōu)動態(tài)交通分配算法。

1交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的構(gòu)成
交通誘導(dǎo)系統(tǒng)由四個子系統(tǒng)構(gòu)成交通流采集子系統(tǒng)、車輛定位子系統(tǒng)、交通信息服務(wù)子系統(tǒng)和行車路線優(yōu)化子系統(tǒng)。

(1)交通流采集子系統(tǒng)
城市安裝自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng)(如SC00T等系統(tǒng))是實現(xiàn)交通誘導(dǎo)的前提條件。這個子系統(tǒng)包括兩個關(guān)鍵詞：一個是交通信號控制應(yīng)是實時自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng)，另一個是接口技術(shù)的研究，即把獲得的網(wǎng)絡(luò)中的交通流傳送到交通流誘導(dǎo)主機，利用實時動態(tài)交通分配模型和相應(yīng)的軟件進行實時交通分配，滾動預(yù)測網(wǎng)絡(luò)中各路段和交叉口的交通流量，為誘導(dǎo)提供依據(jù)。

(2)車輛定位子系統(tǒng)
車輛定位子系統(tǒng)的功能是確定車輛在路網(wǎng)中的準(zhǔn)確位置。車輛定位技術(shù)主要有以下幾種方法。

a)地圖匹配(MapMatching)定位方法
這種技術(shù)是確定車輛在帶有街道名稱和地址名稱的地圖中位置的相關(guān)技術(shù)。車輛的行駛路線同道路網(wǎng)格的圖形相關(guān)，利用具有確定性的坐標(biāo)確定車輛位置。這種技術(shù)通常與其它技術(shù)匹配，利用數(shù)字道路地圖修正車輛的定位誤差及協(xié)調(diào)車輛的位置。

b)推算定位(Dead-Recking)方法
這種方法是根據(jù)測量到的車輛位移和航向進行定位的技術(shù)。它使用電子羅盤、速度陀螺儀、里程表、速度表及車輪脈；傳感器，由這些傳感器傳來的信號推算出車輛的行駛距離、速度及行駛的方向。在短時問內(nèi)．這種方法的定位精度較高，但時間長了會產(chǎn)生累積誤差。

C)全球定位系統(tǒng)(GPS)
由GPS接受機接受至少來自四顆衛(wèi)星的信號，以確定車輛的位置。如果車載接收機時鐘與兩顆衛(wèi)星的時鐘嚴格同步的話，則來自第三顆衛(wèi)星的信號足以對車輛進行定位。實際上由于衛(wèi)星使用精確而且昂貴的原子鐘而車載接受機使用普通的時鐘，兩者時鐘無法嚴格同步，因此需要第四顆衛(wèi)星的信號來補償車載接受機時鐘的誤差。單獨使用GPS的定位精度為1m左右，為了滿足更高的精度要求經(jīng)常將GPS技術(shù)與其它定位方法配合使用。

d)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般包括3只加速度表和3只陀螺儀，這種技術(shù)具有很高精度水平的高速捕獲數(shù)據(jù)的能力，但這種技術(shù)同推算定位方法一樣會產(chǎn)生累積誤差，時間長了精度會隨之降低，所以需要配以輔助的傳感器，如GPS等。

e)路上無線電頻率(TRF)
使用TRF技術(shù)的系統(tǒng)從分布在系統(tǒng)運行區(qū)域內(nèi)一定數(shù)量的信號標(biāo)桿中接受無線電信號，來自同位置信號的交叉作用決定了車輛的精確位置。

(3)交通信息服務(wù)子系統(tǒng)
交通信息服務(wù)子系統(tǒng)是交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，它把主機運算出來的交通信息(包括預(yù)測的交通信息)通過各種傳播媒體傳送給公眾。這些媒體包括有線電視、聯(lián)網(wǎng)的計算機、收音機、路邊的可變信息標(biāo)志和車載的信息系統(tǒng)等。

(4)行車路線優(yōu)化子系統(tǒng)
行車路線優(yōu)化子系統(tǒng)的作用是依據(jù)車輛定位子系統(tǒng)所確定的車輛在網(wǎng)絡(luò)中的位置和出行者輸入的目的地，結(jié)合交通數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)傳輸?shù)穆肪W(wǎng)交通信息，為出行者提供能夠避免交通擁擠、減少延誤及高效率到達目的地的行車路線。在車載信息系統(tǒng)的顯示屏上給出車輛行駛前方道路網(wǎng)狀況圖，并用箭頭線標(biāo)示建議的最佳行駛路線。

2日本動態(tài)路線引導(dǎo)系統(tǒng)
日本的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)(DRGS)是其通用交通管理系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng)。它的發(fā)展計劃包括三個階段：

a)第一階段(1995-l997年)
1996年3月在東京和神奈川縣建立了4平方公里的實驗區(qū)，約有200條線路可供選用。在實驗區(qū)內(nèi)建造帶有雙向紅外線通信功能的交互式DRGS，對DRGS的功能進行全面試驗，其重點在于線路引導(dǎo)信息的實時提供問題。

b)第二階段(1998-2000年)
DRGS向每一輛車提供優(yōu)化線路信息，但還無法保證所有車輛運行效果的總體最優(yōu)。DRGS在大城市開始發(fā)展，車載單元逐漸普及。

c)第三階段(2001年以后)
DRGS向所有車輛提供優(yōu)化線路信息，使車輛處于總體最佳運營狀態(tài)。由于優(yōu)化線路引導(dǎo)是交通流優(yōu)化的前提，因此國家警察署(NPA)準(zhǔn)備對DRGS進行長期、反復(fù)的實地試驗，積累技術(shù)、經(jīng)驗，并有目的地進行評估，使這些技術(shù)系統(tǒng)化、理論化，以指導(dǎo)通用交通管理系統(tǒng)的發(fā)展。按優(yōu)化線路提供的方式，DRGS可分為兩類獨立型LDRG(現(xiàn)場確定的線路引導(dǎo))和CDRG（控制中心確定的線路引導(dǎo))。LDRG使車載單元能夠選擇車輛自身的優(yōu)化線路(它只使用車載數(shù)據(jù))，但是只使用此項技術(shù)就有可能使許多車輛都選擇同一條線路，造成新的交通阻塞。相反，當(dāng)車載單元廣泛使用時，CDRG就能合理分配交通流，對未來的交通條件進行預(yù)測。因此DRGS的發(fā)展方向是建立由控制中心分配交通流的系統(tǒng)即交互式DRGS。

3美國的道路引導(dǎo)系統(tǒng)
得克薩斯州的圣安東尼奧市是美國第9大城市，其市內(nèi)高速公路路段的交通流量已經(jīng)超過2O萬輛／日，而交通事故頻繁使該市高速公路系統(tǒng)的運行效率大大降低。為了解決這個問題，在得州運輸廳的領(lǐng)導(dǎo)下圣安東尼奧市開發(fā)了一項強調(diào)各種運輸方式和部門間協(xié)調(diào)合作、并采用新技術(shù)與新工藝的城市道路引導(dǎo)系統(tǒng)TRANSGUID。

(1)TRANSGUID的基本構(gòu)架
圣安東尼奧市的道路引導(dǎo)系統(tǒng)是在39.4km道路的每條車道上，按照0.8km的間隔設(shè)置對感應(yīng)線圈型的車輛檢測器，每隔1.6km設(shè)置攝像裝置，并使用專用的光纖通訊網(wǎng)絡(luò)。管理人員通過一種帶實時數(shù)字地圖顯示的計算機系統(tǒng)來傳遞對交通事故的反饋處理意見。

在交通控制中心，由攝像機拍攝到的影像資料與計算機圖形分別顯示在控制臺的監(jiān)測儀和一幅3m*18m的墻式屏幕上。由光纖傳送的可變信號信息以及沿高速公路、匝道線安裝的高架式車道控制信號，都能實時傳送給監(jiān)控人員。該系統(tǒng)在設(shè)計時還采用了多項最新技術(shù)，使用的數(shù)字通信技術(shù)能將人的聲音、各項數(shù)據(jù)以及壓縮后的數(shù)字圖形以155Mb／s的速度傳送出去該系統(tǒng)是美國最先使用同步光導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)(Sonet)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)之，能夠充分保證設(shè)備的兼容性該系統(tǒng)使用的計算機主機具有很強的糾錯能力，其“通用性”高達99％以上。

(2)TRANSGUID的工作原理
TRANSGUID使用專家系統(tǒng)來提供解決事故的方案。當(dāng)事故發(fā)生時，由事故檢測器檢測到事故的存在，通過專家系統(tǒng)對事故進行分析確定事故的類型和嚴重程度，并提供種或幾種事故解決方案，操作人員對這些方案做出“接受”、“修改”或“拒絕”等選擇。所選方案一旦執(zhí)行，系統(tǒng)又將繼續(xù)報告當(dāng)前交通狀況，提供必要的新的計算。為了保證互相矛盾的方案不被執(zhí)行，這個系統(tǒng)還設(shè)有防范程序。

總之，實施TRANSGUID之后，車輛能以更高的速度行駛，同時也有利于改善大氣環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，使用該系統(tǒng)以后不僅減輕了事故對交通的影響，而且使高速公路上的擁堵減少了27％，同時該地區(qū)每年減少C0排放量可達到128t，HC13.5t，CO217.2t，年燃油消耗可減少1200萬L左右。此外，Pathfinder是美國第一個IVHS研究項目，它提供的信息為道路擁擠程度信息，以文字形式顯示于電子地圖上或以語音方式提示駕駛員．1991年7月-1996年12月，美國在伊利諾斯州的芝加哥進行了ADVANCE(AdvancedDriverandVehicleAdvisoryNavigationConcept)項目的研究，這也是種分布式的路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)：目前美國投入使用的MAYDAY系統(tǒng)可以自動向用戶報告車輛位置，在必要時可以獲得緊急幫助，該系統(tǒng)的擴充功能包括:出行者信息、路徑幫助和誘導(dǎo)等服務(wù)。

4歐洲的相關(guān)系統(tǒng)
歐洲的德國和英國分別在20世紀(jì)80年代末期開發(fā)出用于示范的基于紅外信標(biāo)進行通信的動態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)，其中LISB系統(tǒng)和AUTOGUIDE系統(tǒng)都是利用歷史數(shù)據(jù)進行誘導(dǎo)。進入90年代，德國西門子公司基于LISB開發(fā)的AL1SCOUT系統(tǒng)(在歐洲稱為EURO—SCOUT)具有一定的國際影響，它是基于紅外信標(biāo)通信方式的中心決定式的路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)。基于ALERT—C協(xié)議的交通數(shù)據(jù)頻道廣播已經(jīng)或即將在英國、德國和意大利等11個歐洲國家開通，它能夠向用戶提供交通事故、擁擠和道路施工等信息，其商用路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)CARMINAT、DYNAGUIDE等不但可以顯示或提示交通信息，亦可以實現(xiàn)分布式的動態(tài)路徑誘導(dǎo)。