智慧交通导论周卫峰王江锋李彦伟刘瑜城市交通轨道交通_周卫峰王江锋李彦伟刘瑜_9787111803133

智慧交通属于典型的强交叉学科应用领域，主要涉及交通行业知识、工程管理知识、智慧IT 技术知识的融合和研究应用。本书从大交通角度出发，系统介绍了智慧交通技术、公路智慧交通、铁路智慧交通、水路智慧交通、民航智慧交通、城市智慧交通、综合智慧交通、智慧物流相关历史及最新发展情况，并介绍了跟智慧交通相关的政府行为、智慧交通工程实践知识，给予读者一个系统、全面的知识体系，并在具体细节上深入相关智能算法，兼顾科研人员深入研究需要。
本书每章后面都提供了对应练习及实验内容，适合高校智慧交通、交通工程、交通运输专业本科生、研究生作为教材使用，也适合交通行业的政府人员、企业从业人员、科研机构人员在实际工作中参考使用。

一、书写缘由
从21 世纪20 年代开始，以人工智能、大数据、物联网为代表的新兴技术在各行业中广泛应用，正在引领社会进入快速变革期。2024 年DeepSeek 的爆发，让人工智能进入普及化使用成为可能；在数字经济背景下，数据运营试点工作正处于生根发芽状态；在综合物流降本增效背景下，智慧物流试点工作如火如荼；以数字化为基础的交通信用工作正在影响千家万户；港口、机场、公路、铁路、地铁、公交、共享单车、网约车等交通智慧化，正在持续改善交通系统的对外服务质量。以人工智能等为代表的第四次工业革命正在深入影响人们的方方面面。
智慧交通在新的技术变革环境下，也在发生急剧变化，它涉及交通专业知识、智慧IT知识、管理知识等的深度融合。对智慧交通从业者来说，一方面需要掌握和运用强交叉技术，另一方面需要全面了解大交通智慧化的发展规律。我国的大交通涉及公路、铁路、水路、民航、邮政、城市交通等内容，掌握它们的智慧化建设公共发展规律，并引导从业者、研究者、学习者向自己感兴趣的领域深入发展，是编写本书的出发点。本书通过对大交通各细分领域智慧化建设情况的介绍，试图解决一览众山小的问题，即更好地展现交通智慧化的全貌；通过介绍每个细分领域具有代表性智慧化项目与核心算法，尝试解决接地气问题，即给立志在智慧交通某一个领域进行深入研究的读者，提供深耕细作的发展方向。一个是广度的问题，需要整体系统性介绍；另一个是细度的问题，需要深入实际操作。虽然做到完美是不可能的，但在多位公铁水航邮及城市交通专家的支持和帮助下，编者们基于在该领域几十年的工作经验，为读者奉献了这本点面结合，深入刻画智慧交通全貌的新书。
二、本书主要内容
第1 章交通概述：对人类交通史、交通行业分类、交通管理体系、交通主要特征、智慧交通概念、智慧交通发展过程、智慧交通主要特征、智慧交通构成要素及综合技术体系进行了整体、概貌性的介绍，有利于初学者建立对交通及智慧交通的初步整体印象。
第2 章智慧交通技术：对智慧交通技术体系、硬件平台技术、网络通信技术、数据技术、人工智能技术、软件技术、智能终端技术、智能运输工具技术、其他相关技术进行了概要介绍，目的是让读者了解智慧交通工程建设中会使用哪些主要技术。
第3 章公路智慧交通：对公路智慧交通概论、公路智慧交通体系、建设主要应用场景、养护主要应用场景、执法主要应用场景、客流服务主要应用场景、应急主要应用场景、货流服务主要应用场景、典型算法进行了介绍，让读者对公路主要智慧化内容有所了解，在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第4 章铁路智慧交通：对铁路智慧交通概论、铁路智慧交通体系、调度集中控制系统、列车运行控制系统、购票服务系统、典型算法进行了整体介绍，让读者在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第5 章水路智慧交通：对水路智慧交通概论、水路智慧交通体系、智慧港口、智慧航道、智慧船舶、典型算法（D-P 算法）进行了整体介绍，让读者在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第6 章民航智慧交通：对民航智慧交通概论、民航智慧交通体系、智慧机场、智慧飞机、智慧空管、低空经济、典型算法进行了整体介绍，让读者在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第7 章城市智慧交通：对城市智慧交通概论、城市智慧交通体系、智能地铁、共享单车、智能公交、城市出行人流量分析、典型算法（LSTM算法）进行了整体介绍，让读者在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第8 章综合智慧交通：对智慧综合交通枢纽、多式联运、车路协同、MaaS（出行即服务）、典型算法（FCW算法）进行了整体介绍，让读者在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第9 章智慧物流：对智慧物流概述、智慧物流体系、智慧物流数据共享及运营平台、智慧物流仓储系统、智慧货运运输系统、快递自动分拣系统、典型算法进行了整体介绍，让读者在具体应用场景、算法上了解最新发展及研究方向。
第10 章政府行为：对政府职能、智慧交通规划、智慧交通政策、智慧交通标准进行了整体介绍，目的是让智慧交通行业相关者关注政府行为，从中获取有益的启示和从业机会。
第11 章智慧交通工程实践：对智慧交通工程概述、工程管理生命周期、公路交通调查工程实践案例进行了介绍，目的是让读者明白智慧交通工程的实施需要有一整套管理方法来科学地执行落实。
第12 章总结与展望：系统总结了智慧交通整体发展规律，并对未来发展趋势进行了展望。
三、本书配套资料
1）为高校提供与本书配套的课后习题及实验电子手册（含答案）。
2）为读者提供讲解PPT和视频。
3）通过QQ群为读者提供在线交流平台。

四、关于智慧与智能的说明
智慧作为一个词，在《墨子·尚贤》中指迅速地正确认识、判断和发明、创造事物的能力，侧重于人类大脑对事物的判断和决策能力，并兼顾创新能力，侧重于思想、灵气。如果对照IT 技术，则可以对应人工智能、大数据类的范畴。
智能是智力和能力的总称，中国古代思想家一般把智与能看作是两个相对独立的概念。智能既考虑人类大脑智力的水平，又考虑解决问题的实际行为动作，侧重于具体事件解决的能力，对应现代技术中的智能机器人、智能检票终端等。
智慧与智能对比，智慧更加高端、高级，聚焦人类大脑的复杂事务的决策，智能面对能力更加宽泛，能替代人行为的技术都可以称智能。按照现有IT 技术的发展及在行业中的应用情况，其实智能两字够用。但是最近10 年人们更多地将智慧两字应用到各行各业的研究和应用之中。其中的潜台词就是人们都希望技术朝着更加聪明的方向发展，并在人工智能、大数据等技术的加持下，变得更加智慧。
五、致谢
本书的编写过程得到天津市交通运输委员会相关领导关怀和支持，并得到了天津市智能交通运行监测中心全体同仁的倾力支持，同时也得到了北京交通大学等高校的全力支持，得到了机械工业出版社汽车分社李军副社长等的大力支持，得到了全国行业相关朋友们的关心和鼓励，在此一并表示感谢！
由于作者知识及能力有限，书中内容难免存在瑕疵，请读者朋友们多多指正。有相关疑问可以加QQ群（435486822）交流反馈。
编著者

周卫峰，正高级工程师，天津市智能交通运行监测中心书记、主任。主要从事专业为道路工程、交通工程、智能交通。多次获得中国市政工程协会科学技术奖、天津市科技进步奖、天津市工程咨询协会优秀工程咨询成果、天津市市政公路科学技术进步奖。独立编写专著《重交通沥青路面材料与结构一体化技术》，发明专利4项，实用新型专利2项，在国内外期刊发表论文20余篇。

王江锋，北京交通大学交通运输学院交通工程系教授、博导。研究方向包括交通运输规划与管理、交通控制与安全、城市交通工程理论与技术、智能运输系统理论与技术、交通安全保障、国土空间与交通协同发展以及综合交通大数据与数字交通？。主持和参与了多项重要科研项目，包括国家自然科学基金项目、重点研发计划项目等。

李彦伟，河北雄安交通投资集团有限公司党委副书记、副董事长、总经理，教授级高级工程师、工学博士、硕士生导师。河北省有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴。长期从事沥青路面材料与结构及其建造装备和工艺应用技术研究。承担和完成了沥青铺面全寿命性能演化行为理论与感控技术研究环境友好型隧道沥青路面技术研究等15项省（部）级重点课题，其中获省部级一等奖2项，二等奖6项，三等奖多项。在SCI/EI及核心期刊发表论文120余篇，完成专利三十余项，出版《橡胶沥青及其混合料的研究与应用》等6部论著，主持和参与编写《公路沥青路面预防养护技术规范》等多项国家和公路行业技术规范、标准。

刘瑜，高级工程师，高级信息项目管理师，企业兼职硕导，交通运输部天津市信息化评审专家，承担千万级别以上信息化项目3个，承担课题7个，发表论文10余篇，承担地方标准1项，参会行业标准编写2项，出版专著10部。

前言
第1 章
交通概述 001
1.1 人类交通史 ...001
1.2 交通行业 ...002
1.2.1 交通行业分类 ...002
1.2.2 交通管理体系 ...004
1.2.3 交通主要特征 ...005
1.3 智慧交通史概述 ...008
1.3.1 智慧交通概念 ...008
1.3.2 智慧交通发展过程 ...008
1.3.3 智慧交通主要特征 ...010
1.4 智慧交通构成及技术体系 ...011
1.4.1 智慧交通构成要素 ...011
1.4.2 综合技术体系 ...013
1.5 练习及实验 ...015
1.5.1 练习 ...015
1.5.2 实验 ...015
第2 章
智慧交通技术 017
2.1 智慧交通技术体系 ...017
2.2 硬件平台技术 ...020
2.3 网络通信技术 ...022
2.4 数据技术 ...024
2.4.1 交通数据 ...024
2.4.2 数据处理技术 ...026
2.5 人工智能技术 ...031
2.5.1 人工智能技术概述 ...031
2.5.2 人工智能技术在交通中的应用 ...032
2.6 软件技术 ...033
2.7 智能终端技术 ...034
2.8 智能运输工具技术 ...035
2.9 其他相关技术 ...036
2.9.1 电子地图 ...036
2.9.2 数字孪生 ...036
2.10 练习及实验 ...037
2.10.1 练习 ...037
2.10.2 实验 ...037
第3 章
公路智慧交通 038
3.1 公路智慧交通概论 ...038
3.1.1 ITS 国外发展史 ...038
3.1.2 ITS 国内发展史 ...040
3.2 公路智慧交通体系 ...041
3.2.1 公路智慧交通体系构成 ...041
3.2.2 公路智慧交通技术体系 ...042
3.3 建设主要应用场景 ...044
3.3.1 公路基础设施构成 ...044
3.3.2 公路设施建设智慧化 ...045
3.3.3 压路机施工实时监控应用案例 ...046
3.4 养护主要应用场景 ...047
3.4.1 公路养护业务要求 ...047
3.4.2 公路养护业智慧化 ...048
3.5 执法主要应用场景 ...049
3.5.1 公路执法要求 ...049
3.5.2 智能执法案例 ...050
3.6 客流服务主要应用场景 ...051
3.6.1 客流服务业务综述 ...051
3.6.2 客流服务智慧化总体框架 ...052
3.6.3 ETC 应用案例 ...053
3.7 应急主要应用场景 ...055
3.7.1 公路应急事件 ...055
3.7.2 公路应急流程 ...055
3.7.3 路网应急应用案例 ...056
3.8 货流服务主要应用场景 ...058
3.8.1 公路货流服务要求 ...059
3.8.2 危化品管理案例 ...059
3.9 典型算法 ...061
3.9.1 高速流量预测算法 ...061
3.9.2 出行最优路径算法 ...064
3.10 练习及实验 ...068
3.10.1 练习 ...068
3.10.2 实验 ...068
第4 章
铁路智慧交通 069
4.1 铁路智慧交通概论 ...069
4.1.1 国外发展史 ...069
4.1.2 国内发展史 ...071
4.2 铁路智慧交通体系 ...072
4.2.1 CyberRail ...072
4.2.2 国内体系 ...074
4.3 调度集中控制系统 ...075
4.3.1 调度中心子系统 ...075
4.3.2 车站子系统 ...076
4.3.3 网络通信子系统 ...077
4.3.4 工作原理 ...077
4.4 列车运行控制系统 ...078
4.4.1 系统组成 ...078
4.4.2 工作原理 ...080
4.5 购票服务系统 ...081
4.5.1 主要功能 ...081
4.5.2 主要技术 ...082
4.6 典型算法 ...083
4.6.1 铁路调度算法 ...083
4.6.2 抢票算法 ...084
4.7 练习及实验 ...086
4.7.1 练习 ...086
4.7.2 实验 ...086
第5 章
水路智慧交通
087
5.1 水路智慧交通概论 ...087
5.2 水路智慧交通体系 ...088
5.3 智慧港口 ...090
5.3.1 港口综合服务平台 ...090
5.3.2 港口TOS ...092
5.4 智慧航道 ...094
5.4.1 AIS ...094
5.4.2 数字航道 ...095
5.5 智慧船舶 ...096
5.6 典型算法（D-P 算法） ...097
5.7 练习及实验 ...099
5.7.1 练习 ...099
5.7.2 实验 ...099
第6 章
民航智慧交通 100
6.1 民航智慧交通概论 ...101
6.1.1 民航发展史 ...101
6.1.2 智慧民航发展史 ...102
6.2 民航智慧交通体系 ...103
6.3 智慧机场 ...107
6.3.1 机场协同决策系统 ...107
6.3.2 机场一脸通关系统 ...109
6.4 智慧飞机 ...110
6.4.1 民航飞行控制系统 ...110
6.4.2 机载娱乐系统 ...111
6.5 智慧空管 ...112
6.5.1 空中交通管制系统 ...113
6.5.2 航路优化系统 ...114
6.6 低空经济 ...115
6.6.1 低空经济综述 ...115
6.6.2 低空经济应用案例 ...116
6.7 典型算法 ...117
6.7.1 KNN 分类算法 ...117
6.7.2 飞行控制PID 算法 ...120
6.8 练习及实验 ...121
6.8.1 练习 ...121
6.8.2 实验 ...122
第7 章
城市智慧交通 123
7.1 城市智慧交通概论 ...123
7.2 城市智慧交通体系 ...124
7.3 智能地铁 ...125
7.4 共享单车 ...127
7.5 智能公交 ...129
7.6 城市出行人流量分析 ...132
7.7 典型算法（LSTM 算法） ...133
7.8 练习及实验 ...137
7.8.1 练习 ...137
7.8.2 实验 ...137
第8 章
综合智慧交通 138
8.1 智慧综合交通枢纽 ...138
8.2 多式联运 ...139
8.2.1 多式联运概述 ...139
8.2.2 兰州新区空铁海公多式联运示范工程案例 ...140
8.3 车路协同 ...141
8.3.1 车路协同原理 ...141
8.3.2 联通车路协同案例 ...144
8.4 MaaS ...145
8.4.1 MaaS 发展简况 ...145
8.4.2 MaaS 主要特点 ...146
8.5 典型算法（FCW 算法） ...148
8.6 练习及实验 ...151
8.6.1 练习 ...151
8.6.2 实验 ...151
第9 章
智慧物流 152
9.1 智慧物流概述 ...152
9.1.1 物流基础知识 ...153
9.1.2 智慧物流技术基础 ...155
9.1.3 智慧物流概念及特征 ...156
9.2 智慧物流体系 ...158
9.2.1 物流体系 ...158
9.2.2 智慧物流体系构成 ...159
9.3 智慧物流数据共享及运营平台 ...160
9.3.1 平台发展过程 ...161
9.3.2 平台建设基础及内容 ...162
9.4 智慧物流仓储系统 ...163
9.5 智慧货运运输系统 ...164
9.6 快递自动分拣系统 ...166
9.7 典型算法 ...167
9.7.1 最优背包算法 ...167
9.7.2 最优路径算法 ...168
9.8 练习及实验 ...170
9.8.1 练习 ...170
9.8.2 实验 ...170
第10 章
政府行为 171
10.1 政府职能 ...171
10.2 智慧交通规划 ...172
10.3 智慧交通政策 ...173
10.4 智慧交通标准 ...174
10.5 练习及实验 ...176
10.5.1 练习 ...176
10.5.2 实验 ...177
第11 章
智慧交通工程实践 178
11.1 智慧交通工程概述 ...178
11.2 工程管理生命周期 ...180
11.3 公路交通调查工程实践案例 ...181
11.4 练习及实验 ...184
11.4.1 练习 ...184
11.4.2 实验 ...185
第12 章
总结与展望 186
12.1 总结 ...186
12.2 展望 ...187

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