随着经济发展的高速增长,汽车数量急剧增加,交通拥堵问题导致的“城市病”愈演愈烈。交通是城市经济活动的命脉,直接关系着国民生计,因此解决交通拥堵问题成为全球关注的焦点。近年来,ITS从人-车-路的动态关系出发,以已有出行者信息为基础,提出一系列提高道路利用率和交通流量,降低交通拥挤程度和交通事故发生率,减少因交通拥堵和事故等造成的延误,以及科学诱导等方法,在一定程度上缓解了交通拥堵问题。交通信息是ITS中交通管理、交通控制、交通诱导、交通指挥及交通信息服务等功能的重要信息来源,是进行科学交通管理与规划的依据。因此,交通信息采集的全面性、可靠性、精确性和实时性直接关系着道路交通系统的管理效果和控制效果。现有的基于各种磁频、波频、视频和GPRS/CDMA等交通信息采集技术,获得了部分实时交通参数,解决了一些交通问题。但是上述方法受采集技术或环境限制,只能获得断面的交通信息,不能够及时全面地反映宏观交通状态或实时描绘微观出行者的需求。本文选择了逐渐替代数字广电、电信和网络业务的IPv6网络作为采集环境。IPv6具有大地址空间、安全性好、移动性支持优异和高效QoS等优点,契合了对全部出行者进行实时采集的需求。本文以国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”课题“城市交通系统的组织优化与控制”和吉林省科技发展计划项目“移动IPv6运营基础架构研究”为依托,集中研究了基于IPv6的智能交通信息采集与处理方法,对未来智能交通网络建设与管理观念进行探索性研究。论文的研究建立在两个假设条件之上：第一,以全面的静态交通信息关联库为支撑,包括地理信息系统(GIS)、车辆自然信息库和出行人基本信息库等,实现人民生活全面数字化；第二,具有完善的交通通信网络,且车辆上均配置信息采集和移动通信的车载单元。本文首先提出了基于IPv6的人-车-路-环境协同的概念体系,建立了以信息流为主线的逻辑体系,搭建由移动接入层、公共传输层和控制中心组成的基于IPv6的ITS框架体系。构建一个集信息采集、通信、存储为一体的IPv6智能交通信息系统(简称IPv6信息系统)。车载信息采集单元完成前端信息采集,采集内容包括：GPS定位信息和其它传感器读取的车辆仪表信息,主要包括运行方向和速度等参数和出行人持卡识别信息。采集信息封装到IPv6数据包中,并通过高速传输网络报送至控制中心。采用光纤传输和远距离无线传输协议802.16e构建骨干传输网络。为避免车辆密集情况下,并发报送造成网络拥塞,设计了根据车辆的车况、通讯和信用状态信息组建相对稳定和快速的车载自组网络协议,降低了对无线信道的需求,减轻无线信道的拥塞,保证采集信息的实时稳定传输。控制中心进行信息提取获得智能交通参数,用于实时交通管理、控制与诱导,分析交通安全、出行分布和城市土地利用等问题。控制中心还完成交通网络AAA核心管理和信息存储与发布功能。出行者在移动过程中,需要不断地进行网络域间切换。不当切换方式将造成网络和应用的中断。为此,引入AAA机制进行交通网络的运营和管理,提出邻域快速认证、授权策略和全程记账,并建立基于消费信息进行实时收费的道路交通计费模型。通过认证、授权和记账的实时作用,实现基于AAA的智能交通网络动态管理方案,由此来保证车辆在进行域间切换时的网络连续和网络与交通资源的合理配置。在交通信息网络实时和连续的前提下,进行了交通流的描述和特征提取。以边标号法和矩阵论为基础,对宏观路网的自然属性、路网中路段的自然属性和节点的社会属性进行描述,并实现了矩阵、真实路网和抽象路网的相互转化,将真实的路网抽象成数学模型。在宏观路网和路段特性分析基础上,提出了微观的路段网格(Block)表达法。通过对Block的空间属性、邻居属性、车辆存在属性、时空通行限制属性的分析,建立了出行人、车辆、相位、微观Block、路段、节点和环境之间的时空协同关系模型。在该模型基础上,根据Block的车辆存在性,通过定位在Block内的车辆唯一标识UniqueID与车辆自然信息和位置报送信息的关联关系,采集到海量智能交通信息。进而提取出交通流三要素流量、速度和密度的特征信息数据——特别是其他方法无法准确获得的区间速度、密度等重要参数；提取出车辆OD矩阵,获得路径选择概率、单车转弯概率和公交乘客量等交通参数。仿真实验证明信息采集网络有效避免了网络拥塞,保证了系统传输效率；AAA机制可以实现对车辆的实时动态管理。车辆定位模型表达了人-车-路-环境的协同关系,既可以实现微观车辆实时信息采集与跟踪,又能够获得中观的流量、密度、速度等信息,还能够呈现宏观路网的实时状态和了解交通流参数的分布规律,可以为智能交通控制、诱导和安全提供依据。