智能交通在城市交通中的應(yīng)用探討

李國(guó)帥

（匯通路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 高碑店 074099）

1 智能交通的概念及其意義

智能交通（Intelligent Transportation System，ITS）是以信息通信技術(shù)將人、車(chē)、路三者緊密協(xié)調(diào)、和諧統(tǒng)一而建立起的大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS將有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施，減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染，保證交通安全，提高運(yùn)輸效率，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民生活質(zhì)量，并推動(dòng)社會(huì)信息化及形成新產(chǎn)業(yè)。

2 中國(guó)智能交通的發(fā)展現(xiàn)狀

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)道路交通設(shè)施及管理雖然有較大改進(jìn)，但跟不上機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的增長(zhǎng)速度，總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距，特別是大多數(shù)城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，道路功能不完善，道路系統(tǒng)不健全。交通管理設(shè)施缺乏，管理水平不高，導(dǎo)致即使各地都建立起交通控制中心，大多也只是實(shí)現(xiàn)了監(jiān)視功能，而遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮控制功能。

中國(guó)城市的大氣質(zhì)量惡化，已逐步由無(wú)煙煤污染轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染，其主要原因是交通擁堵、車(chē)速下降以及車(chē)況差、車(chē)輛技術(shù)性能低等。同時(shí)，車(chē)輛狀況差也直接影響到城市交通，并已成為制約我國(guó)城市交通的重要因素。

3 中國(guó)智能交通的發(fā)展框架

3.1 初期階段

中國(guó)智能交通發(fā)展的初期階段的主要任務(wù)是：完善道路網(wǎng)系統(tǒng)功能，實(shí)施主干道（含快速路）的交通監(jiān)控；加強(qiáng)交通需求管理（TDM），實(shí)施中心主要道路的收費(fèi)管理，緩解中心區(qū)交通壓力；減少路口非機(jī)動(dòng)車(chē)干擾，實(shí)施機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)時(shí)空分離及對(duì)自行車(chē)實(shí)行IC卡管理；實(shí)施信號(hào)燈優(yōu)化配時(shí)及多相位信號(hào)控制；提高公交服務(wù)水平。吸引一部分交通量，實(shí)施公交優(yōu)先道路及優(yōu)先信號(hào)；實(shí)施公交線路網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)及信息服務(wù)系統(tǒng)；依靠成熟的GPS定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，建立城市機(jī)動(dòng)車(chē)緊急救援系統(tǒng)；嚴(yán)格執(zhí)法，加強(qiáng)違章處理，實(shí)施電子抓拍和電視監(jiān)視等科技手段；實(shí)施集中式交通控制系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)。

3.2 發(fā)展階段

在中國(guó)智能交通的發(fā)展階段應(yīng)初步建設(shè)以下各系統(tǒng)：

a）按城市GIS數(shù)據(jù)庫(kù)、信息網(wǎng)絡(luò)、車(chē)輛管理信息等分步建設(shè)城市信息管理系統(tǒng)；

b）建立由信息采集、信息處理及信息發(fā)布三部分組成的道路交通信息通信系統(tǒng)；

c）建立與交通管理監(jiān)控及信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，提供開(kāi)放式聯(lián)網(wǎng)支持，通過(guò)車(chē)載單元和路邊單元有效地采集交通數(shù)據(jù)，提供信息及交通控制的微波接入網(wǎng)系統(tǒng)；

d）通過(guò)微波通信技術(shù)實(shí)行不停車(chē)收費(fèi)的電子收費(fèi)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將在全區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)收費(fèi)路網(wǎng)“一卡通”；

e）采取計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各交通方式的運(yùn)費(fèi)、管理、服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，為客、貨運(yùn)輸提供聯(lián)運(yùn)服務(wù)的多式聯(lián)運(yùn)管理服務(wù)系統(tǒng)，提高效率和管理水平。

3.3 成熟階段

在中國(guó)智能交通發(fā)展的成熟階段應(yīng)實(shí)現(xiàn)：完善交通基礎(chǔ)設(shè)施，并達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)有水平；在城市綜合交通實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、管理、運(yùn)營(yíng)智能化的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)全國(guó)各交通方式的綜合運(yùn)輸規(guī)劃、管理運(yùn)營(yíng)智能化；城市交通結(jié)構(gòu)趨于合理，公交運(yùn)量占較大比重；完成車(chē)間通信系統(tǒng)；成批生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)、環(huán)保車(chē)輛及智能車(chē)輛；建立社會(huì)化信息服務(wù)系統(tǒng)；形成ITS新產(chǎn)業(yè)。

4 智能交通的系統(tǒng)分類和具體實(shí)例

4.1 智能交通系統(tǒng)的子系統(tǒng)

4.1.1 車(chē)輛控制系統(tǒng)

車(chē)輛控制系統(tǒng)是輔助駕駛員駕駛汽車(chē)或替代駕駛員自動(dòng)駕駛汽車(chē)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)安裝在汽車(chē)前部和旁側(cè)的雷達(dá)或紅外探測(cè)儀，可以準(zhǔn)確地判斷車(chē)與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車(chē)載電腦能及時(shí)發(fā)出警報(bào)或自動(dòng)剎車(chē)避讓，并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車(chē)速度，故被稱為“智能汽車(chē)”。

4.1.2 交通監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)類似于機(jī)場(chǎng)的航空控制器，它將在道路、車(chē)輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系，并以最快的速度將信息提供給駕駛員和交通管理人員。

4.1.3 運(yùn)營(yíng)車(chē)輛高度管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過(guò)汽車(chē)的車(chē)載電腦、管理中心計(jì)算機(jī)與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員與管理中心之間的雙向通訊，從而提高商業(yè)車(chē)輛、公共汽車(chē)和出租汽車(chē)的運(yùn)營(yíng)效率。

4.1.4 旅行信息系統(tǒng)

旅行信息系統(tǒng)是專為外出旅行人員及時(shí)提供各種交通信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供信息的媒介多種多樣，如電腦、電視、電話、路標(biāo)、車(chē)內(nèi)顯示屏等。

4.2 實(shí)例

4.2.1 萬(wàn)通卡（SMART CARD）

萬(wàn)通卡的外形類似銀行的信用卡，作用則類似電話磁卡／IC卡，主要用于過(guò)路費(fèi)、停車(chē)費(fèi)、公共交通工具使用費(fèi)等的計(jì)收。目前流行“非接觸式”的卡，即卡與讀卡機(jī)不需要直接接觸，有的甚至隔著錢(qián)袋或衣服也能有效識(shí)別?？ń?jīng)充值后可反復(fù)使用。這種系統(tǒng)極大方便了使用者，也便于管理與操作，大大降低了使用與維護(hù)成本。

4.2.2 電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）

電子收費(fèi)系統(tǒng)的工作原理是：載有特定裝置的車(chē)輛進(jìn)入收費(fèi)區(qū)后，收費(fèi)區(qū)的信號(hào)探測(cè)器發(fā)出掃描信號(hào)，檢測(cè)并獲取該車(chē)的有關(guān)信息，然后根據(jù)不同的方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)，可使用萬(wàn)通卡等計(jì)賬。電子收費(fèi)系統(tǒng)主要用于公路或城市出入口處，它能夠減少或避免因收費(fèi)而帶來(lái)的交通堵塞問(wèn)題。

4.2.3 實(shí)時(shí)交通信息系統(tǒng)

實(shí)時(shí)交通信息系統(tǒng)能提供的信息包括路況、交通擁擠情況、交通事故情況、交通管制、停車(chē)泊位等。汽車(chē)專用信息接受器根據(jù)設(shè)計(jì)的不同可以有多種顯示方式（聲音的、文字／數(shù)字等），在城市交通中集中控制、集中管理，使時(shí)間和空間得到了更加合理有效的利用，同時(shí)可以給司機(jī)最精確的指導(dǎo)，盡可能地減少交通事故。

4.2.4 智能汽車(chē)

智能汽車(chē)主要是在汽車(chē)上加入了更多的電子控制系統(tǒng)，大大提高了駕駛的安全性和效率。在自動(dòng)駕駛狀態(tài)下，車(chē)載電腦搜集來(lái)自激光雷達(dá)、立體圖像傳感器、多用途通訊系統(tǒng)以及交通管理方面發(fā)出的各種信息，以操縱汽車(chē)的行駛。如果駕駛員未能及時(shí)剎車(chē)、誤入禁行區(qū)、超速行駛或是出現(xiàn)其他操作錯(cuò)誤，汽車(chē)的自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，并自動(dòng)采取相應(yīng)的措施，如變換車(chē)道等。在汽車(chē)日漸增多的現(xiàn)代城市交通中，這種智能汽車(chē)的出現(xiàn)是人類的福音，它的智能輔助系統(tǒng)能給駕乘人員帶來(lái)最大的安全系數(shù)。

4.2.5 自動(dòng)化公路系統(tǒng)（AHS）

自動(dòng)化公路系統(tǒng)（AHS）主要是在現(xiàn)有道路上開(kāi)辟專用車(chē)道，利用專門(mén)敷設(shè)在路面下的磁體來(lái)引導(dǎo)汽車(chē)的行駛，并確定汽車(chē)在公路上的位置；用高效雷達(dá)來(lái)控制車(chē)速，并保持與其他車(chē)輛及障礙物的間距。汽車(chē)在其上自動(dòng)行駛，全程無(wú)人為干預(yù)。這種系統(tǒng)在高速公路中的應(yīng)用前景很好，但是在城市交通中的應(yīng)用會(huì)受到很大的制約，因?yàn)樾枰诒緛?lái)就不夠?qū)掗煹穆访婕釉O(shè)專用車(chē)道。

4.2.6 事故管理系統(tǒng)

ITS事故管理系統(tǒng)能夠及時(shí)地檢測(cè)和定位交通事故，迅速地移除事故車(chē)輛，并警示上游車(chē)輛減速，防止二次事故的發(fā)生。因?yàn)槎问鹿室呀?jīng)成為了近年來(lái)交通事故死亡率增高的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

4.2.7 視頻監(jiān)視系統(tǒng)

交叉路口違反交通規(guī)則行為（如闖紅燈）極易誘發(fā)交通事故。在交叉路口安裝ITS視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)記錄和識(shí)別違反交通規(guī)則的行為，能夠有效地降低駕駛員違規(guī)行為和違規(guī)趨向，從而防止交叉路口發(fā)生交通事故。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)公路交通現(xiàn)狀表明，以科學(xué)技術(shù)為基本手段，建立健全大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的智能化運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)，推動(dòng)人類邁進(jìn)信息化社會(huì)，勢(shì)在必行。

[1]陸化普，史其信.智能交通發(fā)展趨勢(shì)與我國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略[C]//97’北京智能交通發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.北京：人民交通出版社，1997.

[2]史其信，陸化普.智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及研究發(fā)展策略[C]//中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第八屆年會(huì)論文集.北京：清華大學(xué)出版社，1998：38.