智慧城市背景下的北京交通基礎設施建設研究

張祖群 王曉芝

一、北京城市交通的歷史追溯

近幾年伴隨著首都經濟的發(fā)展，大城市集聚效應日趨明顯，北京交通出行環(huán)境不斷復雜化，交通安全隱患在增多。北京實施“公交優(yōu)先”戰(zhàn)略，大力發(fā)展公共交通，公交設施得到改善，但在舒適性、可及性方面存在很大偏差。智慧城市、智慧交通則為解決城市交通問題提供了新思路。

歷史上的城市分割布局導致的交通擁堵及早期修筑道路遺留的問題，是北京交通擁堵無法逃避的根源。在當時國內經濟相對不發(fā)達、人口和車輛都相對較少的情況下，問題并不突出?？墒怯捎诔鞘胁煌δ軈^(qū)的疊加，近些年擁堵已經成為了一種常態(tài)。北京早期交通線路的設計很大程度上并沒有考慮到日后北京的高速發(fā)展，同時也因為多種原因存在許多不合理的路線。如：西客站周邊的道路，公共交通工具很多，擁堵是家常便飯。北京不少立交橋同樣存在諸多問題：建國后北京的立交橋在短時間內建成很多，在當時條件下被認為是一種技術進步。但是倉促的時間導致設計上的諸多紕漏，最后造成不少立交橋上不去、下不來、司機見了暈頭轉向等情況，使得擁堵更為頻繁易發(fā)。

而當政府對城市交通缺乏有效管理的情況下，新建的道路設施會引發(fā)新的道路需求，而交通需求總是超過道路供給。也就是說，不管政府投入多大的人力財力，結果必然導致交通擁堵，“當斯定律”描述的情形對于分析今天北京的交通擁堵問題仍然有效[1]。城市建設應該規(guī)避交通設施可能發(fā)生的風險問題，同時重新規(guī)劃不合理線路設計。隨著宏觀經濟的發(fā)展和城鄉(xiāng)差距的逐步減小，北京市中心的常住人口在一定時期之后會有所下降。在這種情況下，根據交通承載力，可逐步對不合理的路線等進行重新改建。

二、北京交通基礎設施建設現(xiàn)狀與問題

（一）從人口規(guī)?？幢本┙煌ìF(xiàn)狀

隨著人口和社會經濟的發(fā)展，北京市的交通出行量逐年增加。2011年北京市常住人口由2005年的1538萬人增加到2018.6萬人。人口的絕對數(shù)量從兩個點導致了或者加重了城市交通擁堵問題：一是公共交通工具和線路相對有限，很大程度上無法滿足不斷增長的人口的出行需求。二是私家車保有量極高。2011年，北京全市機動車擁有量為498.3萬輛，其中私人擁有量為389.7萬輛，分別為2005年的1.9倍和2.5倍。人多車多，加之交通線路在一定程度上的不合理，堵車幾乎成為北京的“風景線”。

（二）從公共交通發(fā)展看北京交通現(xiàn)狀

隨著北京社會經濟不斷發(fā)展，交通壓力日趨緊張。北京于2006年、2009年先后出臺了《關于優(yōu)先發(fā)展公共交通的意見》和《綠色交通行動計劃（2009-2015）》，通過加大軌道交通建設力度、全面更新公交車輛、優(yōu)化公交線網、實施低票價、設立專用道等一系列措施，大力推進“公交城市”建設[2]。2011年北京市居民出行中公共交通的承擔率突破40%，但與其他國際化大都市60%-80%的公交承擔率相比仍顯較低。2011年末，全市軌道交通運營線路為15條，運營線路長372公里，比2005年增加258公里；全市公路里程達到21319公里，比2005年增加6623公里，以年均6.4%的速度增長；全市城市快速路達到263公里，干線公路里程達3462公里，分別比2005年末增長14.3%和15.6%，二級及以上公路里程占干線公路總里程的比例從63.5%提高到88.6%；全市公共電汽車運營線路為740條，比2005年增加118條，運營線路長19338公里，運營車輛達2.2萬輛，比2005年增加0.3萬輛。整體來看，北京公共交通在一定程度上緩解了交通壓力，但并不能完全解決交通擁堵問題。以北京地鐵為例，存在有的站點之間間距過大而又缺少其他公共交通補給等問題。

（三）從道路面積看北京交通現(xiàn)狀

2011年底，北京市公路道路總里程達到了28446公里，城市道路總面積達9164萬平方米，城市交通基礎設施承載能力得到提升。道路供給總量逐年增加，供給結構也有小幅度調整。但從實際運行結果看，道路交通擁堵現(xiàn)象仍客觀存在，城市道路設施仍顯脆弱。除道路、車輛及行人之外，北京交通還應考慮行政管理和優(yōu)化配套公共設施。建議設置更多的公共自行車租賃點，鼓勵市民綠色出行?？蛇z憾的是，機動車經常占據自行車道，有的路段甚至沒有自行車道，或者自行車道和機動車道之間沒有任何隔離等，這都增加了綠色交通的危險系數(shù)。因此，與城市道路交通相配套的諸多公共設施和服務都需進一步完善。

（四）從機動車擁有量看北京交通狀況

據《北京市統(tǒng)計年鑒2012》統(tǒng)計結果顯示，北京市的機動車擁有量增長明顯，各類汽車的年增長率都很高。如2011年，北京市的機動車擁有量高達498.3萬輛，為2010年的103.6%。

三、北京建設智慧交通的理論與實踐

（一）智慧交通的形成機理

建立智能交通系統(tǒng)是智慧城市的主要應用功能之一。智能交通系統(tǒng)是指通過道路收費系統(tǒng)、多功能智能交通卡系統(tǒng)、數(shù)字化交通智能信息管理系統(tǒng)等多種模式的數(shù)據整合，提供基于交通預測的智能交通燈控制、交通疏導、出行提示、應急事件處理管理平臺，幫助進行城市路網優(yōu)化分析，為城市規(guī)劃決策提供支持[3]。智能交通管理系統(tǒng)的建立實施在一定程度上緩解交通壓力的同時，也存在一系列亟待解決的技術難題，例如海量數(shù)據存儲與處理問題，多信號非接觸傳輸問題、通訊規(guī)約問題等。

北京智能交通的發(fā)展主要體現(xiàn)在：高速公路電子收費系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、危險品運輸監(jiān)控系統(tǒng)、奧運交通指揮中心、出租汽車調度及浮動車信息采集系統(tǒng)等。以“一個中心、三個平臺、八大應用系統(tǒng)”為框架，涵蓋171個子系統(tǒng)的智能交通管理體系，包括指揮調度、交通控制、交通監(jiān)測、交通信息服務等[4]。近年來建成的北京市交通運行協(xié)調指揮中心（TOCC）是全市交通綜合運輸協(xié)調、交通安全應急指揮、數(shù)據共享和信息發(fā)布中樞。建成了軌道交通指揮中心一期工程，實現(xiàn)了全部既有軌道交通線路智能化運營調度。拓展道路交通違法監(jiān)測系統(tǒng)應用范圍，首次在公交車輛安裝110套移動監(jiān)測設備，實時監(jiān)控占用公交車道的違法行為[5]。

隨著新技術的出現(xiàn)，在TOCC、智能交通系統(tǒng)的基礎上提出了“智慧交通”的理念。充分發(fā)揮物聯(lián)網技術，通過移動計算、智能識別、數(shù)據融合、云計算等技術，形成智慧交通系統(tǒng)。智慧交通系統(tǒng)，是指將電子、信息、通訊、控制、車輛以及機械等技術應用于交通領域并能迅速、靈活、正確地理解和提出解決方案，以改善交通狀況，使交通發(fā)揮最大效能的系統(tǒng)。從智能交通系統(tǒng)到構建智慧交通體系，需要加快推進綜合交通服務和管理系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、智能出行服務系統(tǒng)、交通應急指揮系統(tǒng)、數(shù)字公路綜合信息服務系統(tǒng)、出租車與公交車智能服務管理系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、港口信息管理系統(tǒng)等智慧交通應用系統(tǒng)建設，從而進一步提高城市交通的科學管理和組織水平[6]（圖1）。智慧軌道交通行業(yè)的發(fā)展建立在數(shù)字化和控制管理的智能化基礎上，“更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通和更深入的智能化處理能力”是智慧軌道交通的基本特征，它以智能信息處理技術、全聯(lián)網技術和傳感技術為支撐，構建和展示“高效、便捷、安全、可視、可預測、環(huán)保和智慧”的、高科技和現(xiàn)代化的綜合性軌道交通系統(tǒng)[7]。同時發(fā)展智慧型的快速公交系統(tǒng)和軌道交通，可以降低碳排放強度[8]，符合綠色經濟、生態(tài)經濟、低碳經濟的發(fā)展趨勢。

（二）北京智慧交通的實踐狀況

智慧交通在世界上已經有了一些成功實踐例子。如，新加坡采用的“智能交通預測系統(tǒng)”，由計算機化交通信號系統(tǒng)、電子掃描系統(tǒng)、城市快速路監(jiān)控系統(tǒng)、接合式電子眼以及道路計價系統(tǒng)組成，在預先設定的時間段內預測交通流量，幫助交通控制人員預判、管理交通流，防止交通堵塞。瑞典斯德哥爾摩啟用新智能收費系統(tǒng)，使交通量減少22%，排放物減少12%-40%。

北京智慧交通管理系統(tǒng)由交通流自動采集、分析、處理及信息發(fā)布系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、交通指揮調度綜合集成系統(tǒng)、交通管理數(shù)字化執(zhí)法信息管理系統(tǒng)、交通事故分析處理與交通安全控制系統(tǒng)、對外交通信息服務系統(tǒng)、交通管理綜合業(yè)務信息管理及輔助決策系統(tǒng)、交通管理寬帶網絡及通信系統(tǒng)八個子系統(tǒng)組成[9]。北京市已經開始試點“智能停車位引導”建設，在道路兩側建設引導停車的路牌。另外，為實現(xiàn)“公交優(yōu)先”原則，北京出臺了增加公交車輛和線路、設立公交專用線、完善公交基礎設施等一系列專門政策措施。其中公交智能化調度系統(tǒng)的基本目標是解決公交車輛運行中無序、失控與低效的狀態(tài)，解決與首都公交可擔負城市旅客出行的主導地位不相適應的矛盾。把通信控制、衛(wèi)星定位、計算機網絡與運營組織科學地結合，運用系統(tǒng)工程的理論方法進行綜合集成，實現(xiàn)集運營指揮調度、綜合業(yè)務通信、乘客信息服務等為一體的智能化公交管理系統(tǒng)[10]。據調查，北京市順義區(qū)的公交智能指揮調度中心項目總投資386萬元，由指揮平臺、車載定位系統(tǒng)、車輛和場站監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)組成，目前已在順義區(qū)內的48條線路469輛公交車、4處公交樞紐、16個公交車站安裝了指揮監(jiān)控終端。調度中心通過公交車上安裝衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、在重點站臺安裝監(jiān)控系統(tǒng)等措施，實現(xiàn)對運營車輛的實時監(jiān)控以及車內圖像采集。公交智能指揮調度中心能夠根據監(jiān)控各種數(shù)據采集結果，判斷車輛運行情況，及時發(fā)出指令，調度全區(qū)公交運行。通過衛(wèi)星定位和視頻監(jiān)控，指揮中心隨時掌握車輛的運行速度、所在位置、是否晚點等信息。此外，系統(tǒng)設置了報警功能，對車輛甩站、超速、嚴重堵車、首末班車不準時等進行提示。指揮中心人員根據各種情況，通過系統(tǒng)向安裝在公交車上的GPS顯示器發(fā)送短信進行提示，也可通過指揮中心的話筒向司機發(fā)出語音提示。每輛車的司機座位旁都安裝有一個緊急按鈕，一旦出現(xiàn)緊急情況，司機可通過按鈕向指揮中心報警。智能指揮調度中心運行以來，順義區(qū)境內公交正點率提高近10個百分點，公交服務投訴類糾紛顯著減少，市民乘公交出行的意愿明顯增強，境內公交刷卡率由86.36%提升到89.47%。

參考文獻

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[4]繆明月、高愛霞、戴帥.建設世界城市目標下智能交通管理理念詮釋及發(fā)展展望[A].段霞主編.2012城市國際化論壇——世界城市：規(guī)律、趨勢與戰(zhàn)略選擇論文集[C].2012.

[5]劉小明、王兆榮、陳燕凌，等.提高精細化管理水平 推進交通事業(yè)科學發(fā)展[A].張耘主編.北京藍皮書：北京公共服務發(fā)展報告（2011-2012）[C].北京：社會科學文獻出版社，2012.

[6]佚名.“十大應用體系”：讓城市充滿“智慧”[J].寧波經濟，2010：30-31.

[7]曾華燊、朱懷芳.論智慧軌道交通及其系統(tǒng)架構[J].計算機應用，2012，32，（5）：1191-1195.

[8]陳靜、張景秋.低碳經濟視角下的北京公共交通發(fā)展研究[J].改革與戰(zhàn)略，2010，（5）：70-72.

[9]于春全.建立智能化的北京交通管理系統(tǒng)[J].北京建筑工程學院學報，2001，17（S）：29-31.

[10]張國伍.北京市公共交通智能化調度管理系統(tǒng)的建設與開發(fā)[J].北方交通大學學報，1999，23（5）：1-6.

（責任編輯：李利）