試論城市智能交通管理系統(tǒng)方案研究與設(shè)計(jì)

石連富

(貴州交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究股份有限公司)

1 縱觀前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)交通管理系統(tǒng)的(ATMS)發(fā)展和現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外交通管理系統(tǒng)概況

“智能交通”一詞最早在美國(guó)出現(xiàn)，現(xiàn)今美國(guó)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的使用已經(jīng)達(dá)到80%以上，而先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)也隨之成為智能交通的重要組成部分。20 世紀(jì)80年代，美國(guó)主要的交通問(wèn)題表現(xiàn)在形成高速公路后如何將其與城市交通管理相結(jié)合，以方便人們減少旅行所耗時(shí)間，提高出行效率，并且更快的檢測(cè)事故發(fā)生并及時(shí)解決，因此，在早期的美國(guó)ATMS 是用于建立城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)CTSCS。

1994年日本根據(jù)國(guó)情制定的ATMS 目標(biāo)為:減少交通意外降低死亡率;緩解交通擁堵，減少汽車尾氣排放，并以此建立由一個(gè)綜合中心控制及10 各子系統(tǒng)構(gòu)成的交通管理系統(tǒng)。此外，在日本ATMS 是ITS 的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，主要目的是讓出行者能更方便的得到道路交通信息，從而幫助他們選擇路線，分散交通流量，以保證交通的暢通安全。

在歐洲國(guó)家，現(xiàn)將第三代ITS 技術(shù)加入到汽車和公路的基礎(chǔ)建設(shè)中，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步削減交通壓力，然而根據(jù)實(shí)際歐洲人口來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的通信技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的需求，研究人員也根據(jù)這一難題致力研究出新一代的智能安全汽車，具備:完善數(shù)字地圖;解決十字路口問(wèn)題;靈敏傳感器等功能。

鑒于德國(guó)人嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男愿裉攸c(diǎn)，他們?cè)诮煌ü芾砩贤瑯颖局鴩?yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，以實(shí)施監(jiān)控為主要交通管理方式，以此形成嚴(yán)密的交通智能網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)燈實(shí)施全天不斷控制，車輛按照信號(hào)燈的指揮前行。同時(shí)，通過(guò)在汽車上安裝全球定義系統(tǒng)接收器，利用電子信息手段進(jìn)程進(jìn)行整體管理和控制，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)，電視等進(jìn)行信息的采集和發(fā)布，實(shí)現(xiàn)交通的智能管理和調(diào)控。

1.2 國(guó)內(nèi)交通管理系統(tǒng)概況

與上文所例舉的國(guó)家相比，我國(guó)的智能交通管理系統(tǒng)起步較晚，但是通過(guò)相關(guān)人員的不斷探究，在某些領(lǐng)域取得了一定的成果。隨著國(guó)際化的發(fā)展，完善交通管理系統(tǒng)已受到我國(guó)政府和交管部門的重視。1999年，國(guó)家科技部批準(zhǔn)成立了智能交通管理系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)中心，主要以國(guó)民經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)需要作為向?qū)?，解決交通管理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題為目標(biāo)，進(jìn)行重要成果關(guān)鍵性的開(kāi)發(fā)。

經(jīng)過(guò)不斷的探索，2006年至今我國(guó)幾個(gè)城市的交通控制領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到和發(fā)達(dá)中國(guó)家接近的水平，但是在具體的交通管理系統(tǒng)中，模仿和跟蹤的內(nèi)容比較多，甚至一些新的鄰域還未被真正開(kāi)發(fā)，因此在完善我國(guó)交通管理系統(tǒng)同時(shí)還需要繼續(xù)努力，利用先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合實(shí)際的交通狀況不斷發(fā)展。

2 城市智能公交管理系統(tǒng)技術(shù)概況

2.1 城市智能交通管理系統(tǒng)概念

城市智能交通管理系統(tǒng)即在城市范圍內(nèi)利用先進(jìn)的電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用為一體的系統(tǒng)管理模式。

2.2 城市智能交通管理組成系統(tǒng)

(1)智能交通監(jiān)控系統(tǒng)

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)作為城市交通的指揮系統(tǒng)，主要工作原理是通過(guò)將監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)圖像傳回指揮中心，由專業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)車流進(jìn)行實(shí)時(shí)指揮、及時(shí)調(diào)整信號(hào)配合疏散交通，改變交通流的分布，以達(dá)到緩解交通阻塞的目的。

(2)城市交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)

摘 要：《窗邊的小豆豆》里的巴學(xué)園是孩子的天堂。無(wú)數(shù)次，我幻想著能給孩子們一座夢(mèng)寐以求的“巴學(xué)園”，但直到遇到他，我才真正意識(shí)到，作為老師要用自己的真情換取學(xué)生的真情，用老師的愛(ài)換取學(xué)生的信賴與努力，因材施教、揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，讓他們爭(zhēng)取做最好的自己。只有這樣才能達(dá)到我們的教育目的，真正的給予每一個(gè)學(xué)生一座心中的“巴學(xué)園”。

城市交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)作為智能公交的重要組成部分，通過(guò)收集和發(fā)送當(dāng)前交通實(shí)況，及時(shí)疏散交通擁堵路段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效率的利用道路網(wǎng)絡(luò)的一種主動(dòng)交通控制方式。其主要由交通信息采集、車輛定位、路線引導(dǎo)和行車路線化四個(gè)部分組成。

(3)電子警察系統(tǒng)

電子警察系統(tǒng)主要通過(guò)視頻檢測(cè)、圖像處理、信息網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)信息燈，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)等技術(shù)的結(jié)合，對(duì)監(jiān)控路面過(guò)往的每一輛機(jī)動(dòng)車進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)記錄，俗稱“闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)”。

(4)智能公交管理系統(tǒng)

智能公交運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的GPS 定位系統(tǒng)、3G 通信技術(shù)、GIS 地理信息系統(tǒng)技術(shù)等，對(duì)公交進(jìn)行智能調(diào)度，實(shí)現(xiàn)智能排班、提高公交利用率，有效的緩解了交通擁堵情況。

(5)突發(fā)事件響應(yīng)系統(tǒng)

突發(fā)事件響應(yīng)系統(tǒng)對(duì)道路交通中的突發(fā)事件，如交通堵塞、特大交通事故、以及區(qū)域治安事件等都起到提醒作用，有利于交通部門更迅速的到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)處理緊急事故，緩解交通擁堵，維護(hù)正常的社會(huì)秩序。

3 城市智能交通管理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)ITMS 框架體系

(1)ITMS 框架設(shè)計(jì)遵循原則

ITMS 框架的設(shè)計(jì)除需要依據(jù)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，基本設(shè)計(jì)原則外，還應(yīng)遵循以下5 個(gè)原則。

①精簡(jiǎn)性:在完成所有預(yù)定目標(biāo)和具備所需系統(tǒng)功能外，需要將框架盡量設(shè)計(jì)的精簡(jiǎn)，有利于相關(guān)人員的操作和管理。

②完整性:設(shè)計(jì)出的框架體系除了包含現(xiàn)有ITMS 子系統(tǒng)外，還需要具備反應(yīng)子系統(tǒng)的變化，并能呈現(xiàn)出ITMS 發(fā)展的趨勢(shì)。

③實(shí)用性和延伸性:框架的設(shè)計(jì)在滿足實(shí)際需求，起到實(shí)際的作用的同時(shí)，還需要具備被一定的延伸性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)能符合時(shí)代特點(diǎn)。

④靈活性和可發(fā)展性:將框架設(shè)計(jì)靈活，提供可行性備用和可自由選擇性方案。使其能夠隨著ITMS 功能規(guī)模的發(fā)展進(jìn)行延伸，并能夠隨新系統(tǒng)的加入進(jìn)行擴(kuò)展。

(2)ITMS 的設(shè)計(jì)方式

ITMS 作為一個(gè)復(fù)雜的大型框架系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中將會(huì)涉及的系統(tǒng)工程范疇有運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論、管理科學(xué)等，這些也都是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論。所以，ITMS 框架體系的設(shè)計(jì)理論依據(jù)的是系統(tǒng)工程理論，而系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法則是系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的主要方式。系統(tǒng)分析隸屬于問(wèn)題解決技術(shù)類，它將一個(gè)整體的系統(tǒng)分解為各個(gè)組成的小部分，用于研究每個(gè)部分如何工作、交互，以整合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。系統(tǒng)功能框架屬于系統(tǒng)分析的產(chǎn)物，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)是完善系統(tǒng)重要過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可以分為結(jié)構(gòu)審計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終產(chǎn)物是系統(tǒng)的物理框架。

3.2 按照分層對(duì)管理體系進(jìn)行設(shè)計(jì)

(1)基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層的建立是為了實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，對(duì)于基礎(chǔ)層的要求是應(yīng)確保交通信息的可靠性和準(zhǔn)確性，同時(shí)能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)信息及時(shí)準(zhǔn)確的傳遞到相關(guān)位置。交通信息由靜態(tài)交通信息和動(dòng)態(tài)交通信息組塵封，而基礎(chǔ)的交通信息就是靜態(tài)交通信息。

(2)功能層

基礎(chǔ)層的原則上建立功能層，這層功能能給出行者提供出行方案，減少出行所耗時(shí)間，減輕交通管理的壓力。主要包括導(dǎo)航定位、緊急事件處理、電子收費(fèi)、運(yùn)行車輛管理、交通信號(hào)燈等。伴隨無(wú)線通信方式發(fā)展的多元化，可效仿國(guó)外，將相關(guān)信息發(fā)布到個(gè)人手機(jī)中，極大的增強(qiáng)了誘導(dǎo)系統(tǒng)功能。

(3)信息共享層

由功能層將各個(gè)部門綜合集成的信息以平臺(tái)的方式展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)信息共享，而地理信息系統(tǒng)平臺(tái)作為支撐心態(tài)共享層的工具，幫助人們實(shí)現(xiàn)了道路規(guī)劃、交通運(yùn)輸方案的設(shè)計(jì)和管理措施等。信息共享層融合諸多交通信息并加以分析，實(shí)現(xiàn)為上層服務(wù)共享的目的。

(4)服務(wù)層

作為智能交通管理系統(tǒng)中的最高層次，服務(wù)層是交通管理者和出行者之間聯(lián)系實(shí)現(xiàn)交互的接口。通過(guò)服務(wù)層，系統(tǒng)可以向交通管理者分配相關(guān)信息，以便為出行者提供路況信息，為道路控制設(shè)備提供信息，此外，服務(wù)層也負(fù)責(zé)對(duì)信息的接受。

4 結(jié) 語(yǔ)

交通問(wèn)題已經(jīng)成為全世界需要共同面對(duì)的問(wèn)題。結(jié)合實(shí)際的國(guó)情，道路狀況采取有效的整改措施刻不容緩，加強(qiáng)道路信息管理，為出行者和交通管理者都帶來(lái)了便捷的服務(wù)，提高管理方案的可行性，才能增強(qiáng)道路的運(yùn)行效率。

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［2］張宏正，馬騰.城市智能交通管理系統(tǒng)方案研究與設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)信息化，2012，(22):105.

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［4］張雷元，邱紅桐，王長(zhǎng)君等.智能交通管理系統(tǒng)框架體系設(shè)計(jì)研究［C］.2012:2053－2060.