張家口奧運期間智能交通系統(tǒng)研究

張博文,胡 慧

(張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 張家口 075051)

張家口奧運期間智能交通系統(tǒng)研究

張博文,胡 慧

(張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 張家口 075051)

2022年，張家口將和北京聯(lián)合舉辦冬季奧運會。這對于張家口這個中小型城市來說，是一個機遇，也提出了更高的要求。目前，張家口的交通狀況和發(fā)展趨勢不容樂觀。隨著我市經(jīng)濟的快速增長，機動車發(fā)展迅猛，日益凸顯市區(qū)道路規(guī)劃不合理等問題，市區(qū)的交通擁堵日益加劇，亟待解決。著重于2022年冬奧會期間張家口智能公交管理系統(tǒng)的研究和建立，智能交通系統(tǒng)(ITS)可以將現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)(信息技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)等)有效地綜合運用于交通運輸、服務(wù)控制和車輛制造，加強車輛、道路、使用者三者之間的聯(lián)系，從而形成一種保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的綜合運輸系統(tǒng)，有效地解決道路擁堵的問題。

道路擁堵；智能管理；智能公交建立

張家口和北京聯(lián)合申辦了2022年冬季奧運會，作為主賽場，奧運會對加速張家口現(xiàn)代化建設(shè)進程及實現(xiàn)張家口交通的良性可持續(xù)發(fā)展是極其難得的機遇，然而，目前張家口的交通狀況和發(fā)展趨勢不容樂觀。隨著我市經(jīng)濟的快速增長，機動車發(fā)展迅猛，日益凸顯市區(qū)道路規(guī)劃不合理等問題，市區(qū)交通擁堵日益加劇，亟待解決。奧運結(jié)束后，張家口作為奧運城市在國內(nèi)和國際的知名度都會有所增加，必然帶動張家口的旅游項目發(fā)展。交通管理狀況會影響張家口的長遠(yuǎn)發(fā)展，建立更加有效的交通管理系統(tǒng)已勢在必行。

一、研究背景

1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

自上世紀(jì)60年代末，隨著汽車的普及，交通擁堵等問題日益顯現(xiàn)，普通的交通管理已經(jīng)不能滿足日益增多的交通問題。隨著科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的拓寬，各國開始利用計算機、信息控制及通訊技術(shù)對交通狀況進行改善，把這些技術(shù)運用到交通管理中，智能交通管理系統(tǒng)(ITS)開始萌芽。到80年代中期，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能交通管理系統(tǒng)(ITS)隨之迅速發(fā)展，科學(xué)家將先進的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、計算機處理技術(shù)、電子控制技術(shù)以及信息技術(shù)等運用到交通管理體系。上世紀(jì)90年代，智能交通系統(tǒng)得到世界范圍的認(rèn)可。

作為應(yīng)用比較廣泛的國家之一，美國在上世紀(jì)90年代開始ITS的研究，現(xiàn)已達(dá)80%以上的普及率。其中，安全方面占51%、收費占37%、交通管理占28%、導(dǎo)航定位占20%。

我國從70年代末進入智能運輸系統(tǒng)(ITS)初級階段，開始利用信息通信技術(shù)和計算機管理技術(shù)控制和改進路口信號燈。90年代起，經(jīng)濟迅速發(fā)展導(dǎo)致對交通要求日益增高，日益增加的車輛和原有道路之間的矛盾顯現(xiàn)出來，因此國家加強了道路設(shè)施建設(shè)，特別是高等級公路和高速公路達(dá)到了一定的水平。但是，單純的建設(shè)道路基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)不能解決日益擁堵的交通問題，智能交通運輸系統(tǒng)研究隨之開始。中國一直十分重視ITS的研究和開展，從1995年開始，我國在ITS的研究上取得了一些成就，有關(guān)專家學(xué)者積極參與國際有關(guān)智能交通系統(tǒng)研討會，試圖開發(fā)出適合我國的智能交通系統(tǒng)。

2.張家口市現(xiàn)狀

2015年，張家口和北京聯(lián)合申辦2022年冬奧會取得成功。張家口作為協(xié)辦城市，在今后的若干年內(nèi)，將集中力量，全面啟動冬奧會籌辦工作。要想適應(yīng)奧運會對各項工作的要求，張家口作為四線城市還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如張家口市目前的交通狀況，距離一個合格的奧運會舉辦城市還有一定的差距。

根據(jù)《張家口市2014年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，2014年，張家口全市交通運輸全年公路貨運量4602.31萬噸，同比增長8.9%；公路客運量3049.75萬人，同比增長11.8%；客運周轉(zhuǎn)量23.94億人公里，同比增長1.95%。這些指標(biāo)的增長比例雖然低于全國平均水平，但和自身相比已有大幅度增加，并且在奧運會前期，會有更大幅度的增長。嚴(yán)峻的交通形勢，更加要求管理方式具有科學(xué)性和有效性。

至2022年，張家口市預(yù)計新建公路項目13個，其中有2項與北京對接，市區(qū)交通量增長也將越來越迅速，如何解決迅速增長的交通量產(chǎn)生的各種交通擁堵就成為亟待解決的問題。

二、研究意義

張家口境內(nèi)現(xiàn)有6條高速公路，并有7條正在籌建，截止2014年年末全市境內(nèi)公路總里程20197公里。盡管近年來我市的道路交通設(shè)施及管理設(shè)施有了很大的改善，但依然跟不上機動車的增長速度。特別是由于市區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、道路功能不健全、道路系統(tǒng)不健全等原因，使得擁堵現(xiàn)象日益加??；另外，交通污染也日益嚴(yán)重。這些影響了張家口市作為申奧及舉辦奧運城市的形象，因此，加快交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、綜合運用ITS智能交通系統(tǒng)這一高新技術(shù)，提高交通基礎(chǔ)設(shè)施和運輸裝備的利用效率、減少交通公害，對于張家口的長遠(yuǎn)發(fā)展意義十分重大。

三、奧運期間張家口市智能公交系統(tǒng)的建立

1.浮動車輛數(shù)據(jù)資源的采集

浮動車交通信息采集系統(tǒng)(FCD)是隨ITS新技術(shù)而發(fā)展起來的。所謂浮動車就是指安裝有定位和無線通信裝置的普通車輛，這種車輛能夠與交通數(shù)據(jù)中心進行信息交換。而浮動車系統(tǒng)是指通過交通流中一定比例的浮動車輛與交通數(shù)據(jù)中心實時交換數(shù)據(jù)的一種交通信息采集系統(tǒng)。

本課題主要利用張家口市公交運營車輛上GPS系統(tǒng)采集到的本次研究所需數(shù)據(jù)，以4路車為例，采集的數(shù)據(jù)包括公交車的實時速度、位置等信息。GPS動態(tài)數(shù)據(jù)的采集，為建立智能公交系統(tǒng)提供了強大的數(shù)據(jù)支持。

陶淵明自認(rèn)為是：少無適俗韻，性本愛丘山。這份心境讓他于亂世之外，過著“采菊東籬下，悠然見南山。山氣日夕佳，飛鳥相與還。”的悠然生活。

我們依次采集了從8點至12點，10組4路車上車載GPS的數(shù)據(jù)，結(jié)合google地球顯示的路線效果，以EXCEL表(略)的形式導(dǎo)出車載GPS輸出的數(shù)據(jù)。

2.對采集到的信息進行分析對比

將GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL表中，可以得到每秒所顯示的車輛當(dāng)時的時間、速度、經(jīng)緯度等信息。可以對比表格，得到這輛4路車在這次行駛路徑中總行駛時間以及最快行駛速度，結(jié)合google地球的顯示圖像，還可以得出此公交車各站點的?？繒r間，根據(jù)計劃時間可以得到在此站點的延誤時間。

通過excel表可以得到這十輛車在哪個站點延誤時間最長，綜合十個表格顯示的數(shù)據(jù)，分析此路公交車在各時間段延誤的主要時間。經(jīng)分析得出，4路車在8點至9點間，延誤較嚴(yán)重，造成延誤的主要因素為道路擁堵、乘客上下車輛用時等因素；在9點至10點間，由于道路比較暢通，車輛延誤不嚴(yán)重，主要出現(xiàn)在交叉路口，由于紅綠燈等因素造成延誤；11點至12點間，由于是上下班高峰期，道路再次出現(xiàn)擁堵，造成車輛延誤，原因大致和第一階段相同。

3.建立先進公共交通系統(tǒng)的研究

張家口聯(lián)合北京舉辦2022年冬季奧運會，這對張家口的公共交通系統(tǒng)有著較高的要求。由于現(xiàn)在的公交系統(tǒng)還不夠先進，如何更好地利用公共交通系統(tǒng)，借以解決路網(wǎng)中車輛過多，車輛堵塞、擁擠等問題，成為本課題研究的重點。

主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：

3.1 在既有公交車內(nèi)安裝GPS系統(tǒng)

對公交車的監(jiān)控包括公交線路和站點信息、車牌、車速、時間、線路以及報站等信息的實時監(jiān)控。通過GPS實現(xiàn)車輛實時信息的獲取并向指揮中心傳輸。ITS監(jiān)控中心對車載GPS傳送的數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)時間、速度實時預(yù)測在電子地圖上的顯示，并向現(xiàn)場智能顯示終端發(fā)送數(shù)據(jù)及指令。

張家口現(xiàn)有公交車約600輛左右，2014年年底，大約40%車輛安裝了車載GPS，通過建設(shè)智能公交系統(tǒng)，逐步淘汰或改善陳舊公交車，對可以進行改造的公交車進行GPS安裝，減少新車購置，減少運營成本的支出。

3.2 引入公交車調(diào)度技術(shù)

智能調(diào)度系統(tǒng)是智能公交系統(tǒng)的核心內(nèi)容，是利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無線通信技術(shù)及GIS地理信息系統(tǒng)等技術(shù)實現(xiàn)公交車輛實時監(jiān)控和調(diào)度，使公交車的調(diào)度更加高效，減少因調(diào)度問題產(chǎn)生乘車人流的擁擠或空車現(xiàn)象。

張家口市現(xiàn)階段還不具備完善的智能公交車調(diào)度系統(tǒng)，通過對智能調(diào)度系統(tǒng)技術(shù)的引進和應(yīng)用，進一步減少車輛配置，節(jié)約運營成本。

智能公交調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心、GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)和電子站牌構(gòu)成。

(1)智能公交調(diào)度中心

公交調(diào)度中心是智能公交調(diào)度系統(tǒng)實施的關(guān)鍵部分,是其神經(jīng)中樞機構(gòu)。它利用無線通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、GIS(地理信息技術(shù))等，實時監(jiān)控公交車的運行狀態(tài)；利用GIS地圖匹配技術(shù)在大屏幕電子地圖上實時顯示車輛的狀態(tài)信息并進行車輛的自動調(diào)度與指揮。

(2)GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)

GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)能實時記錄和傳輸車輛所在位置、行駛路線、行駛速度等，以此為基礎(chǔ)，為調(diào)度中心提供實時信息，使調(diào)度中心能夠?qū)囕v進行監(jiān)控和導(dǎo)航。

(3)電子站牌

電子站牌能夠顯示出即將到站的車輛信息，利用不斷滾動的信息，既可以顯示車輛信息，還可以顯示其他例如日期、時間、氣象預(yù)報以及城市道路擁堵狀況等。

在接到報警后，即可展開工作，協(xié)調(diào)各部門進行救援。通過交通監(jiān)控系統(tǒng)提供交通擁堵數(shù)據(jù)，為救援人員選擇最優(yōu)的救援路線以最快的速度到達(dá)事發(fā)地點，利用交通疏導(dǎo)減少事件發(fā)生地的交通堵塞，預(yù)防二次事故的發(fā)生。

四、總結(jié)

張家口市正面臨著前所未有的機遇與挑戰(zhàn)，不能讓混亂的交通狀況成為桎梏。智能交通管理系統(tǒng)能夠有效的解決這一問題。本論文介紹了智能交通系統(tǒng)(ITS)的知識，重點考察了張家口市公共交通車輛現(xiàn)狀，并探討如何利用ITS中的智能公交系統(tǒng)對現(xiàn)有公交系統(tǒng)進行改造。張家口作為四線城市，在交通管理方面還需要借鑒許多大城市的經(jīng)驗，如何利用ITS使交通管理有序、高效地進行，張家口市還有很多路要走。

A Study on Intelligent Transportation System in Zhangjiakou During the Olympic Games

ZHANG Bo-wen,HU Hui

(Hebei University of Technology,Tianjin300401; The Fourth Hospital of Shijiazhuang, Shijiazhuang 050000)

In 2022, Zhangjiakou and Beijing will host the Winter Olympics, which is not only an opportunity for development for such a small city of Zhangjiakou, but also raises higher requirements. However, at present, the traffic situation and development trend of Zhangjiakou is not satisfactory. With the rapid economic growth in the city, the rapid increase of motor vehicles, the urban road planning problem is becoming increasingly prominent. The traffic congestion in the urban areas is urgently to be resolved. This paper, concentrating on the study of and the establishment of the intelligent transportation system (ITS), seeks to solve the problem of traffic congestion.

traffic congestion; intelligent management; the establishment of intelligent public transportation

2016-04-06

張博文(1985-)，女，河北張家口人，講師。研究方向：交通工程。

本文系2015年度張家口市社會科學(xué)立項研究課題“奧運會期間的智能交通管理系統(tǒng)”(項目編號：2015098)的研究成果。

U495

A

1008-8156(2016)02-0004-03

修回日期：2016-05-20