高速公路智能交通系統(tǒng)（ITS）組成與應用研究

許超群

XU Chao-qun

（福建新大陸電腦股份有限公司）

(Fujian New World Computer Limited by Share Ltd.)

高速公路智能交通系統(tǒng)（ITS）組成與應用研究

許超群

XU Chao-qun

（福建新大陸電腦股份有限公司）

(Fujian New World Computer Limited by Share Ltd.)

高速公路智能交通系統(tǒng)（ITS）是一種現(xiàn)代化的管理手段和技術手段。通過在高速公路運營過程中利用智能交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)車、人、路的協(xié)調(diào)，從而形成一種高效、準確、實時的綜合運輸系統(tǒng)，保證交通的可持續(xù)發(fā)展。論文首先對高速公訴智能交通系統(tǒng)的概念進行了介紹，然后對智能交通系統(tǒng)的組成進行了分析，最后對智能交通系統(tǒng)的應用進行了研究。

高速公路；智能交通（ITS）；應用研究

【Keywords】expressway; intelligent transportation (ITS); application research

當前，交通安全和交通擁堵已經(jīng)成為制約公路發(fā)展的一個重要因素，如何實現(xiàn)公路和車輛平衡化發(fā)展成為當前需要重點解決的問題。隨著信息化技術的不斷發(fā)展，電子信息技術在交通運輸系統(tǒng)中的應用越來越多，其不但可以有效緩解交通擁堵情況，而且可以對高速公路收費系統(tǒng)、客貨運輸管理系統(tǒng)、交通事故處理、交通安全等造成比較大的影響，具有較高的應用價值。

1　ITS的定義及功能

智能交通運輸系統(tǒng)（ITS）主要是借助一個綜合運輸管理體系達到實時、高效、準確的最優(yōu)化車流控制及最佳交通服務，實現(xiàn)交通運輸?shù)闹悄芑芾?。該系統(tǒng)主要涉及智能交通和智能運輸?shù)葍煞矫鎯?nèi)容。

ITS主要功能可以分為安全性、環(huán)保性、暢通性等3部分（如圖1），即該系統(tǒng)能夠提升交通運輸?shù)陌踩Ｕ?，可以減少交通運輸中能源的消耗進而改善交通運輸對環(huán)境的污染以及提升交通運輸?shù)男б妫€可以降低交通堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，確保道路的暢通性[1]。

圖1　ITS的功能

2　ITS組成結構

2.1交通信息服務系統(tǒng)

ITS具有先進的交通信息服務系統(tǒng)，該系統(tǒng)有著較完善的信息網(wǎng)絡，交通參與者能夠借助交通過程中（如路上、車上、換乘站、停車場及氣象中心等）設置的傳感器和傳輸儀器向交通信息中心傳送詳細的路況交通信息；信息中心接收到信息后進行專業(yè)化處理，及時向交通參與者傳達其他交通出行信息，如道路信息、氣象信息、公共信息、換乘信息、停車場信息及其他出行信息等；出行者可以結合自己的出行選擇最佳線路，進而達到交通均衡分配。該系統(tǒng)可以輔助行車上有自動定位和導航系統(tǒng)的駕駛員快速、自動選定最佳行駛線路。

2.2交通管理系統(tǒng)（ATMS）

ITS具有先進的交通管理系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)與ATIS共享信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)。ATMS由在途駕駛員信息系統(tǒng)、交通控制系統(tǒng)、事故處理系統(tǒng)、旅行服務信息系統(tǒng)和排放檢測與控制系統(tǒng)等5個子系統(tǒng)構成。交通管理方通過實時監(jiān)測道路的交通狀況、事故發(fā)生情況、氣象狀況及交通環(huán)境情況等信息，可以及時采取有效措施高效疏導和控制交通車輛及處理特殊狀況[2]。

2.3公共交通系統(tǒng)

ITS具有先進的公共交通系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)主要是為了提升公共交通的運行效率，確保公共交通可靠、安全運行，進而改善公交系統(tǒng)，使其更加便捷、經(jīng)濟和加大客運量。

2.4車輛控制和安全系統(tǒng)

ITS具有先進的車輛控制和安全系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)借助各種安全保障措施提升駕駛員的環(huán)境感知和行車把控能力，主要包含兩部分。

1）輔助車輛安全行駛系統(tǒng)。該部分包括車載傳感器、車載計算機和控制執(zhí)行機構等，行車員可以通過車載傳感器及時發(fā)現(xiàn)本車與周圍車輛、道路設施的間距及其他狀況，經(jīng)過車載計算機及時處理并警告駕駛員，提高駕駛員警惕性，在特殊情況下可以強行車輛制動。

2）自動駕駛系統(tǒng)。該部分系統(tǒng)可以輔助行車員及時把握行駛情況，達到自動監(jiān)測、自動導向及自動避開障礙物，可以在高速運行下自動與前面車輛保持一定間距。

2.5營運車輛運行管理系統(tǒng)

ITS具有先進的營運車輛運行管理系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)在高速道路網(wǎng)和信息管理前提下，結合物流理論開展物流的智能化管理。通過借助衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)以及先進的網(wǎng)絡技術和物流信息對客貨汽車和公共汽車企業(yè)的技術和設備進行高效的管理和運輸，提升運營車輛的生產(chǎn)率、安全性以及運輸效率，為車輛行駛提供更加安全、可靠的交通環(huán)境。

2.6電子收費系統(tǒng)（ETC）

圖2　車輛實時檢測數(shù)據(jù)

ITS具有先進的電子收費系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)大大降低了因交通客流量增多而導致收費站收取公路通行費的難度。使用者通過該系統(tǒng)使用預付通行費的方式獲取內(nèi)部安裝了電子線路的通行卡，并安置在車上的相應地方，當車輛通過收費站時可以行駛在不停車收費車道上，車道已裝配的信息讀取設備可以及時讀取通行卡上的行駛信息，并自動在預付賬戶上扣減此次通行費。該系統(tǒng)的使用很大程度上完成了所有地面交通收費系統(tǒng)的自動化管理，降低了因現(xiàn)金收費引起的交通停滯，提升了車道車輛的通行量[3]。

2.7緊急救援管理系統(tǒng)

ITS具有先進的緊急救援管理系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)基于ATIS、ATMS及其他相關救援機構和設施，通過ATIS和ATMS連接交通監(jiān)控中心和專業(yè)的救援機構，提升對突發(fā)事件及時發(fā)現(xiàn)和做出應對的能力，完善應急相關資源的有效配置。其屬于一個特殊的系統(tǒng)，可以給道路用戶帶來便捷的車輛故障現(xiàn)場緊急處理、救護、拖車及故障車輛排除等服務。

3　ITS的應用

3.1工程概況

某高速公路工程總建設長度為141.62km，為雙向四4車道高速公路，隨著車輛數(shù)量越來越多，道路交通及服務區(qū)停車所面臨的壓力不斷增加。為了解決這一問題，高速公路公司對監(jiān)控系統(tǒng)進行了改造，增設了1套包括突發(fā)事件處理、事故處理、信息發(fā)布、道路狀態(tài)監(jiān)測為一體的智能交通系統(tǒng)，實現(xiàn)了交通數(shù)據(jù)的實時化監(jiān)控。

3.2ITS的應用思路

ITS的應用主要表現(xiàn)在車輛檢測器（VD）、氣象檢測器（WS）、能見度檢測器（VISI）、路側攝像機（CCVT）及緊急電話等5個方面，通過這些方面信息的匯交，在總的監(jiān)控中心對信息開展分析處理，借助互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)管理者與車戶間的信息共享。具體方面應用如下。

l）車輛檢測器（VD）：整個公路線段共設置了28套車輛檢測器，通過實時監(jiān)測過往車輛的車型、車速及占有率，將得到的交通數(shù)據(jù)及時打包發(fā)送到中心服務器上，經(jīng)服務器計算得到該道路的運行路況，一般可以用暢通、車多、密集、緩慢、擁堵等5個等級來描述該道路運行狀況。車輛監(jiān)測數(shù)據(jù)會直接存入平臺中心服務器上，便于交通管理部門可以直接調(diào)取數(shù)據(jù)進行分析研究，作為之后管理的理論依據(jù)，見圖2。

2）氣象檢測器（WS）： 整個公路線段共設置了10套氣象檢測器，通過實時監(jiān)測沿路天氣狀態(tài)（如風、雨、雪、霧等），將得到的天氣狀態(tài)和數(shù)據(jù)打包發(fā)送至中心服務器上。此外，氣象站還可以對路面狀況進行監(jiān)測，如路面溫度、濕度、風力、雨量大小及路面殘留物，為高速公路的運營管理提供有力指導，提升了高速公路的管理力度。

3）能見度檢測器（VISI）： 整個公路線段上重要且多霧的地方共安置了2套能見度檢測器，該檢測器主要使用太陽能供電并且可以無線傳輸數(shù)據(jù)，方便及時地將監(jiān)測道路實時數(shù)據(jù)傳輸至中心服務器。

4）路側攝像機（CCVT）： 整個公路線段在收費匝道附近共設置了17套可360°旋轉的攝像機，方便實時收集道路最直觀的路面信息，而后布設的全程監(jiān)控系統(tǒng)可以達到整個路段的無死角監(jiān)控。

5）緊急電話： 整個公路線段將每隔1km安裝1部緊急電話，發(fā)生突發(fā)狀況時行車人員可以及時報警，同時也可以收集一些其他信息。

在整個平臺控制中心設有地圖板、視頻顯示墻屏及大屏幕投影設備，信息中心的地圖上設置了不同顏色和圖標。不同顏色代表不同路況，通常紅色代表擁堵、綠色代表暢通等；地圖上藍色圖標代表氣象檢測器，可說明路面狀況和天氣信息；若遇突發(fā)事件地圖上相應圖標會警報提示；若道路發(fā)生異常情況或氣象站警報路面能見度、風力不正常，中心人員可以到就近點查詢具體狀況。使用者可以通過網(wǎng)頁瀏覽器鍵入登陸賬號查看實時交通路況信息、視頻圖像、交通氣象信息及其他統(tǒng)計數(shù)據(jù)等?；ヂ?lián)網(wǎng)的廣泛使用大大加速了信息資源的共享，交通道路互聯(lián)網(wǎng)的引入極大地方便了道路交通狀況信息的實時監(jiān)測。

4　結論

綜上所述，通過在交通運輸中引入智能交通系統(tǒng)，可以顯著提升交通運輸效率，保證交通運輸?shù)陌踩院褪孢m性，提升資源的利用率，實現(xiàn)公路交通的可持續(xù)發(fā)展。

[1]李暉,等.智能交通系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2008(8):166.

[2]薛嬌,熊燕舞.智能化:交通發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[J].運輸經(jīng)理世界,2007(1):14.

[3]鄧永輝,伍錦銘.創(chuàng)建高速公路智能交通系統(tǒng)的探討[J].廣東公安科技,2006(2):49-51.

Study on the Composition and Application of Intelligent Transportation System (ITS) for Highway

【Abstract】The highway intelligent transportation system (ITS) is a kind of modern management means and technical means. Through the use of intelligent transportation system in the process of expressway operation and can realizes coordination of cars, people, road, to form a highly efficient and accurate, real-time data integrated transportation system and guarantee the traffic sustainable development. This paper firstly introduces the concept of the intelligent traffic system, and then analyzes the composition of the intelligent transportation system, and finally, the application of intelligent traffic system is studied.