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近半個世紀以來,交通擁擠、道路阻塞、交通事故頻繁、空氣污染嚴重等正制約著人們的生活質量的提高以及社會的發展,為了有效地解決交通運輸問題,美國、歐洲、日本等發達國家都曾試圖通過直接修建道路來解決交通問題,但是土地資源是有限的,道路的里程數遠遠滿足不了人們的交通需求。隨著信息時代的來臨,人們在有限的道路基礎上,通過運用信息通訊技術與交通技術的有機結合,從而建立起一種大范圍、全方位發揮作用的,實時、準確、高效的智能交通系統。
一、國外智能交通發展現狀
60年代末以來,隨著科技應用領域的拓寬,西方國家開始研究運用計算機、通訊、信息及控制技術來改善交通狀況。80年代中葉以來,這種研究得到飛速的發展。進入90年代以后,美國、歐洲、日本以及澳大利亞、韓國等國家,對智能交通系統的研究開發給予了更高的重視。在1996年后,日本把智能交通系統提升到了作為組成未來社會的基本要素之一的高度,加大對智能交通系統的開發、研究以及應用的投入。其中的成果包括:(1)有利于駕駛員的導航系統。為了使駕駛員在駕駛中可以采用最佳行動,通過分散交通流等為駕駛員提供便利,將經由路線的堵塞信息、所需時間、交通管制信息、停車場的滿空信息等提供給駕駛員。日本在全國重要城市的道路上實施了一種名為“汽車信息和通信系統(VICS)”能接收信息的最新技術。(2)公路自動收費系統。日本的收費公路超過了8000km,有必要開發出適合全日本收費公路的自動收費系統。為此日本安裝了ETC,基于DSRC,通過交互通信將汽車和道路聯系起來,IC卡與安裝ETC 車道上的無線裝置聯系,記錄收費信息。日本開發了基于汽車的標準電子支付框架,到2002年,全國收費站預計有60%的收費站安裝ETC。(3)安全輔助駕駛。駕駛員如果能實時地通過各種類型的傳感器掌握道路周圍車輛的情況以及其他駕駛環境信息,就能很好地避免了交通事故的發生。為此他們開發了這些項目,包括先進的安全汽車(ASV)、超級智能汽車系統( SSVS)、自動化公路系統(AHS)。(4)交通管理最優法。為了處理與大流量交通有關的問題,日本已經使用了交通控制系統。包括信號控制、車載設備獲取的交通信息、公交優先、動態路線引導系統、商用車輛監控、繞行信息、減少交通污染的控制信號等。
二、國內智能交通發展現狀
我國關于智能交通系統的基礎研究很薄弱,隨著科學技術的發展和社會的進步,我國開展智能交通系統研究已具備了技術基礎、國家政策傾斜和一定的市場需求。以下是我國在智能交通系統研究的初步成果,為今后我國交通進入令人耳目一新的階段打好了基礎。這些技術方法包括:(1)城市信息管理系統。這個系統按三個階段進行建設:第一階段為城市GIS 數據庫建設,第二個階段為信息網絡建設,第三個階段為車輛管理信息建設。不僅為ITS 系統提供直接相關的動、靜態信息,同時也為未來城市發展提供各項信息服務。(2)道路交通信息系統。這個系統由三部分組成,分別是信息的采集、信息的處理和信息的。采集信息包括交通擁擠、道路施工、以及停車泊位等。信息的處理就是將通過采集的信息在交通信息中心進行處理和分析。信息的是將經由交通信息中心處理和分析過后的實時和預測信息通過車載器、電子顯示屏、無線通訊、因特網等信息渠道給駕駛員和出行者。(3)網絡電子收費系統。這系統的目的是為了實現大范圍區域內不停車收費,該系統是車路間信息通信系統,通過微波通信技術實行收費路網“一卡通”。(4)多式聯運管理服務系統。為了向客貨運輸提供聯運服務、以及高效的運輸服務和高水平管理,該系統將各交通方式的運費、管理、服務系統通過計算機網絡技術進行了聯網。
接下來淺談智能交通在我國應用的一些特點:(1)為大型
的國際活動提供高效的服務。為奧運會提供服務的北京市智能交通系統,不但實現了對大范圍交通狀況宏觀的把握,而且做到了對車輛和人員的精細化管理,實現了對社會交通與奧運交通周密組織與協調。(2)具有自主知識產權的ETC系統形成產業。目前,我國已經開通了600多條不停車收費車道,用戶達到60多萬人,不停車收費已經初步形成產業,在節能減排方面也具有明顯優勢。(3)具有規模的車載導航儀。我國基于數字地圖和GPS的靜態導航已經得到了較大規模應用,基于動態交通信息的動態導航正在同步擴大應用。
參 考 文 獻
關鍵詞:智能交通系統交通信息化
中圖分類號:U491.1 文獻標識碼:A
一、智能交通系統的基本概念及其組成
(一)ITS的基本概念
智能交通系統發起于20世紀90年代,此后迅速發展,是未來交通系統的發展方向。它將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的,實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。ITS可以有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率,因而,日益受到各國的重視。
ITS的組成
ITS 主要由路邊系統、車載系統、需求管理系統和交通管理控制系統四大部分組成。信息管理中心作為ITS的核心,為ITS 實現交通信息的共享提供基礎。
1、路邊系統
路邊系統主要是用來對路面狀況和司機行車情況進行實時監測,包括路面參數和車離路面標志線的距離等;此外,路邊系統還包括能夠測量車輛速度的雷達、交通路口設置的信號燈和停車場的電子收費裝置。
2、交通管理控制系統
交通管理控制系統是ITS的決策中心,其主要工作任務就是利用應用軟件分析整個交通系統的有關信息,并得出控制和管理系統運行的策略,使ITS 能夠實現其提高用戶的安全性、減少堵塞、節省能源、改善環保等目標。
3、需求管理系統
需求管理系統在ITS中占有重要的地位,其作用主要是分析有需求的用戶,以便管理控制系統能夠制定高效的服務策略,從而能夠及時提供給用戶,包括正在行駛的和預定車輛旅行的用戶。
4、車載系統
車載系統主要包含動態實時監控系統和導航系統,而導航系統還包括有路網數據庫、路徑選取算法、視頻音頻輸出導航信息提示等業務 。
智能交通在中國的發展現狀
中國的智能交通最初只是解決道路交通混亂的問題,開始只是對交通信號控制、高速公路監控、GPS調度等方面進行單項研究。直到20世紀末才開始制定全面、系統的ITS發展戰略。中國的ITS系統在以下五個方面起作用:
交通監控與管理,主要負責交通監視、交通控制、城市出入口控制。先進的交管系統能有效提高運輸效率,減少交通阻塞,但由于系統成本過高和設備過于精密,我國的交通監控與管理系統仍然有很大的待完善空間。
信息服務,主要職能是路線引導、出行信息、駕駛員信息和旅行信息。車輛信息通信系統(VICS)是一種典型的實時交通信息提供系統,使用-FM多頻廣播系統,微波和紅外線信號的路側發射器向駕駛員提供旅行時間、交通擁擠、等實時信息;
安全保障,包括事故報警及響應、應急支援、安全警報和防撞。我國近40 %的交通事故死亡是由超速、超載或車輛失修、失養造成的,西部地區大量的自然災害和惡劣的環境也是交通事故頻繁產生的直接原因。可見,智能交通的安全保障智能對于每個人的生活都是息息相關的,我國智能交通的安全保障系統也不是很完善。
電子收費,主要用于停車系統和電子售票。該項職能主要用于停車場和公交系統。
是運輸管理,主要負責快速貨運服務、電子數據交換、運營調度、自動調度和公交服務。
在城市智能交通領域,北京、廣州走在我國前列。目前北京市已初步建成4大類ITS系統:道路交通控制、公共交通指揮與調度、高速公路管理、緊急事件管理,約30個子系統,分散在各交通管理和運營部門。而作為全國首批智能交通示范城市之一的廣州,智能交通系統構建包括廣州市交通信息共用主平臺、物流信息平臺、靜態交通管理系統等智能交通系統的主框架。
三、道路交通智能化的在中國的發展趨勢
在智能化的情況下,整個交通系統都顯得井然有序:城市智能公交系統的完善會發展公交信息系統,當道路公交系統實現智能化,城市道路交通擁堵問題也就解決了一半;此外,城市交通智能管理系統的完善,會把城市道路交通監控系統,交通車流和人流采集系統,智能交通信號控制系統,交通違法取證系統和交通突發事件自動檢測系統有序而緊密的結合起來,更加公平公正的處理道路交通肇事等問題。這樣,公路靠自身的智能將交通流調整到最佳狀態;車輛靠自己的智能在道路上自由行駛。
根據我國未來的發展規劃,城市智能交通系統的建設方面將繼續加大力度發展。首先將在50個左右的大城市推廣交通信息服務平臺建設,提供交通信息查詢、交通誘導等服務;在200個以上的城市發展城市智能控制信號系統,形成智能化的交通指揮系統;在100以上的大城市推進大城市公共交通區域調度和相應的系統的建設,加大電子化票務的建設與應用。在不遠的將來,中國道路交通智能化將會出現質的飛躍,中國道路交通問題將得到切實改善。
參考文獻:
[1]李維平. 智能交通技術應用[M] . 北京:人民交通出版社,2006
關鍵詞:智能交通;系統建設;發展現狀;對策研究;信息技術
Abstract: The application of time of intelligent traffic system in our country in the traffic network is not long, the popularization is not wide, in practice there are still some problems and deficiencies. This paper analyzes the development status of intelligent traffic system in our country is carried out, and compared with the situation abroad, finds out the existing problems, and puts forward the solving measures.
Key words: intelligent transportation; system construction; present situation; countermeasure research; information technology
中圖分類號:F512.3 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一 前言
隨著經濟的快速發展,我國的經濟發展已經步入小康型社會發展時期,城市化進程將快速發展。這就給城市的交通狀況帶來了巨大的壓力,城市人口和汽車保有量在逐年增長,因此帶來的交通擁堵、尾氣污染、交通事故等危害,嚴重的影響著城市居民的出行安全和生活質量,也與社會治安、經濟發展等有著緊密聯系。很多城市交通的擁堵現象已經嚴重影響到交通安全,這種危害已經受到各方面專家的重視,并進行了相關研究,雖然在有些地市已經實行了汽車限購、限排、單雙號限行等措施,但是,仍然不能有效解決這些問題。而智能化交通系統是改善交通狀況的模式和發展方向,是新時期交通運輸信息化時代的標志。
二 智能交通系統的國內外發展現狀
1.智能交通系統的分類:
智能交通系統包括有:智能公共交通系統(公交車輛智能調度系統、公交IC卡系統、公交客流量檢測系統、城市快速公交系統、城市軌道交通系統等);城市智能交通管理系統(城市交通控制系統、交通誘導系統、城市交叉口闖紅燈拍照系統等);城市交通電子收費系統;城市公用信息平臺;交通信息服務系統;汽車安全技術。
2.國內智能交通的發展現狀
我國的智能交通管理系統研究起步較晚,直到1999年國家科技部才批準成立了國家智能交通系統工程技術研究中心。隨著科學技術的發展和社會進步,智能化交通的重要性越來越被重視,經過多年的研究發展,智能交通的技術已經基本成熟,甚至接近國外發達國家的水平,比如在城市交通信號系統、公交調度系統、公眾出行信息系統方面,自主研發的交通信息采集與處理、新型定位系統技術,智能車路系統等。國內的GPS、GIS技術用于車輛定位導航和監控的研究適于上世紀90年代,隨著GPRS、CDMA網絡的逐步成熟與完善,國內智能交通產業也在不斷發展,智能交通的覆蓋面逐步擴大。國家科技攻關重大專項“智能交通系統關鍵技術開發和示范工程”率先在北京、上海、廣州、杭州、深圳等地展開,并逐漸帶動全國大多數的大中小城市,道路交通控制、公共交通指揮與調度、高速公路管理、緊急事件管理4大類ITS系統,約30多個子系統交通管理與公交運輸等方面推廣使用。各大中型城市的物流信息平臺、交通信息共用主平臺、靜態交通管理系統等智能交通系統的主框架基本完善。公路智能交通系統的建設也建立了高速公路監控系統、收費系統、安全保障系統等,一系列的新技術也得到了應用。如車輛檢測器、可變情報板、可變限速標志、緊急電話、分車型檢測儀、監控地圖板等多種專用設備的使用;公路地理信息系統、遙感和GPS為主的空間信息技術,公路管理電子地圖的建立;高速公路電子不停車收費(ETC)系統的廣泛應用。隨著全球范圍智能交通系統研究的興起,我國已取得了包括智能導航技術、先進的交通管理系統(ATMS)等一系列智能交通技術新成果。這些系統成果的應用,給我國的交通建設、經濟發展帶來了極大地發展機遇,促進了現代化交通網絡的發展。
3.國外智能交通系統的發展概況
世界上最早的交通信號控制系統是在加拿大多倫多于1963年建成的,是最早期形成的ATMS管理模式中心,是城市交通管理系統的一個雛形。而研究和使用智能交通最早的是美國,目前美國的智能交通應用率已達85%以上,早在1995年,美國就在國家智能交通系統項目規劃中明確了智能交通的出行和交通管理系統、出行需求管理系統、公交運營系統、商務車輛運營系統、電子收費系統、應急管理系統、先進的車輛控制和安全系統7項領域,其主要目標是為了減少交通事故。其他如日本、英國、德國等發達國家,也在很多年前就建立了智能交通系統,并且發揮了巨大的作用。比如,日本包括交通信息系統、公交優先系統、安全駕駛系統、行人信息系統、環境保護系統、智能圖像系統、緊急優先行車系統、緊急狀態警告系統、動態誘導系統以及車輛行駛管理系統十個項目的AFMS智能交通系統;英國利用RFID射頻識別治理交通擁擠堵塞,實行擁擠收費制度,根據汽車上的衛星跟蹤裝置和車載電子標簽監控收費,對于治理交通擁堵作用非常明顯;北美和歐洲等國家利用信息、通信、定位和控制技術的智能交通系統(ITS),在公路容量管理與交通疏導方面的技術優勢;同時,利用GIS、GPS技術,進行車輛運營、電子收費、應急管理、車輛監控調度等方面,也已經在很多國家推廣應用。
三 我國智能交通系統發展存在不足與對策智能化交通系統是進入經濟社會城市發展的需求產物,這主要是因為:大運量快速客運交通系統需求迫切;城市與城際智能交通系統期待一體化建設和融合;示范城市的成功經驗需要加快推廣應用;城市交通信息采集、處理和能力亟待增強;增強應對城市交通系統突發事件的處理能力的需要。
我國的智能交通系統經過10余年發展,雖說取得很大進步,但還存在著一些不足:
1.系統建設缺乏統一管理,標準不統一地區之間發展不平衡。
2.新技術的應用還不是很普遍,有些地方的智能交通系統建設還很落后甚至是缺失。
3.相關人才缺乏,不能形成技術上的支持,阻礙了智能交通的發展。
針對上述問題,可以采取以下相關對策進行完善:
1.充分認識智能交通的社會意義,建立統一的以信息技術為中心的交通管理體系。
2.完善相關標準,國家宏觀調控、指導各地方系統建設,形成步調一致的發展模式。
3.培養和吸納智能交通優秀人才,滿足發展需求。
4.完善相關政策,鼓勵和支持智能交通技術產業發展,促進新技術的推廣應用。
四 結語
智能交通系統是我國交通發展的最終方向,是推動經濟快速發展和保證社會治安、出行安全的科技手段。大力發展智能交通,對于提高交通公共服務、交通管理、事故預防、加快經濟發展速度都具有重要的意義。
參考文獻:
[1]金茂青,我國智能交通系統技術發展現狀與展望,交通信息與安全,2012,5
1城市智能交通系統的角色與作用
當前我國城市和城市交通的發展處于挑戰和機遇并存的關鍵歷史階段。_方面,隨著城鎮化、機動化的持續快速發展,城市交通擁堵加劇、污染嚴重、事故頻發,面臨著嚴峻挑戰;另一方面,我國城市處在老城改造、新城建設的城市大發展時期,是實現生態城市、綠色交通的最佳時機。從交通需求和交通供給兩個方面加大力度,按照綠色交通系統的發展目標,基于交通發展的先進理念,科學制定城市綜合交通系統規劃并付諸實施,有望實現我國城市綠色交通系統建設的跨越式發展。
智能交通系統的規劃、建設,歸根到底是服務于城市交通發展的總體目標,提高設施系統的使用效率和服務水平。圖1所示為城市交通的主要影響因素及智能交通系統(intelligenttransportationsystem,ITS)在城市交通供求關系中扮演的角色和作用。由圖1可知,無論是實施交通需求管理,還是制定交通規劃及提高已有交通基礎設施的使用效率,ITS都扮演著一個不可或缺的重要角色。也就是說,ITS的建設目的,是為了使交通規劃更科學、設施更有效、管理更智能、行為更規范。
在交通供給方面,通過智能公交系統、智能交通管理系統、智能車輛運行管理系統、交通監控系統等技術的實施,可以提高現有交通基礎設施的運行效率和交通供給能力;在交通需求方向,通過交通信息服務、交通擁堵收費等系統,可以改善交通需求的時空分布特性,"削峰填谷",使交通需求與交通供給的矛盾得到緩解。
2國外城市智能交通系統的現狀與發展趨勢
2.1智能交通管理系統
智能交通管理系統是智能交通系統的最重要組成部分,也是城市智能交通系統的重要基礎部分。自從20世紀70年代世界各大城市開始建設聯網信號控制系統以來,眾多大中城市形成了以信號控制系統為核心的城市智能交通綜合管理系統。同時,高速公路較為發達的國家和地區也形成了覆蓋高速公路的智能交通管理系統。
2.1.1UTMS921
UTMS’21致力于實現"安全、舒適和環境友好的交通社會"。它以先進的控制系統為中心、以現有的交通控制系統為基礎發展而成,對交通流進行全面的管理。UTMS’21的核心是在車輛與控制中心之間實現交互式雙向通信,通信系統使用紅外線信號標桿(光信標,infraredbeacon)。UTMS’21的最終目標是實現主動管理,通過管理中心將交通需求和交通流信息準確無誤地傳給司機(車輛),以避免交通阻塞,實現先進的管理信息系統。UTMS’21是日本ITS從理想走向現實的系統之一,比現在的交通控制系統更加復雜、更加智能化,是目前世界ITS領域最先進的交通系統之一。
UTMS’21以集成的交通控制系統為中心,由11個子系統組成,分別在整個交通管理系統中發揮著不同的作用。
2.1.2城市交通管理系統以柏林為例[2-3],通過公私合作機制,柏林交通控制中心利用線圈、視頻、浮動車等技術建立了覆蓋道路、公交、出租車等多模式交通的立體化檢測系統,其目標是將柏林所有的交通要素集成到一個高效的城市交通管理系統中,包括私人和公共交通、商業運輸。
在2003年第一期工程完成時,50個視頻攝像機及200多個紅外檢測器被安裝在了柏林路網的關鍵地點,所有的檢測信息都被傳輸到交通控制中心,以便實時掌握道路交通運行狀況(包括各設備運行情況)。此后,檢測范圍不斷擴大。柏林交通控制中心則基于綜合檢測信息實現交通信號控制優化、可變車道管理、可變限速管理、實時信息服務(廣播、可變信息板、車載終端等多種方式)、勤務管理、大型活動管理、公交優先信號等多種交通管理功能。
當前,作為歐洲最大、最先進的交通控制中心之一,柏林交通控制中心監控了柏林超過1500km的道路網絡;監控并可實時調整柏林市約2000個交叉口的信號控制;通過主要設置在柏林高速公路上的9個可變信息板系統,進行實時交通信息的,并且將交通信息實時傳輸到區域主管部門。
同時,柏林交通控制中心提供多類在線的信息服務,包括為私人及公共交通提供路徑規劃、實時交通狀態信息及停車服務等。柏林三大機場
的到離港航班信息亦實時顯示在交通控制中心的服務網站上。而2005年西門子公司在柏林建設的不需咪表的停車系統允許用戶使用手機支付,取得了顯著的成功。
柏林交通控制中心是德國第一個能夠提供多模式動態路徑規劃服務的系統,可以將私人交通與公共交通整合到一次出行路徑中,以便出行者能夠規劃其最合理的出發時間。同時也集成了交通事件及道路施工的信息。隨著手機設備及衛星定位系統的逐漸普及,相關信息可以直接下載到用戶的車輛導航系統或手機中。
柏林交通控制中心可以通過覆蓋全部交通基礎設施的交通數據來進行短期、中期、長期的交通流預測。通過使用一個交通仿真程序,柏林交通控制中心能夠提供未來15?30min的交通狀態預測,并且每5?15min更新一次當前估計狀態及交通流預測信息。
柏林交通控制中心的系統由多個不同模塊組成,如在交通預測中,采用MONET/VISUM-online模塊來進行交通狀態的生成及預測,MONET(MOdelingNETworks)存儲了統計及動態的數據,并且通過分析交通狀態來生成相應的信息,能夠預測交通流量、旅行時間及網絡通行能力。通過中心網絡信息服務,出行者可以獲得如下信息:柏林當前的交通狀態、施工地點、重要的交通相關的事件及活動、基于交通狀況的路徑規劃、柏林機場的到離港航班信息、公共交通時刻表、停車信息、城市地圖服務等。
同時,通過采集柏林道路網絡中關鍵點的實時交通流數據及環境數據,并將其整合進一個交通控制中心的決策支持系統,可以預測柏林每條街道的污染情況。
2006年8月德國舉辦世界杯足球賽期間,柏林啟動了基于空中攝像機的交通檢測手段?;诳罩袛z像機,通過專用分析軟件TrafficFinder,可以實時獲得自動的、實時的交通數據。
2.1.3跨部門協作的交通管理系統
對于_個城市或區域的交通管理而言,很多情況下在某_時段往往需要多個部門的協同參與。近年來,基于智能交通管理系統的不斷發展,這一需求逐步得到滿足。
例如,對于高速公路智能交通管理系統,近年來的一個趨勢是跨區域、跨路網、跨部門的聯合管理,尤其是在緊急情況下。如美國東部地區的I-95號州際高速公路形成了I-95通道聯盟[4],其愿景是使得該區域內的交通網絡更加安全、有效及多模式間的無縫銜接,并且能夠以環境友好的方式支持經濟的增長。該愿景主要通過三個策略實現:相互學習及信息共享、信息管理、方便跨轄區及跨交通模式的部署及管理。此三方面亦是未來高速公路網絡智能交通管理系統的發展趨勢和重點。
對于跨部門的協同管理,在此以TranStar為例介紹[5]。休斯頓交通管理中心(TranStar)是哈里斯郡四個主要的交通和緊急事件管理部門之間的_個合作項目。這四個部門包括德克薩斯州交通局(TexasDepartmentofTransportation,TxDOT)、哈里斯郡都市公交管理局、哈里斯郡及休斯頓市。休斯頓TranStar是第一個將交通管理和緊急事件管理功能包含于_體的交通管理中心,在大休斯頓地區的出行管理中扮演著核心的角色,在全美以至全世界被認為是跨越不同城市部門界限整合資源的典范。
休斯頓TranStar及其兄弟部門的任務是通過聯合運用合作者間的資源來提供高效的交通和緊急事件管理服務,從而使公眾的出行安全及機動性最大化。其主要功能包括交通管理、緊急事件管理、事故管理和旅行者信息管理。
2.2交通信息服務系統
經過多年的發展,國外的道路交通信息服務系統結合各國家和地區的特點已基本成熟,目前處于大規模應用及不斷提高精度的階段。除由道路可變信息板(固定及移動式)所提供的實時道路交通信息服務外,美、日、歐等地則形成了各具特色的覆蓋全路網的實時道路交通信息服務。而近年來便攜移動智能終端的發展及車載終端的進步亦大大推動了交通信息服務系統的發展。
曰本的實時交通信息服務以VICS(VehicleInformationandCommunicationSystem)最為典型間。截至2012年底,日本已累計銷售3700多萬臺VICS車載終端,覆蓋了其國內大半的車輛。通過曰本都道府縣的警察部門及道路管理者采集的各類交通信息首先匯集到日本道路交通信息中心,隨后傳輸至VICS中心。同時,其他相關信息,如天氣等,也傳輸到VICS中心?;谡虾蟮男畔ⅲ琕ICS中心形成向出行者的各類信息,并通過多種方式。
VICS提供交通信息的三種技術途徑為:電波信標__主要覆蓋高速公路;光信標(紅外信標)一一主要覆蓋一些主要的普通公路;FM多頻廣播一一主要覆蓋城市地區等。當前VICS所提供的信息類型主要有如下五類:堵塞信息、旅行時間、交通障礙(事故、施工)信息、交通管制信息、停車場信息。這些信息通過圖形及文字的方式在車載終端進行顯示。
VICS顯示信息的方式有三種途徑:文字表示型一一以純文字的方式顯示上述的各種信息;簡易圖形型__以簡易圖形的方式顯示各類交通服務信息,其圖形非地圖形式;地圖顯示型__以真實的地圖為基礎進行實時交通信息的顯示。
歐洲則基于數字廣播,形成了覆蓋全歐大部分地區的廣播數據系統-交通信息頻道(RadioDataSystem-TrafficMessageChannel,RDS-TMC)交通信息應用系統,并通過該系統提供多類交通信息服務。RDS-TMC技術起源于歐洲,同時也在歐洲應用最為廣泛。從1994年開始,至今全球已有數十個國家和地區實施了RDS-TMC項目[7]。
nion,EBU)制定的數據廣播系統的歐洲規范。與中波相比,RDS城市交通信息廣播的主要特點是,利用現有的調頻廣播資源,通過在廣播信號里插入數字碼實現,只需少量的投資即可建成廣播發射端。而交通信息頻道(TrafficMessageChannel,TMC)是一個數字編碼系統。RDS-TMC是采用RDS技術實現信息的應用之_。
RDS-TMC的數據內容可以包括電臺類型、節目類型、交通公告、廣告信息、標準時間、天氣預報等,同時提供了開放式數據接口,為特殊要求用戶提供數據文本應用通道。接收RDS-TMC需要_個特別的無線電接收機,其最主要部分就是TMC卡,該卡包含了具體的路線信息等。
RDS-TMC的功能主要包括導航、信息服務及定位。標準的TMC用戶報文可以提供以下5條基本廣播信息:
1)事件描述,天氣狀況或交通問題及其嚴重程度的詳細資料;
2)受影響的位置、區域、路段或點位置;
3)方向和范圍,指出受影響的相近路段或點位置,以及影響的交通方向;
4)持續時間,問題預計的持續時間;
5)分流建議,是否建議駕駛員尋找替選路線。
近年來,為克服RDS的傳輸速率的瓶頸,DAB-TMC(TPEG)交通信息應用開始在歐洲嶄露頭角。
美國則形成了近乎覆蓋全國的511電話交通信息服務系統[8]。通過該電話系統,出行者可以獲得每數分鐘更新的道路狀況、事故信息、交通天氣信息等相關服務。
關鍵詞:智能交通系統;人工智能;交通信息;
隨著經濟的發展,現代交通運輸正邁向新紀元,與社會經濟生活的聯系更加緊密。道路交通己成為最重要的地面交通方式之一,但它在為人們的生活提供便利的同時,也產生了一系列環境和社會問題。同時,隨著經濟建設和城市規模的加速發展,對外交流的日益頻繁和人們物質文化生活水平的提高,交通需求也日益增加。據統計,世界上各種車輛的增長速度為道路增長速度的 2~3 倍。道路交通己成為最重要的地面交通方式之一,但它在為人們的生活提供便利的同時,也產生了一系列環境和社會問題。電子技術、通信技術、計算機技術和人工智能的發展為解決交通問題提供了新的思路,世界各國發現將模式識別和電子信息技術引入交通系統,能夠對道路網絡和城市交通進行更有效的控制和管理,以提高交通的機動性、安全性,最大限度地發揮現有道路系統的交通效率。因此他們不斷擴大研究、開發和試驗的范圍,智能交通系統應運而生。
1、智能交通系統的組成
1) 先進的交通信息服務系統(ATIS)
ATIS 是建立在完善的信息網絡基礎上的。交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設備,向交通信息中心提供各地的實時交通信息;ATIS 得到這些信息并通過處理后,實時向交通與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息;出行者根據這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步,當車上裝備了自動定位和導航系統時,該系統可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。
2) 先進的交通管理系統(ATMS)
ATMS 有一部分與 ATIS 共用信息采集、處理和傳輸系統,但是 ATMS 主要是給交通管理者使用的,用于檢測控制和管理公路交通,在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯系。它將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環境進行實時的監視,依靠先進的車輛檢測技術和計算機信息處理技術,獲得有關交通狀況的信息,并根據收集到的信息對交通進行控制,如信號燈、誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。
3) 先進的公共交通系統(APTS)
APTS 的主要目的是采用各種智能技術促進公共運輸業的發展,使公交系統
實現安全便捷、經濟、運量大的目標。如通過個人計算機、閉路電視等向公眾就
出行方式和事件、路線及車次選擇等提供咨詢,在公交車站通過顯示器向候車者
提供車輛的實時運行信息。在公交車輛管理中心,可以根據車輛的實時狀態合理
安排發車、收車等計劃,提高工作效率和服務質量。
4) 先進的車輛控制系統(AVCS)
AVCS 的目的是開發幫助駕駛員實行本車輛控制的各種技術,從而使汽車行駛安全、高效。AVCS 包括對駕駛員的警告和幫助,障礙物避免等自動駕駛技術。
5) 貨運管理系統
這里指以高速道路網和信息管理系統為基礎,利用物流理論進行管理的智能化的物流管理系統。綜合利用衛星定位、地理信息系統、物流信息及網絡技術有效組織貨物運輸,提高貨運效率。
6) 電子收費系統(ETC)
ETC 是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的
車載器與在收費站 ETC 車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用計算
機聯網技術與銀行進行后臺結算處理,從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而
能交納路橋費的目的,且所交納的費用經過后臺處理后清分給相關的收益業主。
在現有的車道上安裝電子不停車收費系統,可以使車道的通行能力提高 3~5 倍。
7) 緊急救援系統(EMS)
EMS 是一個特殊的系統,它的基礎是 ATIS、ATMS 和有關的救援機構和設施,通過 ATIS 和 ATMS 將交通監控中心與職業的救援機構聯成有機的整體,為道路使用者提供車輛故障現場緊急處置、拖車、現場救護、排除事故車輛等服務。
2、國內外的發展現狀
2.1國外的發展趨勢
美國、西歐和日本等發達國家為了解決交通問題,競相投入大量資金和人力,大規模地進行道路交通運輸智能化的研究試驗。美國聯邦政府從 1990 年到 1997年用于 ITS 研究開發的年度預算總計為 12.935 億美元;歐盟從 1984 年到 1998年僅用于 ITS 共同研究開發項目的預算就達 280 億歐元;日本政府僅 1996 年和1997 年用于 ITS 研究開發的預算為 161 億日元,用于 ITS 實用化和基礎設施建設的預算為 1285 億日元。目前,伴隨著通信技術、信息技術和電子技術及計算機網絡技術的發展,ITS 正越來越受到各國的重視。
作為經濟最發達、技術最先進的超級大國的美國,雖在智能交通系統的研究開發上曾一度落后,但憑借其先進的技術優勢,已后來居上,目前在試驗研究和實踐應用上都處于領先地位。日本 ITS 研究的一個顯著特點就是政府有關各部門共同參與,密切合作,以保證在技術發展過程中沒有遺漏。日本政府在 ITS 領域進行了大量的資金、政策等方面的投入,以期形成 ITS 產業推動日本經濟發展。歐洲在 ITS 應用方面的進展介于日本和美國之間。歐洲的 ITS 研究開發由官方(主要是歐盟)與民間并行進行,與歐盟的交通運輸一體化建設進程緊密聯系在一起。1969 年歐共體委員會就提出要在成員國之間開展交通控制電子技術的演示。
2.2國內的發展趨勢
目前,ITS 的國際標準尚未出臺,我國在智能交通標準制定方面起步較晚。我國智能交通系統標準體系主要對全國或區域內有兼容性要求的術語、編碼、接口、產品和服務制定標準。其系統標準體系結構劃分為兩層,上層為智能交通系統通用標準,下層為分系統標準。通用標準層包括術語及定義、基礎信息分類編碼及表述、數字地圖及定位三部分;分系統標準層包括六部分,即專用通信、信息服務、交通與緊急事件管理、電子收費、綜合運輸及運輸管理、車輛輔助駕駛與自動公路及輔助駕駛。
關鍵詞:智能交通;運輸系統;發展;狀況;對策
交通問題是世界各國面臨的共同問題。交通擁擠造成了巨大的時間浪費,加大了環境污染。我國大多數城市的平均行車速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于車輛速度過慢,尾氣排放增加,使得城市的空氣質量進一步惡化。交通問題也造成了巨大的經濟損失。為了緩解經濟發展帶來的交通運輸發面的壓力,盡量的利用現有的資源,使其發揮最大的作用,各國都加大了對智能交通系統的研究和建設的力度。
交通運輸是國民經濟的基礎產業,對于經濟發展和社會進步具有極其重要的作用。公路交通運輸以其機動性好、可以實現“門到門”直達運輸以及運送速度快的特點,成為我國城市和城間中短途客貨運輸的主要方式。加快交通基礎設施建設,綜合運用檢測、通信、計算機、控制、GPS和GIS等現代高新技術,提高交通基礎設施和運輸裝備的利用效率、減少交通公害對加速發展我國公路交通運輸事業具有十分重要的意義。這是公路智能交通運輸工程需要解決的關鍵問題。
一、智能交通技術在我國的發展現狀
中國是一個發展中國家,交通運輸基礎設施短缺,需要加快建設,另一方面也存在交通設施利用率低、管理技術落后、交通安全形式嚴峻等問題。鑒于我國道路在未來20年內仍然處于建設期(根據“五縱七橫”公路主骨架的布局框架,建設12條約35000公里以高等級公路組成的國道主干線),而這一期間正是智能交通技術在全世界進入全面實施階段,中國也需要根據中國公路運輸的實際需求探討在中國公路運輸網中應用智能交通技術來提高運輸效率、保障安全和保護環境的可能性。2000年,國家交通部、建設部,公安部聯合全國各大科研院所和多家高校制定了符合我國國情的《國家ITS體系框架》規定我國ITS發展主要集中在不停車收費、出行者信息服務、城市交通管理、公共交通系統、智能公路系統等9個方面。
我國ITS研究可以追朔于80年代的公路收費系統研制,那時國家科技攻關項目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等級公路上把計算機技術、通信技術和電子技術用于監控和管理系統;進入90年代,我國開始關注國際上ITS的發展。1995年,交通部ITS工程研究中心進行了GPS(衛星定位系統)與導駕系統研究、基于GPS的路政車輛管理系統等一系列項目研究,交通部還與各省廳開展了“網絡環境下不停車收費系統”的聯合攻關。1999年。由交通部、科技部、建設部等十多個相關部門組成了國家智能交通系統工程技術研究中心,將ITS。未來交通建設和發展的優先領域予以重點支持。由于世界各國把不停車收費系統作為ITS領域最先投入應用的系統開發,以此來擴大道路建設資金來源,緩解收費站交通堵塞,減少環境污染,所以我國也把聯網收費、不停車收費系統的開發和應用列為國家ITS領域首先啟動的項目。
從1998年初開始,交通部就組織開展了“網絡環境下的不停車收費系統研究”,并在4個省市進行了示范工程。1999年1月1日,廣州市“一卡通”不停車收費系統投入運行,到目前已開通不停車收費車道40余條。同時,圍繞交通監控、汽車智能導航等系統,以及一大批科研成果及技術產品得到實際應用,對提高社會和公交出租車輛通行效率,改善城市整體交通狀況都起到了極大的推動作用。
ITS建設投入已經達到40億50億元,據了解,預計到2010年,“五縱七橫”國道主干網將基本建成,網絡將貫穿全國主要大中城市,到2015年國道主干線和公路主樞紐系統將全面建成,構筑起以高速公路為主體的公路運輸主骨架。在這個完善的道路網絡里,絕大部分已建和所有新建的高速公路都預埋了比較充裕的管道,部分管孔已鋪設了光纖,它將是承載智能交通業務的良好基礎設施。僅以基礎設施建設為例,我國將建設3.5萬公里的高等級公路,在高等級公路的建設中。有相當一部分需要建設通信、監控和收費系統,目前這一部分投資一般占總投資的4%~5%。1999年,我國公路建設投資達2000億元以上,如果其中的1000億元用于高等級公路建設,那么通信、監控和收費系統方面的投資將達到40億50億元,這僅僅是當前通信、監控和收費系統ITS應用的初級水平。如果考慮到城市基礎設施的建設以及今后ITS應用水平的提高等諸多因素,我國的ITS市場規模將以百億元、甚至千億元計算。隨著經濟的快速發展,ITS的研發和應用將會越來越新、越來越快,為我國的高新技術產業、眾多商家提供了一個巨大的商機和市場,我國即將掀起ITS產業建設的熱潮,智能交通將給我們的生活帶來極大的變化。
二、發展中國智能運輸系統的對策
中國經過改革開放20多年來的建設,交通運輸的發展取得了有目共睹的成就。全社會各種運輸方式完成的客運量和旅客周轉量、貨運量和貨物周轉量有了較大幅度的提高,交通運輸技術裝備得到明顯的改善,使得中國交通運輸已從“限制型”向“適應型”過渡,已從滿足“量”的需要向滿足“質”的需要過渡,已經從“賣方市場”向“買方市場”過渡,并且公路運輸發展成為交通運輸的主力軍。但與發達國家相比,仍存在著一些差距。和發達國家相比,雖然中國目前經濟發展水平尚有較大差距,但改革開放的政策使我們的發展速度較快,發達國家今天遇到的問題,我們已經或者今后必將會深刻地感受到,為使交通運輸業適應21世紀的要求,我們應采取積極的對策,根據國情發展中國的智能運輸系統。
1、打好ITS發展基礎,特別是應加強ITS基礎理論的研究工作
目前,國際上ITS理論仍不完善,還處于發展時期,我們應積極加強與ITS開展較先進國家的交流,在國際ITS現有發展水平上結合中國特點,深入細致地進行理論研究,盡快接近或達到世界水平,以迎接21世紀ITS發展的挑戰。否則將成為別國的追隨者,成為他們不成熟技術的推廣試驗場。
2、建立ITS協調組織機構
中國交通運輸體制目前仍是條塊分割狀況,鐵路、公路、民航、公安,建設等部門分頭管理,現已出現了各自發展自身ITS的勢頭,這將造成中國資源上的巨大浪費。為此應盡快成立一個由國家統一領導的,有關部門、學者、企業和研究部門參與的“ITS中國”組織,類似于美國的ITSAmerica,日本的VERTIS及歐洲的ERTICO組織,來統一制訂中國ITS發展戰略、目標、原則和標準,特別是制定有關ITS的技術規范和整體發展規劃,實現ITS技術和產品的通用性,兼容性和互換性,加強政府的宏觀調控,以減少局部利益的沖突和有限資金的浪費。
3、注重人才的培養
隨著ITS的進一步發展,21世紀交通運輸將會發生重大變化,而與之相應的是對不同層次的專業人才需求情況與以往大不相同,為此應加強國內高校及科研單位交通運輸領域與國外ITS的交流合作,派出人員學習培訓,走出去、請進來,將最新的ITS技術溶入交通運輸專業的教學內容和科研之中,以高素質的ITS人才去迎接新世紀的挑戰。
關鍵詞:智能交通系統(ITS) 對策研究 交通信息化
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
一、什么是智能交通系統(ITS)
智能交通系統(ITS)的英文全稱是Intelligent Transportation System,是在比較成熟的交通基礎設施之上,將先進的信息技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術及計算機技術合成運用而建立的綜合交通運輸管理系統。最初由美國在20世紀90年代提出并得到迅速發展,也是我國未來交通系統的發展方向。智能交通系統(ITS)可以提高現行交通系統的有效性和可控性,能有效減少事故、降低污染物的排放,從而建立一個高效、便捷、環保的綜合智能交通體系。
二、我國智能交通發展的現狀
我國從上世紀90年代開始重視并逐步開展智能交通系統(ITS)的研究,隨著信息技術和計算機控制技術的的快速發展,我國加快了對智能交通關鍵技術的研究步伐??萍疾繌?6年開始組織了一系列智能交通技術國際交流和合作,從而促進國內智能交通技術的研究和開發。
目前,中國的智能交通系統建設還處于初級階段,在智能交通的規劃上面應優先實施投資少,收益高的項目,比如:城市綠色交通通道、公共汽車有線通道(BRT)、地鐵和公共汽車的智慧卡收費和收費數據庫互聯、城市交通監控與管理等。
三、目前我國智能交通存在的主要問題
(一)、我國產業鏈、技術創新、研發嚴重脫軌
以前我國智能交通研發沒有形成產業鏈,由國家資助研究的智能交通領域項目沒有產業化,更不要談應用了。而西方發達國家卻早已形成了智能交通系統相關產業鏈,并規模化生產。目前,我國智能交通企業群體雖然數量眾多,多達2000多家,但只是局限于系統集成,而且技術含量不高。在技術創新、規模、品牌和未來主導方向等方面的企業相對缺乏。這是“十二五”期間國家重點扶持和亟待解決的問題。
(二)、智能車路協同技術和智能車載系統的研究才剛剛起步
目前國內智能車載系統還處在初期發展階段,主要從國外引進應用系統。智能車路協同技術的研究也是剛剛開始,對環境的感知技術,尤其是在高速狀態下對遠距離環境的感知和傳感器在網絡化條件下對環境信息的感知尚缺乏有效手段。我國在基于多傳感器集成復雜駕駛環境感知技術、以安全和舒適度為目標的具有增強“感官”性能的輔助安全駕駛技術、綜合性車載信息服務平臺技術、以及基于網絡的三維全景導航技術等方面與國外同行還存在很大的差距。
(三)、智能化交通控制技術基本上依賴進口
目前國內城市交通控制系統產品幾乎完全從國外進口,典型產品包括SCOOT、SCATS以及RHODES系統。經過實際應用這些系統并不適合中國特有的交通模式。特別是我國大城市交通網絡極為復雜、車多人多,需要符合本地實際需要的智能化交通控制技術體系。只有建立起符合中國國情的智能化交通體系,才能真正有效緩解城市交通擁堵,改善交通環境。
四、中國智能交通發展戰略研究
(一)、大力培養和引進智能交通技術人員
目前,我國智能交通技術人才缺編嚴重,亟需大量相關技術人才。能否建立起相關人才體系,是保證我國智能交通建設發展壯大的關鍵。因此,我們要以相關高校及科研單位為依托,及時向國外同行開展技術交流活動,通過開展相關重點科目的研究,為我國智能交通系統培養高質量的智能交通專業人才。
(二)、積極推動智能交通技術產業化
要想更好的發展一項技術,重要的途徑就是將其產業化,智能交通技術的發展也不外乎如此。我國要逐步建立相關新技術推廣轉化機制和專利保護機制,建立便于智能交通科研成果轉化平臺,使其能夠盡快轉化為經濟和社會效益。要盡快把目前已經成熟的、具有強大市場潛力的智能交通新技術加快推廣應用,化技術為成果得以實際應用。
(三)、針對智能交通成立相關技術管理機構,建立健全行業標準規范,有效整合行業資源
目前,我國智能交通技術的研究開發還沒有全國統一的領導機構,而國外卻早已成立。如日本的VERTISITS、美國的 America及歐洲的ERTICO組織,負責統一制定本國智能交通的發展戰略及行業技術標準。通過相關機構,加強智能交通發展上的宏觀調控,整合優勢資源,減少局部沖突和資金浪費。我國綜合運輸體制建設已逐見成效,但相關政府管理智能還各自為政,各種運輸方式、各地政府管理智能還不夠明確,在某些方面還存在土政策、圖標準。這些因素非常不利于智能交通系統的發展。因此我國要盡快建立國家級智能交通系統管理機構,領導推進全國智能交通系統的協調發展。
綜上所述,隨著我國工業化與城市化進程的快速發展,我國路網結構日趨強大完善。智能交通技術的實施給我國日益嚴重的交通壓力帶來了希望。智能交通技術的應用將進一步增強道路安全、提高運行效率同時降低交通給環境帶來的負面影響。智能交通技術的蓬勃發展也將促進相關行業進行產業升級,帶動相關產業發展,優化國家產業布局,促進經濟和社會發展。
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