智能交通在城市交通中的应用探讨

2013-04-17李国帅

交通运输研究 2013年23期

李国帅

（汇通路桥建设集团有限公司，河北高碑店 074099）

1 智能交通的概念及其意义

智能交通（Intelligent Transportation System，ITS）是以信息通信技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输管理系统。ITS将有效地利用现有交通设施，减少交通负荷和环境污染，保证交通安全，提高运输效率，促进社会经济发展，提高人民生活质量，并推动社会信息化及形成新产业。

2 中国智能交通的发展现状

改革开放以来，中国道路交通设施及管理虽然有较大改进，但跟不上机动车数量的增长速度，总体水平与发达国家有较大差距，特别是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。交通管理设施缺乏，管理水平不高，导致即使各地都建立起交通控制中心，大多也只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能。

中国城市的大气质量恶化，已逐步由无烟煤污染转变为机动车尾气污染，其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等。同时，车辆状况差也直接影响到城市交通，并已成为制约我国城市交通的重要因素。

3 中国智能交通的发展框架

3.1 初期阶段

中国智能交通发展的初期阶段的主要任务是：完善道路网系统功能，实施主干道（含快速路）的交通监控；加强交通需求管理（TDM），实施中心主要道路的收费管理，缓解中心区交通压力；减少路口非机动车干扰，实施机动车、非机动车时空分离及对自行车实行IC卡管理；实施信号灯优化配时及多相位信号控制；提高公交服务水平。吸引一部分交通量，实施公交优先道路及优先信号；实施公交线路网智能调度系统及信息服务系统；依靠成熟的GPS定位技术、计算机网络等技术，建立城市机动车紧急救援系统；严格执法，加强违章处理，实施电子抓拍和电视监视等科技手段；实施集中式交通控制系统软件的开发。

3.2 发展阶段

在中国智能交通的发展阶段应初步建设以下各系统：

a）按城市GIS数据库、信息网络、车辆管理信息等分步建设城市信息管理系统；

b）建立由信息采集、信息处理及信息发布三部分组成的道路交通信息通信系统；

c）建立与交通管理监控及信息系统联网，提供开放式联网支持，通过车载单元和路边单元有效地采集交通数据，提供信息及交通控制的微波接入网系统；

d）通过微波通信技术实行不停车收费的电子收费系统，该系统将在全区域内实现收费路网“一卡通”；

e）采取计算机网络技术将各交通方式的运费、管理、服务系统联网，为客、货运输提供联运服务的多式联运管理服务系统，提高效率和管理水平。

3.3 成熟阶段

在中国智能交通发展的成熟阶段应实现：完善交通基础设施，并达到发达国家现有水平；在城市综合交通实现规划、管理、运营智能化的基础上，逐步实现全国各交通方式的综合运输规划、管理运营智能化；城市交通结构趋于合理，公交运量占较大比重；完成车间通信系统；成批生产电动汽车、环保车辆及智能车辆；建立社会化信息服务系统；形成ITS新产业。

4 智能交通的系统分类和具体实例

4.1 智能交通系统的子系统

4.1.1 车辆控制系统

车辆控制系统是辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以准确地判断车与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让，并根据路况自己调节行车速度，故被称为“智能汽车”。

4.1.2 交通监控系统

该系统类似于机场的航空控制器，它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系，并以最快的速度将信息提供给驾驶员和交通管理人员。

4.1.3 运营车辆高度管理系统

该系统通过汽车的车载电脑、管理中心计算机与全球定位系统卫星联网，实现驾驶员与管理中心之间的双向通讯，从而提高商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。

4.1.4 旅行信息系统

旅行信息系统是专为外出旅行人员及时提供各种交通信息的系统。该系统提供信息的媒介多种多样，如电脑、电视、电话、路标、车内显示屏等。

4.2 实例

4.2.1 万通卡（SMART CARD）

万通卡的外形类似银行的信用卡，作用则类似电话磁卡／IC卡，主要用于过路费、停车费、公共交通工具使用费等的计收。目前流行“非接触式”的卡，即卡与读卡机不需要直接接触，有的甚至隔着钱袋或衣服也能有效识别。卡经充值后可反复使用。这种系统极大方便了使用者，也便于管理与操作，大大降低了使用与维护成本。

4.2.2 电子收费系统（ETC）

电子收费系统的工作原理是：载有特定装置的车辆进入收费区后，收费区的信号探测器发出扫描信号，检测并获取该车的有关信息，然后根据不同的方式进行计费，可使用万通卡等计账。电子收费系统主要用于公路或城市出入口处，它能够减少或避免因收费而带来的交通堵塞问题。

4.2.3 实时交通信息系统

实时交通信息系统能提供的信息包括路况、交通拥挤情况、交通事故情况、交通管制、停车泊位等。汽车专用信息接受器根据设计的不同可以有多种显示方式（声音的、文字／数字等），在城市交通中集中控制、集中管理，使时间和空间得到了更加合理有效的利用，同时可以给司机最精确的指导，尽可能地减少交通事故。

4.2.4 智能汽车

智能汽车主要是在汽车上加入了更多的电子控制系统，大大提高了驾驶的安全性和效率。在自动驾驶状态下，车载电脑搜集来自激光雷达、立体图像传感器、多用途通讯系统以及交通管理方面发出的各种信息，以操纵汽车的行驶。如果驾驶员未能及时刹车、误入禁行区、超速行驶或是出现其他操作错误，汽车的自动信号系统会发出警告，并自动采取相应的措施，如变换车道等。在汽车日渐增多的现代城市交通中，这种智能汽车的出现是人类的福音，它的智能辅助系统能给驾乘人员带来最大的安全系数。

4.2.5 自动化公路系统（AHS）

自动化公路系统（AHS）主要是在现有道路上开辟专用车道，利用专门敷设在路面下的磁体来引导汽车的行驶，并确定汽车在公路上的位置；用高效雷达来控制车速，并保持与其他车辆及障碍物的间距。汽车在其上自动行驶，全程无人为干预。这种系统在高速公路中的应用前景很好，但是在城市交通中的应用会受到很大的制约，因为需要在本来就不够宽阔的路面加设专用车道。

4.2.6 事故管理系统

ITS事故管理系统能够及时地检测和定位交通事故，迅速地移除事故车辆，并警示上游车辆减速，防止二次事故的发生。因为二次事故已经成为了近年来交通事故死亡率增高的罪魁祸首。

4.2.7 视频监视系统

交叉路口违反交通规则行为（如闯红灯）极易诱发交通事故。在交叉路口安装ITS视频监测系统，自动记录和识别违反交通规则的行为，能够有效地降低驾驶员违规行为和违规趋向，从而防止交叉路口发生交通事故。