智能交通系统在城市交通中的应用

2014-04-15李国帅

交通运输研究 2014年7期

李国帅

（汇通路桥建设集团有限公司，河北高碑店 074099）

1 ITS的概念及意义

智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称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能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 我国发展ITS的必要性

改革开放以来，中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观，但跟不上机动车增长速度。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。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥其控制功能。

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，致使在世界十大空气污染最严重的城市中，我国就据之有七，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 我国ITS的发展阶段

3.1 初期阶段

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；建立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，采用电子抓拍和电视监视等科技手段加强违章处理；进行集中式交通控制系统软件的开发。

3.2 发展阶段

初步建设以下各系统：

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。

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。

建立交通管理监控并与信息系统联网，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。

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”。

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

完善交通基础设施，并达到世界发达国家现有水平；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 智能交通系统的分类和具体应用

4.1 智能交通系统的子系统

（1）车辆控制系统

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，称为“智能汽车”。

（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，该系统会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。

（3）运营车辆调度管理系统

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，来提高商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。

（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是多种多样的，如电脑、电视、电话、路标、车内显示屏等。

4.2 ITS的应用

（1）万通卡（SMARTCARD）

万通卡形似银行的信用卡，作用似电话磁卡/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”的万通卡，即卡与读卡机不再直接接触，有的甚至隔着钱袋或衣服也能有效。卡经补值后可反复使用。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。

（2）电子收费系统（ETC）

电子收费系统工作原理是，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。

（3）实时交通信息系统

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的显示方式：声音的、文字/数字等方式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，同时可以尽可能地减少交通事故的发生，给司机最精确的指导。

（4）智能汽车

智能汽车是在汽车上加入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。

（5）自动化公路系统（AHS）

该系统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，并保持与其他车及障碍物的间距。汽车在其上自动行驶，无任何人为干预。这种系统在高速公路中应用的前景会很好，但是在城市交通中却有明显的不足，因为它需要对本来就不够宽阔的路面加设专用车道，对于现有道路不是很适合。

（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。

（7）视频监视系统

交叉路口违反交通规则的行为（如闯红灯）极容易诱发交通事故。在交叉路口安装ITS视频监测系统，可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。