高速公路智能交通系统（ITS）组成与应用研究

许超群

XU Chao-qun

（福建新大陆电脑股份有限公司）

(Fujian New World Computer Limited by Share Ltd.)

高速公路智能交通系统（ITS）组成与应用研究

许超群

XU Chao-qun

（福建新大陆电脑股份有限公司）

(Fujian New World Computer Limited by Share Ltd.)

高速公路智能交通系统（ITS）是一种现代化的管理手段和技术手段。通过在高速公路运营过程中利用智能交通系统可以实现车、人、路的协调，从而形成一种高效、准确、实时的综合运输系统，保证交通的可持续发展。论文首先对高速公诉智能交通系统的概念进行了介绍，然后对智能交通系统的组成进行了分析，最后对智能交通系统的应用进行了研究。

高速公路；智能交通（ITS）；应用研究

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

当前，交通安全和交通拥堵已经成为制约公路发展的一个重要因素，如何实现公路和车辆平衡化发展成为当前需要重点解决的问题。随着信息化技术的不断发展，电子信息技术在交通运输系统中的应用越来越多，其不但可以有效缓解交通拥堵情况，而且可以对高速公路收费系统、客货运输管理系统、交通事故处理、交通安全等造成比较大的影响，具有较高的应用价值。

1　ITS的定义及功能

智能交通运输系统（ITS）主要是借助一个综合运输管理体系达到实时、高效、准确的最优化车流控制及最佳交通服务，实现交通运输的智能化管理。该系统主要涉及智能交通和智能运输等两方面内容。

ITS主要功能可以分为安全性、环保性、畅通性等3部分（如图1），即该系统能够提升交通运输的安全保障，可以减少交通运输中能源的消耗进而改善交通运输对环境的污染以及提升交通运输的效益，还可以降低交通堵塞现象的发生，确保道路的畅通性[1]。

图1　ITS的功能

2　ITS组成结构

2.1交通信息服务系统

ITS具有先进的交通信息服务系统，该系统有着较完善的信息网络，交通参与者能够借助交通过程中（如路上、车上、换乘站、停车场及气象中心等）设置的传感器和传输仪器向交通信息中心传送详细的路况交通信息；信息中心接收到信息后进行专业化处理，及时向交通参与者传达其他交通出行信息，如道路信息、气象信息、公共信息、换乘信息、停车场信息及其他出行信息等；出行者可以结合自己的出行选择最佳线路，进而达到交通均衡分配。该系统可以辅助行车上有自动定位和导航系统的驾驶员快速、自动选定最佳行驶线路。

2.2交通管理系统（ATMS）

ITS具有先进的交通管理系统，该部分系统与ATIS共享信息采集、处理和传输系统。ATMS由在途驾驶员信息系统、交通控制系统、事故处理系统、旅行服务信息系统和排放检测与控制系统等5个子系统构成。交通管理方通过实时监测道路的交通状况、事故发生情况、气象状况及交通环境情况等信息，可以及时采取有效措施高效疏导和控制交通车辆及处理特殊状况[2]。

2.3公共交通系统

ITS具有先进的公共交通系统，该部分系统主要是为了提升公共交通的运行效率，确保公共交通可靠、安全运行，进而改善公交系统，使其更加便捷、经济和加大客运量。

2.4车辆控制和安全系统

ITS具有先进的车辆控制和安全系统，该部分系统借助各种安全保障措施提升驾驶员的环境感知和行车把控能力，主要包含两部分。

1）辅助车辆安全行驶系统。该部分包括车载传感器、车载计算机和控制执行机构等，行车员可以通过车载传感器及时发现本车与周围车辆、道路设施的间距及其他状况，经过车载计算机及时处理并警告驾驶员，提高驾驶员警惕性，在特殊情况下可以强行车辆制动。

2）自动驾驶系统。该部分系统可以辅助行车员及时把握行驶情况，达到自动监测、自动导向及自动避开障碍物，可以在高速运行下自动与前面车辆保持一定间距。

2.5营运车辆运行管理系统

ITS具有先进的营运车辆运行管理系统，该部分系统在高速道路网和信息管理前提下，结合物流理论开展物流的智能化管理。通过借助卫星定位和地理信息系统以及先进的网络技术和物流信息对客货汽车和公共汽车企业的技术和设备进行高效的管理和运输，提升运营车辆的生产率、安全性以及运输效率，为车辆行驶提供更加安全、可靠的交通环境。

2.6电子收费系统（ETC）

图2　车辆实时检测数据

ITS具有先进的电子收费系统，该部分系统大大降低了因交通客流量增多而导致收费站收取公路通行费的难度。使用者通过该系统使用预付通行费的方式获取内部安装了电子线路的通行卡，并安置在车上的相应地方，当车辆通过收费站时可以行驶在不停车收费车道上，车道已装配的信息读取设备可以及时读取通行卡上的行驶信息，并自动在预付账户上扣减此次通行费。该系统的使用很大程度上完成了所有地面交通收费系统的自动化管理，降低了因现金收费引起的交通停滞，提升了车道车辆的通行量[3]。

2.7紧急救援管理系统

ITS具有先进的紧急救援管理系统，该部分系统基于ATIS、ATMS及其他相关救援机构和设施，通过ATIS和ATMS连接交通监控中心和专业的救援机构，提升对突发事件及时发现和做出应对的能力，完善应急相关资源的有效配置。其属于一个特殊的系统，可以给道路用户带来便捷的车辆故障现场紧急处理、救护、拖车及故障车辆排除等服务。

3　ITS的应用

3.1工程概况

某高速公路工程总建设长度为141.62km，为双向四4车道高速公路，随着车辆数量越来越多，道路交通及服务区停车所面临的压力不断增加。为了解决这一问题，高速公路公司对监控系统进行了改造，增设了1套包括突发事件处理、事故处理、信息发布、道路状态监测为一体的智能交通系统，实现了交通数据的实时化监控。

3.2ITS的应用思路

ITS的应用主要表现在车辆检测器（VD）、气象检测器（WS）、能见度检测器（VISI）、路侧摄像机（CCVT）及紧急电话等5个方面，通过这些方面信息的汇交，在总的监控中心对信息开展分析处理，借助互联网技术实现管理者与车户间的信息共享。具体方面应用如下。

l）车辆检测器（VD）：整个公路线段共设置了28套车辆检测器，通过实时监测过往车辆的车型、车速及占有率，将得到的交通数据及时打包发送到中心服务器上，经服务器计算得到该道路的运行路况，一般可以用畅通、车多、密集、缓慢、拥堵等5个等级来描述该道路运行状况。车辆监测数据会直接存入平台中心服务器上，便于交通管理部门可以直接调取数据进行分析研究，作为之后管理的理论依据，见图2。

2）气象检测器（WS）： 整个公路线段共设置了10套气象检测器，通过实时监测沿路天气状态（如风、雨、雪、雾等），将得到的天气状态和数据打包发送至中心服务器上。此外，气象站还可以对路面状况进行监测，如路面温度、湿度、风力、雨量大小及路面残留物，为高速公路的运营管理提供有力指导，提升了高速公路的管理力度。

3）能见度检测器（VISI）： 整个公路线段上重要且多雾的地方共安置了2套能见度检测器，该检测器主要使用太阳能供电并且可以无线传输数据，方便及时地将监测道路实时数据传输至中心服务器。

4）路侧摄像机（CCVT）： 整个公路线段在收费匝道附近共设置了17套可360°旋转的摄像机，方便实时收集道路最直观的路面信息，而后布设的全程监控系统可以达到整个路段的无死角监控。

5）紧急电话： 整个公路线段将每隔1km安装1部紧急电话，发生突发状况时行车人员可以及时报警，同时也可以收集一些其他信息。

在整个平台控制中心设有地图板、视频显示墙屏及大屏幕投影设备，信息中心的地图上设置了不同颜色和图标。不同颜色代表不同路况，通常红色代表拥堵、绿色代表畅通等；地图上蓝色图标代表气象检测器，可说明路面状况和天气信息；若遇突发事件地图上相应图标会警报提示；若道路发生异常情况或气象站警报路面能见度、风力不正常，中心人员可以到就近点查询具体状况。使用者可以通过网页浏览器键入登陆账号查看实时交通路况信息、视频图像、交通气象信息及其他统计数据等。互联网的广泛使用大大加速了信息资源的共享，交通道路互联网的引入极大地方便了道路交通状况信息的实时监测。

4　结论

综上所述，通过在交通运输中引入智能交通系统，可以显著提升交通运输效率，保证交通运输的安全性和舒适性，提升资源的利用率，实现公路交通的可持续发展。

[1]李晖,等.智能交通系统的研究现状及发展趋势[J].产业与科技论坛,2008(8):166.

[2]薛娇,熊燕舞.智能化:交通发展的战略选择[J].运输经理世界,2007(1):14.

[3]邓永辉,伍锦铭.创建高速公路智能交通系统的探讨[J].广东公安科技,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.