城市道路中智能交通应用研究

郑苗，吕永艺

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司）

1 智能交通研究背景

“智能交通系统”，简称ITS（Intelligent Transportation systems），是1994年提出的术语，是在现阶段交通情况基础上采用创新科技和高新技术以解决目前城市遇到的交通拥堵、交通安全性、行驶舒适性等问题。智能交通经历了萌芽阶段，如IVHS战略计划（包括交通管理系统、运行系统、交通信息系统、车辆控制系统）、节约时间战略等，最终发展成为现在的智慧交通系统。

智能交通系统的技术支撑有信息技术、计算机技术、大数据技术、GPS以及人工智能[1]，运行模式是通过道路交通监控信息传输至计算机大数据分析中心，由计算机按照人为设定的一定参数作出相应的判断，再发出指令，并传输至执行端，引导交通流进行改变，形成良性循环。智慧交通将提高现有道路车辆通行能力，减少交通拥堵，节约通行时间，从而降低能耗，保护环境，同时一定程度消减交通事故的发生率。目前，我国在北京、上海、杭州等城市的智能交通系统已经开始 建设。

2 智能交通监控系统

传统市政道路上监控布置不均匀，监测设施功能和像素低下，技术标准不统一，难以整合，导致对全路段的整体情况和整个城市道路的情况不明确，不能进行统一调度。智能交通可以基本覆盖每条城市道路，通过监控实时观察现场交通流量、意外事故等，对现场进行即时的反馈和指挥疏导。

2.1 交通信号控制

信号机在不影响行人通行安全性的基础上，设置在路口人行道上，离人行道与车行道分界线约0.5m，尽量保持在较阴凉位置，并考虑与附近的其它市政设施相协调，可独立按照预设的方案控制机动车、行人信号灯以及可变交通标志等，也可以通过通信设备与中心控制计算机相连接，接受并执行中心预设方案或通过中心计算机利用UTC/SCOOT系统实时优化生成的方案[2]。相较于传统信号控制，智能交通信号控制可以将信号实时传输给指挥中心，指挥中心通过各个路口的不同方向交通流量，对信号灯的时间长短进行控制，进而减少现场执勤交通手动控制信号灯的尴尬，有效节约人工成本，提高时间价值。

2.2 道路交通监控

全路段和全城的实时智能交通监控，对于交通肇事逃逸车辆可以达到即时锁定的程度，避免传统通过事故现场来鉴别肇事车辆的颜色和型号，再调取不同路口交通影像追击肇事车辆，大量节约了人力、物力和宝贵的时间。同时，对于交通事故中出现伤员的情况，智能交通监控也会触发紧急呼叫救护车的功能。在人流集中路段车站等可以实时监控信息，也可以减少交警巡逻的密度，降低管理成本。

2.3 交通信息采集和诱导

智慧交通系统的核心是信息采集、引导和发布。在智慧城市中，车载导航与信息处理中心是实时联动的，交通监控中的交通流量可以转化成严重拥堵、很拥堵、一般拥堵、畅通等状态，发布在车载导航上。导航根据时间最短、路线最畅通的原则重新规划路线，引导司机进入其他线路，避开拥堵路段、分散车流，提高道路通行能力。智能终端每天采集的数据汇聚在公安、交通、金融等各个方面，同时，对于对应交通数据的整合，可以更好地预测居民出行的偏好和需求，对交通需求预测、交通网络规划提供了非常有力的支撑。

例如，上海市的高架道路实行了智慧交通系统，对于偶发性的拥堵能够很好地提供快捷路径，同时采集到了常态化的拥堵路段，这些数据对于掌握交通流的出行规律具有很大帮助，为城市下一步规划实施奠定了坚实基础。

2.4 停车诱导

我国城市化水平越来越高，城市人口也越来越多，中心城市建设用地已急剧减少，但是居民的需求却越来越高，比如停车问题。生活水平的提高，车辆保有量越来越高，停车缺口越来越大。根据有关资料显示，成都市目前汽车保有量为452万辆，比同期上涨了20%，而对应的停车位涨幅仅为10%，停车位缺口约为21.7万个。为缓解停车位紧缺的情况，空闲的小区车位和公共车位可以为有需求的车主提供服务，这就需要车位、小汽车还有车主整合资源，形成智能化的停车诱导系统。上班时间，私家车位可以有偿开放，信息汇至指挥中心，指挥中心将其发布于对应的程序上，有需要停车的车主通过手机导航即可找到距离较近的合适车位。既解决了车主无车位可停的尴尬，又避免了私家车位的闲置，既减少了停车等待时间，又达到环保低碳的效果。

总的来说，交通监控系统为交通通行提供了便捷，可增加道路通行能力，实时监控路面情况，遇交通事故和突发情况时能够快捷反应，收集、积累各种交通方面的基础数据，为城市下一步的规划和管理提供有力的基础支持。

图1 交通控制管理系统结构图

3 综合交通信息平台

综合交通信息平台是一种信息化、智能化的新型交通系统，也是一个综合交通信息整合平台可对多源不同种类的数据进行接收、转化、存储、再进行交换、发布。综合交通信息平台可以实现不同用户、不同场景之间的信息共享，为公交系统定制合理的行驶路线，为不同的车辆实行其通行便捷的要求，为政府部门提供真实可靠的交通数据支持。综合交通信息平台是城市大脑的一个重要中枢神经，可以连接和实现应急指挥系统，也可以成为城市管理的一个重要手段，为城市健康发展、为管理者提供依据。综合交通信息平台联系着各种各样的子平台、子系统，包括高速收费站入口的不停车收费ETC、智能公共交通、车联网等。其运行模式和结构如图1所示。

3.1 不停车收费ETC

ETC（Electronic Toll Collection）是截至目前全世界最为先进的路桥收费方式，通过高速入口处改造后的专用通道接收汽车上的车载电子信号，与银行结算中心联结、扣款即可瞬时抬杆，实现高速进出口不停车进出的目的。这种方式的通行能力是人工收费的5～10倍，目前经过我国近几年的大力宣传并联合银行发布的优惠政策，使得绝大部分车主得以享受这一智慧交通带来的便捷生活出行方式，改变了高速收费口经常拥堵的状态，提高了通行能力，降低了能源的消耗量。

3.2 智能公共交通

随着城市经济的发展，道路上的机动车辆越来越多，路况越来越繁忙也越来越复杂，使得公交出行的排班的不稳定因素越来越多，智能公交的出现可以有效预测路网性能，并进行排班管理。智能公共交通包括公交车GPS实时定位系统、车载监控系统、智能公交电子站牌、排班管理系统、车辆调度监控系统、统计报表系统等多个功能系统[3]。

公交车搭载GPS定位器，公交站台装有实时显示智能终端，乘车人手机有对应信息发布平台，可以对公交车进行实时定位和车辆调度，提高公交车利用率，避免同一路公交车间隔太短或间隔太长的不良情况出现。同时，可以将公交车位置信息提供给乘车人，使其减少等待时间，提供时间利用率。电子显示屏还可以实现车辆到站信息提示、天气预报情况等。调度者可以通过客流信息合理安排公交车间隔时间，同时公交车内的视频监控也可以实时发现各种异常情况，保护司机与乘客安全，为乘车人打造便捷安全的乘车环境。

3.3 车联网

与物联网相类似，主要是在汽车上开发和搭载与智能交通相匹配的应用系统，通过无线电技术联通综合交通信息平台，对车辆静态和动态信息进行采集、分析、发布，从而保障车辆在运行过程中的安全间距，降低剐蹭、碰撞等情况发生，提高实时导航能力，判断其他车辆的动态，提高通行效率。虽然，目前车联网技术没有入物联网一样发达，但是随着智能交通的进一步发展，车联网也会有更大的提升。

3.4 被动安全

被动安全技术是在道路上设置辅助设施，如车外防撞设施、安全避险提示、疲劳驾驶报警等，借此达到减少交通事故、减少伤害程度、实现智能交通、提高安全性的目的。

4 结语

智能交通是城市道路发展的必然方向。智能交通在交通监控、信号控制方面的出色表现为城市安全，为提高城市交通服务水平，减少交通事故的发生提供了有效的实时信息帮助。在智能公共交通、停车诱导、不停车收费方面为出行者提供了方便快捷的服务，大大节约了出行者时间，减少了资源消耗，提高了资源利用效率，增加流动性。在交通数据收集上为管理者提供了大量准确可靠的数据支撑，节约了管理成本，使得城市变得更智慧、更人性化。