智能交通在城市交通中的應用探討

李國帥

（匯通路橋建設集團有限公司，河北 高碑店 074099）

1 智能交通的概念及其意義

智能交通（Intelligent Transportation System，ITS）是以信息通信技術將人、車、路三者緊密協調、和諧統一而建立起的大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的運輸管理系統。ITS將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，促進社會經濟發展，提高人民生活質量，并推動社會信息化及形成新產業。

2 中國智能交通的發展現狀

改革開放以來，中國道路交通設施及管理雖然有較大改進，但跟不上機動車數量的增長速度，總體水平與發達國家有較大差距，特別是大多數城市路網結構不合理，道路功能不完善，道路系統不健全。交通管理設施缺乏，管理水平不高，導致即使各地都建立起交通控制中心，大多也只是實現了監視功能，而遠沒有發揮控制功能。

中國城市的大氣質量惡化，已逐步由無煙煤污染轉變為機動車尾氣污染，其主要原因是交通擁堵、車速下降以及車況差、車輛技術性能低等。同時，車輛狀況差也直接影響到城市交通，并已成為制約我國城市交通的重要因素。

3 中國智能交通的發展框架

3.1 初期階段

中國智能交通發展的初期階段的主要任務是：完善道路網系統功能，實施主干道（含快速路）的交通監控；加強交通需求管理（TDM），實施中心主要道路的收費管理，緩解中心區交通壓力；減少路口非機動車干擾，實施機動車、非機動車時空分離及對自行車實行IC卡管理；實施信號燈優化配時及多相位信號控制；提高公交服務水平。吸引一部分交通量，實施公交優先道路及優先信號；實施公交線路網智能調度系統及信息服務系統；依靠成熟的GPS定位技術、計算機網絡等技術，建立城市機動車緊急救援系統；嚴格執法，加強違章處理，實施電子抓拍和電視監視等科技手段；實施集中式交通控制系統軟件的開發。

3.2 發展階段

在中國智能交通的發展階段應初步建設以下各系統：

a）按城市GIS數據庫、信息網絡、車輛管理信息等分步建設城市信息管理系統；

b）建立由信息采集、信息處理及信息發布三部分組成的道路交通信息通信系統；

c）建立與交通管理監控及信息系統聯網，提供開放式聯網支持，通過車載單元和路邊單元有效地采集交通數據，提供信息及交通控制的微波接入網系統；

d）通過微波通信技術實行不停車收費的電子收費系統，該系統將在全區域內實現收費路網“一卡通”；

e）采取計算機網絡技術將各交通方式的運費、管理、服務系統聯網，為客、貨運輸提供聯運服務的多式聯運管理服務系統，提高效率和管理水平。

3.3 成熟階段

在中國智能交通發展的成熟階段應實現：完善交通基礎設施，并達到發達國家現有水平；在城市綜合交通實現規劃、管理、運營智能化的基礎上，逐步實現全國各交通方式的綜合運輸規劃、管理運營智能化；城市交通結構趨于合理，公交運量占較大比重；完成車間通信系統；成批生產電動汽車、環保車輛及智能車輛；建立社會化信息服務系統；形成ITS新產業。

4 智能交通的系統分類和具體實例

4.1 智能交通系統的子系統

4.1.1 車輛控制系統

車輛控制系統是輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統。該系統通過安裝在汽車前部和旁側的雷達或紅外探測儀，可以準確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車載電腦能及時發出警報或自動剎車避讓，并根據路況自己調節行車速度，故被稱為“智能汽車”。

4.1.2 交通監控系統

該系統類似于機場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯系，并以最快的速度將信息提供給駕駛員和交通管理人員。

4.1.3 運營車輛高度管理系統

該系統通過汽車的車載電腦、管理中心計算機與全球定位系統衛星聯網，實現駕駛員與管理中心之間的雙向通訊，從而提高商業車輛、公共汽車和出租汽車的運營效率。

4.1.4 旅行信息系統

旅行信息系統是專為外出旅行人員及時提供各種交通信息的系統。該系統提供信息的媒介多種多樣，如電腦、電視、電話、路標、車內顯示屏等。

4.2 實例

4.2.1 萬通卡（SMART CARD）

萬通卡的外形類似銀行的信用卡，作用則類似電話磁卡／IC卡，主要用于過路費、停車費、公共交通工具使用費等的計收。目前流行“非接觸式”的卡，即卡與讀卡機不需要直接接觸，有的甚至隔著錢袋或衣服也能有效識別。卡經充值后可反復使用。這種系統極大方便了使用者，也便于管理與操作，大大降低了使用與維護成本。

4.2.2 電子收費系統（ETC）

電子收費系統的工作原理是：載有特定裝置的車輛進入收費區后，收費區的信號探測器發出掃描信號，檢測并獲取該車的有關信息，然后根據不同的方式進行計費，可使用萬通卡等計賬。電子收費系統主要用于公路或城市出入口處，它能夠減少或避免因收費而帶來的交通堵塞問題。

4.2.3 實時交通信息系統

實時交通信息系統能提供的信息包括路況、交通擁擠情況、交通事故情況、交通管制、停車泊位等。汽車專用信息接受器根據設計的不同可以有多種顯示方式（聲音的、文字／數字等），在城市交通中集中控制、集中管理，使時間和空間得到了更加合理有效的利用，同時可以給司機最精確的指導，盡可能地減少交通事故。

4.2.4 智能汽車

智能汽車主要是在汽車上加入了更多的電子控制系統，大大提高了駕駛的安全性和效率。在自動駕駛狀態下，車載電腦搜集來自激光雷達、立體圖像傳感器、多用途通訊系統以及交通管理方面發出的各種信息，以操縱汽車的行駛。如果駕駛員未能及時剎車、誤入禁行區、超速行駛或是出現其他操作錯誤，汽車的自動信號系統會發出警告，并自動采取相應的措施，如變換車道等。在汽車日漸增多的現代城市交通中，這種智能汽車的出現是人類的福音，它的智能輔助系統能給駕乘人員帶來最大的安全系數。

4.2.5 自動化公路系統（AHS）

自動化公路系統（AHS）主要是在現有道路上開辟專用車道，利用專門敷設在路面下的磁體來引導汽車的行駛，并確定汽車在公路上的位置；用高效雷達來控制車速，并保持與其他車輛及障礙物的間距。汽車在其上自動行駛，全程無人為干預。這種系統在高速公路中的應用前景很好，但是在城市交通中的應用會受到很大的制約，因為需要在本來就不夠寬闊的路面加設專用車道。

4.2.6 事故管理系統

ITS事故管理系統能夠及時地檢測和定位交通事故，迅速地移除事故車輛，并警示上游車輛減速，防止二次事故的發生。因為二次事故已經成為了近年來交通事故死亡率增高的罪魁禍首。

4.2.7 視頻監視系統

交叉路口違反交通規則行為（如闖紅燈）極易誘發交通事故。在交叉路口安裝ITS視頻監測系統，自動記錄和識別違反交通規則的行為，能夠有效地降低駕駛員違規行為和違規趨向，從而防止交叉路口發生交通事故。

5 結語

我國公路交通現狀表明，以科學技術為基本手段，建立健全大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的智能化運輸綜合管理系統，推動人類邁進信息化社會，勢在必行。

[1]陸化普，史其信.智能交通發展趨勢與我國的發展戰略[C]//97’北京智能交通發展趨勢國際學術研討會論文集.北京：人民交通出版社，1997.

[2]史其信，陸化普.智能交通系統的關鍵技術及研究發展策略[C]//中國土木工程學會第八屆年會論文集.北京：清華大學出版社，1998：38.