張越
道路擁堵、尾氣排放、能源緊張、氣候危機……這些種種令人焦躁不安的問題,隨著中國的急速城市化和機動化的發展日益凸顯,不僅給整個交通環境帶來不可預知的侵擾,更嚴重影響著北京城市居民的生活滿意度和幸福感指數。
為了緩解交通擁堵,減少能源消耗和CO2的排放,2011年1月,由北京市交通委員會和一家汽車公司聯合發起的“綠翼——新交通信息系統項目”,在2013年底已經轉入實質操作階段。
試點
據介紹,從2011年1月起,“綠翼”項目選定了北京市望京地區為試點區域,發放12000臺具有DRGS(基于實時交通信息的動態路徑引導系統)功能的便攜式導航終端給志愿者,分析交通信息的應用對交通流的影響及單車出行效率的提高。同時,該項目還選定北京市范圍內600位某定制車型用戶,發放具有EMS(智能節油和駕駛習慣建議系統)功能的導航儀,驗證交通信息與駕駛行為提示功能的應用對單車的出行效率及油耗經濟性的改善效果。負責此次志愿者招募的工作人員說:“望京地區作為近幾年新興的住宅區,擁有超過30萬的常住人口,該地區的交通擁堵問題一直困擾著該區域的居民。望京區域的路況比較有代表性——主干道車流密集擁堵,支路等小路相對車流較少。”
截至目前,“綠翼”通過近兩年的實際使用,驗證了交通信息服務在節能減排和緩解擁堵方面發揮的實際作用。經過兩年間大規模的實證實驗,通過對取得交通疏散效果數據分析,望京地區的交通分散效果預計可比平常提高59%以上。根據檢測數據顯示,安裝了EMS便攜式導航儀的車輛,每一旅程(約16公里)的油耗改善率為1.3%。安裝了DRGS導航儀的車輛,二氧化碳排放量減少11.1%,燃油消耗量降低18.9%。北京市交通委最新發布的試點結果:若北京市能有10%的行駛車輛搭載該動態路徑引導系統,則全市整體平均行車速度可提高約10%,燃料消耗量及二氧化碳排放量也可削減約10%。也就是說,車主在愛車上安裝一個“避堵”導航儀,不僅可以主動繞開擁堵,而且能實時監測駕駛習慣和尾氣排放等。
據了解,“避堵”導航使用起來跟普通導航儀差不多,就是開機時間稍微長一些,數據更新得快一些,大約每5分鐘,導航的路況就會更新一次。根據交通部門在1.2萬輛出租車上都安裝的GPS系統,這些車輛在路上的實時運行情況,綜合路面攝像頭等固定監測,最終得出每條路的實時路況。
動態路徑誘導
北京市交通委信息中心相關人士介紹,動態路徑誘導系統(DRGS)的實時智能導航是“綠翼系統”中一個重要的子系統。傳統的汽車導航系統憑借衛星定位技術,能夠知曉汽車所在位置并且能夠在電子地圖上呈現出來。當設定好目的地后,系統能智能地規劃出一條最佳路線。但是,這種路線的最佳情況更多只是考慮到旅行的最短距離,并未考慮更多實際性的問題。比如說,這段路線雖然最短,但是很有可能眾多車都會選擇這條路,這便造成了大量汽車的擁塞,本來可以10分鐘通過的路段,到最后甚至要多花費幾倍的時間。再比如說,某地路段發生了事故,也會造成擁堵的情況,這種情況下對于再有經驗的司機,也是無法預知和避免的。
動態路徑誘導系統DRGS(Dynamic Route Guidance System)是以實時動態交通信息為基礎的智能導航服務,其核心內容是動態路徑誘導算法,即根據道路的動、靜態信息為用戶規劃最優或者近似最優路徑,減少路線旅行時間,從而達到有效的緩解交通擁擠,并最終提高交通資源利用率,有效地達到疏通交通擁堵的目標。動態路徑誘導系統DRGS接收到交通信息中心的實時交通情況,通過數據處理和計算后,規劃出一條可以以最快時間到達目的地的捷徑。
綠翼項目另一大子系統是環保駕駛系統(EMS)系統。不良的駕駛習慣往往會給增加汽車的油耗成本,從而造成能源的浪費和環境污染。針對此問題,駕駛輔助系統EMS(Eco Management System)為用戶提供了駕駛策略建議功能。該功能使用數學建模的方法將環保駕駛問題轉換為最優化問題,通過交通流建模計算得到汽車行駛的速度范圍,然后通過油耗與汽車駕駛速度、檔位、發動機負荷的等式關系求解出汽車在各個行駛速度范圍中的最優駕駛策略(最優檔位、速度)。通過相關研究的實測結果表明,盡管司機駕駛方式和路況存在可變性,使用節能駕駛輔助系統仍可有效改善燃料消耗。
北京市這次采用的EMS系統,還通過多種傳感器采集汽車發動機轉速、速度、加速度、經緯度等汽車駕駛數據,然后利用數據挖掘分類算法對駕駛者進行分類,判斷其環保駕駛水平,而且可以根據駕駛者水平的高低給其不同的駕駛建議,以減少對駕駛者的無用建議。此外EMS系統也可以通過不同駕駛員、不同駕駛模式的油耗對比,分析駕駛模式對油耗的影響。通過建立節能減排排行榜,經過長期駕駛數據對比,促進駕駛者駕駛習慣的良好轉變。
推廣
交通信息服務系統依托于完整的信息網絡基礎之上,利用各種無線通訊信號實時傳遞各種實時的交通信息及服務。交通信息服務系統的基礎設施建設,一直以來得到北京市交通委的重視。近年來,投入了大量資金用于建設或者改進交通信號控制系統、道路視頻監控系統、交通違法自動監測系統、交通誘導系統、交通廣播系統、停車信息管理系統等,所有的設備將用于發展交通信息服務的智能化。
而這次的“綠翼”項目還建立了一套能夠將驗證和實施整合在一起的“節能·CO2”綜合管理系統,能夠定期通過政府網站、主流媒體發布社會整體節能減排效果以及個人油耗的節約效果。按照計劃,在實驗期結束后,北京市交通委將把現有“綠翼”DRGS&EMS服務,通過商業合作方式向部分車廠進行推廣,通過向更廣大的智能手機用戶提供DRGS&EMS服務,擴大“綠翼”用戶數量。合作研發部門還計劃開展基于智能手機的“綠翼”客戶端推廣。用戶輸入車型和排放量后,除了可以體驗“避堵”導航,還可以體驗“隨車大夫”服務。“綠翼”項目的實施已經形成一套新的規范和標準,培養了一批綠色出行智能交通系統研發、運維的專業隊伍,有效推動了一個綠色出行智能交通產業鏈的形成。這也標志著北京市利用交通信息服務技術促進交通節能減排、緩解交通擁堵工作進入實質性操作階段。