淺談智能交通運輸系統(tǒng)

霍旭

摘要：智能運輸系統(tǒng)實際上是一個復(fù)雜的社會系統(tǒng)，涉及眾多的領(lǐng)域和部門，管理體制、信息溝通能力、考慮問題角度等均會對系統(tǒng)建設(shè)與運行產(chǎn)生巨大的影響；系統(tǒng)開發(fā)涉及眾多的技術(shù)領(lǐng)域，需要不同學(xué)科背景的專家參與和協(xié)調(diào)；還有政府、企業(yè)、研究單位等在智能運輸系統(tǒng)建設(shè)過程中也要承擔(dān)相應(yīng)的不同的責(zé)任。

關(guān)鍵詞：智能 交通運輸 ITS

一、智能交通運輸系統(tǒng)的內(nèi)涵及其一些功能特點

所謂智能交通系統(tǒng)，就是在現(xiàn)有的交通狀況下，充分利用現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行合理的交通需求分配和管理，通過衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車自動引路系統(tǒng)、交通信息通信系統(tǒng)（VTCS）、視頻監(jiān)控和計算機(jī)管理等多種技術(shù)手段，將整個路網(wǎng)的通行能力迅速提高，實現(xiàn)安全、快速、便捷運輸目的的一種交通綜合治理方案。

真正意義上的智能運輸系統(tǒng)具有如下特點：智能運輸系統(tǒng)適合于對含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性、不穩(wěn)定性和算法未知的運輸過程的描寫具有分層信息處理和決策機(jī)構(gòu)。智能運輸系統(tǒng)的核心在高層模塊，它對運輸環(huán)境或運輸過程進(jìn)行組織、決策和規(guī)劃，實現(xiàn)廣義求解智能運輸過程具有非線性。智能運輸系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的客貨流量的大小和方向，在調(diào)整運輸系統(tǒng)參數(shù)得不到滿足時，就以躍變的方式改變運輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以此提高運輸系統(tǒng)的效益智能運輸系統(tǒng)具有總體自尋優(yōu)化的特點。由于智能運輸系統(tǒng)具有實時特征辨別、特征記憶和擬人的特點，在整個運輸過程中計算機(jī)系統(tǒng)實時獲取客貨和環(huán)境的信息，進(jìn)行實時處理并給出運輸決策，通過不斷優(yōu)化參數(shù)和尋找運輸系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)形式，以獲取整體最優(yōu)運輸效益。我們在規(guī)劃設(shè)計交通運輸系統(tǒng)時，應(yīng)該有一定的前瞻性，應(yīng)該定位在智能運輸系統(tǒng)。智能運輸系統(tǒng)必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益、環(huán)保效益。ITS是在現(xiàn)有或較為完善的基礎(chǔ)設(shè)施之上，將先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，綜合地運用于整個交通運輸系統(tǒng)以實現(xiàn)其目標(biāo)和功能。

二、國內(nèi)智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r

進(jìn)入90年代，我國也開始智能交通運輸系統(tǒng)的研究。從1995年開始，我國專家積極參與了國際上ITS的各種學(xué)術(shù)交流以及研究、開發(fā)活動，部分研制成果已在高速公路上進(jìn)行了初步試驗，取得了一些成效。目前，北京、上海等大城市的科研院所都在ITS方面投入力量，并展開了一系列的研究。

三、ITS所包含的內(nèi)容

（一）先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)（ATIS）

先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，交通參與者可以通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備，向交通信息中心提供各處的交通信息；該系統(tǒng)得到這些信息并經(jīng)過處理后，適時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關(guān)的其他信息；出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式和選擇路線。這樣可以提高人們的出行能力和安全系數(shù)。由于合理地選擇了出行方式和路線，從而使路網(wǎng)上的交通流獲得平衡分配。如果車上裝備了自動定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)還可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。

（二）先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（ATMS）

在這個系統(tǒng)中，有一部分與ATIS共用了信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)。交通管理部門對道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進(jìn)行實時的監(jiān)控，通過收集到的信息，對交通車輛進(jìn)行有效的實時疏導(dǎo)、控制與處理等。ATMS包括的子系統(tǒng)有：在途駕駛員信息系統(tǒng)、旅行服務(wù)信息系統(tǒng)、事故處理系統(tǒng)、交通控制系統(tǒng)和排放檢測與控制系統(tǒng)等。

（三）先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)（APTS）

該系統(tǒng)的主要目的在于改善公共交通的效率（包括：公共汽車、地鐵、輕軌交通、城郊鐵路和城市間的公共汽車等），提高公共交通的可靠性和安全性，以提供便捷、經(jīng)濟(jì)、大運量的公交系統(tǒng)。

（四）先進(jìn)的車輛控制和安全系統(tǒng)（AVCSS）

從當(dāng)前的發(fā)展看，由于AVCSS為駕駛員提供了各種形式的碰撞和安全保障措施，改善了駕駛員對行車環(huán)境的感應(yīng)和控制能力，通常把它分為以下兩個層次：一是車輛輔助安全駕駛系統(tǒng)。行駛中的車輛通過車載的傳感器測定出與前車、周圍車輛以及與道路設(shè)施的距離和其他情況，由車載計算機(jī)來處理，在緊急情況下，還可以強(qiáng)制車輛制動。二是自動駕駛系統(tǒng)。在智能公路上，能夠在較高的速度下自動保持與前車的距離。智能汽車只有在智能公路上使用時才能發(fā)揮其全部功能，如果在普通公路上使用，它僅僅只是裝備了輔助安全駕駛系統(tǒng)的汽車。

（五）營運車輛運行管理系統(tǒng)（CVO）

這是一個以高速道路網(wǎng)和信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用物流理論進(jìn)行管理的智能化的物流管理系統(tǒng)。綜合利用衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來有效地管理和改善客貨汽車、公共汽車企業(yè)的行駛技術(shù)與設(shè)備，并組織運輸，使?fàn)I運車輛的安全性和生產(chǎn)效率得到提高，使公路系統(tǒng)的所有用戶都能獲益于更為安全可靠的公路環(huán)境，提高運輸效率。

（六）電子收費系統(tǒng)（ETC）

電子收費系統(tǒng)使用者可以在高速公路公司或銀行預(yù)交一筆通行費，領(lǐng)到一張內(nèi)部裝有電子線路的通行卡，將其安裝在自己汽車的指定位置，這樣當(dāng)汽車通過收費站的不停車收費車道時，該車道上安裝的讀取設(shè)備與車上的卡進(jìn)行相互通信，自動在預(yù)交帳戶上將本次通行費扣除。這樣就可以使所有地面交通收費系統(tǒng)實現(xiàn)自動化，以減少因用現(xiàn)金收費所造成的交通延誤。

（七）緊急救援管理系統(tǒng)（EMS）

緊急救援管理系統(tǒng)是一個特殊的系統(tǒng)，其基礎(chǔ)是ATIS、AT-MS和有關(guān)的救援機(jī)構(gòu)與設(shè)施。通過ATIS和ATMS這些設(shè)施可以將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機(jī)構(gòu)聯(lián)成有機(jī)的整體，提高對突發(fā)交通事件的報告和反應(yīng)能力，改善應(yīng)急反應(yīng)的資源配置，為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場緊急處置、拖車、救護(hù)、排除故障車輛等服務(wù)。

四、智能交通運輸系統(tǒng)中的主要技術(shù)平臺endprint

（一）全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成，是具有全球性、全天候優(yōu)勢的導(dǎo)航定位、定時、測速系統(tǒng)。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等多種功能。

（二）交通地理信息系統(tǒng)

交通地理信息系統(tǒng)是一種空間性數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，除具備一般數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本功能外，還具有空間查詢和分析的功能，用戶可以根據(jù)需要建立一個應(yīng)用分析模型，通過動態(tài)分析為評價、管理和決策提供服務(wù)，因此它為ITS，提供了數(shù)字化平臺。

（三）現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前，全球移動通訊系統(tǒng)可以使用戶之間方便地進(jìn)行信息傳遞，可以在任何時間和地點實現(xiàn)車輛之間、貨主之間的生產(chǎn)調(diào)度通信聯(lián)系和營銷業(yè)務(wù)通信聯(lián)系等；正在高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)貨運企業(yè)間的數(shù)據(jù)交換、貨物的預(yù)約和車輛的配載、企業(yè)本身的內(nèi)部管理等；前途廣闊的無線局域網(wǎng)技術(shù)，可以讓用戶在任何時間和地點輕松地進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)去獲得自己所需的交通信息。在智能運輸系統(tǒng)中，將GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與交通地理信息系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等許多功能。

五、我國智能交通發(fā)展的思路和目標(biāo)

我國智能交通系統(tǒng)的發(fā)展思路是：緊密圍繞國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通運輸發(fā)展的總體目標(biāo)，以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為先導(dǎo)，以資源整合為關(guān)鍵，以出行者需求為導(dǎo)向，以技術(shù)研發(fā)為支撐，以做大做強(qiáng)本國企業(yè)為依托，立足國內(nèi)交通特點，堅持政府推動和市場培育相結(jié)合，基礎(chǔ)研究和項目建設(shè)共推進(jìn)，打破體制約束，構(gòu)建信息平臺，努力研究和開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和系統(tǒng)，加快推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，努力使智能交通領(lǐng)域成為我國高技術(shù)開發(fā)和新興產(chǎn)業(yè)成長的重要領(lǐng)域，為國民經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境健康持續(xù)較快發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)作用。

六、中國智能運輸系統(tǒng)的對策和建議

（一）進(jìn)一步加強(qiáng)智能交通發(fā)展的組織建設(shè)

我國智能交通協(xié)會盡管成立時間不長，但在發(fā)揮中介機(jī)構(gòu)作用、推進(jìn)智能交通發(fā)展方面也做了不少工作。建議進(jìn)一步加強(qiáng)智能交通發(fā)展政府機(jī)構(gòu)力量，強(qiáng)化其在規(guī)劃制定、部門協(xié)調(diào)、政策研究、技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、市場秩序維護(hù)、質(zhì)量監(jiān)督、信息服務(wù)等方面的功能，并充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的作用，促進(jìn)我國智能交通產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)較快發(fā)展。

（二）建立部門間信息共享和協(xié)調(diào)機(jī)制

解決智能交通的信息平臺需要不斷深化體制改革，也需要通過城市內(nèi)部智能交通系統(tǒng)整體框架規(guī)劃，建立信息共享平臺，以促進(jìn)各部門間的信息交換和深加工。在省市層面，可嘗試建立包括交通、城管、公安等部門相關(guān)負(fù)責(zé)人成立的交通信息協(xié)調(diào)和監(jiān)督小組，致力于不同部門間的信息共享平臺建設(shè)和利用。

（三）加強(qiáng)市場培育，扶持國內(nèi)企業(yè)做大做強(qiáng)

以市場需求為導(dǎo)向，進(jìn)一步加強(qiáng)市場培育，規(guī)范市場秩序，提高產(chǎn)品質(zhì)量，完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，形成包括供應(yīng)商、運營商、政府和消費者間的完善的智能交通產(chǎn)業(yè)鏈。通過重點工程建設(shè)、財稅支持、政府采購等優(yōu)先傾斜政策，支持國內(nèi)企業(yè)做大做強(qiáng)，并促進(jìn)配套企業(yè)和中小企業(yè)協(xié)同發(fā)展，加快整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。

（四）加大科技研發(fā)投入，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并提高執(zhí)行力度

進(jìn)一步加大對智能交通領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的投入，鼓勵引導(dǎo)企業(yè)開展技術(shù)研發(fā)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，在共性及關(guān)鍵技術(shù)的領(lǐng)域方面開展深入合作，力爭形成更多更好的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品、技術(shù)和品牌，改變核心技術(shù)受制于人的局面。要大力提升標(biāo)準(zhǔn)水平和質(zhì)量，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)公信力，并在全國推廣統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行機(jī)制，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要前提保證。

（五）嘗試建立智能交通開發(fā)信貸基金

國內(nèi)一些城市建設(shè)智能交通利用了國外的信貸基金，提供基金的國外政府同時指定了國外企業(yè)作為項目的總承包方。這種信貸融資模式制約了國內(nèi)智能交通企業(yè)的發(fā)展。可通過國家開發(fā)銀行，建立智能交通開發(fā)信貸基金，支持國內(nèi)外智能交通項目的建設(shè)，在提供信貸基金時，指定國內(nèi)骨干企業(yè)作為項目承包方，以促進(jìn)智能交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（六）開展跨省高速公路不停車收費系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的試點工作

跨省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的需求日趨緊迫，選擇經(jīng)濟(jì)聯(lián)系緊密的鄰近省份開展跨省高速公路不停車收費系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的試點工作。在試點工程實施后，總結(jié)經(jīng)驗和不足，盡快實現(xiàn)高速公路收費系統(tǒng)的全國聯(lián)網(wǎng)。

七、結(jié)論

目前，我國智能交通發(fā)展仍處于起步階段，智能交通的進(jìn)一步發(fā)展還存在缺乏統(tǒng)一部署和應(yīng)有銜接、成果轉(zhuǎn)化效率低、人才匱乏等制約因素，應(yīng)通過建立統(tǒng)一的管理機(jī)構(gòu)、大力整合行業(yè)資源、加強(qiáng)人才培養(yǎng)和提供成果轉(zhuǎn)化平臺等對現(xiàn)行機(jī)制加以完善。未來若干年內(nèi)，世界各國必將更加重視智能交通技術(shù)的研究與推廣，并把它作為未來交通建設(shè)與發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域予以重點支持。我國應(yīng)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，積極探索發(fā)展模式，為交通運輸業(yè)在智能交通這一新技術(shù)領(lǐng)域的健康發(fā)展提供有力保障。

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