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中國智能交通系統發展框架構想

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中國智能交通系統發展框架構想

史其信(清華大學交通研究所,北京,100084)

摘 要:八十年代以來,世界一些發達國家紛紛投入智能交通系統(ITS)的研究與開發,并已形成二十一世紀交通運輸系統的發展方向。我國是一個發展中國家,隨著經濟的高速發展,城市化、汽車化急速發展,導致交通擁擠、事故增多、環境污染等問題日益惡化。本文針對我國的實際情況,對發展ITS的必要性、緊迫性進行分析,并對發展我國ITS的框架提出了設想。 

關鍵詞:ITS 信息管理 通信 電子收費系統 

一、中國發展ITS的必要性與緊迫性 

1.ITS的概念及其意義 

ITS(Intelligent Transportation System)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,并以推動社會信息化及形成新產業受到各國的重視。目前已形成世界二十一世紀的發展方向。 

2.發展中國ITS的必要性 1)中國是一個經濟持續發展的發展中國家,改革開放以來,城市化與汽車化發展十分迅猛。改革開放前,城市化水平不足19%,目前已經發展到超過30%,預測2010年將接近50%;機動車擁有量目前已達6000萬輛,并以每年10%以上的速度增長,預計2010年達到1.3億多輛; 

2)中國城市交通的特點是混合交通,目前自行車擁有量超過1.8億輛,如果公共交通服務水平不提高,城市交通結構不改善,自行車擁有量將會有增無減; 

3)改革開放以來,中國道路交通設施及管理設施雖然有較大改觀,但跟不上機動車增長速度?傮w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。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是實現了監視功能,而遠沒有發揮控制功能的效應; 

4)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,致使在世界十大空氣污染最嚴重的城市中,我國就據之有七。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。以車況較好的北京市為例,平均日故障次數達500次以上,給城市交通帶來巨大壓力。 

二、中國發展ITS的主導思想 

從上述必要性與緊迫性分析得到如下結論: 

1.中國是一個發展中國家,與發達國家相比,我國在發展ITS的必要基礎條件上還有較大差距,加上我國特有的混合交通特點,以及城市結構、路網結構、交通結構的不完善,因此要結合中國的國情來研究制定我國發展ITS的戰略及發展框架; 

2.中國交通運輸正面臨經濟發展與資源制約的雙重壓力,因此也不能重復發達國家走過的老路,一定要立足本國實際,走中國ITS發展之路,以推動我國信息化進程及培育自己的ITS產業; 

3.二十一世紀交通管理的發展趨勢必將是管理體制的集約化;管理設施現代化;管理手段網絡化、信息化、智能化;管理效率高效化;管理方式社會化。因此中國ITS的發展將帶來一場交通管理體制與模式的變革,而這種變革將直接影響著ITS的發展。 

三、中國發展ITS的目標及基本框架 

綜上所述,中國ITS的發展框架應逐步實現以下三個階段目標:
(一)前期階段(5年)
1.目標
緩解交通需求矛盾,提高交通通行能力,減少中心區交通負荷。 

2.措施 

1)完善道路網系統功能,實施主干道(含快速路)的交通監控;
2)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;
3)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;
4)路口渠化。實施信號燈優化配時及多相位信號控制;
5)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;
6)公交線路網智能調度系統及信息服務系統。該系統運用GPS和計算機技術、信息網絡技術實施運行起訖點的調度,運行期間的控制、突發事件的處理,并向乘客提供實時的車輛運營情況,車輛間隔時間等服務信息;
7)建立城市機動車緊急救援系統。機動車突發故障是目前造成我國城市交通擁堵的重要原因,及時、有效地處理故障將大幅度減輕交通堵塞的發生。依靠成熟的GPS定位技術、通信技術、計算機網絡技術,并利用城市現有廠、站、救援車輛資源,再加以適當擴充,可以很快形成生產力;
8)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;
9)開展動態交通分配理論方法研究,實施集中式交通控制系統軟件的開發。 

3.目的
該階段的目的是充分利用現有條件,主要解決中心區交通擁堵,有目的地改進交通控制中心監控系統,改善交通結構,減少交通需求,為ITS創造必要的技術條件和交通環境。 

4.階段任務
該階段同時要完成以下任務:
1)ITS標準化的制定;
2)ITS相關部門完成本行業ITS發展規劃及信息化建設目標;
3)加強宣傳、教育,發動有關企業開展ITS開發;
4)加強國際交流,了解國際ITS的動態,消化、吸收國際先進技術,研發我國ITS技術及產品;
5)進行ITS示范工程建設,推廣應用ITS技術; 

(二)發展階段(10年)
1.目標
在綜合信息網絡平臺下,形成信息管理、信息通信、信息服務子系統,實現交通信息雙向交互;實施交通指揮、控制,達到減少堵塞時間、降低交通事故、出行便捷及保護環境的目的。 

2.措施
初步建設以下各系統:
1)城市信息管理系統
該系統按城市GIS數據庫、信息網絡、車輛管理信息等分步建設,不僅為ITS系統提供直接相關的動、靜態信息,同時也為未來

城市發展提供各項信息服務。
2)道路交通信息通信系統
該系統由信息采集、信息處理及信息發布三部分組成。
信息采集:實時采集交通擁擠、事故發生、道路施工、氣候變化及停車泊位等信息。
信息處理、分析:采集的各項信息經交通信息中心進行處理和分析。
信息發布:將經過整理的實時信息及分析后的預測信息通過無線通信、有線廣播、電子顯示屏、net網,車載器向出行者及駕駛員發布。
3)微波接入網系統
該系統與交通管理監控系統及交通管理信息系統聯網,提供開放式聯網支持,通過車載單元(微波標識卡)和路邊單元(微波天線及其控制器)有效地采集交通數據,提供信息及交通控制。
4)網絡下的電子收費系統
該系統是車路間信息通信系統,通過微波通信技術實行不停車收費。該系統將在全區域內實現收費路網“一卡通”。
5)多式聯運管理服務系統
該系統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,提高效率和管理水平。 

3.目的
該階段的目的是信息通信網絡化,建立信息通信平臺,實行人、車、路之間相互傳遞實時、準確信息。 

4.階段任務
該階段需要同時完成以下任務:
1)ITS相關部門在信息平臺建設中,要統一規劃,聯合攻關;
2)形成產、學、研一體化,推進信息產業的開發和產品研制;
3)加快智能車輛的研制生產,以適應ITS發展對汽車技術提出的要求;
4)有指導性地抓好示范工程;
5)國際間的交流與合作。


(三)成熟階段(10年)
1.目標
以ITS的發展推動信息化社會的進程,創立新產業,開拓新市場。 

2.措施
1)完善交通基礎設施,并達到世界發達國家現有水平;
2)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;
3)城市交通結構趨于合理,公交運量占較大比重;
4)完成車間通信系統;
5)成批生產電動汽車、環保車輛及智能車輛;
6)建立社會化信息服務系統;
7)形成ITS新產業。


3.目的
1)建立一種大范圍內、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;
2)實現科教興國和社會可持續發展的戰略目標;
3)推動人類邁進信息化社會。 

四、結 語 

本文從我國的實際情況出發,提出了我國ITS發展的框架設想,計劃用5個5年計劃的時間實現ITS的發展目標。設想必定會存在主觀臆想或脫離實際,僅作為拋磚引玉,引起大家討論。設想雖然對其中的技術關鍵沒有過多涉及,但技術問題也非常重要,是一只到達設想彼岸的船。因此,也望相關專業的同行一起討論,共謀大計。 

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