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[思考] 我国发展城市智能交通系统的思考     
[思考] 我国发展城市智能交通系统的思考
[ 作者:佚名 | 转贴自:本站原创 | 点击数:2155 | 更新时间:2012-3-16 | 文章录入:bojie ]

    摘要:本文扼要分析我国城市交通管理中所面临的问题,较为全面地阐述加快发展我国城市智能化交通系统的必要性和可能性,以及发展我国城市智能化交通系统的思考。
    智能化交通系统是利用交通信息系统、通讯网络、定位系统和智能化分析与选线的交通系统的总称。说到城市交通,大家都有这样的感受:乘车拥挤、交通堵塞、交通事故频发、交通环境恶化。在一个拥有汽车数量最多、交通网络设施欠完善的发展中国家,发展城市智能化交通系统 (简称ITS系统“全国智能运输系统标准化技术委员会”,其英文名称China National Technical Committee of Intelligent Transport Systems Standardization,缩写TC-ITS或智能交通系统 Intelligent Transport System 简称ITS),通过实时传播交通信息,了解交通运行环境,让车辆做出正确的行车路径选择,以消除道路堵塞,提供方便、舒适、快捷的交通服务,尤显重要。本文就构建良好的智能化交叉路口的交通管制系统,提出如下探研性思考。
    一、国际社会城市公共交通的发展现状发展城市公共交通的目的,是方便市民出行,良好的交通环境是社会组织机构正常运转的基础保证。许多发达国家和城市的经验表明:城市公共交通设施日臻完善,绝不仅仅只是给交通带来了益处,而是在很大程度上推动了这座城市的发展和综合环境的改善,成为社会经济发展、文明程度提高的重要标志。在欧洲、北美及澳大利亚,通过对城市公共交通的发展和以城市公共交通为基础的城市规划建设的大量投入,取得了令人满意的社会效果。在新加坡与香港,非常重视城市交通的发展和规划,完善的城市公共交通系统,降低了两座城市的人均小汽车使用率。新加坡在城市规划和发展城市公共交通系统策略上,强调城市交通的快速、舒适的电气化交通服务与灵活、区域性城市小公共汽车服务相结合的发展模式,香港也不例外。巴西的库里蒂巴市在20年前,就开始构建专用快速城市公共交通系统,城市公共交通从城市中心辐射状通向各处,形成城市轻轨电车和城市地下铁道交通网络系统,使越来越多的商业区和居民区沿着这条轴线附近兴建,目前有2万多个低收入家庭搬到区域内居住。这座城市公共交通系统每天的客运量比原来增加28%,减轻了城市交通道路的压力。瑞士苏黎世市和德国弗赖堡市的公共交通服务,是欧洲城市中通过长期投资建设的城市公共交通系统,用限小汽车的方法来改善城市居民生活环境和质量。苏黎世市采用扩展原有城市有轨电车交通系统的方法,将有轨电车运行间隔缩短为6分钟,在交通信号灯前有优先通过权,改善城市公共交通服务质量,提高城市公交系统的乘座率。弗赖堡市采取限制城市小汽车使用,提供价格实惠、方便、快捷、安全的城市公共交通系统,发展高效地面交通模式。同时在哥本哈根、斯德哥尔摩、慕尼黑以及阿姆斯特丹等城市也有许多好例子。加拿大多伦多市在30多年前,通过城市居民投票方式决定兴建一条高速公路,优先发展城市公共交通,将小汽车交通转变为城市公共交通,减少小汽车数量和城市道路上的机动车流量。美国是智能化交通系统大国,不仅研究使用早,应用广泛,目前智能化交通系统在美国的应用率达到80%以上,据交通部估计:智能化交通系统的应用每年大约消除120万次的交通事故,挽救上万人的生命,节省260亿美元因交通堵塞及交通事故所造成的损失。目前,中国对限制汽车增长的可能性和合理性持有各种不同的观点,然而,优先发展城市公共交通在社会经济和社会效益上的优势,是得到社会公认的。城市公共交通系统的完善引导这座城市的有序发展、促进这座城市土地资源的合理开发和利用;城市市区建设与扩展集中在城市交通走廊区域,既降低了城市基础设施建设费用,又提高了城市相关设施的利用率和经济价值。
    二、我国城市公共交通存在的问题与思考城市公共交通在这座城市经济发展中起着支柱性的作用,但是国民经济的快速发展,城市公共交通与国民经济发展和居民日常生活需要之间不相适应的情况也日趋显现。随着我国车辆的增多以及家用小汽车数量的急剧膨胀,原来并不突出的交通拥挤、事故多发现象变得日益尖锐,车辆拥挤造成行驶时间增长,车辆排放的废气增多,车辆产生的环境污染问题更为严峻。尽快解决交通拥挤、交通事故频发和车辆废气排放上升等问题,已成为各国交通发展不容回避的问题,我国的交通拥剂、事故频发等尤为突出。因此,在面对城市公共交通发展存在的问题时,积极思考发展城市交通的主要措施。
     1、加快发展智能化交通系统目前,我国交通部门统计道路车流量的方法是在路面上安装多个感应器,耗资巨大,智能化交通系统恰好克服了这些缺点。它由数字摄像机、计算机和图像信息处理板卡组成,结构简单,价格低廉。数字摄像机拍摄十字路口的交通状况,由计算机进行图像信息分析评估,结果传送给交通控制中心,经适当处理后,由计算机直接指挥城市公共交通路口的红绿灯转换。该系统的硬件核心部件是图像信息处理板卡,该芯片能同时处理大量的图像数据。因此,智能化交通系统为我们准确选择最佳路径,节省驾驶时间,减少能源消耗及大气的污染,提供优质的出行路线服务。但是,我国智能化交通系统还处于初级发展阶段,要充分认识发展智能化交通系统的必要性和可行性。第一、城市公共交通出现的车辆拥挤现象难以很快缓解。面对我国当前城市公共交通发展的现状,无论是限制汽车制造业的发展,还是加大对新建公路设施的资金投入,都难以很快地缓解城市交通出现的车辆拥挤现象。其原因是: 

     (1)城市公共交通基础设施的建设投资大,国家和地方财力无法给予充分解决,交通基础设施的投入与使用之间存在一个滞后期。

     (2)从目前发展来看,交通基础设施兴建及道路延长扩建与国民经济的快速发展和汽车业的发展需求相比远远不相适应,这种发展趋势在短期内难以扭转,甚至有继续扩大的趋势。
     (3)城市公共交通产生的车辆拥挤和事故增多的现象,并非完全是道路运力不足的问题,造成城市交通的车辆堵塞,主要是发生在上下班的高峰时间段,此时由于人流、车流难以有效疏导,容易导致车辆拥挤的发生。 第二、高科技的发展为解决交通中存在的问题和建立智能化交通系统提供了基础。随着科技进步,信息技术、电子技术、计算机技术等广泛应用,为解决城市公共交通存在的问题,提供了可靠的技术支持。目前世界各国和我国北京、上海、广州、深圳等城市竟相发展智能化交通系统,有效地解决了城市公共交通拥挤和事故发生,该系统发挥了以下效用:
   (1)提高了城市公共交通运输的安全性、可靠性。
   (2)提高了车行速度,降低了汽车的能耗,减少了汽车营运对环境的影响。
   (3)提高了城市公共交通的通行能力与运载能力,减少了汽车的等待时间。
   (4)提高了城市公共交通的生产效力和经济效益。
   (5)由于智能化交通系统的使用,开辟了与智能化交通系统相关的新产品、新市场。按照国家“十五”期间规划,将在全国建立“五纵七横”高等级国道主干道,以提高交通能力,也为加强智能化交通系统的开发与应用提供了基础。2、我国城市智能化交通系统发展的若干问题思考目前,我国智能化交通系统处于开发和应用阶段,在开发和应用城市智能化交通系统时,要重点思考以下几个问题:第一、建立智能化交通系统,要注意保持系统的整体性。智能化交通系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地集成后,在地面较大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合性交通管理系统。一个完整地智能化交通系统应具有完备性,使整个系统正常、稳定、高效地运行,至少要具备以下七个方面的子系统:即车辆控制系统、交通监控系统、营运车辆高度管理系统、旅行信息系统、自动收费系统、先进的通信系统,安全系统。同时,在构建整个城市智能化交通系统时,应注意智能化交通系统建设的整体性、层次性、协同性和网络化,以达到整个系统的最优化。
    (1)智能化交通系统的组成,既要有整体性又有层次性。所谓整体性是指智能化交通系统中各子系统要以整个系统的最优化为目标。不能过分强调某一子系统性能,而忽视其他子系统的建设;要保证整个系统内各子系统的协同性和均衡性。所谓层次性是指智能化交通系统中各子系统要尽可能地保证其系统的相对独立性和稳定性。譬如交通监控系统与安全系统都要为整个智能化交通系统的高效、安全运行发挥作用,但又要保持各自发挥作用领域的独立性。因此,在智能化交通系统建设时,尽可能地最大限度地发挥智能化交通系统的整体功能效力。

    (2)整个智能化交通系统的建设,要注意各部分的相互衔接和协同。整个智能化交通系统的建设,要注意系统各部分的相互衔接和协同,避免出现系统内部相互脱节的现象。譬如在系统建设时,若旅行信息系统与营运车辆高级管理系统不相互衔接,就会出现旅客出行时难以了解车辆出行情况,车辆菅运部门也难以及时了解旅客出行的要求;又如驾驶员虽然了解自己车辆位置信息,但得不到相应道路菅运状况和沿途车辆出行信息,仍有可能造成车辆拥挤、延误时间、浪费燃料等现象。
    (3)加强智能化交通系统的网络化建设。信息传输的网络化及交通公路建设的网络化,已成为今后城市道路乃至整个公路网建设的发展趋势。因此,要加强智能化交通系统的网络化建设,将各项运输信息流、物资流、车流、客流等及时上传网络,为智能化交通系统提供正确、快捷的信息,控制、指挥和协调城市公共交通及路网的运行最优化。第二、建立智能化交通系统,加强各相关部门的协同机制。智能化交通系统是一个具有高技术含量的综合系统。它涉及计算机处理系统、数据管理系统、计算机网络系统、城市交通管理系统、电子通讯系统、车辆自动控制系统等学科,是一项综合性边缘学科。在建设智能化交通系统时,既要追踪国际发展的新动态,又要避免自我封闭和低水平重复,因而就要加强各相关部门的协作机制,充分发挥各方面的积极作用。具体做好:
    (1)政府要加强对智能化交通系统建设的引导与管理。智能化交通系统的建设与管理要触及各方面的利益,需要政府主导各方面的力量与利益,保证智能化交通系统建设的顺利进行。
    (2)解决融资问题。智能化交通系统建设要涉及大量的建设资金,要通过合理的规划和利益分配,保证各方的投资利益,调动各方的投资积极性,通过各种融资方式和资金动作模式,吸纳企业资金和民间资金,解决发展建设的资金缺口。第三、加强智能化交通系统内各项目子系统的总体规划。智能化交通系统的建设是一项系统工程,必须注意各项目子系统的总体规划,加强对建设项目的经济审核,提高建设资金最大利用率。具体要注意:
    (1)充分利用已有的道路交通与管理设施,实现资源共享,加强对交通信息的数字化、信息化、智能化的全面升级与适时控制管理。在建立智能化交通系统时,不将原有的交通管理模式推倒重来,通过技术升级改造在原有设施的基础上,融入计算机系统、网络信息、人工智能等高新技术,全面提升原有设施的智能化水平,缩短我国原有交通设施与世界先进设施的差距,提高智能化交通系统的计算机网络化、智能化,实现以计算机为中心的交通管理系统的智能化。
    (2)在新建智能化交通系统时,立足现有的操作系统软件平台,结合我国目前城市公共交通运输与交通管理现状,以智能化设备的软件开发为核心,创造性地开发拥有中国独立知识产权的智能化产品,促使我国智能化交通系统建设迈上一个新的台阶。
    (3)在建立智能化交通系统时,要立足于国情,避免盲目地追求设备的高、大、全,力求所用设备具有适用、可靠、高效、安全等性能。要正视我国目前道路交通“高等级公路相对少,公路状况不够好,车辆档次不够高”的国情,在智能化交通系统建设的初级阶段,可将车辆卫星定位导航系统、智能化交通控制系统、交通事故快速处理系统等作为建设重点,避免造成资金的浪费。第四、建立具有开放性、动态性和实时性的智能化交通系统。智能化交通系统要具有开放性、动态性和实时性,否则,难以满足快速变化和城市交通运输的复杂状况。智能化交通系统具体要满足:
    (1)智能化交通系统的开放性、动态性,是城市公共交通系统不断发展和高新技术发展趋势的客观要求。目前,我国国民经济呈现出快速发展态势,驱使交通运输业的快速增长,为了保证我国的交通运输高效、安全运行,高技术和信息化的新设备将进入智能化交通运输体系。譬如过去城市路口交通管理主要依赖红绿灯,现在是通过计算机电视网络对城市各大路口进行监控和管理,用PLC技术控制交通信号灯,用卫星定位系统装备的车辆越来越多。因此,要保持智能化交通系统的高效、安全运行,必须保证智能化交通系统的开放性、动态性和升级性。
    (2)智能化交通系统要保证系统的实时性。一个性能良好的智能化交通系统应具有快速反应能力、全面完整地不间断的监控能力和及时处理事故的能力。要求系统具有快速反应能力、全程监控能力和及时处理事故能力,必须充分地应用现代电子信息业的最新技术,建立系统、高效、快速的反馈机制和高可靠性的处理程序,建立一支装备精良、反应及时、处理事故能力强的数字化交警事故处理分队。否则,系统再好,一旦发生交通堵塞和事故时,处理不及时,系统难以发挥应用的效能。第五、要加强智能化交通系统的人才队伍建设。智能化交通系统是一种开放的、非线性的、时变的、多参数的高技术系统,要求有高素质智能化交通系统的使用、运行和维修人才队伍。若智能化交通系统的使用者不能正确地使用系统和设备,再好的系统也无济于事。因此,要培养下面的专门人才:
    (1)加强师资队伍建设,组织编写高质量、高起点的培训教材。智能化交通系统是一门新兴的综合性高技术学科,国内缺乏相应的培训教材,同时这方面的师资力量也不足。为了搞好人才培养和培训工作,应组织一支专业知识强、操作能力高、综合素质好的师资队伍,编写高质量、高起点、实用性强的培训教材;加强师资队伍和学科建设,满足人才培养需求。
    (2)做好智能化交通系统的技术、维护、管理和使用人才的培训工作。智能化交通系统的正常运行需要大量的技术、管理、维护和使用人才,必须有计划地对上述人员进行分批、分期的岗位培训,保证工作人员的素质符合智能化交通系统高效、安全运行的要求。
     3、智能化交通系统的发展方向将PLC(可编程控制器简称)新技术应用到智能化交通系统是今后的发展方向,PLC是以微处理器为基础,综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高、通用性强、使用寿命长等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。PLC与3C技术(Computer,Control,Communication)相结合,目前已从小规模单机顺序控制,发展到过程控制、位置控制等领域,其应用领域正在向城市公路交通领域扩大。譬如PLC型交通灯控制器,是将PLC技术应用于城市交通信号灯的控制,主要是PLC具有环境适应性强和内部定时器资源十分丰富,能对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别方便对多岔路口的控制,通过编程控制信号灯,实现全天候无人智能化交通系统管理。若利用PLC具有通讯联网功能,将同一城市道路上的交通信号灯组成局域网,按阶梯形时序图编制PLC控制程序,对各路口的交通信号灯进行统一调度,优化控制管理,可缩短车辆通行等候时间,实现智能化交通系统管理的科学化。PLC技术作为一门控制技术,在我国已经应用二十余年,已从工业控制逐渐向其他应用领域不断拓宽,掌握这一控制技术,促进城市智能化交通系统的应用将更加广泛。

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