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中国智能交通系统发展框架构想

  摘 要:八十年代以来,世界一些发达国家纷纷投入智能交通系统(ITS)的研究与开发,并已形成二十一世纪交通运输系统的发展方向。我国是一个发展中国家,随着经济的高速发展,城市化、汽车化急速发展,导致交通拥挤、事故增多、环境污染等问题日益恶化。本文针对我国的实际情况,对发展ITS的必要性、紧迫性进行分析,并对发展我国ITS的框架提出了设想。

关键词:ITS 信息管理 通信 电子收费系统

一、中国发展ITS的必要性与紧迫性

1.ITS的概念及其意义

ITS(Intelligent Transportation System)是以信息通信技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一,而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输管理系统。

ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量,并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视。目前已形成世界二十一世纪的发展方向。

2.发展中国ITS的必要性 1)中国是一个经济持续发展的发展中国家,改革开放以来,城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前,城市化水平不足19%,目前已经发展到超过30%,预测2010年将接近50%;机动车拥有量目前已达6000万辆,并以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到1.3亿多辆;

2)中国城市交通的特点是混合交通,目前自行车拥有量超过1.8亿辆,如果公共交通服务水平不提高,城市交通结构不改善,自行车拥有量将会有增无减;

3)改革开放以来,中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距,特别是大多数城市路网结构不合理,道路功能不完善,道路系统不健全。

交通管理设施缺乏,管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是实现了监视功能,而远没有发挥控制功能的效应;

4)中国城市的大气质量恶化,已逐步由无烟煤污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等,致使在世界十大空气污染最严重的城市中,我国就据之有七。同时,车辆状况差也直接影响到城市交通,并已成为制约我国城市交通的重要因素。以车况较好的北京市为例,平均日故障次数达500次以上,给城市交通带来巨大压力。

二、中国发展ITS的主导思想

从上述必要性与紧迫性分析得到如下结论:

1.中国是一个发展中国家,与发达国家相比,我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距,加上我国特有的混合交通特点,以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善,因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架;

2.中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力,因此也不能重复发达国家走过的老路,一定要立足本国实际,走中国ITS发展之路,以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业;

3.二十一世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制的集约化;管理设施现代化;管理手段网络化、信息化、智能化;管理效率高效化;管理方式社会化。因此中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革,而这种变革将直接影响着ITS的发展。

三、中国发展ITS的目标及基本框架

综上所述,中国ITS的发展框架应逐步实现以下三个阶段目标:
(一)前期阶段(5年)
1.目标
缓解交通需求矛盾,提高交通通行能力,减少中心区交通负荷。

2.措施

1)完善道路网系统功能,实施主干道(含快速路)的交通监控;
2)加强交通需求管理(TDM),实施中心主要道路的收费管理,缓解中心区交通压力;
3)减少路口非机动车干扰,实施机动车—非机动车时空分离及对自行车实行IC卡管理;
4)路口渠化。实施信号灯优化配时及多相位信号控制;
5)提高公交服务水平。吸引一部分交通量,实施公交优先道路及优先信号;
6)公交线路网智能调度系统及信息服务系统。该系统运用GPS和计算机技术、信息网络技术实施运行起讫点的调度,运行期间的控制、突发事件的处理,并向乘客提供实时的车辆运营情况,车辆间隔时间等服务信息;
7)建立城市机动车紧急救援系统。机动车突发故障是目前造成我国城市交通拥堵的重要原因,及时、有效地处理故障将大幅度减轻交通堵塞的发生。依靠成熟的GPS定位技术、通信技术、计算机网络技术,并利用城市现有厂、站、救援车辆资源,再加以适当扩充,可以很快形成生产力;
8)严格执法,加强违章处理,实施电子抓拍和电视监视等科技手段;
9)开展动态交通分配理论方法研究,实施集中式交通控制系统软件的开发。

3.目的
该阶段的目的是充分利用现有条件,主要解决中心区交通拥堵,有目的地改进交通控制中心监控系统,改善交通结构,减少交通需求,为ITS创造必要的技术条件和交通环境。

4.阶段任务
该阶段同时要完成以下任务:
1)ITS标准化的制定;
2)ITS相关部门完成本行业ITS发展规划及信息化建设目标;
3)加强宣传、教育,发动有关企业开展ITS开发;
4)加强国际交流,了解国际ITS的动态,消化、吸收国际先进技术,研发我国ITS技术及产品;
5)进行ITS示范工程建设,推广应用ITS技术;

(二)发展阶段(10年)
1.目标
在综合信息网络平台下,形成信息管理、信息通信、信息服务子系统,实现交通信息双向交互;实施交通指挥、控制,达到减少堵塞时间、降低交通事故、出行便捷及保护环境的目的。

2.措施
初步建设以下各系统:
1)城市信息管理系统
该系统按城市GIS数据库、信息网络、车辆管理信息等分步建设,不仅为ITS系统提供直接相关的动、静态信息,同时也为未来城市发展提供各项信息服务。
2)道路交通信息通信系统
该系统由信息采集、信息处理及信息发布三部分组成。
信息采集:实时采集交通拥挤、事故发生、道路施工、气候变化及停车泊位等信息。
信息处理、分析:采集的各项信息经交通信息中心进行处理和分析。
信息发布:将经过整理的实时信息及分析后的预测信息通过无线通信、有线广播、电子显示屏、net网,车载器向出行者及驾驶员发布。
3)微波接入网系统
该系统与交通管理监控系统及交通管理信息系统联网,提供开放式联网支持,通过车载单元(微波标识卡)和路边单元(微波天线及其控制器)有效地采集交通数据,提供信息及交通控制。
4)网络下的电子收费系统
该系统是车路间信息通信系统,通过微波通信技术实行不停车收费。该系统将在全区域内实现收费路网“一卡通”。
5)多式联运管理服务系统
该系统采取计算机网络技术将各交通方式的运费、管理、服务系统联网,为客、货运输提供联运服务,提高效率和管理水平。

3.目的
该阶段的目的是信息通信网络化,建立信息通信平台,实行人、车、路之间相互传递实时、准确信息。

4.阶段任务
该阶段需要同时完成以下任务:
1)ITS相关部门在信息平台建设中,要统一规划,联合攻关;
2)形成产、学、研一体化,推进信息产业的开发和产品研制;
3)加快智能车辆的研制生产,以适应ITS发展对汽车技术提出的要求;
4)有指导性地抓好示范工程;
5)国际间的交流与合作。
(三)成熟阶段(10年)
1.目标
以ITS的发展推动信息化社会的进程,创立新产业,开拓新市场。

2.措施
1)完善交通基础设施,并达到世界发达国家现有水平;
2)在城市综合交通实现规划、管理、运营智能化的基础上,逐步实现全国各交通方式的综合运输规划、管理运营智能化;
3)城市交通结构趋于合理,公交运量占较大比重;
4)完成车间通信系统;
5)成批生产电动汽车、环保车辆及智能车辆;
6)建立社会化信息服务系统;
7)形成ITS新产业。

3.目的
1)建立一种大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的智能化运输综合管理系统;
2)实现科教兴国和社会可持续发展的战略目标;
3)推动人类迈进信息化社会。

四、结 语

本文从我国的实际情况出发,提出了我国ITS发展的框架设想,计划用5个5年计划的时间实现ITS的发展目标。设想必定会存在主观臆想或脱离实际,仅作为抛砖引玉,引起大家讨论。设想虽然对其中的技术关键没有过多涉及,但技术问题也非常重要,是一只到达设想彼岸的船。因此,也望相关专业的同行一起讨论,共谋大计。

我们一直认为在技术上,我们国家绝不比其他国家落后,虽然在发展ITS的基础条件上远不如发达国家,但只要坚持“两弹一星”的创业精神,一定会实现工业化的宏伟蓝图。

参考文献

1. 陆化普,史其信. 智能交通系统研究发展动向与启示. 科技导报,1996,第10期
2. 史其信. 中国道路交通的现状与ITS研究展望. 第一届亚太地区ITS会议(东京), 1996.10
3. Shi Qixin. The Present Situation of Road Transportation and Expectation of ITS Researches in China. 3rd World Congress on ITS,Orlando,Sep.1996
4. 陆化普,史其信. 智能交通发展趋势与我国的发展战略. 97’北京智能交通发展趋势国际学术研讨会论文集,人民交通出版社,1997.4
5. 陆化普,史其信. ITS-新一代道路交通系统. 公路交通科技,1997年,第14期
6. 史其信,陆化普. 中国的ITS的研究现状与发展趋势. 第二届亚太地区ITS会议(澳大利亚),1997.7
7. 史其信,陆化普. 智能交通系统的关键技术及研究发展策略. 中国土木工程学会第八届年会论文集,清华大学出版社,1998.3
8. Shi Qixin,Lu Huapu. The Conceivability of the ITS Development Strategy in China. 5th World Congress on ITS,Seoul,Oct.1998

 

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