智能交通论文

智能交通的产生与发展摘要：智能交通系统(ITS)是在传统的交通工程基础上发展起来的新型交通系统，该系统将信息、通信、控制和计算机技术及其他现代技术集成应用于交通运输领域，将交通四要素“人—车—路—环境”有机地结合在一起，将从根本上解决困扰现代交通的安全性、通畅性、节能和环保问题。论述了智能交通系统的组成及国内外智能交通系统发展状况，我国智能交通系统的的环境、任务现状、发展及建议。关键词：智能交通；现状；发展智能交通系统，英文全称为“InteligentTransPortationSystem”(简称ITS)，指通过高科技开发，使交通系统实现智能化。在智能化的情况下，整个交通系统都显得“聪明”起来：车辆靠自己的智能在道路上自由行驶;公路靠自身的智能将交通流调整到最佳状态。借助大系统的智能，驾驶员对交通状况了如指掌，管理人员则对车辆的行踪一清二楚。ITS体现了“人—车—路—环境”的密切结合，从而可以极大地提高交通的安全性、系统的工作效率、环境质量以及能源的利用率。1智能交通系统的组成及国外发展状况1.1智能交通系统的组成智能交通系统(ITS)是在传统的交通工程基础上发展起来的新型交通系统，由于各国具体情况不同，发展交通的重点也不尽一致，ITS研究的内容更不相同。但就一般而言，人们普遍认为ITS是将信息、通信、控制和计算机技术以及其他现代技术集成应用于交通运输领域，建立起全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输管理系统，是一个形成“人—车—路—环境”四位一体的系统。ITS由六大部分组成，其中信息管理中心是ITS的核心，为ITS实现交通信息的共享提供基础。路边系统：路边系统的任务是实时检测路况和行车情况，包括路面参数和车离路面标志线的距离等，路边系统也包括测量车辆速度的雷达、交通路口的信号灯和电子收费装置。车载系统：车载系统包含动态实时监控系统，导航系统(含路网数据库、路径选取算法、视频音频输出导航信息提示)等。需求管理系统：需求管理系统在ITS中占有很重要的地位，其作用是对有需求的用户进行分析，以便管理控制系统制定高效的服务策略，实时地提供给用户，包括正在行驶的和预定车辆旅行的用户。交通管理控制系统：交通管理控制系统是ITS的决策中心，利用应用软件分析整个交通系统的有关信息，并得出控制和管理系统运行的策略，使ITS能够实现其目标:提高用户的安全性、减少堵塞、节省能源、改善环保。在ITS的系统组成中，人员和货物是运输系统中被移动的要素，人员和货物的移动伴随着信息的流动。智能交通系统强调的是信息技术的运用和信息的充分共享，从而提高运输系统的效率，按照信息的采集、传递、处理、利用过程，可将智能交通系统划分为物理层、传输层、处理层、服务层，这4个层次实际也是服务功能实现过程的4个层次。物理层主要是指道路基础设施，包括路网本身和辅助性设施如路标、路边传感器等。ITS强调信息的共享及充分利用，信息在其中的流动及传输由传输层来完成，包括短程微波通信、卫星、光缆通信等。处理层负责完成的是信息的提取与处理，以生成一个包含各种数据的数据库，并能针对不同部门或不同服务的要求提供不同的信息。服务层一方面根据处理层所提供的功能用于不同的服务领域，另一方面根据不同的服务需求不断地对处理层的功能进行扩展。ITS是一个开放的网络体系，物理层的设施、传输层的方式、处理层的手段、服务层的服务范围和水平都会随着科技的进步与人们需求的增长不断扩展与提高。从广义信息角度看，ITS可以被认为是信息技术在交通领域内的具体应用，而感测技术、通信技术、信息处理技术、控制技术合称信息技术四基元，均为开发和利用信息资源的信息技术。信息技术的基本内容就是:利用感测系统、通信系统、信息处理系统和控制系统，对自然的和人工的信息进行检测、传输、处理，最终作用于外部世界。与之相对应的四大硬件为:传感器、通信网、处理器与控制器。在ITS中，信息技术四基元的研究对象是各种具体的交通信息，如关于交通四要素的人、车、路和环境实时信息或预测信息，以及系统中经过处理后得到的策略信息和控制用的目标信息或控制信息。其研究内容也是针对交通信息的各种操作，包括信息采集、传输、处理、利用等。因此，其中的感测技术用于获得交通量、路面参数、车辆速度、车间距、气象、收费、停车场等有关信息;通信技术用来传输所获取的信息以及处理后待传送的信息，其中包含通信所使用的相关协议;信息处理技术用于分析交通量、速度、车道特征等传输来的信息，并进行事故预测、选择控制策略。ITS利用控制技术将控制交通流量、引导车辆行驶等作用的控制信息施加给车辆、行人或交通标志等。所以，交通信息在ITS中是循环流动的，它来自交通四要素，最后再以适当的形式作用于四要素，从而实现对交通系统的高效调控。1.2国外智能交通系统发展状况美国：在交通信息化发展方面，美国是比较重视也做得比较好的国家之一。美国运输部制定了相应法规，由运输部副部长和各司局的副司局长负责信息资源管理工作。运输部首席信息长官办公室负责整个运输部有关政府交通信息化的相关工作。美国运输部于1989年颁布了《运输部信息资源管理手册》(DIRMMDepartmentInformationResourceManagementManual)，用于支持运输部各信息系统运转的信息资源统一规划。该《手册》具有很强的权威性和法律效用，对统一和规范运输部的信息化行为，确保信息化目标的实现具有积极的促进和保证作用。加拿大：加拿大政府信奉持续发展的运输远景—跨越大陆的国家铁路，国际的海上航运，横贯大陆的航空服务系统，管理运输基础设施的商业化管理机构。为保持与加强加拿大的运输系统并提升加拿大人民的生活质量，运输政策提供了一个框架，致力于可持续运输3个要素的发展:社会、经济与环境，给予承运商与基础设施提供商机会去适应、创新、竞争。澳大利亚：澳大利亚运输与地区服务部(DoTRS)在交通信息化方面最重要的举措是制定《联机行动计划》，将业务工作通过网络来实现。运输与地区服务部为澳大利亚提供更好的运输系统，以帮助政府实现其在运输与地区服务中的政策目标，并为内阁部长和会议提供政策建议，还提供行政管理、研究、规章、调查、安全、补助与领地的服务。英国：1996年下半年，英国政府推出“电子政府”计划，企业可以利用最新的信息技术获得政府的服务，“电子政府”充分利用Internet等新型电子技术，为企业提供纳税、更换营业执照、咨询政策、获得各类政府信息等便利。英国政府准备在今后的10年投资380亿英镑建设信息高速公路，鼓励企业大力开展全球性的电子商业活动，发展网上贸易。2中国特色的智能交通2.1大城市的智能交通发展现状在城市智能交通领域，北京、广州走在我国前列。北京：目前北京市已初步建成4大类ITS系统：道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理、紧急事件管理，约30个子系统，分散在各交通管理和运营部门。目前，北京市道路网络经过几十年的建设和完善，基本形成了环形加放射式的道路网络。由于城市人口密度长期维持在每平方公里2.7万人左右，市区人口集聚进一步加剧，人口流动量大，智能交通体系建设已成为北京交通可持续发展的必由之路。在2008年北京奥运会期间，奥运路线、奥运场馆周边将有120处系统控制交通信号。此外，还建设了交通综合监控系统，该系统包括视频监控、交通流检测和交通违法检测三个子系统。同时，在奥运会场馆周边和相关道路上还建设了80处电视监控点、15套交通事件自动检测系统、80套数字化视频系统。广州：作为全国首批智能交通示范城市之一的广州，智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主平台、物流信息平台、静态交通管理系统等智能交通系统的主框架。其中共用信息平台已初具规模，实现了羊城通系统、线网规划系统、出租车综合管理平台、联网售票系统、96900呼叫中心等多个子系统的连接，可以完成数据的采集、分类和有效存储、查询、订阅等相应的数据处理工作，实现了诸多的数据处理功能，提供了初步的交通数据服务功能。十五期间，广州市的交通基础设施建设取得了很大的成绩，但是由于受到经济条件、地理位置和环境的约束，在相当长的一段时间内道路交通网络建设将很难满足交通运输增长的需求。所以广州市对智能交通系统的需求一方面是满足广州市城市发展和交通发展的要求，另一方面是满足2010年亚运交通的要求。2.2对我国发展智能交通系统的建议(1)成立专门的研究开发机构由国家有关部委领导，成立专门的智能交通系统研究开发机构，统一领导全国在智能交通系统方面的研究，协调各个研究开发机构的工作，合理分配资金，以便更好地集中各方面的力量，并且组织全国性的学术交流活动。智能交通系统的研究开发绝非某个部门的事，需要全社会的支持。从这一点上讲，在我国有关部委领导下，成立专门的智能交通系统研究开发机构是非常必要的。(2)从基础入手，为今后发展奠定基础智能交通系统的研究千头万绪，如果不注重基础工作，将会造成开发工作的困难，并直接影响其真正作用的发挥。当前要抓好的主要基础工作包括:建立交通数据库;改善公共交通设施，使其尽快达到科学化、现代化管理水平;做好基础硬件的研究开发工作;提高现有交通管理队伍的科学管理水平，特别是将管理引向规范化、标准化方向;结合我国现实情况，研究学习国外在智能交通系统方面的开发成果。众所周知，我国交通资料相当缺乏，统计数据不完善，这给许多城市的交通管理、规划和控制等带来了非常大的困难。智能交通系统的一个要求就是信息收集、信息传播、信息共享的充分、灵活。加强交通数据库的建设，为智能交通系统研究工作打下良好基础，同时，可以使计算机技术在交通领域发挥更大作用。对于我国城市交通而言，现在面临的一个重要问题是车辆数目同有限的道路空间资源的矛盾，大力发展公共交通已经在国内外专家学者中达成共识，公交优先的呼声很高。但是，由于种种原因，我国的公交系统设备陈旧、管理和调度水平低，不能适应现代城市发展的要求。为此，作为智能交通系统重要组成的公共交通系统应得到优先发展。美国、日本、瑞典等国家提出建立的先进的大众运输系统(APTS)能利用诸如计算机、闭路电视系统等向公众提供出行时间、方式和路线、车次选择等咨询。这种系统如果在我国的公共交通中得到应用，无疑会提高公交运输效率。智能交通系统需要各个层次、各个方面的共同配合、协调，才能发挥其应有作用。否则，智能交通系统即使建立起来了，如果没有各个机构的共同配合、组织协调，也是发挥不了作用，达不到改善交通状况的目的。另外，在引进国外先进的技术时，还要特别注意其在我国应用的潜力。智能交通系统近几年来在国外发展十分迅速，它是建立在一定管理水平上的。但是，目前我国交通管理水平与发达国家相比依然有一定差距，离开了高水平管理的支持，无论多么先进的智能交通系统都发挥不了作用。只有管理水平提高了，智能交通系统的真正作用才能发挥出来，也就是说，智能交通系统首先要建立在高水平管理基础之上，需要提高现有交通管理队伍的科学管理水平，特别是将管理引向规范化、标准化方向。（3）从我国交通运输的需求出发选择一些智能交通系统示范工程为龙头，重点突破、有选择地跟踪。目标是重点解决智能化的营运和管理、集成信息服务、专用短程通信和标准规范等关键技术，研究适合我国国情的智能交通系统发展模式和技术，为智能交通系统的开发、应用及产业化奠定基础，提升整个运输系统的管理水平、服务水平和安全性，进而带动制造业和服务业的发展，促进我国通过高新技术改造传统产业、信息化带动工业化的进程。3结束语我国智能交通控制系统起步较晚，同时，交通基础设施还处在大规模建设阶段，交通信息集成和应用程度还比较落后，现有的交通显示屏基本上是静态交通信息，尚未形成真正意义上的智能交通控制。为了适应我国经济发展对交通带来的需求，有关部门在制定科技发展“九五”计划和2010年长期规划时，就已将发展智能交通列入计划，开展了智能交通发展战略研究。同时，国家有关部委已成立了全国智能交通协调小组，并完成了“中国智能交通系统体系框架”、“中国智能交通标准体系框架研究”、“智能运输系统发展战略研究”等一批关系我国智能交通发展的重点项目，同时完成