高等级公路交通信息化与智能化发展规划研究

交通运输工程与信息学报第4卷第1期2006年3月JournalofTransportationEngineeringandInformationNo.1Vo1.4Mar.2006收稿日期2006-09-06.基金项目上海市公路网交通信息化与智能化展规划及关键技术研究上海市公路管理处委处作者简介张存保1976-男湖北钟祥人同济大学交通运输工程学院博士生武汉理工大学智能交通系统研究中心讲师研究方向为交通信息工程智能交通系统36高高等等级级公公路路交交通通信信息息化化与与智智能能化化发发展展规规划划研研究究张存保1,2杨晓光11同济大学交通运输工程学院上海2000922武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063摘要关键词中图分类号文章编号文章编号DevelopmentPlanningoftheFreewayTransportationInformatizationandIntellectualizationZHANGCun-bao1,2YANGXiao-guang11SchoolofTrafficandTransportationTongjiUniversityShanghai200092China2ITSCenterWuhanUniversityofTechnologyWuhan430063ChinaAbstractFreewaymanagementdepartmentshaveacquiredremarkableachievementintransportationinformatization,constructedsomeapplicationsystem,suchasfreewayGISsystem,trafficmonitoringsystem,nettollsystem,etc.Butthereexistsomeshortages高等级公路交通信息化与智能化发展规划研究张存保等37inthesesystems.AccordingtothedevelopmenttrendofITSoverseas,andcombiningtherealsituationinhome,theauthorsdividedtheinformatizationandintellectualizationsystemoffreewayintofourparts,theyare:roadmanagementsystem,trafficmanagementsystem,tollcollectionmanagementsystem,andinformationsharingandservicesystem.Then,thesystemgeneralizedframeanditsfunctionswerediscussed,meanwhile,theconstructionprinciplesandprocedurewerepresented.KeywordsTransportationinformationITSfreeway0引言公路交通信息化是指在公路的规划建设养护交通管理运营管理等方面推广应用信息技术通过各种应用系统实现信息采集信息处理业务管理统计分析等的效率化提高公路管理和服务水平公路交通智能化是将智能技术如模糊逻辑专家系统神经网络等应用于公路部门的应用系统中使其具有一定的预测判断和决策能力公路交通信息化与智能化之间存在密切的联系交通信息化是交通智能化的基础没有交通信息化就无法实现智能化交通智能化是交通信息化的推进和延伸交通智能化对交通信息化提出更高的要求从而促进交通信息化的发展[1]智能交通系统是指通过对关键基础理论模型的研究从而将信息技术通信技术电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统从而建立起大范围内发挥作用的实时准确高效的交通运输管理体系[2]智能交通系统必须以交通信息化与智能化建设为基础是交通信息化与智能化发展的高级阶段各级公路管理部门积极开展信息化建设但普遍存在一些疑惑如公路交通信息化究竟包括哪些内涵交通信息化与智能化的总体框架是什么系统应实现哪些功能现有系统如何发展和完善等,本文将对上述问题进行阐述1高等级公路交通信息化现状分析在交通部公路水路交通信息化十五发展规划指导下各级公路管理部门在通信网络电子政务交通管理运营管理等方面大力推进信息化建设取得了显著的成绩如上海市公路管理部门建立了公路地理信息系统高速公路交通监控系统高速公路联网收费系统公路交通数据采集与分析系统等大大提高了工作效率和服务水平江苏省交通厅公路局及全省13个市公路管理处26个县站已分别建成了局域网并实现了省市县三级互联应用了车辆通行费管理系统养路费征稽管理系统高速公路联网收费系统高速公路监控系统高速公路气象检测系统基于GIS的省市县三级公路养护管理系统路政管理系统等[1]以上海市公路管理部门为例现有应用系统如图1所示图1上海市公路管理部门现有应用系统Fig.1ExistedsystemofShanghairoadmanagementdepartment路产路权管理交通管理上海市公路管理部门规划建设管理运营公路地理信息系统高速公路交通监控系统公路交通数据采集与分析系统规费征收系统高速公路联网收费系统职能范围现有应用系统交通运输工程与信息学报2006年第1期38虽然各级公路管理部门在交通信息化方面做了大量工作但还存在如下所述的问题1缺乏总体规划在应用系统建设时通常只考虑了当时的管理需求或者仅仅是部门领导的意见缺乏长远考虑和科学规划随着信息化的发展原有系统的局限性和不足就显现出来主要的问题是各应用系统软硬件平台数据格式技术标准等缺乏一致性兼容性差系统整合困难2信息化发展水平参差不齐受经济发展水平信息化基础条件等因素的影响各地方高等级公路交通信息化发展水平差别较大总体上来说经济发达的地区如北京上海浙江等公路交通信息化水平较高经济落后地区其信息化水平也相对较低3信息共享程度低信息资源利用不充分目前公路管理部门各应用系统相互独立系统之间数据共享程度低存在信息孤岛现象同时对现有信息资源的利用程度不高或基本处于空白状态4现有系统功能不完善很多应用系统只实现了部分功能如高速公路监控系统通常只具备监视作用缺乏交通控制匝道控制主线控制等功能处于监而不控状态5信息化基础设施建设有待加强信息化基础设施如交通信息采集设施通信网络交通信息发布设施等还不能满足交通信息化与智能化的发展需求例如交通信息采集设施的布设数量不够很多路段基本没有检测器不能为交通管理提供充分的数据支持2高等级公路交通信息化与智能化规划方案2.1高等级公路交通信息化与智能化的总体框架高等级公路交通信息化与智能化的规划目标是构建完整高效的高等级公路交通信息化与智能化体系实现公路规划建设维修与养护交通管理等的一体化和智能化显著提高管理水平和服务水平为建立公路智能交通系统奠定基础根据公路管理部门的职能及国家智能交通系统体系框架高等级公路交通信息化与智能化的服务领域分为公路管理交通管理收费管理信息共享与信息服务共四个领域各领域的用户服务及含义如表1所示表1高等级公路交通信息化与智能化的服务领域Tab.1Servicefieldsoffreewaytransportinformatizationandintelligentization领域服务含义公路网规划对公路网规划的相关资料和数据进行管理和分析并能对公路网规划方案进行决策支持公路建设管理对公路建设过程中的数据资料进度工期质量等进行辅助管理设施管理实现公路设施如路面桥梁绿化智能交通设施等的信息管理动态采集并更新公路设施信息制定公路设施的维修和养护计划并对设施维修和养护信息进行管理公路管理路政管理对占用挖掘公路和超载超大货物危险品运输等进行审核通过路政巡查等获取路政案件情况进行路政执法信息采集利用各种方式如线圈视频电话等采集交通信息气象和环境信息等交通控制根据公路网交通状况确定并执行相应的交通控制方案交通管理应急救援管理确定应急预案对紧急事件进行检测识别和确认发生紧急事件时进行及时救援并对紧急事件的各种信息进行保存分析等对危险品运输过程中的运输车辆和危险品状态进行追踪和监控收费管理通行费征收利用先进的电子及信息技术以非现金非手工方式自动完成车辆通行费的征收信息共享及数据管理制订相关规范和标准通过信息平台实现各部门各系统的信息共享并对海量数据进行组织和管理信息共享与信息服务信息服务通过多种方式向社会公众提供全面的交通信息服务高等级公路交通信息化与智能化发展规划研究张存保等39与上表中的四个服务领域相对应可将高等级公路交通信息化与智能化体系划分成四大系统公路管理系统交通管理系统公路收费系统以及公路交通信息系统依据实现的功能不同各系统再划分为若干子系统高等级公路交通信息化与智能化的总体框架如图2所示图2高等级公路交通信息化与智能化的总体框架Fig.2Architectureoffreewaytransportationinformatizationandintelligentization2.2高等级公路交通信息化与智能化规划系统的功能高等级公路交通信息化与智能化体系中四个应用系统的功能如表2所示表2高等级公路交通信息化与智能化规划系统的功能Tab.2Functionsoffreewaytransportationinformatizationandintelligentizationsystem系统子系统功能公路网规划决策支持子系统具有公路规划数据的管理现状路网辅助评价社会经济与交通发展预测交通分配规划方案评价规划信息的发布等功能公路管理系统公路建设管理子系统实现公路建设相关的文件资料数据等的管理以及工程建设进度质量费用等的辅助管理具体包括项目招标辅助管理合同管理变更管理进度管理计量管理支付管理质量管理公路建设的资料管理以及公路建设信息发布等信息共享和处理信息源系统功能实现公路网规划决策支持公路建设管理公路资产管理路政管理公路智能化管理公路网交通控制公路网应急救援管理公路交通智能化管理公路联网收费公路收费管理出行前交通信息服务出行中交通信息服务目的地信息服务其他信息服务公路交通信息服务交通流信息气象环境信息交通事件信息路政信息公路设施信息交通流空间分布信息收费车辆信息其他外部信息电子地图采集车人工采集数据交通参数检测器视频检测器气象检测器事件检测器视频检测器车牌识别收费站交警部门信息公路管理系统交通管理系统交通信息系统公路收费系统公路交通信息平台交通运输工程与信息学报2006年第1期40续表2系统子系统功能公路资产管理子系统实现公路设施如路面桥梁绿化附属设施智能交通设施等的地理位置信息属性信息养护信息等的管理并具有设施运行状况评价预测维修养护辅助决策等功能公路管理系统路政管理子系统实现路政日常业务处理路政业务台帐管理业务数据查询统计路政公文处理多目标路径选择超载运输辅助执法等功能交通信息采集子系统通过车辆检测器气象检测器等对交通信息气象信息事件信息等进行自动采集并对信息进行加工生成交通状态数据判别是否发生突发事件或交通拥挤交通控制子系统实现匝道流入控制主线速度控制以及区域协调控制交通管理系统应急救援管理子系统通过外场检测器以及配套软件实现关键路段突发事件的自动检测识别实现应急救援预案的决策应急救援管理等功能收费管理系统高速公路联网收费系统利用电子收费技术实现不停车收费和联网收费交通信息平台实现各应用系统之间的信息共享以及与城区交通管理部门公安部门等的信息共享交通信息系统交通信息服务系统通过互联网可变信息板广播手机车载导航装置等向社会提供完善的交通信息服务3规划方案的实施高等级公路交通信息化与智能化规划方案的实施是一项巨大的系统工程涉及面广建设项目众多受到人力物力资金技术条件等的限制不可能所有项目都同时建设为了在有限的资源条件下获得最大的效益需要综合各方面因素合理地确定项目实施时序制定项目实施时序的基本原则应包括如下四个方面1充分考虑应用系统之间的依存和制约关系注重系统的可持续发展2建设并完善信息化基础设施是高等级公路交通信息化与智能化的前提和基础3立足