我国城市智能交通的应用简介

我国城市智能交通的应用简介摘要：随着交通问题的日趋严重以及高新技术的发展和应用，智能交通正在给城市交通带来一场深入的变革。我国城市智能交通的研究虽然起步较晚，但现如今已经在多个大城市中得到了充分地应用，并获得了良好的效果。本文正是以北京、上海等5个城市为例来简要阐明智能交通这一新兴领域在我国的应用状况。关键字：城市智能交通；应用；北京；上海；南京；深圳；香港近年来，随着经济的高速增长和汽车保有量的激增，交通拥挤、交通事故频发等造成了越来越巨大的时间浪费、财产损失和环境污染，交通问题已成为包括我国在内的世界各国政府共同面临的重要难题之一。资料显示，我国许多大城市的平均行车速度已降至20km／h以下，高峰时期有些路段甚至只有7-8km／h。同时，由于车辆速度过慢、尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。为了缓解经济发展给交通运输带来的压力，使现有资源发挥出最大的作用，我国政府加大了对智能交通系统的研究和建设力度。1.城市智能交通理论概述智能交通是将信息、通信、控制、计算机网络等高新技术有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输管理系统。随着高新技术发发展和应用，城市交通管理控制领域正发生一场深刻的变革。智能交通系统在全球范围内的兴起，从根本上改变了传统交通控制的思想观念。对交通流进行整体优化、全面控制、主动诱导的先进交通控制技术和管理方法在现实中逐步得以实施。城市交通智能管理系统是通过先进的交通信息采集技术、数据通信技术、电子控制技术和计算机处理技术等，把采集到的各种道路交通信息和各种交通服务信息，传输到城市交通控制中心，交通控制中心对交通信息采集系统所获得的实时交通信息进行分析、处理，并利用交通控制优化模型进行交通控制策略的优化，交通信息分析、处理和优化后的交通控制方案和交通服务信息等内容通过数据通信传输设备分别传输到各种交通控制设备和交通系统的各类用，以实现对城市交通的优化控制，为各类用户提供全面的交通信息服务。它是目前世界交通运输领域研究的前沿课题，也是目前国际公认的解决城市交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳途径。可以预见，城市智能交通系统将成为21世纪现代化交通运输体系的模式和发展方向，是城市交通进入信息时代的重要标志。城市智能交通系统是硬件与软件的集成，是现代高新技术与交通控制理论的结合，是一项综合的系统工程。概括地说，城市智能交通管理系统由智能交通监控系统、交通信息服务系统、交通信息综合管理系统、公共交通管理系统以及紧急事件快速反应系统。2.北京市智能交通应用概述与世界上其他大城市不同，北京面对着行人、自行车、非机动车混合交通的世界性难题，而智能交通管理系统无疑是解决北京城市交通问题的重要途径。2010年1月21日，北京市交管部门宣布：由北京市公安交管局自主研发的“城市智能交通管理指挥控制系统”获得2009年度国家科学技术进步一等奖。这套系统在城市交通多源异构数据特征分析与融合技术、分布式异构多系统集成技术、基于GIS的预案化指挥调度集成技术方面取得重大突破，构建了以一个中心、三个平台、八大系统为核心的智能交通管理系统体系框架（如图1所示）。图1北京智能交通管理系统体系框架“城市智能交通管理指挥控制系统”不仅高度集成了视频监控、单兵定位、122接处警、GPS警车定位、信号控制、集群通讯等171个子系统，达到了733T的实时海量异构数据的高度融合，极大丰富和强化了智能交通管理手段的实战能力。同时在该技术支撑下建立的现代化交通指挥控制中心，具有指挥调度、交通控制、综合监控、信息服务四大功能群。下面从“三个平台”中各选一个子系统作介绍。2.1区域交通信号控制系统通过埋设在路口的交通流检测器采集到的交通流信息，根据道路的实际情况对路口交通信号进行实时优化，该系统可以实现单点的感应优化控制、干线绿波协调控制和区域优化协调控制，以及公交和特种车辆的优先控制。具体而言，北京的区域信号控制系统有以下4个特点：1)根据北京的路网结构和交通特点，系统建设采用在计算机管理平台下的多控制系统管理模式，建立了覆盖全市1500余个路口的交通信号控制系统和统一管理平台。目前接入的系统有中心区的SCOOT系统，外围地区的ACTRA系统，快速路控制系统，以及未来卫星城信号控制系统等多系统的集中控制管理。2)控制策略方面，根据北京的路网流量特点，在饱和流量或超饱和流量条件下，系统采用最大通行能力的优化控制；在交通流平峰情况下，采用协调优化控制；在交通流低峰情况下采用感应协调控制。3)标准方面，根据系统规模和扩展需求，采用开放式的通讯协议标准，增强了系统的兼容性，实现了信息共享与协调控制。系统投入运行后，提高路网综合通行能力15%以上。4)具有对公交及特种车辆的优先控制功能。当公交车辆通过路口时，可以实现缩短另一方向的放行信号时间，或延长本方向的绿灯放行时间，使公交车辆在路口的延误时间最短，达到优先放行的目的。2.2交通执法信息系统该系统由数字化现场执法系统和非现场执法系统组成。数字化现场执法系统由无线联网执法终端、移动车载终端和驾驶员IC卡管理系统组成。无线执法终端具有IC卡处罚、手写录入、照像、录音、打印等功能，路面执法人员可通过无线联网执法终端对路面各种违法人员及车辆进行核对、处罚，上传各种执法管理信息，使路面执法管理更加科学、规范、严格、高效。非现场执法系统（如图2所示）通过覆盖市区主要干道的1100套违法监测设备，自动记录闯红灯、超速、走公交车道等9种交通违法行为，通过智能交通管理宽带通信网络系统与控制中心联网，并与全市43个检测厂和全市执法站实现信息共享，形成闭环执法管理系统。图2北京交通执法信息系统中的非现场执法子系统2.3城市快速路交通控制系统北京快速路由二、三、四、五环和11条联络线组成，长度达360管理，承担着全市50%以上的交通流，快速路出入口密集，平均间距仅为318米，是世界上最复杂、控制难度最大的快速路。针对这一结构和特点，自主研发了快速路出入口交通流特性分析、快速路多节点OD建模技术和给予主辅路占有率映射算法的交通控制策略，以及城市快速路交通控制技术。基于上述技术建成的快速路交通控制系统，利用设置在快速路主要出入口的信号的，依据对快速路主辅路流量信息的检测实施占有率控制，智能控制快速路出入口的开启和关闭，有效提高了北京快速路网的承载能力、交通管控能力和城市抗风险能力，快速路网日均时速提高6.92%。3.上海市智能交通应用概述由于世博会即将在上海市召开，上海市的智能交通技术更多的都服务于此次世博会，因此本文中将以智能交通在世博会中的应用情况为主要介绍内容，来反应城市智能交通在上海的应用情况。3.1上海世博智能交通技术的的关键技术组成上海世博智能交通技术的研究与应用主要七个方面的关键技术组成，分别是综合交通动态信息获取技术、复杂环境交通状态分析技术、交通综合信息平台构建技术、交通枢纽出行服务技术、交通走廊协调控制技术、网络交通路由控制技术和交通异常快速检测技术。图三上海市智能交通信息系统的结构通过上述关键技术的研究，为综合集成世博智能交通技术、实现市域范围内交通综合信息的共享和交换、扩展在城市交通枢纽中公众出行服务功能以及实现快速路、地面道路一体化城市道路网络的协调控制管理功能，开展面向公众的信息服务、面向产业的技术服务、面向世博的交通管理服务以及面向政府的决策支持服务奠定基础。3.2应用智能交通的四项示范工程3.2.1交通综合信息平台示范工程该示范工程初步汇聚航空港、码头的航线、航班信息，连同平台所汇聚的全市快速路、地面道路交通、部分公共交通、轨道交通等在内的基础数据、实时数据、历史数据，为世博交通信息服务提供基础的数据支撑。并开展基于平台的应用服务平台示范建设，突出世博交通信息服务的重要功能。3.2.2城市交通枢纽出行信息服务系统示范工程该示范工程由浦东国际机场、吴淞客运码头、人民广场三个城市交通枢纽的交通综合信息发布服务系统组成。通过设置信息引导显示屏等方式，发布主要道路节点实时交通状态信息、轨道交通、公交及换乘等信息。实现交通信息中心与交通综合信息平台的互联与信息交换。3.2.3“世博优先”的道路交通协调管理示范工程该示范工程由网络交通路由控制示范工程、匝道协调管理示范工程、世博专线信号优先示范工程三部分组成。分别对道路通行能力、道路交通协调管理、信号控制等进行优化和加强。3.2.4世博综合交通紧急事件管理示范工程该系统通过紧急事件管理中心处置，与预先设计的紧急事件处置预案库自动相连，及时给出应对处置方案，这样可以大大缩减处置事件的响应和判断时间，以及时诱导疏散被事件影响的相关车辆。4.南京市智能交通应用概述近年来随着社会经济快速发展，南京城市化进程不断加快，机动车增长速度明显加快，尤其是私人汽车增长势头迅猛。面对日益严峻的城市交通状况，南京市政府采取积极有效的措施科学地组织城市交通，不断提升城市交通管理科学水平，全力保障城市交通有序畅通。采用城市智能交通系统则是南京改善城市交通状况的手段之一。4.1公交系统管理系统南京市的智能公交系统140多条公交线上的2600多辆公交车将全部纳入该智能系统监控中，公交智能调度管理系统主要运用了卫星定位、无线数据传输、地理信息等技术，调度人员可根据箭头颜色的不同合理调度车辆。其中，绿色代表上行，蓝色代表下行，红色代表报警，黄色代表报修，橘黄色代表超速，黑色代表路堵。当一条线路上两个绿色箭头靠得太近时，调度人员就会通过系统向其中一辆车发出指令，要求其调整速度，使得车辆之间保持合理的间隔。图四公交智能监控管理系统12平方米DLP精显背投大屏。4.2交通信息服务系统该系统包括南京智能交通诱导服务中心平台系统、江苏省交巡警高速公路指路服务系统、南京智能交通广播服务系统、南京智能交通诱导服务系统网站、南京市停车诱导服务系统等5个子系统，汇聚整合各类交通信息资源，并通过合理可靠的服务软件系统构建智能交通信息服务平台。目前，南京智能交通信息服务中心已接入11万余个信息采集点、7000多辆出租车车载智能终端、8个隧道口和170个主要路口的视频监控系统，路况动态信息准确率达85%以上。该系统可为公众提供实时路况查询、动态路径诱导、公交查询、停车场车位查询和预订、交警服务信息免费告知、高速公路信息查询等服务。南京市智能交通信息服务系统的建设以南京市为依托，以提高和改善公众出行效率及服务水平为目标,交通拥挤降低20%，延误损失减少10～25%，交通事故降低50～80%，油料消耗减少30%，废气排放也显著减少。4.2智能信号控制系统南京市现有各种交叉路口约一千个，但目前信号灯大多数都采用单点式信号，信号周期时间固定不变，道路利用率和运输效率较低，交叉口的延误和拥挤现象十分严重。针对此情况，南京市已经将智能信号控制系统纳入规划之中，建设以区域或路段联网的智能信号灯控制系统根据道路车流量变化调节红绿灯切换时间，形成区域，路段的绿波带，加快市内车辆的流速，减缓车堵现象，并预期三年之内实现全市50%以上的智能信号覆盖率。5.深圳市智能交通应用概述截至2007年底，深圳现有道路总里程约5250公里，并按照4%的建设速度增长，预计今年年底车辆密度远高于国际标准极限值240辆/公里，城区和重点路段的密度更高。据资料显示，2008年深圳共有200余万驾驶员、130余万辆机动车以及30余万辆的非机动车，而深圳市公安局交警民警却仅有1820余人，远远不能满足需要。正因为交通管理环境量大且复杂，且人工执法力量薄弱，深圳市加大了科技研发、应用，从而使深圳市交通科技的发展应用在全国处于领先水平，有效保障了深圳交通的安全、快捷。目前深圳市智能交通指挥中心依托交通信息采集及公用信息平台，包括智能交通信号控制系统、闭路电视监控系统、智能交通违章管理系统、机动车识别综合应用系统、干线交通诱导系统、停车诱导系统、交通事件检测及预警系统和指挥系统在内的八大系统交织成一张高效、科学的交通管理网络。在深圳智能交通的应用中，以下几个方面应用比较广泛、技术相