交通工程總論ITS

1、交通工程總論學(xué)習(xí)心得ITS 智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System 或者 Intelligent Transportion System，簡(jiǎn)稱ITS)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以 及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在 大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合的運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。 智能交通系統(tǒng)的前身是智能車輛道路系統(tǒng)(Intelligent Vehicle highway syste m,IVHS)智能交通系統(tǒng)將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、 電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)

2、等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體 系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜 合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)所包含的三個(gè)主要方面。首先是交通信息采集系統(tǒng)，它包括 人工輸入、GPS車載導(dǎo)航儀器、GPS導(dǎo)航手機(jī)、車輛通行電子信息卡、CC TV攝像機(jī)、紅外雷達(dá)檢測(cè)器、線圈檢測(cè)器和光學(xué)檢測(cè)儀等方面；其次是信息 處理分析系統(tǒng)，它主要包括信息服務(wù)器、專家系統(tǒng)、GIS應(yīng)用系統(tǒng)和人工決策 等方面；最后是信息發(fā)布系統(tǒng)它包括互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、載終端、廣播、路 側(cè)廣播、電子情報(bào)板和電話服務(wù)臺(tái)等。智能交通系統(tǒng)在短短的二三十年中之所以得到如此快速的發(fā)展，這和它發(fā) 展的背景與動(dòng)因有著密切的關(guān)系。

3、一是汽車發(fā)展的社會(huì)化，工業(yè)化國(guó)家在市場(chǎng) 經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)下，大都經(jīng)歷了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)汽車的發(fā)展，而汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又 刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程，從而這些國(guó)家盡早實(shí)現(xiàn)了汽車化的時(shí)代。汽車化社會(huì)帶 來(lái)的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費(fèi)和環(huán)境污染等社會(huì)問(wèn)題日趨惡化，交 通阻塞造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，所以旨在借助現(xiàn)代化科技改善交通狀況達(dá)到”保障 安全，提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源”的目的的ITS概念也就逐步形成；二是 人類環(huán)境的可續(xù)化，工業(yè)化國(guó)家在工業(yè)化、城市化發(fā)展的進(jìn)程中面臨著日益嚴(yán) 重的資源短缺與環(huán)境惡化問(wèn)題，這一問(wèn)題在發(fā)展中國(guó)家同樣存在，在大量土地、 燃油等資源占用和消耗的同時(shí)，不但交通需求沒(méi)有完全滿足，而且還造

4、成汽車 尾氣由于道路擁擠排放量劇增，不僅經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，而且給環(huán)境帶來(lái)惡劣 影響。ITS作為綜合解決交通問(wèn)題，保護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和與環(huán)境相協(xié)調(diào) 的新一代交通運(yùn)輸系統(tǒng)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展在發(fā)達(dá)國(guó)家孕育發(fā)展，90年 代以后，成為世界范圍內(nèi)的重要發(fā)展趨勢(shì)；三是信息技術(shù)智能化的發(fā)展，交通 管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，一直是人們綜合治理、解決交通問(wèn)題而追尋的目標(biāo)， 早期的交通信號(hào)控制系統(tǒng)裝置采用了電子、傳感、傳輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)以及GPS、信息通訊的普及和應(yīng) 用，交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)等在交通管理中發(fā)揮了 很大作用，信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生

5、，ITS以信息技術(shù)為先導(dǎo)，融其它相關(guān)技術(shù)應(yīng)用 到交通運(yùn)輸智能管理上有其廣大市場(chǎng)，工業(yè)化國(guó)家和民營(yíng)企業(yè)紛紛投入到這一 新興的產(chǎn)業(yè)。也就是在這種背景中，智能交通在世界各地得到了飛速的發(fā)展。而目前世 界上應(yīng)用最為廣泛的地區(qū)是日本，如日本的VICS系統(tǒng)相當(dāng)完畢和成熟，其次 美國(guó)、歐洲等地區(qū)也普遍應(yīng)用。在中國(guó)，北京、上海等地也已廣泛使用。日本 早在1973年就開(kāi)始了對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究。它的發(fā)展重點(diǎn)主要有日本ITS 規(guī)劃體系包括先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)、安全輔助系統(tǒng)、交通管理最優(yōu)化系統(tǒng)、道路交 通管理高效化系統(tǒng)、公交支援系統(tǒng)、車輛運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、行人誘導(dǎo)系統(tǒng)和緊急 車輛支援系統(tǒng)。現(xiàn)在有著應(yīng)用，日本的ITS主要應(yīng)用在

6、交通信息提供、電子收 費(fèi)、公共交通、商業(yè)車輛管理以及緊急車輛優(yōu)先等方面。目前在日本已有超過(guò) 1800萬(wàn)人的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)用戶。而這些投資主要來(lái)自政府，日本政府19961 997年用于ITS研究開(kāi)發(fā)的預(yù)算為161億日元，用于ITS實(shí)用化和基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)的預(yù)算為1285億日元。1996年“推進(jìn)ITS總體構(gòu)想”推出了一個(gè)投資預(yù)算7.8 兆日元的20年規(guī)劃。日本走政府與民間企業(yè)相互合作的道路，如車輛信息通訊 系統(tǒng)（VICS）的運(yùn)作方式極大地調(diào)動(dòng)了企業(yè)的積極性，加速了日本ITS的開(kāi)發(fā) 與應(yīng)用。也就有了現(xiàn)在的成就。美國(guó)和歐洲以及亞洲的韓國(guó)、新加坡等國(guó)家的 都建立起了自己的智能交通系統(tǒng)，并且取得的顯著的效果。

7、而以上國(guó)家和地區(qū) 的ITS建設(shè)和投資經(jīng)驗(yàn)都值得我們借鑒。中國(guó)交通運(yùn)輸目前存在的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面一是基礎(chǔ)設(shè)施短缺與其利用的低效率并存；二是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度落后于車輛 增長(zhǎng)速度；三是交通擁堵已成為大中城市交通中的普遍現(xiàn)象；四是交通安全形 勢(shì)嚴(yán)峻，造成的損失巨大；五是機(jī)動(dòng)車尾氣排放已成為城市大氣污染的主要來(lái) 源；六是運(yùn)輸效率低，能源消耗不斷上升。在這種種的問(wèn)題之中，也必須尋找 一種新的發(fā)展模式。自1994年我國(guó)部分學(xué)者參加了在法國(guó)巴黎召開(kāi)的第一屆ITS世界大會(huì)開(kāi) 始，為中國(guó)ITS的開(kāi)展揭開(kāi)了序幕。八十年代以來(lái)，世界一些發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入智能交通系統(tǒng)（ITS）的研究與 開(kāi)發(fā)，并已形成二十一世紀(jì)交通

8、運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家， 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化、汽車化急速發(fā)展，導(dǎo)致交通擁擠、事故增多、 環(huán)境污染等問(wèn)題日益惡化。本文針對(duì)我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)發(fā)展ITS的必要性、 緊迫性進(jìn)行分析，并對(duì)發(fā)展我國(guó)ITS的框架提出了設(shè)想。發(fā)展中國(guó)ITS的必要性，首先中國(guó)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的發(fā)展中國(guó)家，改 革開(kāi)放以來(lái)，城市化與汽車化發(fā)展十分迅猛。改革開(kāi)放前，城市化水平不足19%， 目前已經(jīng)發(fā)展到超過(guò)30%，猜測(cè)2010年將接近50%；機(jī)動(dòng)車擁有量目前已達(dá)60 00萬(wàn)輛，并以每年10%以上的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2010年達(dá)到1.3億多輛；其次 中國(guó)城市交通的特點(diǎn)是混合交通，目前自行車擁有量超過(guò)1.8億輛

9、，假如公共 交通服務(wù)水平不提高，城市交通結(jié)構(gòu)不改善，自行車擁有量將會(huì)有增無(wú)減；再 次是改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)道路交通設(shè)施及治理設(shè)施雖然有較大改觀，但跟不上 機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)速度。總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距，非凡是大多數(shù)城市路網(wǎng)結(jié) 構(gòu)不合理，道路功能不完善，道路系統(tǒng)不健全。交通治理設(shè)施缺乏，治理水平 不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是實(shí)現(xiàn)了監(jiān)視功能，而遠(yuǎn)沒(méi)有 發(fā)揮控制功能的效應(yīng)；最好是中國(guó)城市的大氣質(zhì)量惡化，已逐步由無(wú)煙煤污染 轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)車尾氣污染。其主要原因是交通擁堵、車速下降以及車況差、車輛 技術(shù)性能低等，致使在世界十大空氣污染最嚴(yán)重的城市中，我國(guó)就據(jù)之有七。 同時(shí)，車輛狀況差也直接影響到

10、城市交通，并已成為制約我國(guó)城市交通的重要 因素。以車況較好的北京市為例，平均日故障次數(shù)達(dá)500次以上，給城市交通 帶來(lái)巨大壓力。但發(fā)展ITS也要根據(jù)中國(guó)自己的國(guó)情制定相應(yīng)的規(guī)劃。中國(guó)發(fā)展ITS的主 導(dǎo)思想在以下幾點(diǎn)，一是中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在 發(fā)展ITS的必要基礎(chǔ)條件上還有較大差距，加上我國(guó)特有的混合交通特點(diǎn)，以 及城市結(jié)構(gòu)、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通結(jié)構(gòu)的不完善，因此要結(jié)合中國(guó)的國(guó)情來(lái)研究制 定我國(guó)發(fā)展ITS的戰(zhàn)略及發(fā)展框架；二是中國(guó)交通運(yùn)輸正面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源 制約的雙重壓力，因此也不能重復(fù)發(fā)達(dá)國(guó)家走過(guò)的老路，一定要立足本國(guó)實(shí)際， 走中國(guó)ITS發(fā)展之路，以推動(dòng)我國(guó)信息化進(jìn)程及培育

11、自己的ITS產(chǎn)業(yè)； 三是二十一世紀(jì)交通治理的發(fā)展趨勢(shì)必將是治理體制的集約化；治理設(shè)施現(xiàn)代 化；治理手段網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化；治理效率高效化；治理方式社會(huì)化。 因此中國(guó)ITS的發(fā)展將帶來(lái)一場(chǎng)交通治理體制與模式的變革，而這種變革將直 接影響著ITS的發(fā)展。從目前看中國(guó)發(fā)展ITS的目標(biāo)及基本框架如下，（一）前期階段（5年）主 要目標(biāo)在于緩解交通需求矛盾，提高交通通行能力，減少中心區(qū)交通負(fù)荷。這階段的目的 是充分利用現(xiàn)有條件，主要解決中心區(qū)交通擁堵，有目的地改進(jìn)交通控制中心 監(jiān)控系統(tǒng)，改善交通結(jié)構(gòu)，減少交通需求，為ITS創(chuàng)造必要的技術(shù)條件和交通 環(huán)境。二）發(fā)展階段（10年）通過(guò)建立初具規(guī)模的系統(tǒng)，目標(biāo)在綜合信息網(wǎng)絡(luò) 平臺(tái)下，形成信息治理、信息通信、信息服務(wù)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通信息雙向交互； 實(shí)施交通指揮、控制，達(dá)到減少堵塞時(shí)間、降低交通事故、出行便捷及保護(hù)環(huán) 境的目的，這階段的目的是信息通信網(wǎng)絡(luò)化，建立信息通信平臺(tái)，實(shí)行人、車、 路之間相互傳遞實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確信息。（三）成熟階段（10年）目標(biāo)是要通過(guò)完善 以ITS的發(fā)展推動(dòng)信息化社會(huì)的進(jìn)程，創(chuàng)立新產(chǎn)業(yè)，開(kāi)拓新市場(chǎng).這階段的目 的主要有要建立一種大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的智能化 運(yùn)輸綜合治理系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)科教興國(guó)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略