智能交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展

現(xiàn)狀及發(fā)展智能交通系統(tǒng)的摘要：論述了智能交通系統(tǒng)的組成及國(guó)內(nèi)外智能交通系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)我國(guó)智能交通系統(tǒng)的環(huán)境、任務(wù)現(xiàn)狀、發(fā)展進(jìn)行了分析并提出了建議。智能交通系統(tǒng)作為運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)將交通四要素“人-車(chē)-路-環(huán)境”有機(jī)結(jié)合在一起的系統(tǒng)工程，將從根本上解決困擾現(xiàn)代交通的安全、通暢、節(jié)能和環(huán)保問(wèn)題。關(guān)鍵詞：智能交通；現(xiàn)狀；發(fā)展智能交通系統(tǒng)，英文全稱(chēng)為“InteligentTransPortationSystem（"簡(jiǎn)稱(chēng)ITS）,指通過(guò)高科技開(kāi)發(fā)，使交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化。在智能化的情況下，整個(gè)交通系統(tǒng)都顯得“聰明”起來(lái)：車(chē)輛靠自己的智能在道路上自由行駛；公路靠自身的智能將交通流調(diào)整到最佳狀態(tài)。借助大系統(tǒng)的智能，駕駛員對(duì)交通狀況了如指掌，管理人員則對(duì)車(chē)輛的行蹤一清二楚。ITS體現(xiàn)了“人-車(chē)-路-環(huán)境”的密切結(jié)合，從而可以極大地提高交通的安全性、系統(tǒng)的工作效率、環(huán)境質(zhì)量以及能源的利用率。智能交通系統(tǒng)的組成及國(guó)外智能交通系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r智能交通系統(tǒng)的組成智能交通系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的交通工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型交通系統(tǒng)，由于各國(guó)具體情況不同，發(fā)展交通的重點(diǎn)也不盡一致，對(duì)ITS研究的內(nèi)容更不相同。但就一般而言，人們普遍認(rèn)為智能交通系統(tǒng)ITS是將信息、通信、控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他現(xiàn)代技術(shù)集成應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，建立起全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸管理系統(tǒng)，是一個(gè)形成“人-車(chē)-路-環(huán)境”四位一體的系統(tǒng)。ITS由六大部分組成，其中信息管理中心是ITS的核心，為ITS實(shí)現(xiàn)交通信息的共享提供基礎(chǔ)。路邊系統(tǒng)路邊系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)時(shí)檢測(cè)路況和行車(chē)情況，包括路面參數(shù)和車(chē)離路面標(biāo)志線(xiàn)的距離等，路邊系統(tǒng)也包括測(cè)量車(chē)輛速度的雷達(dá)、交通路口的信號(hào)燈和電子收費(fèi)裝置。車(chē)載系統(tǒng)車(chē)載系統(tǒng)包含動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)航系統(tǒng)（含路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、路徑選取算法、視頻音頻輸出導(dǎo)航信息提示）等。需求管理系統(tǒng)需求管理系統(tǒng)在ITS中占有很重要的地位，其作用是對(duì)有需求的用戶(hù)進(jìn)行分析，以便管理控制系統(tǒng)制定高效的服務(wù)策略，實(shí)時(shí)地提供給用戶(hù)，包括正在行駛的和預(yù)定車(chē)輛旅行的用戶(hù)。交通管理控制系統(tǒng)交通管理控制系統(tǒng)是ITS的決策中心，利用應(yīng)用軟件分析整個(gè)交通系統(tǒng)的有關(guān)信息，并得出控制和管理系統(tǒng)運(yùn)行的策略，使ITS能夠?qū)崿F(xiàn)其目標(biāo)：提高用戶(hù)的安全性、減少堵塞、節(jié)省能源、改善環(huán)保。圖1是ITS的系統(tǒng)組成，其中各系統(tǒng)之間均有雙向的信息傳輸，而區(qū)域管理中心是信息管理中心的子系統(tǒng)，不同的區(qū)域管理中心之間也進(jìn)行雙向的信息傳輸以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的管理與信息共享。在ITS的系統(tǒng)組成中，人員和貨物是運(yùn)輸系統(tǒng)中被移動(dòng)的要素，人員和貨物的移動(dòng)伴隨著信息的流動(dòng)。智能交通系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是信息技術(shù)的運(yùn)用和信息的充分共享，從而提高運(yùn)輸系統(tǒng)的效率，按照信息的采集、傳遞、處理、利用過(guò)程，可將智能交通系統(tǒng)劃分為物理層、傳輸層、處理層、服務(wù)層，這4個(gè)層次實(shí)際也是服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程的4個(gè)層次，如圖2所示。物理層主要是指道路基礎(chǔ)設(shè)施，包括路網(wǎng)本身和輔助性設(shè)施如路標(biāo)、路邊傳感器等；ITS強(qiáng)調(diào)信息的共享及充分利用，信息在其中的流動(dòng)及傳輸由傳輸層來(lái)完成，包括短程微波通信、衛(wèi)星、光纜通信等;處理層負(fù)責(zé)完成的是信息的提取與處理，以生成一個(gè)包含各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并能針對(duì)不同部門(mén)或不同服務(wù)的要求提供不同的信息;服務(wù)層一方面根據(jù)處理層所提供的功能用于不同的服務(wù)領(lǐng)域，另一方面，根據(jù)不同的服務(wù)需求不斷地對(duì)處理層的功能進(jìn)行擴(kuò)展。ITS是一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)體系，物理層的設(shè)施、傳輸層的方式、處理層的手段、服務(wù)層的服務(wù)范圍和水平都會(huì)隨著科技的進(jìn)步與人們需求的增長(zhǎng)不斷擴(kuò)展與提高。從廣義信息角度看，ITS可以被認(rèn)為是信息技術(shù)在交通領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用，而感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)合稱(chēng)信息技術(shù)四基元，均為開(kāi)發(fā)和利用信息資源的信息技術(shù)。信息技術(shù)的基本內(nèi)容就是:利用感測(cè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，對(duì)自然的和人工的信息進(jìn)行檢測(cè)、傳輸、處理，最終作用于外部世界。與之相對(duì)應(yīng)的四大硬件為：傳感器、通信網(wǎng)、處理器與控制器。在ITS中，信息技術(shù)四基元的研究對(duì)象是各種具體的交通信息，如關(guān)于交通四要素的人、車(chē)、路和環(huán)境實(shí)時(shí)信息或預(yù)測(cè)信息，以及系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)處理后得到的策略信息和控制用的目標(biāo)信息或控制信息；其研究?jī)?nèi)容也是針對(duì)交通信息的各種操作，包括信息采集、傳輸、處理、利用等。因此，其中的感測(cè)技術(shù)用于獲得交通量、路面參數(shù)、車(chē)輛速度、車(chē)間距、氣象、收費(fèi)、停車(chē)場(chǎng)等有關(guān)信息；通信技術(shù)用來(lái)傳輸所獲取的信息以及處理后待傳送的信息，其中包含通信所使用的相關(guān)協(xié)議；信息處理技術(shù)用于分析交通量、速度、車(chē)道特征等傳輸來(lái)的信息，并進(jìn)行事故預(yù)測(cè)、選擇控制策略。ITS利用控制技術(shù)將控制交通流量、引導(dǎo)車(chē)輛行駛等作用的控制信息施加給車(chē)輛、行人或交通標(biāo)志等。所以，交通信息在ITS中是循環(huán)流動(dòng)的，它來(lái)自交通四要素，最后再以適當(dāng)?shù)男问阶饔糜谒囊兀瑥亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)交通系統(tǒng)的高效調(diào)控。國(guó)外智能交通系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r交通擁擠和公路阻塞已經(jīng)成為許多國(guó)家的一個(gè)重要問(wèn)題，交通過(guò)分擁擠造成的汽車(chē)延時(shí)、汽油的浪費(fèi)、汽車(chē)廢氣的排放量都成倍增加。同時(shí)，因土地資源使得基礎(chǔ)設(shè)施的提供受到極大限制，所以自20世紀(jì)80年代以來(lái)，以歐洲、美國(guó)和日本為代表的各發(fā)達(dá)國(guó)家已從依靠擴(kuò)大路網(wǎng)規(guī)模來(lái)解決日益增長(zhǎng)的交通需求，轉(zhuǎn)移到用高新技術(shù)來(lái)改造現(xiàn)有道路運(yùn)輸體系及其管理方式，從而達(dá)到提高路網(wǎng)通行能力和服務(wù)質(zhì)量、改善環(huán)保質(zhì)量、提高能源利用率的目的，ITS正是在這種條件下產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。日本ITS的發(fā)展?fàn)顩rITS在日本的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，圖1智能交通系統(tǒng)組成圖2智能交通系統(tǒng)4個(gè)層次1973—1978年，日本成功地組織了一個(gè)“動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)。20世紀(jì)80年代中期—90年代中期的10年時(shí)間，相繼完成了路車(chē)間通信系統(tǒng)(RACS)、交通信息通信系統(tǒng)(TICS)、寬區(qū)域旅行信息系統(tǒng)、超智能車(chē)輛系統(tǒng)、安全車(chē)輛系統(tǒng)及新交通管理系統(tǒng)等方面的研究。1994年1月成立VETIS(路車(chē)交通智能協(xié)會(huì))，1995