智能交通系統在城市交通中的應用

李國帥

（匯通路橋建設集團有限公司，河北 高碑店 074099）

1 ITS的概念及意義

智能交通系統（Intelligent Transportation System，簡稱ITS）是以信息通信技術將人、車、路三者緊密協調、和諧統一，而建立起的大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的運輸管理系統。ITS能有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率、促進社會經濟發展、提高人民生活質量，并推動社會信息化及形成新產業。

2 我國發展ITS的必要性

改革開放以來，中國道路交通設施及管理設施雖然有較大改觀，但跟不上機動車增長速度。總體水平與發達國家有較大差距，特別是大多數城市路網結構不合理，道路功能不完善，道路系統不健全。

交通管理設施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是實現了監視功能，而遠沒有發揮其控制功能。

中國城市的大氣質量惡化，已逐步由無煙煤污染轉變為機動車尾氣污染，其主要原因是交通擁堵、車速下降以及車況差、車輛技術性能低等，致使在世界十大空氣污染最嚴重的城市中，我國就據之有七，同時，車輛狀況差也直接影響到城市交通，并已成為制約我國城市交通的重要因素。

3 我國ITS的發展階段

3.1 初期階段

完善道路網系統功能，實施主干道（含快速路）的交通監控；加強交通需求管理（TDM），實施中心主要道路的收費管理，緩解中心區交通壓力；減少路口非機動車干擾，實施機動車-非機動車時空分離及對自行車實行IC卡管理；實施信號燈優化配時及多相位信號控制；提高公交服務水平。吸引一部分交通量，實施公交優先道路及優先信號；建立公交線路網智能調度系統及信息服務系統。依靠成熟的GPS定位技術、計算機網絡等技術，建立城市機動車緊急救援系統；嚴格執法，采用電子抓拍和電視監視等科技手段加強違章處理；進行集中式交通控制系統軟件的開發。

3.2 發展階段

初步建設以下各系統：

按城市GIS數據庫、信息網絡、車輛管理信息等分步建設城市信息管理系統。

建立由信息采集、信息處理及信息發布三部分組成的道路交通信息通信系統。

建立交通管理監控并與信息系統聯網，提供開放式聯網支持，通過車載單元和路邊單元有效地采集交通數據，提供信息及交通控制的微波接入網系統。

通過微波通信技術實行不停車收費的電子收費系統。該系統將在全區域內實現收費路網“一卡通”。

采取計算機網絡技術將各交通方式的運費、管理、服務系統聯網，為客、貨運輸提供聯運服務的多式聯運管理服務系統，提高效率和管理水平。

3.3 成熟階段

完善交通基礎設施，并達到世界發達國家現有水平；在城市綜合交通實現規劃、管理、運營智能化的基礎上，逐步實現全國各交通方式的綜合運輸規劃、管理運營智能化；城市交通結構趨于合理，公交運量占較大比重；完成車間通信系統；成批生產電動汽車、環保車輛及智能車輛；建立社會化信息服務系統；形成ITS新產業。

4 智能交通系統的分類和具體應用

4.1 智能交通系統的子系統

（1）車輛控制系統

輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統。該系統通過安裝在汽車前部和旁側的雷達或紅外探測儀，可以準確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車載電腦能及時發出警報或自動剎車避讓，并根據路況自己調節行車速度，稱為“智能汽車”。

（2）交通監控系統

該系統類似于機場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯系，該系統會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。

（3）運營車輛調度管理系統

該系統通過汽車的車載電腦、管理中心計算機與全球定位系統衛星聯網，實現駕駛員與管理中心之間的雙向通訊，來提高商業車輛、公共汽車和出租汽車的運營效率。

（4）旅行信息系統

旅行信息系統是專為外出旅行人員及時提供各種交通信息的系統。該系統提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標、車內顯示屏等。

4.2 ITS的應用

（1）萬通卡（SMARTCARD）

萬通卡形似銀行的信用卡，作用似電話磁卡/IC卡，主要用于過路費、停車費、公共交通工具使用費等的計收。目前流行“非接觸式”的萬通卡，即卡與讀卡機不再直接接觸，有的甚至隔著錢袋或衣服也能有效。卡經補值后可反復使用。這種系統極大方便了使用者，也便于管理與操作，大大降低了使用與維護成本。

（2）電子收費系統（ETC）

電子收費系統工作原理是，載有特定裝置的車輛進入收費區后，收費區的信號探測器發出掃描信號，檢測并獲取該車的有關信息，然后根據不同的方式進行計費，可使用萬通卡等計賬。電子收費系統主要用于公路或城市出入口處，它能夠減少或避免因收費而帶來的交通堵塞問題。

（3）實時交通信息系統

系統能提供的信息包括路況、交通擁擠情況、交通事故情況、交通管制、停車泊位等。汽車專用信息接受器根據設計的不同可以有多種的顯示方式：聲音的、文字/數字等方式在城市交通中集中控制、集中管理，使時間和空間得到了更加合理有效的利用，同時可以盡可能地減少交通事故的發生，給司機最精確的指導。

（4）智能汽車

智能汽車是在汽車上加入更多的電子控制系統，大大提高了駕駛的安全性和效率。在自動駕駛狀態下，車載電腦搜集來自激光雷達、立體圖像傳感器、多用途通訊系統以及交通管理方面發出的各種信息，以操縱汽車的行駛。如果駕駛員未能及時剎車、誤入禁行區、超速行駛或是出現其他操作錯誤，汽車的自動信號系統會發出警告，并自動采取相應的措施，如變換車道等；在汽車日漸增多的現代城市交通中，這種汽車的出現是人類的福音，它的智能輔助系統能給駕乘人員帶來最大的安全系數。

（5）自動化公路系統（AHS）

該系統主要是在現有道路上開辟專用車道，利用專門敷設在路面下的磁體來引導汽車的行駛，并確定汽車在公路上的位置；用高效雷達來控制車速，并保持與其他車及障礙物的間距。汽車在其上自動行駛，無任何人為干預。這種系統在高速公路中應用的前景會很好，但是在城市交通中卻有明顯的不足，因為它需要對本來就不夠寬闊的路面加設專用車道，對于現有道路不是很適合。

（6）事故管理系統

ITS事故管理系統能夠及時地檢測和定位交通事故，迅速地移除事故車輛，并警示上游車輛減速，防止二次事故的發生。因為二次事故已經成為了近年來交通事故死亡率增高的罪魁禍首。

（7）視頻監視系統

交叉路口違反交通規則的行為（如闖紅燈）極容易誘發交通事故。在交叉路口安裝ITS視頻監測系統，可自動記錄和識別違反交通規則的行為，能夠有效地降低駕駛員違規行為和違規趨向，從而防止交叉路口發生交通事故。

5 結語

我國公路交通現狀表明，要以科學技術為基本手段，建立健全大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的智能化運輸綜合管理系統，推動信息化社會的建設進程。