試論城市智能交通管理系統方案研究與設計

石連富

(貴州交通規劃勘察設計研究股份有限公司)

1 縱觀前國內外先進交通管理系統的(ATMS)發展和現狀

1.1 國外交通管理系統概況

“智能交通”一詞最早在美國出現，現今美國對這個系統的使用已經達到80%以上，而先進的交通管理系統也隨之成為智能交通的重要組成部分。20 世紀80年代，美國主要的交通問題表現在形成高速公路后如何將其與城市交通管理相結合，以方便人們減少旅行所耗時間，提高出行效率，并且更快的檢測事故發生并及時解決，因此，在早期的美國ATMS 是用于建立城市交通信號控制系統CTSCS。

1994年日本根據國情制定的ATMS 目標為:減少交通意外降低死亡率;緩解交通擁堵，減少汽車尾氣排放，并以此建立由一個綜合中心控制及10 各子系統構成的交通管理系統。此外，在日本ATMS 是ITS 的關鍵和基礎，主要目的是讓出行者能更方便的得到道路交通信息，從而幫助他們選擇路線，分散交通流量，以保證交通的暢通安全。

在歐洲國家，現將第三代ITS 技術加入到汽車和公路的基礎建設中，以實現進一步削減交通壓力，然而根據實際歐洲人口來說，現有的通信技術已經不能滿足人們的需求，研究人員也根據這一難題致力研究出新一代的智能安全汽車，具備:完善數字地圖;解決十字路口問題;靈敏傳感器等功能。

鑒于德國人嚴謹的性格特點，他們在交通管理上同樣本著嚴謹的態度，以實施監控為主要交通管理方式，以此形成嚴密的交通智能網絡，對信號燈實施全天不斷控制，車輛按照信號燈的指揮前行。同時，通過在汽車上安裝全球定義系統接收器，利用電子信息手段進程進行整體管理和控制，并通過互聯網，手機，電視等進行信息的采集和發布，實現交通的智能管理和調控。

1.2 國內交通管理系統概況

與上文所例舉的國家相比，我國的智能交通管理系統起步較晚，但是通過相關人員的不斷探究，在某些領域取得了一定的成果。隨著國際化的發展，完善交通管理系統已受到我國政府和交管部門的重視。1999年，國家科技部批準成立了智能交通管理系統技術研發中心，主要以國民經濟和市場需要作為向導，解決交通管理系統中存在的問題為目標，進行重要成果關鍵性的開發。

經過不斷的探索，2006年至今我國幾個城市的交通控制領域已經達到和發達中國家接近的水平，但是在具體的交通管理系統中，模仿和跟蹤的內容比較多，甚至一些新的鄰域還未被真正開發，因此在完善我國交通管理系統同時還需要繼續努力，利用先進的技術結合實際的交通狀況不斷發展。

2 城市智能公交管理系統技術概況

2.1 城市智能交通管理系統概念

城市智能交通管理系統即在城市范圍內利用先進的電子傳感技術、控制技術以及計算機技術應用為一體的系統管理模式。

2.2 城市智能交通管理組成系統

(1)智能交通監控系統

智能交通監控系統作為城市交通的指揮系統，主要工作原理是通過將監視區域內的現場圖像傳回指揮中心，由專業人員對現場車流進行實時指揮、及時調整信號配合疏散交通，改變交通流的分布，以達到緩解交通阻塞的目的。

(2)城市交通流誘導系統

摘 要：《窗邊的小豆豆》里的巴學園是孩子的天堂。無數次，我幻想著能給孩子們一座夢寐以求的“巴學園”，但直到遇到他，我才真正意識到，作為老師要用自己的真情換取學生的真情，用老師的愛換取學生的信賴與努力，因材施教、揚長補短，讓他們爭取做最好的自己。只有這樣才能達到我們的教育目的，真正的給予每一個學生一座心中的“巴學園”。

城市交通流誘導系統作為智能公交的重要組成部分，通過收集和發送當前交通實況，及時疏散交通擁堵路段，進而實現高效率的利用道路網絡的一種主動交通控制方式。其主要由交通信息采集、車輛定位、路線引導和行車路線化四個部分組成。

(3)電子警察系統

電子警察系統主要通過視頻檢測、圖像處理、信息網絡通信、計算機信息燈，遠程數據等技術的結合，對監控路面過往的每一輛機動車進行全天候實時記錄，俗稱“闖紅燈自動記錄系統”。

(4)智能公交管理系統

智能公交運用當前先進的GPS 定位系統、3G 通信技術、GIS 地理信息系統技術等，對公交進行智能調度，實現智能排班、提高公交利用率，有效的緩解了交通擁堵情況。

(5)突發事件響應系統

突發事件響應系統對道路交通中的突發事件，如交通堵塞、特大交通事故、以及區域治安事件等都起到提醒作用，有利于交通部門更迅速的到達事故現場處理緊急事故，緩解交通擁堵，維護正常的社會秩序。

3 城市智能交通管理系統方案設計

3.1 設計ITMS 框架體系

(1)ITMS 框架設計遵循原則

ITMS 框架的設計除需要依據其系統設計理論，基本設計原則外，還應遵循以下5 個原則。

①精簡性:在完成所有預定目標和具備所需系統功能外，需要將框架盡量設計的精簡，有利于相關人員的操作和管理。

②完整性:設計出的框架體系除了包含現有ITMS 子系統外，還需要具備反應子系統的變化，并能呈現出ITMS 發展的趨勢。

③實用性和延伸性:框架的設計在滿足實際需求，起到實際的作用的同時，還需要具備被一定的延伸性，系統結構先進能符合時代特點。

④靈活性和可發展性:將框架設計靈活，提供可行性備用和可自由選擇性方案。使其能夠隨著ITMS 功能規模的發展進行延伸，并能夠隨新系統的加入進行擴展。

(2)ITMS 的設計方式

ITMS 作為一個復雜的大型框架系統，在設計中將會涉及的系統工程范疇有運籌學、控制論、信息論、管理科學等，這些也都是設計的基礎理論。所以，ITMS 框架體系的設計理論依據的是系統工程理論，而系統分析和設計方法則是系統工程設計中的主要方式。系統分析隸屬于問題解決技術類，它將一個整體的系統分解為各個組成的小部分，用于研究每個部分如何工作、交互，以整合實現系統目標。系統功能框架屬于系統分析的產物，而系統設計是完善系統重要過程，這個過程可以分為結構審計和細節設計。系統設計的最終產物是系統的物理框架。

3.2 按照分層對管理體系進行設計

(1)基礎層

基礎層的建立是為了實現信息的傳遞，對于基礎層的要求是應確保交通信息的可靠性和準確性，同時能夠將網絡信息及時準確的傳遞到相關位置。交通信息由靜態交通信息和動態交通信息組塵封，而基礎的交通信息就是靜態交通信息。

(2)功能層

基礎層的原則上建立功能層，這層功能能給出行者提供出行方案，減少出行所耗時間，減輕交通管理的壓力。主要包括導航定位、緊急事件處理、電子收費、運行車輛管理、交通信號燈等。伴隨無線通信方式發展的多元化，可效仿國外，將相關信息發布到個人手機中，極大的增強了誘導系統功能。

(3)信息共享層

由功能層將各個部門綜合集成的信息以平臺的方式展現，實現信息共享，而地理信息系統平臺作為支撐心態共享層的工具，幫助人們實現了道路規劃、交通運輸方案的設計和管理措施等。信息共享層融合諸多交通信息并加以分析，實現為上層服務共享的目的。

(4)服務層

作為智能交通管理系統中的最高層次，服務層是交通管理者和出行者之間聯系實現交互的接口。通過服務層，系統可以向交通管理者分配相關信息，以便為出行者提供路況信息，為道路控制設備提供信息，此外，服務層也負責對信息的接受。

4 結 語

交通問題已經成為全世界需要共同面對的問題。結合實際的國情，道路狀況采取有效的整改措施刻不容緩，加強道路信息管理，為出行者和交通管理者都帶來了便捷的服務，提高管理方案的可行性，才能增強道路的運行效率。

［1］蘭嵐.城市智能交通管理系統方案研究與設計［D］.長安大學，2010:55.

［2］張宏正，馬騰.城市智能交通管理系統方案研究與設計［J］.中國信息化，2012，(22):105.

［3］潘華偉，王穎.智能交通管理系統在城市道路中的應用［J］.赤子，2014，(4):298.

［4］張雷元，邱紅桐，王長君等.智能交通管理系統框架體系設計研究［C］.2012:2053－2060.