ITS技術在改善交通環境過程中的應用

鄧佳，崔福軍

（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

引言

隨著我國城市化進程的加快，地域面積和人口都在迅速擴大，這種空間的擴張和人口的聚集效應也使得城市交通面臨著巨大的挑戰。無論是國內外任何國家的交通發展，都會存在著或多或少的問題，譬如說環境問題、生態問題以及民生問題等，其中環境問題尤其突出。

因為由機動車排放的CO、NOX、PM2.5等污染物已成為城市空氣中污染物的主要來源，對環境質量和公眾健康產生不利影響。同時噪聲污染一直被稱為城市四大環境污染問題之一，嘈雜的環境會導致人產生聽力疲勞，長期生活在強噪聲環境中甚至會導致耳聾。因此，實施道路智能交通系統（ITS）技術改造，提高車道通行能力，減少單位路段內機動車通行時污染物排放已經成為城市道路污染控制的一個重要手段。

1 ITS簡介

ITS是一個跨學科，信息化和系統化的研究系統，它將先進的人工智能，通信，控制和信息處理技術集成到整個地面運輸管理體系中。而建立起一種在大范圍內、實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。典型ITS框架如圖1所示。

隨著信息、控制技術的進步,歐盟和日本等國家都將ITS技術用于汽車尾氣排放的削減，改善道路沿線環境質量。國外ITS技術的實施與應用，為國內開展ITS技術的研究提供了基礎[1]。

圖1 ITS框架Fig 1 The framework of intelligent traffic system

2 交通污染的控制途徑

2.1 制造性控制途徑

主要通過對機動車的設計、制造技術以及路面特性改進，發展低污染交通方式等措施降低污染排放。目前對于機動車設計方面可以分為兩類。一種是機內凈化技術，一種是機外凈化技術。譬如說選用清潔能源，適當的EGR、安裝曲軸箱強制通風裝置等。

2.2 規劃性控制途徑

通過改變道路布局、建筑物設置、傳播條件，把減少或避免對大氣的污染物放在重要位置來考慮。再加強交通管理，調整交通流，使車流盡可能勻速暢通，從而減少因汽車的一些不利工況而帶來的污染。

2.3 ITS技術的交通控制與管理

利用ITS技術，通過現代監測、通信和控制等技術手段，來調整交通流的特點和分布，進而來控制和管理城市中機動車尾氣的排放。由于技術上的可行性，將交通環境污染控制作為智能交通發展的基本約束和目標之一已經成為必然。

3 改善交通環境的ITS途徑

3.1 道路交通流要素的控制

3.1.1 先進的交通信息系統

先進的交通信息系統提供駕駛路線導航信息，使出行者能夠選擇最佳路線并縮短旅行時間，避開高峰期和擁擠的路段，從而使每個路段的交通流量均勻分布。譬如交通擁堵信息、交通管理信息，停車泊位信息，公交信息等。如果整個路網暢通無阻，機動車尾氣排放峰值將不可避免地下降。平均速度也有所提高，通行速度的增加有助于減少污染總量和降低噪音。

3.1.2 先進的交通管理系統

使用先進的交通管理系統提高交通管理效率，改善現有道路網絡運營狀況，提高道路的利用率和通行率，減少了燃料消耗和廢氣排放。典型的例子，如不間斷電子收費系統（ETC），可減少收費等待時間，提高道路交通效率。因此使得收費站周圍的排放水平得以下降，改善了局部的城市環境，保證了群眾的健康。

3.1.3 先進的公共運輸系統

增加交通需求和減少驅動污染的車輛數量的解決方案是增加每輛車的乘客數量，即開發公共交通工具。結合先進的交通管理系統和采取公交優先等戰略，可以促進公交運輸利用率的提高。先進的公共交通管理系統包括公共交通智能化調度系系統，公共交通信息服務系統和需求響應型公共交通運營系統，自動售票系統，自動乘客量檢測系統等。

3.2 給出行者提供可靠的交通信息

個人出行系統可以提供給更多在家中或任何地方的人使用，譬如如當前各種在用的手機公交 app，還有一些時刻提供各路段停車需求、道路污染狀況指數的軟件。幫助人們在最短的時間內，選擇符合當前情景下的交通工具和方式，從而減少人們的等待時間，避開出行的高污染區域，減少因交通污染帶來的傷害。

3.3 道路車輛排放達標的自動檢測與控制

不間斷車輛排放合規自動檢測系統：利用車載測試或路邊測試，將汽車尾氣污染物的排放和擴散通過ITS的數據采集系統采集到監控中心，監控中心通過分析和預測后，提供相應的決策信息讓出行者有效地選擇車輛和路徑[2]。當發現超標車輛時，應采取相應的措施，包括車主控制，警示，罰款，攔截等，以控制車輛的流動，避免污染增加；同時通過以上兩種方式強制分配高排放車輛的路徑和時間，實現控制和減少車輛尾氣污染的目標。

4 ITS是實施低污染交通管理的有效方法

基于 ITS技術交通控制與管理的機動車污染控制方法具有以下特點：

（1）不需要對道路和車輛進行改變；

（2）實現現有管理類機動車排污控制方法的自動化與信息化；

（3）可以在某些方面充分開發ITS的功能和潛力；

（4）不僅能將交通污染的控制體現在提高運輸效率上來，還能將其與交通安全和交通控制；聯系起來，實現多目標管理和控制的目的。