城市道路中智能交通應用研究

鄭苗，呂永藝

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司）

1 智能交通研究背景

“智能交通系統”，簡稱ITS（Intelligent Transportation systems），是1994年提出的術語，是在現階段交通情況基礎上采用創新科技和高新技術以解決目前城市遇到的交通擁堵、交通安全性、行駛舒適性等問題。智能交通經歷了萌芽階段，如IVHS戰略計劃（包括交通管理系統、運行系統、交通信息系統、車輛控制系統）、節約時間戰略等，最終發展成為現在的智慧交通系統。

智能交通系統的技術支撐有信息技術、計算機技術、大數據技術、GPS以及人工智能[1]，運行模式是通過道路交通監控信息傳輸至計算機大數據分析中心，由計算機按照人為設定的一定參數作出相應的判斷，再發出指令，并傳輸至執行端，引導交通流進行改變，形成良性循環。智慧交通將提高現有道路車輛通行能力，減少交通擁堵，節約通行時間，從而降低能耗，保護環境，同時一定程度消減交通事故的發生率。目前，我國在北京、上海、杭州等城市的智能交通系統已經開始 建設。

2 智能交通監控系統

傳統市政道路上監控布置不均勻，監測設施功能和像素低下，技術標準不統一，難以整合，導致對全路段的整體情況和整個城市道路的情況不明確，不能進行統一調度。智能交通可以基本覆蓋每條城市道路，通過監控實時觀察現場交通流量、意外事故等，對現場進行即時的反饋和指揮疏導。

2.1 交通信號控制

信號機在不影響行人通行安全性的基礎上，設置在路口人行道上，離人行道與車行道分界線約0.5m，盡量保持在較陰涼位置，并考慮與附近的其它市政設施相協調，可獨立按照預設的方案控制機動車、行人信號燈以及可變交通標志等，也可以通過通信設備與中心控制計算機相連接，接受并執行中心預設方案或通過中心計算機利用UTC/SCOOT系統實時優化生成的方案[2]。相較于傳統信號控制，智能交通信號控制可以將信號實時傳輸給指揮中心，指揮中心通過各個路口的不同方向交通流量，對信號燈的時間長短進行控制，進而減少現場執勤交通手動控制信號燈的尷尬，有效節約人工成本，提高時間價值。

2.2 道路交通監控

全路段和全城的實時智能交通監控，對于交通肇事逃逸車輛可以達到即時鎖定的程度，避免傳統通過事故現場來鑒別肇事車輛的顏色和型號，再調取不同路口交通影像追擊肇事車輛，大量節約了人力、物力和寶貴的時間。同時，對于交通事故中出現傷員的情況，智能交通監控也會觸發緊急呼叫救護車的功能。在人流集中路段車站等可以實時監控信息，也可以減少交警巡邏的密度，降低管理成本。

2.3 交通信息采集和誘導

智慧交通系統的核心是信息采集、引導和發布。在智慧城市中，車載導航與信息處理中心是實時聯動的，交通監控中的交通流量可以轉化成嚴重擁堵、很擁堵、一般擁堵、暢通等狀態，發布在車載導航上。導航根據時間最短、路線最暢通的原則重新規劃路線，引導司機進入其他線路，避開擁堵路段、分散車流，提高道路通行能力。智能終端每天采集的數據匯聚在公安、交通、金融等各個方面，同時，對于對應交通數據的整合，可以更好地預測居民出行的偏好和需求，對交通需求預測、交通網絡規劃提供了非常有力的支撐。

例如，上海市的高架道路實行了智慧交通系統，對于偶發性的擁堵能夠很好地提供快捷路徑，同時采集到了常態化的擁堵路段，這些數據對于掌握交通流的出行規律具有很大幫助，為城市下一步規劃實施奠定了堅實基礎。

2.4 停車誘導

我國城市化水平越來越高，城市人口也越來越多，中心城市建設用地已急劇減少，但是居民的需求卻越來越高，比如停車問題。生活水平的提高，車輛保有量越來越高，停車缺口越來越大。根據有關資料顯示，成都市目前汽車保有量為452萬輛，比同期上漲了20%，而對應的停車位漲幅僅為10%，停車位缺口約為21.7萬個。為緩解停車位緊缺的情況，空閑的小區車位和公共車位可以為有需求的車主提供服務，這就需要車位、小汽車還有車主整合資源，形成智能化的停車誘導系統。上班時間，私家車位可以有償開放，信息匯至指揮中心，指揮中心將其發布于對應的程序上，有需要停車的車主通過手機導航即可找到距離較近的合適車位。既解決了車主無車位可停的尷尬，又避免了私家車位的閑置，既減少了停車等待時間，又達到環保低碳的效果。

總的來說，交通監控系統為交通通行提供了便捷，可增加道路通行能力，實時監控路面情況，遇交通事故和突發情況時能夠快捷反應，收集、積累各種交通方面的基礎數據，為城市下一步的規劃和管理提供有力的基礎支持。

圖1 交通控制管理系統結構圖

3 綜合交通信息平臺

綜合交通信息平臺是一種信息化、智能化的新型交通系統，也是一個綜合交通信息整合平臺可對多源不同種類的數據進行接收、轉化、存儲、再進行交換、發布。綜合交通信息平臺可以實現不同用戶、不同場景之間的信息共享，為公交系統定制合理的行駛路線，為不同的車輛實行其通行便捷的要求，為政府部門提供真實可靠的交通數據支持。綜合交通信息平臺是城市大腦的一個重要中樞神經，可以連接和實現應急指揮系統，也可以成為城市管理的一個重要手段，為城市健康發展、為管理者提供依據。綜合交通信息平臺聯系著各種各樣的子平臺、子系統，包括高速收費站入口的不停車收費ETC、智能公共交通、車聯網等。其運行模式和結構如圖1所示。

3.1 不停車收費ETC

ETC（Electronic Toll Collection）是截至目前全世界最為先進的路橋收費方式，通過高速入口處改造后的專用通道接收汽車上的車載電子信號，與銀行結算中心聯結、扣款即可瞬時抬桿，實現高速進出口不停車進出的目的。這種方式的通行能力是人工收費的5～10倍，目前經過我國近幾年的大力宣傳并聯合銀行發布的優惠政策，使得絕大部分車主得以享受這一智慧交通帶來的便捷生活出行方式，改變了高速收費口經常擁堵的狀態，提高了通行能力，降低了能源的消耗量。

3.2 智能公共交通

隨著城市經濟的發展，道路上的機動車輛越來越多，路況越來越繁忙也越來越復雜，使得公交出行的排班的不穩定因素越來越多，智能公交的出現可以有效預測路網性能，并進行排班管理。智能公共交通包括公交車GPS實時定位系統、車載監控系統、智能公交電子站牌、排班管理系統、車輛調度監控系統、統計報表系統等多個功能系統[3]。

公交車搭載GPS定位器，公交站臺裝有實時顯示智能終端，乘車人手機有對應信息發布平臺，可以對公交車進行實時定位和車輛調度，提高公交車利用率，避免同一路公交車間隔太短或間隔太長的不良情況出現。同時，可以將公交車位置信息提供給乘車人，使其減少等待時間，提供時間利用率。電子顯示屏還可以實現車輛到站信息提示、天氣預報情況等。調度者可以通過客流信息合理安排公交車間隔時間，同時公交車內的視頻監控也可以實時發現各種異常情況，保護司機與乘客安全，為乘車人打造便捷安全的乘車環境。

3.3 車聯網

與物聯網相類似，主要是在汽車上開發和搭載與智能交通相匹配的應用系統，通過無線電技術聯通綜合交通信息平臺，對車輛靜態和動態信息進行采集、分析、發布，從而保障車輛在運行過程中的安全間距，降低剮蹭、碰撞等情況發生，提高實時導航能力，判斷其他車輛的動態，提高通行效率。雖然，目前車聯網技術沒有入物聯網一樣發達，但是隨著智能交通的進一步發展，車聯網也會有更大的提升。

3.4 被動安全

被動安全技術是在道路上設置輔助設施，如車外防撞設施、安全避險提示、疲勞駕駛報警等，借此達到減少交通事故、減少傷害程度、實現智能交通、提高安全性的目的。

4 結語

智能交通是城市道路發展的必然方向。智能交通在交通監控、信號控制方面的出色表現為城市安全，為提高城市交通服務水平，減少交通事故的發生提供了有效的實時信息幫助。在智能公共交通、停車誘導、不停車收費方面為出行者提供了方便快捷的服務，大大節約了出行者時間，減少了資源消耗，提高了資源利用效率，增加流動性。在交通數據收集上為管理者提供了大量準確可靠的數據支撐，節約了管理成本，使得城市變得更智慧、更人性化。