“新一代國家交通控制網”的技術系統
智慧交通系統(Intelligent Transport System 或者 Intelligent Transportation System,簡稱ITS)是將先進的資訊技術、通訊技術、傳感技術、控制技術以及電腦技術等有效地集成運用於整個交通運輸管理體系,而建立起的一種在大範圍內、全方位發揮作用的,即時、準確、高效的綜合的運輸和管理系統。
Intelligent Transportation Systems,ITS
智慧交通系統的前身是智慧車輛道路系統(Intelligent Vehicle highway system,IVHS)。智慧交通系統將先進的資訊技術、資料通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及電腦處理技術等有效地集成運用於整個交通運輸管理體系,而建立起的一種在大範圍內、全方位發揮作用的,即時、準確、高效的綜合運輸和管理系統。
應用範圍─包括機場、車站客流疏導系統,城市交通智慧調度系統,高速公路智慧調度系統,運營車輛調度管理系統,機動車自動控制系統等。
作用─它通過人、車、路的和諧、密切配合提高交通運輸效率,緩解交通阻塞,提高路網通過能力,減少交通事故,降低能源消耗,減輕環境污染。
組成:
1、交通資訊採集系統:人工輸入、GPS車載導航儀器、GPS導航手機、車輛通行電子資訊卡、CCTV攝像機、紅外雷達檢測器、線圈檢測器、光學檢測儀。
2、資訊處理分析系統:資訊伺服器、專家系統、GIS應用系統、人工決策。
3、資訊發佈系統:互聯網、手機、車載終端、廣播、路側廣播、電子情報板、電話服務台、ITS應用現狀。
概述─智慧交通系統世界上應用最為廣泛的地區是日本,如日本的VICS系統相當完備和成熟,其次美國、歐洲等地區也普遍應用。在中國,北京、上海、廣東等地也已廣泛使用。
子系統:
一、車輛控制系統─指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刹車避讓,並根據路況自己調節行車速度,人稱“智慧汽車”。美國已有3000多家公司從事高智慧汽車的研製,已推出自動恒速控制器、紅外智慧導駛儀等高科技產品。
二、交通監控系統─該系統類似於機場的航空控制器,它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯繫。哪里發生了交通事故。哪里交通擁擠,哪條路最為暢通,該系統會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。
三、運營車輛高度管理系統─該系統通過汽車的車載電腦、高度管理中心電腦與全球定位系統衛星聯網,實現駕駛員與調度管理中心之間的雙向通訊,來提供商業車輛、公共汽車和計程車的運營效率。該系統通訊能力極強,可以對全國乃至更大範圍內的車輛實施控制。行駛在法國巴黎大街上的20輛公共汽車和英國倫敦的約2500輛計程車已經在接受衛星的指揮。
四、旅行資訊系統─是專為外出旅行人員及時提供各種交通資訊的系統。該系統提供資訊的媒介是多種多樣的,如電腦、電視、電話、路標、無線電、車內顯示幕等,任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上,只要採用其中任何一種方式,你都能從資訊系統中獲得所需要的資訊。有了該系統,外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方了。
智慧交通系統是一個複雜的綜合性的系統,從系統組成的角度可分成以下一些子系統:
1)先進的交通資訊服務系統(ATIS)─ATIS是建立在完善的資訊網路基礎上的。交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的感測器和傳輸設備,向交通資訊中心提供各地的即時交通資訊;ATIS得到這些資訊並通過處理後,即時向交通參與者提供道路交通資訊、公共交通資訊、換乘資訊、交通氣象資訊、停車場資訊以及與出行相關的其他資訊;出行者根據這些資訊確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步,當車上裝備了自動定位和導航系統時,該系統可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。
2)先進的交通管理系統(ATMS)─ATMS有一部分與ATIS共用資訊採集、處理和傳輸系統,但是ATMS主要是給交通管理者使用的,用於檢測控制和管理公路交通,在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯繫。它將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環境進行即時的監視,依靠先進的車輛檢測技術和電腦資訊處理技術,獲得有關交通狀況的資訊,並根據收集到的資訊對交通進行控制,如信號燈、發佈誘導資訊、道路管制、事故處理與救援等。
3)先進的公共交通系統(APTS)─APTS的主要目的是採用各種智慧技術促進公共運輸業的發展,使公交系統實現安全便捷、經濟、運量大的目標。如通過個人電腦、閉路電視等向公眾就出行方式和事件、路線及車次選擇等提供諮詢,在公車站通過顯示器向候車者提供車輛的即時運行資訊。在公車輛管理中心,可以根據車輛的即時狀態合理安排發車、收車等計畫,提高工作效率和服務品質。
4)先進的車輛控制系統(AVCS)─AVCS的目的是開發幫助駕駛員實行本車輛控制的各種技術,從而使汽車行駛安全、高效。AVCS包括對駕駛員的警告和幫助,障礙物避免等自動駕駛技術。
5)貨運管理系統─這裏指以高速道路網和資訊管理系統為基礎,利用物流理論進行管理的智慧化的物流管理系統。綜合利用衛星定位、地理資訊系統、物流資訊及網路技術有效組織貨物運輸,提高貨運效率。
6)電子收費系統(ETC)─ETC是世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載器與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用電腦聯網技術與銀行進行後臺結算處理,從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的,且所交納的費用經過後臺處理後清分給相關的收益業主。在現有的車道上安裝電子不停車收費系統,可以使車道的通行能力提高3~5倍。
7)緊急救援系統(EMS)─EMS是一個特殊的系統,它的基礎是ATIS、ATMS和有關的救援機構和設施,通過ATIS和ATMS將交通監控中心與職業的救援機構聯成有機的整體,為道路使用者提供車輛故障現場緊急處置、拖車、現場救護、排除事故車輛等服務。
(最近倫敦市市長Boris Johnson公開宣佈將會在本市引進全新的智慧交通信號燈系統。這種智慧交通信號燈可以通過攝像頭來監測人行橫道上 ...)
產生背景
一、基礎設施短缺與其利用的低效率並存。
二、基礎設施建設速度落後於車輛增長速度。截至2013年,全國汽車保有量為1.37億輛,近十年汽車年均增加1100多萬輛,增長量是2003年汽車數量的5.7倍,而城市道路每年僅增長3—5%。
三、交通擁堵已成為大中城市交通中的普遍現象。
四、交通安全形勢嚴峻,造成的損失巨大。1999年,全國共發生412,800起交通事故,其中83,529人死亡,286,808人受傷,因交通事故引起的直接損失折款多達21億元人民幣。
五、機動車尾氣排放已成為城市大氣污染的主要來源。一些大城市機動車排放的污染物對多項大氣污染指標的貢獻率已達到60%以上,正在嚴重地危害著人們的身體健康。
六、運輸效率低,能源消耗不斷上升。抽樣調查表明,全國貨運汽車實載率不足70%,而在車輛技術不斷提高的今天,運輸汽車油耗卻從1992年的百公里6.9升增加到1998年的7.4升。
新技術─智慧交通系統的安防新技術不斷湧現和應用,新技術的出現對於高速公路領域有著較強的針對性。如3G無線傳輸是針對高速公路惡劣的氣候、地理環境所採用的獨特方式。高速公路移動無線監控,一般應用在高速公路的某一段內。巡邏車可以即時將巡邏時的視頻情況傳回高速公路管理中心,加強了智慧交通系統管理的即時性。此外,其他新技術的應用更大程度上也都為系統管理的高效提供了進一步的支援。
移動卡口系統:採用電腦視覺仿真、雷達測速、智慧圖像分析以及資料庫管理等技術的超速抓拍系統。能夠精確測量車輛行駛速度,一旦超速,系統會自動抓拍圖片,清晰捕捉車輛全貌、車牌號碼、車輛類型、車身顏色等元素,將圖片保存在資料庫中,並疊加超速違法所發生的日期、時間、路段、違法時車輛實際行駛速度以及該路段的限定行駛速度等資訊,資料庫可按日期、車牌號碼等條件進行分類查詢,也可通過印表機即時輸出違法車輛照片,具有車牌自動識別、現場報警、移動存儲及綜合管理等功能,其網路版的產品構架,使得該系統集現場執法、3G遠端傳輸和指揮中心網路化調度管理于一體,為高速管理部門科學執法提供可靠的依據,充分符合科技強警戰略;GPS定位:對出警車輛進行GPS定位,方便進行調度,以快速處理交通事故。
車輛緝查發佈系統:卡口對車輛進行超速抓拍並對比黑車牌,發現報警後在收費站或前端LED屏即時顯示違章車輛資訊,並在收費站進行攔截。另外,GIS從空間上、時間上徹底瞭解高速公路沿線情況的現狀與變化,奠定高速公路管理所需要的數位基礎,完成對靜態交通資訊(收費站、服務區、隧道、無線視頻等基礎設備)和動態交通資訊(天氣變化、道路維修封閉、突發的交通肇事等路面狀況)的重組,為高速公路管理提供直觀、系統、科學的管理工具;同時可以規範管理資料,實現資訊共用,便於各部門資料的交換,改進和完善高速公路管理工作。按各子系統的要求,以規定的格式向子系統傳輸所需資訊,比如無線通訊終端的應用(如手機短信、PDA等)根據服務請求和查詢許可權提供給客戶資料、圖形或圖像等資訊。
1994年我國部分學者參加了在法國巴黎召開的第一屆ITS世界大會,為中國ITS的開展揭開了序幕。
1996年交通部公路科學研究所開展了交通部重點專案《智慧運輸系統發展戰略研究》工作,1999年《智慧運輸系統發展戰略研究》一書正式出版發行。
1999年由交通部公路科學研究所牽頭,全國數百名專家學者參加的“九五”國家科技攻關重點項目《中國智慧交通系統體系框架研究》工作全面展開,2001年課題完成,通過國家科技部驗收,2002年出版《中國智慧交通系統體系框架》一書。
2000年由科技部主辦,全國ITS協調指導小組辦公室協辦的第四屆亞太地區智慧交通(ITS)年會在北京舉行。
2000年2月29日,科技部會同國家計委、經貿委、公安部、交通部、鐵道部,建設部、資訊產業部等部委相關性部門的充分協商和醞釀的基礎上,建立了發展中國ITS的政府協調領導機構——全國智慧交通系統(ITS)協調指導小組及辦公室,並成立了ITS專家諮詢委員會。
2002年4月科技部正式批復“十五”國家科技攻關“智慧交通系統關鍵技術開發和示範工程”重大專案正式實施,北京、上海、天津、重慶、廣州、深圳、中山、濟南、青島、杭州十個城市作為首批智慧交通應用示範工程的試點城市。
2002年9月,由中國科技部和交通部共同舉辦的“第二屆北京國際智慧交通系統(ITS)技術研討暨技術與產品展覽會”在北京舉行。
2003年11月,科技部馬頌德副部長第一次率中國政府代表團參加在西班牙馬德里舉辦的第十屆ITS世界大會,科技部聯合交通部、建設部、公安部和北京市政府聯合申辦“2007年第十四屆ITS世界大會”獲得成功,標誌著中國的智慧交通系統建設將在更加開放、競爭與合作並存的環境中加速發展。
2004年10月,科技部第一次大規模組團參加第十一屆在日本名古屋舉辦的第十一屆ITS世界大會,中國政府展覽團在ITS大會的首次展覽,獲得成功。
2007年10月9-13日,第十四屆智慧交通世界大會在北京展覽館舉行。大會展示了中國多年來各部門、各地區在ITS領域所取得的成就,並加強了中國在ITS領域的對外交流。
2012年5月25日,由北京交通大學主辦,香港交通運輸協會協辦的2012年智慧交通系統國際研討會(International Workshop on Intelligent Transport Systems, 2012)在中苑賓館舉行。本次國際會議旨在加強智慧交通系統領域專家學者的學術交流,進一步加深我國與其他國家和地區在智慧交通系統領域的合作與研究,擴大我國交通科學研究在國際上的影響。
新華社北京2014年4月24日訊:
由中國15位院士、專家發起,10餘家企業和10餘所高校參與自主研發的“治堵控汙”交通控制網建設正加速推進。項目發起者、中國工程院院士─陳清泉在北京表示:整個工程市場規模將達萬億元,預計5年內能見到成效。
據介紹,研發這個名為“新一代國家交通控制網”的技術系統,目的是解決北京、上海、廣州等大城市車輛擁堵、車輛事故和機動車污染等問題。
中國工程院院士─陳清泉說,車輛擁堵、事故往往會加重尾氣污染,因此治理根本還是要解決交通擁堵。他說,國外通用的“誘導型”疏堵措施,往往強調“繞開擁堵路段”,但對於北京等全路網大面積擁堵情況,恐難以奏效。因此,陳清泉等院士認為,中國需要一種自主研發、高度智慧的治堵控制網絡。
“如果把車輛電子身份系統、識別系統、道路監控系統,乃至衛星定位服務都聯合在一個平臺上,實現未雨綢繆、提前控制,交通擁堵將能夠得到有效緩解。”陳清泉說,這種基於“控制”原理的系統,在全球道路治理方面並不多見。
按照中國專家的設計,在駕駛者駕車出行之前,便可獲得出行所選道路的擁堵控制資訊,以決定是否出行。控制網將根據平臺數據研判,有序調控、安排不同出行需求,並動態調整。“這個過程實際上是在車輛聯網基礎上再邁進一步,將聯網作為手段,以高智慧控制為目的,讓道路變得更‘聰明’。”陳清泉說。
專家也指出,推動落實這樣一個破解國際城市交通“老大難”問題的“中國方案”並非易事。“控制網”涉及了移動通信、身份系統、識別技術、衛星導航、路網建設等各個產業,需要政策、市場等多方合力。
陳清泉預計,整個工程建設涉及市場規模將達到萬億元級,也將帶動相關產業快速發展。他透露,下一步,將在中國部分省會城市進行“控制網”首階段試點,相關成效有望5年內得到顯現。
倫敦交通局2014年年初宣佈他們將會進行有關“智慧”人行道的測試。
這個測試基於一套叫做SCOOT(Split Cycle Offset Optimisation Technique)的系統,它是倫敦投入20至40億英鎊以十年內改善道路的計畫的一部分,旨在到2020年前將倫敦的交通事故率減少40%。
SCOOT主要是為了解決如何合理地設置紅綠燈時間,讓行人更加有效地過人行道同時又保持車流的順暢。這在高人流區最難實現。理想狀態下,紅綠燈應該讓每個過馬路的行人都能有足夠的時間過馬路,但是這樣勢必會對交通造成影響。更糟的是,在倫敦有人按了穿行按鈕卻走開了,那司機們只能無辜等待了。
而SCOOT採用的是視頻攝像技術,通過自動計算需要過馬路的人群數量來調整相應的紅綠燈時間。當檢測到大量的行人在等待,系統會自動延長綠燈放行的時間,讓人們有充足的時間過馬路。此外,如果檢測到沒有人過馬路,以及有人按了穿行鍵就走了的情況,系統會自動切換到“呼叫取消”狀態而不啟動綠燈。
通過採用puffin人行道,該系統也可以提高行人穿越馬路時的安全係數。現在,這種人行道在信號燈箱上安裝了感測器,探測到有行人等待時,就能主動更換信號燈顏色。不同於以前的pelican人行道,升級後的信號燈從紅綠燈圖案轉換為人形的“行走/停止”樣式,方便了對信號燈顏色查看有障礙的殘障人士,還省去了換信號時的閃爍過程。
據倫敦市長Boris Johnson和倫敦交通局稱,SCOOT是世界上第一款用於人行道的智慧交通系統。它曾經在倫敦舉辦奧運會時應用到2100個重要路段,並將1300個路段的紅綠燈重新設定。現在看來,倫敦是打算將這項技術造福于全市市民了,我不禁想長歎一聲,什麼時候我大天朝的路人才能有這樣的待遇?
※ 附﹝中國2014年交通發展改革工作重點﹞
2014年,交通發展改革工作將堅持以改革創新為統領,圍繞構建綜合交通運輸體系,深入推進基礎設施建設,深入推進交通領域各項改革,為完成“十二五”交通規劃目標打下堅實基礎。
(一) 深入推進交通基礎設施建設。
鐵路方面:加快推進“十二五”規劃確定的重大項目前期工作,多管道籌集建設資金,保障在建專案建設;加快建設蒙西至華中鐵路煤運通道、京沈客專等專案,統籌安排中央預算內投資等中央資金支援中西部地區鐵路專案建設;統籌國家鐵路網與城市群城際鐵路等地方性鐵路網的銜接,積極支持地方政府、社會資本投資建設城際鐵路及資源開發性鐵路等;鼓勵地方政府加強研究拓寬鐵路投融資管道。
公路方面:加快推進國家高速公路“斷頭路”建設,基本貫通“7918”國家高速公路網;有序發展地方高速公路,研究地方高速公路規劃評審辦法;加快推進普通國道“瓶頸路段”建設;加快農村公路建設;積極支援貧困地區特別是集中連片地區公路建設。
水路方面:加強規劃對港口建設的指導和引導,有序推進項目建設;推進上海國際航運中心及相關港口基礎設施建設;完善沿海港口集疏運設施,尤其是加強疏港鐵路建設;促進沿海港口向集約化、專業化方向發展;加大中央預算內投資對長江等內河高等級航道建設的投入。
民航方面:加快推進幹線機場改擴建工程以及北京、青島、成都等新機場專案前期工作;穩步有序推進支線機場建設,重點增加中西部地區機場布點。城市軌道交通方面,按照“量力而行、有序發展”的方針,有序推進具備條件大城市的軌道交通規劃建設,做好與其他交通方式的銜接。
郵政方面:加強“西部和農村地區郵政普遍服務”以及“郵政機要通信”兩類基礎設施專案建設,改善西部和農村地區郵政服務條件。
(二) 全面推進交通領域各項改革。
一是繼續深化鐵路投融資體制改革。貫徹落實《國務院關於改革鐵路投融資體制加快推進鐵路建設的意見》,抓緊研究制定具體改革配套措施, 研究設立鐵路發展基金。
二是完善普通國道投融資體制。會同有關部門抓緊研究相關政策,著力解決投融資問題。
三是推進民航領域管理體制改革。繼續按照屬地化改革方向,深化機場改革,推進政企分開、政資分開,理順機場管理體制。
四是改進城市軌道交通規劃管理方式。城市軌道交通審批項目下放後,做到監管措施同步到位,研究出臺《關於加強城市軌道交通規劃建設管理的通知》。
五是探索綜合交通樞紐建設發展新機制。抓住現在城市空間佈局優化調整、交通基礎設施大規模建設特別是改擴建鐵路客運站場、民航機場等專案加快實施的有利時機,大力發展多種運輸方式銜接順暢的綜合交通樞紐。
六是創新行政審批管理方式。對於保留的交通行政審批事項規範管理,強化服務,提高效率。加強行政審批事項的管理,做好制度設計和方法創新,切實做到簡化手續、優化程式、限時辦結。
(三) 開展重大政策重大問題研究。結合“十三五”重大交通問題前期研究,組織開展絲綢之路經濟帶和海上絲綢之路骨幹通道建設合作、周邊交通基礎設施互聯互通規劃研究、渤海海峽跨海通道研究、交通基礎設施建設可持續投融資研究、北京新機場臨空經濟區規劃方案研究等一系列重大政策和問題研究。
( 來源:中國發展和改革委員會─政策研究室子站 )
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