我国城市智能交通的应用简介培训讲学.doc

我国城市智能交通的应用简介精品文档我国城市智能交通的应用简介摘 要：随着交通问题的日趋严重以及高新技术的发展和应用，智能交通正在给城市交通带来一场深入的变革。我国城市智能交通的研究虽然起步较晚，但现如今已经在多个大城市中得到了充分地应用，并获得了良好的效果。本文正是以北京、上海等5个城市为例来简要阐明智能交通这一新兴领域在我国的应用状况。关键字：城市智能交通；应用；北京；上海；南京；深圳；香港近年来，随着经济的高速增长和汽车保有量的激增，交通拥挤、交通事故频发等造成了越来越巨大的时间浪费、财产损失和环境污染，交通问题已成为包括我国在内的世界各国政府共同面临的重要难题之一。资料显示，我国许多大城市的平均行车速度已降至20kmh以下，高峰时期有些路段甚至只有7-8kmh。同时，由于车辆速度过慢、尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。为了缓解经济发展给交通运输带来的压力，使现有资源发挥出最大的作用，我国政府加大了对智能交通系统的研究和建设力度。1.城市智能交通理论概述智能交通是将信息、通信、控制、计算机网络等高新技术有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输管理系统。随着高新技术发发展和应用，城市交通管理控制领域正发生一场深刻的变革。智能交通系统在全球范围内的兴起，从根本上改变了传统交通控制的思想观念。对交通流进行整体优化、全面控制、主动诱导的先进交通控制技术和管理方法在现实中逐步得以实施。城市交通智能管理系统是通过先进的交通信息采集技术、数据通信技术、电子控制技术和计算机处理技术等，把采集到的各种道路交通信息和各种交通服务信息，传输到城市交通控制中心，交通控制中心对交通信息采集系统所获得的实时交通信息进行分析、处理，并利用交通控制优化模型进行交通控制策略的优化，交通信息分析、处理和优化后的交通控制方案和交通服务信息等内容通过数据通信传输设备分别传输到各种交通控制设备和交通系统的各类用，以实现对城市交通的优化控制，为各类用户提供全面的交通信息服务。它是目前世界交通运输领域研究的前沿课题，也是目前国际公认的解决城市交通拥挤、改善行车安全、提高运行效率、减少空气污染等的最佳途径。可以预见，城市智能交通系统将成为21世纪现代化交通运输体系的模式和发展方向，是城市交通进入信息时代的重要标志。城市智能交通系统是硬件与软件的集成，是现代高新技术与交通控制理论的结合，是一项综合的系统工程。概括地说，城市智能交通管理系统由智能交通监控系统、交通信息服务系统、交通信息综合管理系统、公共交通管理系统以及紧急事件快速反应系统。2.北京市智能交通应用概述与世界上其他大城市不同，北京面对着行人、自行车、非机动车混合交通的世界性难题，而智能交通管理系统无疑是解决北京城市交通问题的重要途径。2010年1月21日，北京市交管部门宣布：由北京市公安交管局自主研发的 “城市智能交通管理指挥控制系统”获得2009年度国家科学技术进步一等奖。这套系统在城市交通多源异构数据特征分析与融合技术、分布式异构多系统集成技术、基于GIS的预案化指挥调度集成技术方面取得重大突破，构建了以一个中心、三个平台、八大系统为核心的智能交通管理系统体系框架（如图1所示）。图1 北京智能交通管理系统体系框架“城市智能交通管理指挥控制系统”不仅高度集成了视频监控、单兵定位、122接处警、GPS警车定位、信号控制、集群通讯等171个子系统，达到了733T的实时海量异构数据的高度融合，极大丰富和强化了智能交通管理手段的实战能力。同时在该技术支撑下建立的现代化交通指挥控制中心，具有指挥调度、交通控制、综合监控、信息服务四大功能群。下面从“三个平台”中各选一个子系统作介绍。2.1区域交通信号控制系统通过埋设在路口的交通流检测器采集到的交通流信息，根据道路的实际情况对路口交通信号进行实时优化，该系统可以实现单点的感应优化控制、干线绿波协调控制和区域优化协调控制，以及公交和特种车辆的优先控制。具体而言，北京的区域信号控制系统有以下4个特点：1) 根据北京的路网结构和交通特点，系统建设采用在计算机管理平台下的多控制系统管理模式，建立了覆盖全市1500余个路口的交通信号控制系统和统一管理平台。目前接入的系统有中心区的SCOOT 系统，外围地区的ACTRA系统，快速路控制系统，以及未来卫星城信号控制系统等多系统的集中控制管理。2) 控制策略方面，根据北京的路网流量特点，在饱和流量或超饱和流量条件下，系统采用最大通行能力的优化控制；在交通流平峰情况下，采用协调优化控制；在交通流低峰情况下采用感应协调控制。3) 标准方面，根据系统规模和扩展需求，采用开放式的通讯协议标准，增强了系统的兼容性，实现了信息共享与协调控制。系统投入运行后，提高路网综合通行能力15 %以上。4) 具有对公交及特种车辆的优先控制功能。当公交车辆通过路口时，可以实现缩短另一方向的放行信号时间，或延长本方向的绿灯放行时间，使公交车辆在路口的延误时间最短，达到优先放行的目的。2.2交通执法信息系统该系统由数字化现场执法系统和非现场执法系统组成。数字化现场执法系统由无线联网执法终端、移动车载终端和驾驶员I C卡管理系统组成。无线执法终端具有IC卡处罚、手写录入、照像、录音、打印等功能，路面执法人员可通过无线联网执法终端对路面各种违法人员及车辆进行核对、处罚，上传各种执法管理信息，使路面执法管理更加科学、规范、严格、高效。非现场执法系统（如图2所示）通过覆盖市区主要干道的1 100 套违法监测设备，自动记录闯红灯、超速、走公交车道等9 种交通违法行为，通过智能交通管理宽带通信网络系统与控制中心联网，并与全市43 个检测厂和全市执法站实现信息共享，形成闭环执法管理系统。图2 北京交通执法信息系统中的非现场执法子系统2.3城市快速路交通控制系统北京快速路由二、三、四、五环和11条联络线组成，长度达360管理，承担着全市50%以上的交通流，快速路出入口密集，平均间距仅为318米，是世界上最复杂、控制难度最大的快速路。针对这一结构和特点，自主研发了快速路出入口交通流特性分析、快速路多节点OD建模技术和给予主辅路占有率映射算法的交通控制策略，以及城市快速路交通控制技术。基于上述技术建成的快速路交通控制系统，利用设置在快速路主要出入口的信号的，依据对快速路主辅路流量信息的检测实施占有率控制，智能控制快速路出入口的开启和关闭，有效提高了北京快速路网的承载能力、交通管控能力和城市抗风险能力，快速路网日均时速提高6.92%。3.上海市智能交通应用概述由于世博会即将在上海市召开，上海市的智能交通技术更多的都服务于此次世博会，因此本文中将以智能交通在世博会中的应用情况为主要介绍内容，来反应城市智能交通在上海的应用情况。3.1上海世博智能交通技术的的关键技术组成 上海世博智能交通技术的研究与应用主要七个方面的关键技术组成，分别是综合交通动态信息获取技术、复杂环境交通状态分析技术、交通综合信息平台构建技术、交通枢纽出行服务技术、交通走廊协调控制技术、网络交通路由控制技术和交通异常快速检测技术。图三 上海市智能交通信息系统的结构通过上述关键技术的研究，为综合集成世博智能交通技术、实现市域范围内交通综合信息的共享和交换、扩展在城市交通枢纽中公众出行服务功能以及实现快速路、地面道路一体化城市道路网络的协调控制管理功能，开展面向公众的信息服务、面向产业的技术服务、面向世博的交通管理服务以及面向政府的决策支持服务奠定基础。3.2 应用智能交通的四项示范工程3.2.1 交通综合信息平台示范工程该示范工程初步汇聚航空港、码头的航线、航班信息，连同平台所汇聚的全市快速路、地面道路交通、部分公共交通、轨道交通等在内的基础数据、实时数据、历史数据，为世博交通信息服务提供基础的数据支撑。并开展基于平台的应用服务平台示范建设，突出世博交通信息服务的重要功能。3.2.2城市交通枢纽出行信息服务系统示范工程该示范工程由浦东国际机场、吴淞客运码头、人民广场三个城市交通枢纽的交通综合信息发布服务系统组成。通过设置信息引导显示屏等方式，发布主要道路节点实时交通状态信息、轨道交通、公交及换乘等信息。实现交通信息中心与交通综合信息平台的互联与信息交换。3.2.3 “世博优先”的道路交通协调管理示范工程该示范工程由网络交通路由控制示范工程、匝道协调管理示范工程、世博专线信号优先示范工程三部分组成。分别对道路通行能力、道路交通协调管理、信号控制等进行优化和加强。3.2.4 世博综合交通紧急事件管理示范工程该系统通过紧急事件管理中心处置，与预先设计的紧急事件处置预案库自动相连，及时给出应对处置方案，这样可以大大缩减处置事件的响应和判断时间，以及时诱导疏散被事件影响的相关车辆。4.南京市智能交通应用概述近年来随着社会经济快速发展，南京城市化进程不断加快，机动车增长速度明显加快，尤其是私人汽车增长势头迅猛。面对日益严峻的城市交通状况，南京市政府采取积极有效的措施科学地组织城市交通，不断提升城市交通管理科学水平， 全力保障城市交通有序畅通。采用城市智能交通系统则是南京改善城市交通状况的手段之一。4.1公交系统管理系统南京市的智能公交系统140多条公交线上的2600多辆公交车将全部纳入该智能系统监控中，公交智能调度管理系统主要运用了卫星定位、无线数据传输、地理信息等技术，调度人员可根据箭头颜色的不同合理调度车辆。其中，绿色代表上行，蓝色代表下行，红色代表报警，黄色代表报修，橘黄色代表超速，黑色代表路堵。当一条线路上两个绿色箭头靠得太近时，调度人员就会通过系统向其中一辆车发出指令，要求其调整速度，使得车辆之间保持合理的间隔。图四 公交智能监控管理系统12平方米DLP精显背投大屏。4.2交通信息服务系统该系统包括南京智能交通诱导服务中心平台系统、江苏省交巡警高速公路指路服务系统、南京智能交通广播服务系统、南京智能交通诱导服务系统网站、南京市停车诱导服务系统等5个子系统，汇聚整合各类交通信息资源，并通过合理可靠的服务软件系统构建智能交通信息服务平台。目前，南京智能交通信息服务中心已接入11万余个信息采集点、7000多辆出租车车载智能终端、8个隧道口和170个主要路口的视频监控系统，路况动态信息准确率达85%以上。该系统可为公众提供实时路况查询、动态路径诱导、公交查询、停车场车位查询和预订、交警服务信息免费告知、高速公路信息查询等服务。南京市智能交通信息服务系统的建设以南京市为依托，以提高和改善公众出行效率及服务水平为目标,交通拥挤降低20%，延误损失减少1025%，交通事故降低5080%，油料消耗减少30%，废气排放也显著减少。4.2智能信号控制系统南京市现有各种交叉路口约一千个，但目前信号灯大多数都采用单点式信号，信号周期时间固定不变，道路利用率和运输效率较低，交叉口的延误和拥挤现象十分严重。针对此情况，南京市已经将智能信号控制系统纳入规划之中，建设以区域或路段联网的智能信号灯控制系统根据道路车流量变化调节红绿灯切换时间，形成区域，路段的绿波带，加快市内车辆的流速，减缓车堵现象，并预期三年之内实现全市50%以上的智能信号覆盖率。5.深圳市智能交通应用概述截至2007年底，深圳现有道路总里程约5250公里，并按照4%的建设速度增长，预计今年年底车辆密度远高于国际标准极限值240辆/公里，城区和重点路段的密度更高。据资料显示，2008年深圳共有200余万驾驶员、130余万辆机动车以及30余万辆的非机动车，而深圳市公安局交警民警却仅有1820余人，远远不能满足需要。正因为交通管理环境量大且复杂，且人工执法力量薄弱，深圳市加大了科技研发、应用，从而使深圳市交通科技的发展应用在全国处于领先水平，有效保障了深圳交通的安全、快捷。目前深圳市智能交通指挥中心依托交通信息采集及公用信息平台，包括智能交通信号控制系统、闭路电视监控系统、智能交通违章管理系统、机动车识别综合应用系统、干线交通诱导系统、停车诱导系统、交通事件检测及预警系统和指挥系统在内的八大系统交织成一张高效、科学的交通管理网络。在深圳智能交通的应用中，以下几个方面应用比较广泛、技术相对成熟：5.1 交通信号控制系统SMOOTH控制系统深圳市交警局自主研发的新型智能交通自适应式控制系统SMOOTH信号控制系统于2003年投入使用，已经过了6年的推广和完善。目前在已使用自适应控制有4 0 多个路口， 这些路口安装的车检器每时每刻都在向控制机返回交通量、占有率、空间平均速度等实时交通数据， 控制机把这些数据进行分析， 得出一套适合当前交通流量的配时方案。据了解， 此系统的应用有效提高了路口有效绿灯时间， 早晚高峰通行能力提高了8.9 ，平均延误降低了17 ，高峰延续时间平均缩短440分钟，同时使自适应水平及对干扰、特殊气象条件和适应性都有明显的提高。5.2 电子警察电子警察经过12年的发展，从设备功能、执法对象、设计领域、建设规模等各方面都在不断扩展完善。到目前为止，电子警察系统已覆盖全深圳市6个区的主要道路，固定式电子警察的执法量占市交警局机动车执法总量的比例由2000年的23 逐年上升到2008年的65 ，流动电子警察执法量目前也占执法总量的22 ，电子警察已成为交通执法的主力军。 经过不断完善，深圳的电子警察从原来单一地拍摄闯红灯行为发展到能自动查处超速、逆行、不按线行驶、大货车冲禁令等13中交通违法行为。深圳交警部门还在不断研发更先进的电子警察，如带有录像功能的电子警察， 专门抓拍进入导向车道后跨实线变线的行为。5.3 区间测速目前深圳全市已完成113个车牌识别监测断面的建设， 初步形成了前端识别点的网格化布局， 基本覆盖了市区内的主要道路以及全市重要二线关和三线关。目前测速区间已经达到25个，据统计，截至到2009年2月，25个测速区间累积抓拍到6万余宗超速交通违法行为。区间测速系统使得车辆超速行驶现象得到极大的遏制，事故大幅减少，拥堵和行车缓慢的次数明显降低。5.4 GPS监管平台为引导运输企业利用GPS相关技术提高安全管理现代化水平，2007年7月深圳开始建设交通行业GPS监管平台，要求将长途客车、旅游客车和危险品运输车辆全部接入到该平台，出租车、公交车、物流货运车等部分接入到该平台。投入使用到现在，该平台接入车辆的在线率基本上保持在80%以上，大大加强了深圳市道路运输安全的管理力度。此外，深圳市在其他方面也不断推进智能交通现代化控制管理的进程，例如，在全国率先研发出能计算出正确周期的实时动态倒计器并投入使用；在深圳交通局的总值班室是视频监控系统安装了DLP大屏，并实施停车诱导措施；自2003年起，深圳市便开始逐步实现驾驶员考试全程电子化等。6.香港智能交通应用概述2001年香港政府首次提出更好地利用智能交通系统(ITS)的规划方针，将发展ITS作为一项重要政策逐步付诸实施过去几年内，香港政府的ITS工作主要集中在以下方面：交通信息处理、交通管理、道路电子收费(ERP)和智能卡。6.1交通信息处理香港和世界上很多大城市一样，主干道经常在高峰时间发生塞车，为此香港运输署在早晨的高峰时间，通过两个电视频道发布图像，同时还在Internet上实施全天侯服务，每两分钟上载一次交通信息图片，使道路使用者在Internet上可以即时收看全港干线公路的交通实况，主干道使用信息在鼠标点击间尽收眼底，为方便出行提供了帮助。此外，公路上的可变显示标志(VMS)能够有效地提供道路使用的详细情况，在ITS应用中有相当重要的地位。虽然VMS在公路主干道网络中的覆盖率尚不足1O，但其显示的交通信息很丰富，有多地点间、点对点的平均行驶时间等。6.2交通管理2001年起，港府为主要干道网的新建道路装设了闭路电视监察摄像机、自动事故侦查系统可变交通讯息显示屏、行车线管制灯号和速度检测摄像机系统。2002年，在隧道和主要干道的引道增设了行车时间显示器，以舒缓拥塞情况，同时计划开发运输资讯系统，在2003年完成公共运输查询系统的开发工作。目前，一套综合的、功能强大的交通控制和监管系统(TCSS)已经安装在青马大桥控制区中心，这套系统在世界上处于领先水平。运输署基于安全性和可操作性等多方面考虑，还计划将TCSS普及到公路主干道网络中。另外，香港使用了SCOOT系统和SCATS系统，并在主干道上通过三个控制中心进行交通管理，通过闭路电视监测交通实时情况。6.3 ERP研究香港港政府于1997年3月委托顾问公司进行ERP可行性研究，研究的目的是探讨在香港实施ERP的可行性，以及评估是否需要采用该系统来达到交通方面的一些目标。然而，这项耗资9000多万元、研究多年的ERP计划，在2001年4月24日遭到搁置，打入冷宫。特区政府当日宣布，据未来l0年估计，平均车速不会有很大变化，并且将有多项措施改善空气质量，因此在未来l0年内不会实施该计划，但政府还是会密切关注相关科技的发展、交通的情况以及ERP的技术进展，以备将来不时之需。6.4智能卡应用在香港，公共交通使用电子收费已经成了天经地义的标准规范。数目庞大的非接触式智能卡，于1994年由干线公路、渡口和公交公司工作者联合发放，取得空前成功。发行总数目前达600余万张，平均人手一卡。使用的交通工具几乎涵盖所有的主要公交服务系统上，真正做到一卡通的地步。除此之外，该智能卡还具备多种用途，可用于影印、使用自动贩卖机、商场消费、停车咪表收费，甚至可用于游泳池等公共设施消费等。7.小结经过l0余年的发展，我国智能交通系统从无到有、从小到大，逐步建立起自己的标准体系，研究开发出具有自主知识产权的科研成果，并通过示范城市开展试验示范。建立城市智能交通系统可以极大地提高交通运输效率，有效保障畅通和安全，增强行车的舒适性，改善环境质量，提高能源的利用率。但我国目前尚处于智能交通发展的起步阶段，由于受传统的管理体制和观念束缚，智能交通的进一步发展还存在着一些诸如缺乏统一部署和应有衔接、成果转化效率低、人才匮乏等制约因素。我国相关部门应通过建立统一的管理机构、大力整合行业资源、加强人才培养和提供成果转化平台等措施对现行机制加以完善，以达到促进城市智能交通发展、增强运输服务水平、提高国民经济效益等目标。目前，虽然我国智能交通发展仍处于起步阶段，但可以肯定的是，未来若干年内，包括我国在内的世界各国必将更加重视智能交通技术的研究与推广，并把它作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持。我国应发挥后发优势，积极探索发展模式，为交通运输业在智能交通这一新技术领域的健康发展提供有力保障。参考文献：1袁振洲，魏丽英等.道路交通管理与控制M.北京，人民交通出版社，2007年：295页-304页.2翟希,陆夷蕾,顾承华J.上海世博智能交通技术综合集成系统研究综述J.上海市交通信息中心，上海城市发展，2008年12月第6期3董海龙. 深圳智能交通系统应用现状J. 中国智能交通，2009年9期，3437页.4刘琪，凌智. 一路绿灯-织就智能交通能过的华丽篇章记深圳市交警局科技处ITS建设J. 中国公共安全：智能交通第三届中国城市智能交通论坛，2007年7期，1720页.5宋辉，郑国旋，严萍. 深圳智能交通信号控制系统J. 中国公共安全：智能交通 第三届中国城市智能交通论坛，2007年8期，4549页.6熊燕舞.解读香港ITSC.交通标准化，2003(5)，58-617南京市的智能公交系统EB/OL. http:/www.c- 8杜宏川.我国智能交通系统发展现状与对策分析J. 吉林交通科技 2009年1期，6063页8周力,李炜.我国智能交通控制系统的发展与展望J. 自动化与仪器仪表 2009年2期（总第142期）附件：小组分工在老师留完此次作业后，我们小组成员一起开会进行了详细的讨论。在会议上我们选定了题目，然后对此问题进行研究，确定了小组分工。完成此项任务的步骤及分工如下：1. 收集相关资料，并整理成文档在小组讨论中，我们一共确定了我国的五个城市来阐述智能交通在我国的应用情况，然后安排5个人对这五个城市进行资料的搜集和整理。具体安排如下：张星：香港佟松贞：深圳黄田芳：上海杨俊琪：北京卓玛：南京周微：与智能交通有关的理论概念和综述2. 对上一步骤中完成的文档进行整理和编辑，以正式论文的形式完成报告，由周微负责3. 制作并准备讲演PPT，由熊雪萍负责收集于网络，如有侵权请联系管理员删除