长沙市智能交通系统ITS建设和应用的思考.docx

长沙市智能交通系统ITS建设和应用的思考.docx

《长沙市智能交通系统ITS建设和应用的思考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长沙市智能交通系统ITS建设和应用的思考.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

长沙市智能交通系统ITS建设和应用的思考

长沙市“智能交通系统”（ITS）建设和应用的思考

    作者：

长沙支队    来源：

湖南

   随着我国改革开放的不断深入发展，长沙市经济建设日新月异。

由于经济的迅猛发展，现有机动车和驾驶员增长的快速与道路增长的慢速，造成了现有的交通管理模式与急剧增长的交通需求不相适应，给公安交通管理部门带来了严峻的挑战，交通道路拥挤，停车次数增加，交通事故的上升等不仅影响经济建设的发展，而且妨碍人民群众的日常生活。

因此，加大交通基础设施投入的力度，为长沙市的经济发展增添后劲，切实改善长沙市的投资环境，制定城市现代化交通管理规划，采用先进的技术手段，实现科学管理已成为长沙市交通管理建设的当务之急。

智能交通技术的发展为解决长沙市交通问题提供了新的思路。

城市的发展不仅仅是修建更多的交通基础设施，而且更应该重视采用先进技术使人们的出行信息化，提高交通的机动性、安全性和道路的通行能力。

智能交通系统（ITS）是在当代科学技术充分发展的背景下产生的，旨在将先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地综合运用于地面交通管理，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的交通管理系统。

为最大限度的发挥既有道路系统的交通效率，进一步提升长沙市的城市形象、城市品位，促进长沙市的国民经济和社会的持续发展，构建和谐社会。

   1、国内外智能交通系统研究现状与发展趋势

   交通的本质就是人、车、路等内部要素之间的相互关系。

而作为复杂开放、随机可控的大系统，交通的好坏不仅取决于内部要素之间的整合协同，还受地理环境、土地利用、产业结构及社会，环境等诸多外部环境的制约。

经济快速发展，使交通系统运行中的不确定因素越来越多，各内部要素的规模日益扩大，内部要素之间及内部要素与外部环境之间的关系日益复杂。

处理协调好这些关系，是交通系统健康、高效运行的关键。

面对当今世界全球化、信息化发展趋势，传统的交通技术和手段已不适应经济社会发展的要求。

智能交通系统（以下简称ITS）是交通事业发展的必然选择，是交通事业的一场革命。

通过先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术有效的集成及应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现，从而实现实时、准确、高效、安全、节能的目标。

   智能交通形成一个系统概念，起始于20世纪80年代，其中最具代表性的是美国智能车辆道路系统（IVHS，1992年）、欧洲高效安全欧洲交通计划（PROMETHEUS，1986年）、欧洲车辆安全道路结构计划（DRIVE，1989年）日本的道路交通信息通信系统（VICS，1995年）。

它们共同的特点是：

将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于整个交通服务、管理与控制，从而建立起来的一种大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统，以解决日趋恶化的道路交通拥挤、交通事故和环境污染。

美、欧、日是世界上经济发展水平最高的国家和地区，也是世界上ITS开发应用的最好国家。

从它们发展情况看，ITS的发展，已不限于解决交通拥堵、交通事故、交通污染等问题，也成为缓解能源短缺、培育新兴产业、增强国际竞争力、提升国家安全的战略措施。

中国ITS起步较晚，与发达国家相比还存在很大差距，如何加快发展并解决瓶颈问题仍是我国面临的课题。

   1.1 美、欧、日等发达国家ITS发展特点及比较

   智能交通系统的早期构想是由美国在六十年代提出的，目前，世界上已形成了美国、日本、欧盟三大ITS研究开发基地，除此之外，亚洲的韩国、新加坡和我国的香港特区ITS发展水平也较高。

   美、欧、日等发达国家和地区ITS发展正处于产业化形成和大规模应用阶段。

美国ITS的研发主要采取自上而下模式，首先从ITS体系结构入手，通过体系结构研究，引出各子系统功能，然后逐步研发实施。

日本采取官、民、学协调体制，民间起步，政府协调，拨款资助。

欧洲为官方（主要是欧盟）和民间并行。

分析它们的发展，可以得出共性和个性的特点。

   1.1.1 注重前期制定规划和目标

　　美国集中国内各种力量，在政府和国会参与下成立了ITS领导和协调机构，于1991年制定了《综合陆上运输效率化法》，并拟定了20年发展计划；1995年3月，运输部正式出版了《国家ITS项目规划》，明确规定了ITS7大领域和29个用户服务功能，并确定了到2005年的年度开发计划。

　　日本组成由四省一厅参加的全国统一ITS开发组织（VERTIS），1996年制定了“推进ITS总体构想”，推出了为期长达20年的发展计划，包含了智能交通子系统部分应用、改善基础设施建设及系统和产品研发。

欧盟19个成员国为共同推进ITS发展，1985年成立了欧洲道路运输信息技术实施组织（TRICO），实施智能道路和车载设备研发计划；1986年欧洲民间联合制定了欧洲高效安全交通系统计划（PROMETHEUS），在政府介入下，1995年启动该计划，1996年2月底，欧共体事务总局13局第一次公布了T-TAP征集的74个子项目。

   1.1.2 注重制定ITS规范与标准

   各国非常重视制定ITS规范与标准，国际标准化组织1993年成立了TC-204技术委员会，负责制定“交通信息与控制系统标准”；美国建立了ITS通信协议NTCIP，欧盟标准化组织在1990年开始CEN／TC278工作，与ISO订立了Vienna协议；日本1991年12月开始ITS标准全面制定，日本汽车委员会被指定为制定标准秘书单位。

   1.1.3 ITS研发和工程投资力度大

美国政府1991年至1997年各年度ITS项目资助金7年内总投资达到13亿美元，20年发展规划投资预算约400亿美元；日本ITS投资来源主要为与汽车相关税收，四省一厅1995年至1999年共投入3683.66亿日元ITS研发、实施资金，其中90%用于ITS实施，10%用于ITS研发。

   1.1.4 ITS投资采取政府为主、企业参与方式

   投资方式上，美国政府要求将ITS发展与建设纳入各级政府基本投资计划程序中，并注重创建新的投资机制，以便部署、支持、开发和建设ITS。

大部分资金一般通过传统方式，如公路信用基金等，由联邦、州和各级地方政府提供，也注重调动私营企业发挥应有作用。

日本也采取了政府与民间企业相互合作，如车辆信息通信系统（VICS）运作方式就加速了日本ITS研发、建设和应用。

   1.1.5 根据国情选择不同发展重点

　　美国注重ITS安全设施建设，根据本国交通基础设施特点和实际需要，已建立起相对完善的车队管理、公交出行信息、电子收费和交通需求管理四大系统及多个子系统及技术规范标准。

“9?

11”恐怖事件引发了美国政府和交通界人士反思，认为ITS应该而且能够有效预防恐怖袭击，加强基础设施和出行者安全并可用于评价灾难程度与加快交通恢复，实现快速疏散和隔离。

因此，美国ITS今后建设趋势之一就是研究ITS在美国安全体系中维护地面交通安全作用，重点集中在安全防御、用户服务、系统性能和交通安全管理方面。

　　日本注重ITS诱导设施建设，建设省组织以丰田公司为首的25家公司联合研发自动公路系统（AHS）。

近几年，日本还投入15亿日元开发全国公路电子地图系统，打开了车辆电子导航市场，已有近400万套车内导航系统在市场上应用。

日本的ITS建设主要集中在交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理及紧急车辆优先等方面。

　　欧洲注重构建ITS基础平台，ITS建设进展介于日本和美国之间。

日前正在全面应用开发远程信息处理技术（Telematic），计划在全欧洲建立专门交通（以道路交通为主）无线数据通信网，ITS的主要功能和交通管理、导航和电子收费等都围绕Telematic及全欧洲无线数据通信网来实现。

目前，开发先进的旅行信息系统（ATIS）、车辆控制系统（AVCS）、商业车辆运行系统（ACVO）、电子收费系统等方面。

　　美、欧、日等发达国家ITS发展已进入成熟的实用化实施阶段。

可以看出：

（1）对ITS予以明确、连续的政策支持，并针对自身特点和发展从国家战略层面加以规划；

（2）发展ITS不仅局限于交通及解决相关问题，还拓展到国家安全、自然灾害、生态环境、产业经济等多方面；

　　（3）强调ITS发展的自主创新，注重ITS的产业化，以发展ITS为契机，推动本国通讯、电子、计算机等高新技术发展和应用，抢占国际市场，提升国际竞争力；

   （4）创造多元化投融资渠道，加强ITS人力资源培养和标准化开发等。

   1.2 我国ITS发展现状及反思

   从20世纪70年代末至今，我国交通事业快速发展。

各级交通部门充分发挥“后起国”优势，通过技术引进和自主创新，一些先进技术逐渐在中国部分大城市交通部门得到应用。

虽然在整体规模和层次上与世界发达国家还有不小差距，但部分领域技术水平已处于世界领先位置。

目前，我国社会经济发展水平仍处于工业化阶段，在向信息社会迈进的过程中，工业化任务还没完成，但信息化浪潮已扑面而来。

对交通系统而言，一方面要求大力建设交通基础设施满足交通出行基本要求，另一方面要发展ITS，使交通基础设施服务能力尽可能提高。

   1.2.1 我国ITS发展及现状

   我国ITS的研究应用起步较晚，但发展处于蓬勃上升趋势，初步开展了ITS规划的研究并在部分城市试点建设。

（1）规划和政策层面

   成立了国家层面协调机构并开展规划研究，在制定科技发展“九五”计划和2010年长期规划时，交通部就将发展ITS列入计划，开展了ITS发展战略研究。

1998年，在国家质量技术监督局指导下，交通部正式批准成立了ISO／TC204中国委员会，该委员会把推进中国ITS标准化作为主要任务。

国家有关部委已成立了全国ITS协调小组，并完成了“中国ITS体系框架”、“中国ITS标准体系框架研究”、“智能运输系统发展战略研究”等一批关系中国ITS发展的重点项目，还完成了重大“ITS关键技术开发和示范工程”。

（2）技术层面

   上世纪70年代中至80年代初，主要试验研究城市交通信号控制。

80年代中至90年代初，一些大城市如北京、天津、上海引进消化了城市信号控制系统，北京引进了英国SCOOT系统，天津、上海引进了澳大利亚SCATS系统等。

90年代，一些大城市逐渐建设交通监控系统，一些高速或高等级公路建设监控及电子收费系统。

GIS、GPS等技术也在管理、运营等领域应用。

“十五”期间，科技部将“智能交通系统关键技术开发和示范”作为重大项目列入国家科技攻关计划。

该项目包括共性关键技术、关键产品和技术开发、ITS工程示范和相关基础研究四大类16个课题。

已验收课题，获国家发明专利23项，制定企业标准7项，建立跨省市国道主干线联网电子收费、高等级公路综合管理、城市交通信息采集与融合等示范点15个，车载安全装置等中试线3条，生产线4条，成果转让合同27项。

应该说，“十五”期间，我国ITS发展取得明显成效。

但各城市ITS建设各子系统尚无法有效协同整合，集成度较低，技术上处于分隔独立状态。

   （3）投资层面

   “十一五”期间，ITS投入逐渐加大。

据科技部统计，示范工程专项调动项目参与单位投入资金达15亿元以上，但投资主体主要是中央政府和地方政府。

我国的一些企业积极性也较高，但因缺乏总体协调机构和投资机制，政府与企业间沟通不够，ITS尚未形成IT业中重要产业。

   1.2.2 对我国ITS发展的反思

   我国ITS发展总体形势较好，但问题也较多。

反思近年来的发展，问题可概括为：

体制分散，统一协调不够；引进太多，消化创新不够；政府主导，民间参与不够。

具体为：

（1）没有明确规划

   我国目前ITS基本处于分散在有关部门各自研发中，缺乏系统性、可操作性强的框架体系方案。

（2）统一协调力度差

   国家虽然成立了协调指导小组，但协调机制还不完善，协调力度不够。

从体制上看，系统建设和营运管理面对不同行业，城市交通管理系统建设和营运管理权责属公安交管部门或城建部门，公共交通属市政管理部门或建委，高速公路交通管理系统营运管理属收费道路公司和交通路政部门，商用车管理属交通运管部门，水运属交通港航部门，机场属民航部门，铁路属铁道部门。

不同运输方式行业管辖部门不同，制度不同，信息也不能及时沟通，使ITS所要求的数据可相互交换、设备可相互联结、运作可相互操作目标相差极大。

所以，需建立合适的法规和制度，建立横跨行业协调机构，规定行业管辖权责，否则ITS建设就无从谈起。

   （3）投资机制不完善，产业化程度不足

   目前，我国智能交通产业化程度较低，尚未形成具有一定规模的产业集群。

因缺乏总体协调机构和投资机制，政府与企业间沟通不够，ITS尚未形成IT业的重要产业。

   （4）政府和民间缺乏沟通媒介

   从发达国家推动智能交通建设实践看，政府和社会间都存在一个或多个以专业协会或其他组织形式出现的组织，这个组织从事智能交通技术研发、交流、推广应用，它上承政府，下接民间，起到政府与民间沟通媒介作用，体现了推动一项技术成果方面政府和民间合作的有效模式。

这种组织可通过影响力逐步将智能交通领域科研、产业、用户聚合在一起，从而有效发挥智能交通领域资源优势，推动智能交通技术开发与实际应用相结合的步伐。

还可借助聚合资源优势，有效引导智能交通产业发展重点、调整和优化产业结构。

   2、长沙市智能交通现状及存在的问题

   2.1 长沙市智能交通建设现状与发展条件

   与国内其它同类城市相比，长沙市的道路交通管理水平相对较高，现已达到国家畅通工程A类城市二等管理水平，具备了发展智能交通的基本条件，具体表现在以下几个方面：

   2.1.1 长沙市智能化道路交通管理系统初具规模

   1998年，长沙市投资两千余万元建立了建设规模、功能设计、技术先进程度均居全国领先地位的指挥中心，2005年前后又对整个系统进行了全面升级。

现有的电视监控系统、电子警察系统、交通诱导系统、机动车登记信息系统、驾驶证管理系统、道路交通违法信息管理系统、交通事故信息系统、122交通事故接处警系统、办公自动化系统、通行证管理系统、排队呼叫系统、车管、驾管收费等系统等均严格按照公安部和部交管局制定的行业标准设计。

所有的交通管理信息均可适时向上下级传输，确保了数据更新及时，数据全部共享。

以上均为发展智能交通提供了较好科技平台。

   2.1.2 交通基础设施进一步完善

   长沙市土地面积11819.5平方公里，总人口650万人，市区面积556.33平方公里，中心城区（二环以内）面积135平方公里，常住人口208.65万人。

   截止2006年12月20日，全市机动车保有量为456696辆；驾驶人保有量为625628人。

   目前，内五区已建成城市道路646条，总长859.5公里，道路面积21.25平方公里,人均道路面积达10.18平方米/人,全市城区已实施单向交通组织的道路有32条。

   市区现有人行过街设施1039处，其中：

地下通道76个，人行过街天桥10个，行人二次过街设施15个。

平均间隔264米（国家A类城市一等标准为200米）。

   市区有178个信号灯路口，120个路口设置人行横道信号灯。

127个路口和路段实现了电视监控，已有24个路口安装了电子警察（共计69个车道）。

目前，我市的电子警察点正在扩容建设之中。

   长沙市共有各类停车场2396处，面积为410万平方米，共有停车泊位128654个。

   近年来长沙市市区路网交通基础设施的不断完善，为发展智能交通提供了强力的硬件支撑。

   2.1.3 市民交通安全意识得到提高

   交通法制、安全宣传已实现经常化、制度化，宣传气氛浓厚，社会氛围良好。

文明参与交通成为社会精神文明建设的重要组成部分，常住人口和流动人口的交通法规和交通安全常识普及率基本较高。

近年来交通秩序整治的力度日益加强，电子警察的威力日益明显，特别是文明交通劝导员的上路，强化了对非机动车、行人的交通管理，各类交通违法行为逐渐减少，为发展智能交通提供了较好的软环境。

   2.1.4 交警队伍的建设和整体形象进一步改善

   在长沙市城市交通畅通工程的实施中，全市基层交警的政治及业务素质进一步提高，队伍的业务技能、执法水平、文化素养、为民服务水平明显提高，基层交警部门的交通工具、通讯工具、武器、警械等装备配套达到统一标准和要求，交通管理部门的整体形象及管理水平得到了较大的提升，为智能交通的应用提供了较好的软环境。

   2.2 长沙市智能交通发展存在的问题

   长沙市在进行城市交通管理过程中提出了争创全国“文明城市”模范城市的高目标，按照公安部、建设部下发的《城市交通管理评价指标体系》中一类城市来衡量，当前加强以下几个方面：

   2.2.1 长沙市交通管理指挥系统整体功能不强

   我市是国内较早从事智能交通研究的城市之一，长沙市公安交警支队在支队与各个下属部门之间建立了100M局域网，采用高性能小型机带磁盘柜构成主管业务的数据中心，依D/S/C三层结构模式搭起高性能的交控、交管业务的计算机网络平台。

各业务系统可在网上方便、快捷地交换数据，协调工作。

在支队计算机网络平台上建立了交通管理综合信息系统，实现车辆、驾驶员查询、交管业务网上办公和交通管理信息互联网站。

此外采用C/S方式完成了122接处警系统的网络架构；采用专用网络实现了有线、无线通信指挥系统进行指挥调度；通过在各出入城路口、路段设置环行检测线圈，实时监控出入城的车流量；通过在城区各路口、路段的电子警察、电视监控系统，实时监控城区实况等。

尽管长沙市在交通信息化建设过程中投入巨大且取得了不小成绩，但也存在着明显不足：

（1）信息孤岛

   已有的系统本身基本处于相对独立的状态，形成了一个个信息孤岛，彼此之间没有形成很好的数据信息资源共享，造成了系统的重复建设和资源浪费。

（2）交通控制模式、方法落后

   对于信号控制交叉口，传统的单点定时信号控制方式已不能适用城市交通实时动态变化及交叉口关联的需要，应该研究探索线上或面上实时协调控制的控制模式，或引进国外先进的实时自适应交通控制系统。

   （3）指挥决策能力低

   指挥人员无法全面掌握交通信息，对交通异常无法作出正确的应对。

   为了解决城市交通系统管理中的问题，改善城市交通环境，长沙市通过采用采取引进与开发相结合的方针，依照“总体规划，分步实施，先中心城区，后外围城区”的步骤，在中心城市建立交通区域控制系统，并在此基础上建立了具有完备、动态、实时的信息采集、传输、处理与决策能力和组织、协作、监控与指挥能力的科学、规范、高效的长沙市公安交通指挥控制中心。

   2.2.2 交通管理设施急待提高

（1）交通诱导标志设置不全、分布不够合理；

（2）交通诱导信息较少，信息发布途径较少；

   （3）提高信号交叉口数量和质量；

   （4）缺少行人过街设施和行人过街灯控设备。

   2.2.3 静态交通管理的软、硬件仍需加强

   停车问题不仅影响城市的形象和投资的环境，而且对动态交通也会产生干扰。

从现状统计看，长沙市不仅停车泊位数量偏少，而且缺乏有效的停车诱导系统，造成驾驶员寻找有效的停车泊位困难。

   2.2.4 公交信息化程度不高

（1）缺乏公交实时调度功能；

（2）公交信息不完善，缺少有效的发布设施；

  （3）公交查询系统不完善；

  （4）缺乏公交优先信号系统；

  （5）缺乏公交乘客诱导信息。

  3、建设长沙智能交通系统的必要性

  城市智能化交通管理系统是先进的交通管理系统（AdvancedTrafficManagementSystem，称为ATMS）的一部分，也是智能交通系统（Intelligent TransportationSystem，称为ITS）非常重要的一个应用领域。

ITS最主要的特征就是系统的高度集成化，它利用先进的通讯、计算机、自动控制、视频监控技术，按照系统工程的原理进行系统集成，使得交通组织管理、交通工程规划、交通信号控制、交通检测、交通电视监控、交通事故救援及信息提供系统有机地结合起来，通过计算机网络系统，实现对交通的实时控制与指挥管理。

ITS另一特征是信息高度集中与信息实时处理，ITS由于运用了先进的网络技术，使得信息获取快速、实时、准确，提高了交通控制的实效性。

城市智能交通管理指挥系统的应用使交通管理系统中人、车、路以及车辆之间的关系变得更为和谐有效，使城市交通更为流畅和有序。

   3.1 有利于促进交通管理体制的改革和交通管理的法制建设

   在交通管理系统建设过程中，可以帮助理顺各有关部门的相关职能，促进交通管理体制改革，同时，促进交通管理的法制建设，使其更完善，更符合加入WTO后国际化的要求。

   3.2 有利于管理水平和管理效益的提高

   通过运用先进技术手段促进警务管理模式的改革，提高警务效率和服务质量，从而提高公安交通管理部门的快速应变能力和道路交通管理水平。

   3.3 有利于警务公开、高效

   建立智能交通管理指挥系统后，通过一系列技术手段，公开办事制度和办事结果，全面实现警务公开，并使交通管理业务制度化、规范化，从而达到高效。

   3.4 有利于规范行车秩序，提高道路使用者综合素质

   通过对行车秩序的有效管理，彻底解决交通流无序、混乱的状况，使各种交通流在城市交通网络中处于有序、和谐的通畅运行状态，并进而提高道路使用者的综合素质，使人、车、路系统达到最大限度的和谐。

   3.5 有利于便民、利民、为民措施的落实

   智能化交通管理系统建成后，不但使市民出行方便，而且群众可通过各种途径及时了解交通管制、交通法规、办事指南等有关交通信息，更可从网上申办部分交通业务。

同时。

与城市公交调度系统、停车场管理系统等实现动态数据交换。

从而大大方便群众交通出行和办事，为群众提供优质、舒适、快捷的服务。

   3.6 有利于提高城市信息化水平

   通过交通管理系统的建立，使原先分散的利用率低的信息得以有效综合利用，提高了数据时效性，扩大了信息的综合效能，大大促进城市整体信息化水平的提高。

   3.7有利于社会生产力和长沙市中心城市地位的提高

   通过建设和应用先进的智能交通管理指挥系统，使城市交通的运行效益大幅度提高，达到降低能耗，减轻环境污染，加快人流、物流的运转，改善城市投资环境和居住环境，从而促进长沙市综合能力和竞争能力的提高，加快社会生产力的发展，促进我市经济建设，稳固中心城市地位。

   4、长沙智能交通系统发展目标

   从长沙市社会经济发展、交通需要和公安交通管理工作的需要出发，遵照系统工程和交通工程的科学原理、规范及技术要求，将同期或分期建设的本地集中或者不同地域分布建设的公安交通指挥中心各子系统，及其与相关指挥中心管理系统等有机地集成一个相互关联的整体，充分发挥多技术、多系统、多资源等相互融合而产生的整体效益，建立具有完备、动态、实时的信息采集、传输、处理与决策能力和组织、协调、监控与指挥能力科学规范、高效的交通指挥中心运行机制；充分有效地利用现有交通资源及条件，提高道路通行能力，有效地减少并遏制交通违章与交通事故的发生，增强道路交通的安全与畅通，促进交通与环境、经济和社会的协调及可持续发展。

   4.1 长沙智能交通系统实现的功能目标

   4.1.1 实现交通流量自动检测

   利用先进的