美国商用车辆运营管理系统发展综述.docx
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美国商用车辆运营管理系统发展综述
美国商用车辆运营管理系统发展综述
小组成员：
毛亮\于艳超\于浩雷
指导老师：
张崎
摘要
美国是最早发展智能交通系统（ITS）的发达国家，作为ITS核心服务之一的商用车辆运营管理系统，从一开始就受到了特别的重视，而且被认为是ITS工程中“早期的优胜者”。
本文首先介绍了美国商用车辆运营管理系统的发展背景，阐述了美国ITS框架中的商用车辆运营管理系统结构，对美国商用车辆信息系统和网络进行了介绍，另外还列举了商用车辆运营管理系统在美国统的应用状况和相关发展，最后总结了美国商用车辆运营管理系统对我国ITS发展的一些启示。
关键字：
美国智能交通，商用车辆
Abstract
TheUnitedStatesisoneofthefirstdevelopedcountrieswhichdevelopintelligenttransportationsystems（ITS）.AsoneofthecoreservicesinITS,CommercialVehicleOperationManagementSystemhavebeenreceivedspecialattention,anditisconsidered"EarlyWinners"ITSproject.ThispaperintroducesthedevelopmentbackgroundoftheU.S.CommercialVehicleOperations&ManagementSystem,thendescribestheframeworkoftheCommercialVehicleoftheoperationandmanagementsystemstructureinUnitedStatesITS.InthispapertheU.S.CommercialVehicleInformationSystemsandnetworkswereintroduced,alsocitedtheapplicationandrelateddevelopmentoftheCommercialVehicleOperationManagementSystemintheUnitedStates,andconcludedsomeenlightenmentforITSdevelopmentinChinafromtheU.S.CommercialVehicleOperationManagementSystem.
KeyWords:
TheU.SIntelligentTransportationSystem,CommercialVehicles
第一章美国商用车辆运营管理系统发展背景
本章结合美国经济和社会的发展状况，从现代交通问题、技术发展与项目实施，政策制定等方面简要介绍了美国商用车辆运营管理系统的发展背景。
美国是世界上经济最发达的国家，随着社会经济的高速增长，城市化的加快，交通拥挤、交通事故、环境污染等现代交通问题已经成为制约国家竞争力进一步提升，经济进一步发展的主要障碍之一。
20世纪90年代初，美国每年因交通堵阻塞而造成的延误达20亿车/小时，到2020年预计全国因交通问题而造成的损失每年将超过1500亿美元[1]。
在美国，有2/3的货物是通过公路运完成输的[2]，随着日益增长的货运需求，因此通过发展商用车辆的运营管理系统，对降低运输成本，提高运输效率和运输安全性，改善货运服务显得尤为重要。
美国是ITS的发源地，ITS服务技术于世界领先地位。
早在20世纪30年代，美国就已经有了“现在化公路网”的构想[1]。
20世纪60年代随着计算机技术的应用，开始研究静态路径诱导，带动了日本和欧洲的ITS研究。
进入20世纪90年代，冷战结束促进了军用高新技术民用化，美国进入了ITS的高速发展期。
1989～1996年期间，美国交通部组织进行了包括ITS技术研发及运营测试的各种ITS项目，加强了ITS基础的实施和集成，对ITS项目、关键标准，ITS框架一致性和标准的一致性都做了重点研究。
图1美国不同年度集成化城市ITS实施状况
1997年，美国78个大都市开始实施综合城市的ITS基础设施。
如图1所示为美国城市ITS的集成化实施水平，从中可以看到美国城市ITS的集成化实施水平呈稳步提升趋势[4]。
由于商用车辆运营管理系统对社会经济和环境保护有着重要影响，因此它成为了美国主要的ITS开发项目之一。
智能交通的发展离不开技术和资金的支持，完善的运输政策在推进智能交通发展中有着十分重要的作用。
美国通过促进产业界、学校、官方及民间的研究协调，对智能交通政策的制定产生了很大的影响[3]。
1989年Mobility2000提出的美国IVHS30年战略计划制定了IVHS研究的总目标、研究的分析统计研究内容[1]。
在1991年至2001年期间，美国制定了多项智能交通政策法规，如表1所示，对美国智能交通的发展起到了很大的促进作用。
表1美国智能交通政策一览表
正是由于经济增长所带来的运输需求的增加与现代交通问题不断恶化的矛盾，由于ITS技术的日趋成熟和政策法规的日趋完善，美国的商用车辆运营管理系统发展十分迅速，成为了美国智能交通应用领域的“早期优胜者”。
全国的交通运输业的到了很大的改善，产生了巨大的经济效益和环境效益。
第二章美国商用车辆运营管理系统
本章简要介绍了商用车的定义，美国ITS开发的领域框架划分，商用车辆运营管理系统构成，详细地阐述了美国商用车辆运营管理系统的涵盖范围。
2.1国际商用车的定义
ISO3833修订本将汽车分为两大类：
乘用车和商用车。
乘用车的定义为：
就其设计和技术特性而言，主要用于运载人员及其行李/或偶尔运载物品，包括驾驶员在内，最多为9座的汽车，它可以牵引挂车。
根据这一定义，我们通常所说的轿车、吉普车、某些多用途车辆（即MPV）等都属于此范畴。
商用车，指的是除乘用车以外，主要用于运载人员、货物、及牵引挂车的汽车。
商用车辆主要指各种货车、公共汽车、出租车和紧急车辆。
如图2所示。
图2商用车的种类
2.2美国ITS开发领域的划分
美国的ITS系统根据其服务公路运输使用者的对象不同，可以分为有旅行与交通管理、公共交通管理、电子付费、商用车辆使用、紧急情况管理、先进的车辆安全系统[5]。
按ITS的系统结构进行划分，美国的ITS开发的领域框架由七部分构成[4]：
1）先进的交通管理系统ATMS（AdvancedTrafficManagementSystem）
2）先进的驾驶员信息系统ADIS（AdvancedDriveInformationSystem）
3）先进的车辆控制系统AVCS（AdvancedVehicleControlSystem）
4）运营车辆管理系统CVO（CommercialVehicleOperation）
5）先进的公共交通系统APTS（AdvancedPublicTransportationSystem）
6）先进的乡村交通系统ARTS（AdvancedRuralTransportSystem）
7）自动高速公路系统AHS（AutomatedHighwaySystem）
以上七个部分中，运营车辆管理系统CVO主要针是对于运输企业，包括货运和客运，企业通过ITS技术提高企业劳动生产率，增加运输安全性，改进对突发事件的反应能力，改善车队管理和交通状况，是谋求最大效益的一种调度系统。
先进的交通管理系统ATMS以交通流为服务对象，通过检测控制，及时发出诱导信息，完成对交通的有效管理。
先进的公共交通系统APTS主要应用于公共交通运输服务，向公众提供出行咨询，在公交站台显示车辆的实施运行信息。
虽然这三个系统都有车辆、道路、驾驶员的信息管理的功能，但服务的内容和对象各有不同，具体应用也不一样。
ITS系统的两种划分方式对应关系如表2所示。
以下将详细介绍美国商务车辆运营管理系统CVO的构成。
表2两种ITS系统划分的对应和比较[5]
2.3美国商用车辆运营管理系统的组成
由表2可知，美国商务车辆运营管理系统包含商务车辆运营系统、部分紧急情况管理和电子付费三个相互渗透部分。
商用车辆运营（CVO，CommercialVehicleOperation）系统就是通过纸上作业自动化，增强运输企业的生产能力、提高装备与设施的使用效率等措施来减少管理者与承运人的开销；通过新技术的应用，更好地执行载重规定等运输规章，减少基础设施的维护保养和更新费用；并通过商用车辆的智能化，改进其运输安全性和运营效率[1]。
在美国最初定义ITS的30个用户服务系统中，有6个属于CVOS范畴。
如表3所示。
表3COVS的用户服务系统
商用车运营
分类
功能描述
商用电子结关
不停车通关保证符合通关条件的车辆迅速通过各种关卡，且避免重复性检查。
自动路边安全检查
与电子通关系统结合，检查车辆安全性以及司机的反应能力与适应能力。
车载安全监视
对高速行驶中的车辆进行无干扰监控，将司机、车辆和货物的不安全状况及时报告给司机、运输公司和有关执法人员。
商用车辆管理
进行电子结关登记，得到通关证件，获得购买燃料数、行驶里程及相关税费信息。
危险货物事故响应
向紧急救援人员提供由危险货物运输者提供的有关危险物品事故数据，推荐最佳救援方案，提供响应指令。
商用车队管理
提供司机、调度与多式联运者的通信链路，为运输者提供各种实时信息，实现商用车辆自动列队驾驶。
商用车辆运营系统的服务对象是货物运输和公共交通，目的是提升运输效率和安全性，商用车辆运营结合了电子收费服务和紧急车辆管理服务，三者的服务平台构成了商用车辆运营管理平台。
目前对商用车辆的运营的研究主要集中对长途货运系统和公共交通的研究。
2.4美国商用车辆运营管理系统的逻辑架构
美国商务车辆运营管理系统的逻辑架构是商务车辆运输管理服务和功能之间的交互关系和逻辑层次，COV系统中的功能和服务不是孤立的，而是通过与其他部分之间的交互，传递和共享数据来实现的。
美国商务车辆运营管理系统的逻辑架构主要包括运营管理、综合运输（多式联运）、紧急事件和安全。
美国商务车辆运营管理模块包括公交运营管理、运营监视、一般货物运输管理和特种货物运输管理。
公交运营管理：
根据采集的信息和交通管理需求，对公交公司的司机、车辆和班组、以及出租车司机进行管理。
为特殊的集团用户提供租车和包车服务，辅助完成公交优先的服务。
运营监视：
根据各类信息和交通规划的要求，监视在公路系统运营的各种测量（如公交车辆、出租汽车、货运车辆等）的运营审批，了解其位段、轨迹和受载等情况，保证用户的安全，提高整个交通网络系统的运营效能。
一般货物运输管理：
根据采集的信息和交通管理要求，对货物车辆和驾驶员进行管理，并根据货源的情况，合理地对货运车辆进行安排和调度，制定完备的运营计划，提高货运的效率和安全。
特种货物运输管理：
制定特种货物（如危险品以及超重、超大货物）的运营计划并登记申请，对可能发生的紧急事件做预案处理，并随时对过程进行实时跟踪。
美国商务车辆运营综合运输（多式联运）模块包括运输数据管理、联运前后和途中信息服务、货物信息管理、车辆计划管理。
运输数据的管理包括客运数据交换管理和货运数据交换管理，它从系统用户得到制定旅行联运计划方案或货物联运计划方案以及提供途中服务所需的基础数据。
联运前后和途中信息服务为用户提供联运过程前后及途中个人化信息服务、路线引导、计划变更支持、动态追踪查询等服务。
货物信息管理服务通过系统用户得到车的状态、货物集装箱状态、危险品状态等基础局，并将这些数据传送至货物联运跟踪查询服务系统，与“货物进口报关单据”和“货物出口报关单据”与“货物托运管理”数据库相连。
车辆计划管理辅助则为系统用户提供车辆的计划管理，输入车辆“预订请求”和输出车辆的“预定响应”，此模块与货物联运前信息服务相联系。
美国商用车辆运营紧急事件和安全模块提供紧急服务及安全管理功能，该功能负责管理针对事故和紧急事件的紧急服务。
主要包括以下内容：
1）发生紧急事件后可通过紧急电话等方式请求适当的紧急服务；
2）发生紧急事件后可以自动护呼叫适当的紧急服务；
3）为危险运输提供安全管理服务，并能在危险品运输过程中发生事故后提供紧急服务；
4）提供对被盗车辆的识别管理服务
5）在前往事故现场途中紧急车辆应当具有优先通行权
6）应当可以与事故管理部门交换事故信息；
7）应当能与其他紧急事件管理系统协调对事故的响应。
2.5美国商用车辆运营管理系统的物理架构
商用车辆运营管理系统的物理架构是逻辑层次的具体体现，是逻辑功能向时间物理硬件转化的一个重要层次。
美国CVO系统的物理架构主要包括货运系统、客运系统和紧急事件管理系统。
货运系统是根据采集的交通信息和交通管理要求，为货主提供更高效便捷的运输服务。
除了提供运输功能外，还利用网络资源提供与货物运输相关的货运计划、仓储、联运计划、车辆调度等管理功能。
该系统延伸到电子贸易中可以ITS称为电子交易中物流通道。
主要的逻辑功能是组织货源；提供货源信息；货运车辆的调度和诱导；货运驾驶员的管理；货运车辆的自动路线选优；路线的实现选定和登记，紧急事件的处理和预案准备，运输时的检测和发生紧急事件时的自动通告。
客运系统有公共交通子系统、长途客运子系统和出租车管理子系统组成。
一方面为乘客提供运输服务，包括常规的旅游运输和联运服务；另一方面通过与站场、车辆和其他管理控制中心的信息交换为客运公司提供管理、规划服务。
主要的逻辑功能有客运数据交换管理；客运数据采集接口；客运数据更新接口客运数据更新管理；客运数据存储管理；客运数据输出接口；提供不同客运方式互补方案；提供联运旅行规划和支持；提供联运旅行途中服务；包租包乘服务。
紧急事件管理系统是紧急事件和安全部分在物理框架中对应的部分，主要包括紧急事件管理子系统和紧急车辆子系统。
在商用车辆的运营管理系统中，主要应用了接收紧急事件报告、紧急事件调度、紧急响应管理、紧急救援支持和危险品管理。
主要的逻辑功能有提供紧急事件的识别信息；提供紧急通信功能；根据输入的信息确认紧急事件；紧急事件状态的通信；提供紧急事件数据操作者界面；调度紧急车辆；提供紧急服务人员界面；维持紧急车辆当前的调度状态；紧急车辆路径诱导；建立紧急事件的通告信息；建立危险品运输公告信息；确定相应的响应管理；紧急事件的响应管理，选择紧急事件的响应模式；评估紧急事件的响应，提供危险品情况数据。
第三章美国商用车辆信息系统及CVISN网络
美国商用车辆信息系统及网络（CVISN）是用于支持运营车辆运营管理的信息系统及相关配套通讯网络体系的统称。
商务车辆信息系统及网络作为商务车辆运营管理系统的一部分,同时也是国家智能交通系统的一部分，其核心是运输信息通信的应用标准和规范。
如图2所示
它不仅包括国家政府管理部门投资运营的信息系统,还包括一些国内运输企业和一些个人投资运作的网络信息系统。
运营车辆信息系统及网络不是为了创建一套新的网络信息化系统而是在现有的信息通信标准及现有通信设施的基础上建立一种新型交通信息共享交互框架体系以保障运营车辆运营的安全、简单、高效和经济[6]。
运营车辆信息系统及网络采用了开放的体系结构和规范标准,其首要目标即是由运输行业监管相关的安全信息文互、资信管理和电子枪查等三个应用领域开发和应用一些信息系统以规范工作流程和提高工作效率。
3.1安全信息交互
多年来国家运输安全检查工作主要是通过筛查的方式，选取个别运营车辆进行运输安全审查,其工作主要通过人工完成,工作强度大而且安全信息文互主要是通过文本表格等形式进行信息文互,工作效率低。
图3安全信息交互流程
运营车辆信息系统及网络驯的在运输安全信息交互领域的应用,其目的是通过引进电子文互系统改善现有安全信息交互方式。
其重要的特点在于它不需要人工作业,通过称为毛的系统来自动收集和运营车辆和驾驶员相关的安全信息保证了数据信息文互的及时、便捷和准确,其安全评审报告可以通过网络、有线电话或无线蜂窝电话及时传输。
工作流程如图3所示。
3.2资信管理
资信管理的最核心概念就是承运人能够用电子的方法申请、付费和得到资信证明。
任何一个已经登记自己车的承运人都会感到一辆车获得资信的任务,相当于许多车的任务二因为现在多数情况下每个州都拥有多个信息系统用来处理运营车辆资信管理的各个方面。
为了登记成为能够经营的承运人承运人通常要提交与此相关的大,申请表格以表明他们已经文了强制险、车辆已注册、付了然油税、申请了超大超盆的运营许可、申请了危险品准运证和许可、支付了大型车的使用税以及遵守了州的其他法律条款每个州处理这些申请结合使用手动和自动系统,经常感到棘手的是一些货品记价和费用支付因为他们或许用或许不用电子计费装运营车辆信息系统及网络《就是要给这样的资信过程提供从头至尾的自动化的解决方案,这个方案用电子的方法解决电子申请、处理过程、费用收取、信息发布和运营车辆运筹管理系统的资信分配、税收记录和审核以及支持多个数据源的交互和处理协议这一整个的过程。
承运人应该通过电脑用某种资信系统软件来准备他们的申请材料每个人的选择是独立的,桌面软件包被当作是一个丁承运人自动处理系统承运人自动处理系统能够提供提示和错误校验用来提高申请材料的正确性据一些州的机构报告手工提供的申请材料存在,各种类型的错误加字迹模糊的条目、漏报项目和错误的标识等完成整个申请过程后承运人就将所有材料用电子的方式传送到州。
其工作流程如下：
3.3电子稽查
放行以保证道路运输效率绝大多数的汽车司机在主路上行驶时会通过称重站表明卡车通过这些称孟站时进行了载重检查,这是为了确保他们的载重符合联邦和州的规定。
超重会导致路面磨损很大多数州限定卡车的最大的载重是万磅这样每个车轴会对应有一个最大的载重在一个称皿站,卡车会放慢速度或者停在称重称上,称能够称出每个车轴的重，再算出整个车的重。
当承运车放慢速度或者停在称重称上时,执法人员就会检查是否有正确的贴花图案和一些明显的安全问题如果他们若出了问题他们会让司机进入检查站进行更进一步的检查甚至没有任何明显的安全问题,他们也会随机让一小部分的承运车进入检查站进行安全检查。
称重的过程会导致秒到分钟的延迟如果有交通堵塞的话,会有更长时间的延迟。
这对一些类型的货车运输的运转是很重大的花费,在一些高流的检查站排队的车可以拥堵到公路上临时强制关闭检查站是为了避免文通事故的发生。
第四章美国商用车辆运营管理系统应用状况
本章将分别介绍美国商用车辆运营管理系统的交通运输领域的应用，具体阐述CVO系统在美国的发展现状。
4.1美国商用车辆超限超载检测
在称重站、边境点以及其他检查站点，这一服务使装有异频雷达收发机的、安全且合法的车辆不停车、不重复地通过复杂的检查。
这些检查包括车辆注册情况、安全状况、载重量、国际关卡通关手续等证件和状况检查。
符合通关条件的车辆可保证正常运行速度快速通过各种关卡，一旦在一个站点通过检查则无须在下游站点作重复检查。
电子称重一个重要的应用就是对车辆超限超载的监管。
美国车辆超限超载治理的历程：
美国汽车超载的历史．可以追溯到汽车出现的早期。
美国第一部管制车重的法规早在1913年就已经出台。
1918年，美国公路管理部门就认为．重型货车是公路设计的关键。
到1933年，各州已经有了某些类型车辆的载重限定标准。
1956年美国国会通过“联邦资助公路法”，该法案规定了适用于州际公路载货车辆的最大允许重量标准，并要求各州积极执行这一标准。
1977—1978年．美国国会举行有关汽车超载对公路信托基金影响的听证会．得出如下结论由于超载车辆数量的明显增大，州际公路系统的磨损速度比设计磨损速度增加50％以上。
因此，严格车重规章对道路的保护必不可少，并在1978年批准的《陆上运输援助法案》中正式提出对不遵守车重规章实施计划的州进行经济处罚。
现行的美国联邦国家公路（资助公路）适用车辆重量和尺寸规章（和标准），是美国联邦公路管理局于1995年制定的。
联邦车辆尺寸和重量标准或规章，是规范和控制国家公路适用车辆最大允许尺寸和重量的重要指标（体系），也是联邦和各州检查和控制超限和超载车辆的基本依据，主要包括：
轴重、总重、长度及车桥荷载公式限制重量等。
现行规定具有几个特点，一是既有固定的标准数值，又有允许的超出范围值，如马里兰和俄亥俄州规定的单轴重量容许范围可以超出标准值的50％左右；二是仅对卡车（车辆）的最大允许长度和宽度尺寸加以规定，最大允许高度由各州酌情确定；三是在统一原则规定的前提下，允许各州根据当地地理气候和自然资源条件，做适当调整、修改和补充。
各州对超限超载车辆管理的依据是车辆尺寸和重量法规，这些规章由各州按照联邦的统一标准和规章，根据本州的特点制定并具体实施。
但各州治理规章要通过计划上报联邦运输部，并获得认可后，方可实施。
在超限超载治理工作的管理体制上，美国政府各级道路运输管理部门的职责归纳为“联邦宏观调控指导，各州具体实施，对联邦负责”。
美国联邦公路管理局负责联邦车重规章的实施.对联邦资助公路车辆尺寸和重量规章的实施进行行政管理并监督各州遵守。
美国《联邦管制法典》关于“联邦对各州车重规章实施计划和实施效果年审的指导原则”（657卷第23章）规定:
全国车重和尺度规章的使用范围主要是国家公路网（NN）（或称联邦资助公路系统）大约20万英里，其中包括44,000英里的州际公路对这些道路的使用统一由联邦公路管理局负责指导和监督。
州一级的管理机构一般由州运输部负责。
为确保地方治理超限超载运输的实施力度美国联邦公路管理局不断强化行政措施。
对实施不力者主要采用停拨联邦资助公路资金等行政制裁或处罚办法.其主要程序是审查各州提供的车重法规实施年度计划和执行情况报告看其是否按照相关法律规定和要求及时和适当提供并达到联邦公路管理局所规定的标准。
近15年内联邦公路管理局对各州车重规章实施计划所产生效果的审核主要集中在历年来数量的变化上。
例如经过车重检测站检测的车数」发出超载处罚传票的违章车数违章超载车辆所占比率等。
如果发现一些州不遵守联邦规定的条款和不提供所要求的信息其可能将面临联邦公路管理局停拨联邦资助公路资金的处罚。
技术上，大力推广应用各种先进技术包括固定检测站技术流动检测站技术、动态称重（WIM——WeightInMotion）技术（也称不停车车重检测技术）等，美国各州实施车辆尺寸和重量规章的检测设施和装备主要包括：
固定检测站、移动检测站、动态称重技术和设备等。
其中，不停车车重检测技术是一项高效率、低成本的检测技术。
为了客观、公平和高效执法，美国政府有关部门十分重视超限超载车辆的检测和认定工作，而WlM的强化应用有助于治理效率的提高。
目前，传统的停车车重检测设备，如地磅检测设备等，大多数已被WIM所取代。
该项技术正在进一步开发，与车辆自动识别、计算机技术和视频技术等系统集成应用，实现车重检测的自动化、智能化。
4.2美国自动路旁安全检查
这一系统把电子通关系统提供的安全数据与其他技术结合起来，检查车辆安全性以及司机的反应能力与适应能力。
据美国联邦交通局的统计，2010年在全美国，每月平均发生门800起货车翻车事故净由此引发的包括化学物质等泄露物的道路清扫费一项1.43亿美元。
货运卡车等大型车辆的交通事故频繁，使美国的交通管理部门下决心对载货车制定严格的安全管理规定。
4.3美国车载安全监控
这一系统在车辆高速行驶中无干扰地监测司机、车辆与货物的任何不安全的状况，并将结果报
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