时间:2024-02-04 14:43:34
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇智能交通发展方向,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:智能交通产业;技术创新;创新模式;探讨
0 前言
智能交通系统是发达国家在20世纪80年代提出,进入90年代快速发展应用。智能交通系统(ITS)作为一种重要的现代高新技术集成产业,具有涉及面广、产业带动性强、技术集成、资本密集、产权复杂等特征。能够更为有效地利用现有交通设施、缓解交通拥堵、降低交通污染、保证交通安全、提高运输效率,是未来交通系统的主要发展方向。智能交通对我国未来交通经济产业发展繁荣,为促进增长、增加就业、满足人民生活需求发挥更大的作用。以智能技术带动交通产业的发展成为一条必经的道路,不仅是因为人们需要吸收现代交通的优良之处,而且用智能交通作为服务经济发展的重要工具,将越来越有说服力。要想发展,要想交通产业创新、借助智能技术显得尤为重要。
1 我国智能交通产业的发展现状
中国智能交通系统研究起步较晚,从20世纪90年代以来,我国逐步与国际上智能交通运输系统接轨,并通过召开国际性研讨会、成立试验室和研究中心等方式加强国际技术交流,不断提高国内ITS技术研究水平。经过20多年的发展,已经取得了巨大的进步,在我国“十三五”规划中,投入将达到上千亿元,智能交通产业迎来高速发展的机会。
2 制约我国智能交通产业发展的因素分析
2.1 技术成本高
智能交通产业顺势迅速发展,市场正在不断扩容,发展的同时给各类相关智能交通系统集成商、软硬件提供商带来了巨大的发展机会。不断壮大的同时也出现了一个问题,核心技术、专利受限于外国厂商,比如智能控制的核心芯片-CPU,通信模块等。为了智能交通产品相关生产厂商的发展,不得不花费高额的费用购买芯片、通信模块,甚至出现高额的专利费用、技术转让费的现象。一方面智能交通产业也需要创新发展,这导致前端创新开发的从业人员稀缺,厂商成本也就大幅提高;另一方面因为智能交通系统相关的集成、交通大数据处理及服务、车联网、基于移动互联的智能交通应用服务等产品的研发周期长、淘汰快。
2.2 智能交通企业战略不明
一些企业甚至是部分龙头企业依靠传统的交通产业起家,经营模式过于传统,尽管工厂面积大,但其实质还是代工生产的模式,并且以企业生产-出售经营模式在延续,企业管理出现瓶颈,更多的是延续传统的理念,缺乏专业管理理念。
2.3 智能交通企业品牌意识薄弱
目前,全国现有交通信息企业数百家,其中规模以上企业几十家,主要分布在深圳、广州、佛山、惠州、东莞、珠海等珠三角城市。据统计,广东卫星导航产业的比重和企业的数量占全国的50%以上,目前在市场上能看见的GPS导航产品品牌有上百种,但60%为不知名的小企业生产,并没有发展自己的品牌,他们作为一些大品牌商家的代加工车间,利润薄,小微交通产品生产企业发展中这种“作坊零散,各自为战,贴牌生产”的局面着实尴尬。智能交通产品生产企业在国内外市场缺少拥有较大影响力和知名度的品牌,这是近几年一直限制产业规模与品质不断提升的短板。因此,从代工制作向产品设计研发转型,推动智能交通企业品牌的发展显得尤为重要。
3 对发展智能交通产业技术模式创新的建议
3.1 降低技术成本
利用智能交通相关产品生产商的影响力,首先加强与同行业之间的联络协调,积极寻求技术合作渠道,优势互补,成立联合智能交通技术研发中心,对原有开发的技术进行巩固与改善,同时要联系具有高资质、高权威的技术研发团队,通过合法有效的途径把更多尖端、符合市场要求的产品引进智能交通产业市场,以此保证智能交通产品的技术储备充足。另外可以依托于国有大型企业确保专利与智能芯片核心费用处于较低水平;再者就是对技术研发中心加大资金投入,以保证同类智能交通技术、智能交通产品能与国外产品竞争。
3.2 重视技术创新,完善经营战略
一方面企业需要引进具有掌握前沿技术的团队和先进管理理念的管理人,用前沿技术产品开发和新型经营理念对企业经营战略进行整合改善。另一方面可以鼓励智能交通企业组建战略联盟,推进智能交通上下游关联产业的技术资源整合,完善产业链规模。同时,要改变代工生产的企业模式,不仅仅关注生产环节,更要重视技术创新,将高新技术的含量作为产品优良的标志。引导智能交通相关企业创新营销模式,在传统的销售模式基础上组建营销联盟、开办全国连锁店、电子商务等新型经营销售模式。
3.3 加大品牌建设力度,技术摆脱“山寨”
以GPS导航产品为例,GPS导航产品因拥有车载、手机、地图等功能被消费者所青睐,所以购买者更注重产品功能的多样性、实用性、便利性。作为企业首先自身要提高品牌建设意识,在提高产品品质的基础上研发创新型产品,构建GPS多功能导航的层级,以“多功能,实用,更新快”的产品理念并借鉴国外优秀智能交通设备或产品的设计,形成自成一家的风格。提高企业的研发实力,以优秀产品理念带动消费,推动企业品牌影响力建设。政府、智能交通行业协会也要组织企业积极参加全国各种大型博览会、展销会、智能交通技术研讨会及网上交易会。另外,也要积极开拓国际市场,根据各国异域文化元素研发出易受异域消费者偏好的产品,推动品牌走向国际市场。
广东省作为中国制造业中心的大省,给人的印象常常是粗放型、低水平的大工厂。智能交通产品将近90%的企业缺乏原创设计,基本以山寨版出现在市场上,始终无法摆脱内在低附加值、外延数量扩张的传统路径依赖。目前,这些企业正在建设的智能交通技术创新平台,以协同创新、转型升级为理念,以企业集聚、产业集群为依托,以公共平台建设为基础,以品牌创新及产业创新为目标,驱动从“山寨工厂”走向“创新中心”,不断通过提高产业影响力和辐射效应来提升整体区域的综合竞争力,推动区域内技术、金融、信息、人力资源等各类资源的集聚程度。
关键词:智能交通;城市拥堵;发展方向;方法措施
中图分类号: U491.1+2 文献标识码: A 文章编号:
一、智能交通的定义及受关注程度
什么是智能交通
智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)是未来交通系统的发展方向,它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少环境污染和交通负荷、提高运输效率、保证交通安全,因而,日益受到各国的重视。
2为什么智能交通如此受关注
智能交通可以有效缓解城市交通拥堵。随着我国经济发展和老百姓生活水平的日益提高,人们对出行时周围的环境要求也是越来越高,经济发展了,不少老百姓也开上了小汽车,汽车就相当普遍的进入了千家万户,随即“堵车”日渐成为普遍现象,给我的生活工作带来诸多不便之处。智能交通技术可以有效地提高并且利用现有交通资源使用效率,降低能耗,同时提高交通便捷水平和安全性。当然,只有智能交通建立在城市现有交通服务设施及基础设施之上,才能有效发挥出它的作用。
以大型活动的交通智能管理为例,“十一五”期间,我国举办了奥运会、世博会和亚运会等大型活动,北京、上海、广州都围绕大型国际活动的交通管理和服务,开发和集成应用了各种为交通管理和出行服务的智能化技术,建成了大规模的智能交通管理系统和交通信息服务系统。例如,奥运会期间北京市的公安交通管理系统已经处于国际领先水平,获得了2009年国家科技进步奖。智能交通系统在这些大型活动中都起到了重大的作用,保证了活动期间的交通通畅,也为未来城市交通的发展和出行服务的升级提供了支撑。
同时,以交通信息服务为重点的智能交通也已逐步走进百姓的日常生活中,让人们在日常的出行中更加便捷、安全。基于数字地图和GPS的静态车载导航已走入千家万户,基于动态交通信息的动态车载导航也在北京、上海和广州等城市取得了初步应用,今后人们出行可以有针对性地选择时间和方式,减少交通出行的时间。
此外,其他形式的交通信息服务也都在积极探索和应用,例如交通运输部建立了服务于全国的公路信息服务和公路气象服务体系,北京、上海建立了基于路侧可变信息板的动态交通引导系统,广州市建立了集成各种交通信息源的、具备多种媒体服务方式的综合交通信息服务平台。这些都为缓解交通拥堵带来了新的希望。
二、智能交通系统在城市中的作用
目前智能交通可以堪称为世界交通运输发展的热点与前沿,它依托于现有的交通运载工具及基础设施,通过对现代信息、通信、控制等技术的集成应用,把构建安全、高效、便捷、绿色的交通运输体系作为目标,充分为公众出行和货物运输多样化服务,是现代交通运输业的重要标志。
随着经济的发展,城市人口不断增加、汽车的数量持续猛增,现有路网通行能力已无法满足日益增长的交通需求,导致交通拥挤现象日趋严重,摆在世界各国眼前的问题也就产生了,交通事故、能源消耗、交通污染等问题所造成的损失成为面临和必须解决的。智能交通系统(ITS,Intelligent Transportation System)变革了传统交通系统,提升交通系统的信息化、智能化、网络化和集成化,从而保障人、车、路与环境之间的相互融合,进而提高交通系统的使用效率、机动性、安全性、可达性、经济性,降低能耗并且保护了生态环境。解决这些问题,智能化的交通系统被国际上认为是根本途径,越来越受到国内外政府、专家、学者等的重视和广泛应用。
智能交通系统在城市中的作用主要体现为3方面:
(1)为城市安全及交通管理服务。比如交通监控、电子警察、卡口、交通信号控制、智能公共交通等。
(2)为广大出行者服务,比如采集和诱导交通信息,智能公共交通、停车诱导等。
(3)有效缓解城市交通敏感地区的拥堵问题。
(4)为规划、管理等提供决策支持,如交通数据采集、综合交通信息平台等。
三、智能交通缓解城市拥堵问题的方法措施
1.要不断发展城市智能公共交通技术。从世界范围来看,解决城市拥堵的重要手段就是加强公共交通发展,我们要把建设“公交都市”作为发展目标,以公交引导城市土地开发和布局发展。在城市规划建设中尽量要求实施公交投资优先、公交专道建设、公交财政补贴、合理限制小汽车、发展快速公交系统(BRT)等一系列有效措施。同时,进一步研究及推广公交运营智能化调度与安全保障技术、城市轨道交通运营应急保障技术、城市公共交通多源客流数据采集、融合分析以及线网优化的关键技术、IC卡数据分析技术等智能公共交通技术,推动公共交通的智能发展。
2.要着重落实城市综合枢纽信息化。随着城市交通多元化的发展,客运枢纽环节在交通中的作用更加重要。因此,要为综合客运枢纽运营管理提供技术支撑,建立以综合客运枢纽为依托的枢纽智能化管理与服务系统,为广大群众在使用不同交通方式时在枢纽的换乘和购票方面提供便利服务,包括枢纽运行信息采集、智能化换乘组织调度、换乘信息服务系统等。
3.要加大对城市路网控制引导与出行服务系统及城市交通拥堵自动收费技术的研究。随着国民生活水平质量的提高,机动车的数辆也日益增多,人们合理出行要通过行政和市场双重手段来引导。要研究城市交通拥堵自动收费技术,分析评价该项技术在现实应用中的可操作性,用此方法有效控制交通流量。加强城市道路交通区域间的协调控制技术、快速路交通控制等的研究,可以通过对旅行时间预测以及出行相关信息的来引导城市居民出行和泊车,以此缓解交通拥堵问题。
四、智能交通的发展方向
目前,智能交通主要应用于我国三大领域:
1、公路交通信息化,包括高速公路建设、省级国道公路建设
公路交通领域项目中主要集中满足在公路收费领域,其中又以软件为主。公路收费项目分为两部分,计重收费系统和联网收费软件。联网不停车收费(IETC)将会成为未来高速公路收费的主要形式。
2、城市道路交通管理服务信息化
如何兼容和整合城市道路交通管理服务信息化是当前主要问题,因此,综合性的信息平台应用也就成为这一领域的热点。除了城市交通综合信息平台,也存在一些纵向的比较有前景的应用系统。
3、城市公交信息化
当前我国的公交系统信息化应用依旧落后,智能公交的调度系统在国内来说基本处于空白阶段,但这也是方案商可以重点发展的领域。然而在地域分布上,国内一些城市特别是南方沿海地区很重视智能交通的发展。
从国家未来的发展规划上来看,会加大力度发展城市智能交通系统建设方面。首先将在50个左右的大城市推广交通信息服务平台建设,提供交通信息查询、交通诱导等服务;在200个以上的城市发展城市智能控制信号系统,形成智能化的交通指挥系统;在100以上的大城市推进大城市公共交通区域调度和相应的系统的建设,加大电子化票务的建设与应用。随着城市交通问题的日益发展,城市交通综合信息平台、全球定位与车载导航系统、城市公共交通车辆以及出租车的车辆指挥与调度系统、城市综合应急系统都将迎来较大的发展机遇。
总而言之,未来城市智能交通系统的发展将表现为综合化、多部门驱动型的发展模式。由于将来城市智能交通体系的发展会越来越多的涉及到相关的市民、公安交通管理、交通部门车辆管理、通信、城市建设等相关部门工作,这也注定了未来城市智能交通的发展过程趋势必然将是一个涉及以交通与公安为主的多部门驱动的发展过程。
五、结束语
智能交通管理,既关系到城市整体规划建设,也直接关系到每一个人的正常生活,我们有理由相信,伴随着智能交通的进一步发展,人们的出行将更加便捷、更加愉悦,智能交通将让城市的生活更加美好。
参考文献:
《关于进一步推进缓解首都交通拥堵工作意见》
《中国智能交通》
《电讯技术》2012.04期
会上,交通运输部科技司还首次对近期完成的《交通运输行业智能交通发展战略(2012-2020 年)》进行了详细解析,指明了中国智能交通 (Intelligent Transport System,简称ITS)未来的发展方向。
智能交通驶入快车道
智能交通作为当今世界交通运输发展的热点和前沿,它依托既有交通基础设施和运载工具,通过对现代信息、通信、控制等技术的集成应用,以构建安全、便捷、高效、绿色的交通运输体系为目标,充分满足公众出行和货物运输多样化需求,是现代交通运输业的重要标志。交通运输部、工业和信息化部、北京市交通委员会、安徽省交通运输厅、日本ITS协会等的相关负责人都在大会上一起探讨了中国ITS发展的经验、问题和最新发展方向以及面向未来的综合交通系统的交通管理趋势。
本次大会共举行了6场针对智能运输领域不同热点的高端论坛,内容涉及中日ITS合作纪念与研讨、路网管理与服务、交通运输物联网、城市智能公交、城市一卡通支付产品发展与展望、高速公路电子不通车收费(ETC),各个论坛既有精彩纷呈的新视角,也有新颖犀利的新观点和成功的经验介绍,充分展示了当今智能交通发展的业界生态,对今后智能交通行业的发展将起到积极的推动作用。
会上的重头戏之一是交通运输部科技司相关负责人第一次向行业、向社会解析了《2012-2020年中国智能交通发展战略》,此《战略》由交通运输行业经过近两年的研究,近期刚刚完成。《战略》提出“以人为本、服务民生,统筹规划、协调发展,需求引导、自主创新,市场驱动、开放合作”的基本原则和方针,主动适应形势、需求和环境的变化,推进智能交通发展的战略调整。
即智能交通发展要在支撑交通运输管理的同时,更加注重为公众出行和现代物流服务;在为小汽车出行服务的同时,更加注重为公共交通和慢行交通出行服务;在关注提高效率的同时,更加注重安全发展和绿色发展;要在借鉴国外、技术跟踪的基础上,更多面向国内需求,立足我国国情,充分利用新一代信息技术,推进具有自主知识产权的智能交通技术和产品的研发和集成应用;要由过去以技术引领发展的阶段,转变为充分发挥市场配置资源的基础性作用,调动社会优质资源,加快建立技术、应用和资本共同引领的智能交通发展模式,鼓励和引导民间资本投资,促进跨部门、跨行业的互利合作,推动信息开放、共享的市场化服务。
随着宏观经济发展形势对行业发展的影响,智能交通技术的发展与演进,产业链外延的不断扩大以及具体的市场需求方向转变,ITS CC已经得到了众多厂商、运营商、用户及各大媒体的广泛关注。
三大问题不容忽视
根据我国国民经济和社会发展“十二五”规划的总体部署,交通运输业将按照“适度超前”的原则,构建便捷、安全、经济、高效的综合运输体系,为国民经济和社会发展提供强有力的支撑和保障。
作为智能交通构建和发展的基础,信息化对于促进交通运输发展方式转变、破解发展难题、全面提升行业管理能力和服务水平具有重要作用。去年,交通运输部颁布了《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》,“十二五”期间,交通运输行业将建立更加全面、纵深的交通运输运行监测网络,进一步提升交通运输信息资源的深度开发与综合利用水平,提高交通运输系统全网联动、协同应用程度,在保障畅通运行方面取得显著实效,在提升运行效率、服务公众出行方面取得明显突破,在规范市场秩序、强化安全应急、服务决策支持方面全面提升,在推进综合运输体系建设、发展现代物流、实现低碳绿色交通方面取得重大进展,为现代交通运输业发展提供坚强支撑与保障。
与此同时,就智能交通发展趋势而言,有三个问题值得关注。一是新一代信息技术的创新推动。当今世界,信息技术发展突飞猛进,虽然对这一领域技术的理解不一、称谓不同,但在交通运输领域,通过更透彻的感知、更广泛的互联、更智能的分析处理的手段,实现交通基础设施、交通运输工具、交通环境、交通参与人之间的广泛连接、交互,通过大规模交通状态信息传感,对海量数据的采集、管理、分析,进而为出行服务、决策监管提供支撑的理念已经深入人心,从社会上对“车联网”、“船联网”的广泛而热切的关注就可以看出这种趋势。
二是环境保护的更高要求。绿色的智能运输反映了当前能源环境、气候变化的新形势,体现了社会、经济发展对交通运输的要求。当前,世界上很多国家都注重通过智能交通系统的建设促进交通与环境的和谐发展。比如欧洲就提出了发展“生态智能交通”理念。我国交通运输业仍是全国能耗和碳排放的“大户”,建设资源节约型、环境友好型交通运输行业,是落实国家发展战略和保障交通运输可持续发展的重要任务,也是为应对全球气候变化做贡献。
三是产业化突破成为智能交通发展的重要任务。世界智能交通发展的历史经验表明,推进智能交通发展不仅仅是政府部门的工作,更需要充分利用市场规律,积极引导企业和社会力量的参与。
因此,“十二五”期间,交通运输行业推进智能交通发展的一个重要任务,就是大力推进成熟适用的智能交通技术的规模化应用,力争在有条件的领域实现产业化突破,形成应用、资本和技术共同拉动智能交通发展的新模式,为我国智能交通的快速、可持续发展开辟可行的道路。
智能交通“新”在四方面
新一代智能交通系统的“新”大致包括以下4个方面:一是更新的理念。新一代智能交通将以“服务更符合人的应用需求”、“管理也是为了服务”为导向,“让公众享受到智能运输带来的便利服务”为目标,面向人认知、可信任的和无处不在的应用服务重造为发展的重点。
二是更新的技术。以下一代移动通信、宽带网、传感器网络、RFID、云计算等为代表的新一代信息技术为支撑,与服务于公众的需求深度融合,由此带来应用功能重构。
三是更新的机制。新一代智能交通的发展,将围绕技术、应用和资本共同拉动,以产业化突破为重要标志,构建和完善标准化引领机制、市场化促进和推广机制,初步解决我国智能交通发展的机制问题,为我国智能交通的可持续发展提供必要的保障环境。
四是更新的应用。与过去独立的信息采集和应用不同,信息采集和应用进入更高阶段。我们将以交通要素身份识别和认证为突破点,通过更为全面透彻的状态信息采集系统,更为智能和透彻的信息处理系统,更为人性化的信息分发和服务系统建设,加快跨区域、跨部门的综合应用系统建设步伐,积极推动国家新一代交通信息基础设施、综合运输网络状态感知和数据服务体系的建立健全。
重点关注六大领域
综合考虑“十二五”期间构建“便捷、安全、经济、高效”的综合运输体系的需求,针对智能交通下一步发展,社会各界将重点关注以下6个方面。
第一是构建交通基础设施网络(公路、航道、城市道路、枢纽、港口)的状态感知、数据应用和监管服务体系,实现交通基础设施的可视、可测、可控。在这一方面,“十二五”期间的一个目标是,国省道重要路段和内河干线航道重要航段监测覆盖率要达到70%以上。
第二是构建综合运输(公路运输、水路运输、城市客运、综合枢纽等)的状态感知、数据服务和监管服务体系,实现多种运输方式运行协同和效能提升。“十二五”期间的一个重要目标,是对重点营业性运输装备监测覆盖率达到100%,其中对于重点营运车辆要实现卫星定位监控系统的全覆盖,对于中国籍运输船舶要实现船舶电子标签的全安装。
第三是通过新一代信息技术与交通应用及公众需求的深入结合,重点在城市公交、出行信息服务等方面实现功能重造,使公众享受到智能交通带来的便利服务。我们将在城市综合客运枢纽、基于物联网的城市智能交通等领域开展一系列示范试点工作。
第四是努力减小和消除不同运输和出行方 式、不同交通网络、不同地区以及城乡间交通运输服务水平的差异,使得各类交通运输参与者公平和可靠地享受到同质化、一体化的基本交通运输服务。我们将加快智能交通技术从特大城市向二、三线城市的普及和推广,积极探索在农村路网地区开展低成本的智能交通信息服务。
第五是在车路协调、船舶助导航、管控与安全保障、生态交通等ITS前沿技术方面,结合中国实际特点和应用需求,形成具有自主知识产权的关键技术,并取得实际应用效果,为实现人、运载工具、基础设施、环境的协调运行,以及ITS的协调发展探索可行之路。为此,相关的重大关键技术研究已经列入了《公路水路交通运输“十二五”科技发展规划》,部分领域的重大科技项目已经启动。
【关键词】新一代 智能交通 发展 特征 功能
1 引言
201 1年是“十二五”开局之年,如何在城市化、机动化进程加速,城市交通拥堵状况加重、市民关注交通舒畅度加强、交通影响城市经济发展紧密度加剧等趋势下,发挥科技信息化的先进性、关键性和引领功能,缓解和化解日益加剧的城市交通拥堵顽疾,成为关系城市经济和交通可持续发展的重要课题。在此,本文结合广州“十二五”智能交通建设需求探讨了新一代的智能交通发展趋势。
2 结合广州实际情况的新一代智能交通
各城市结构和道路网络的不尽相同,区域经济发展水平的不一致、市民出行需求的多样化,即使在中国,每个城市的智能交通建设重点也存在差异,自具特色。以广州为例,由于受到经济条件、地理位置和环境的约束,在相当长的一段时间内道路交通网络建设将很难满通运输增长的需求。在不能打破现有矛盾的情况下,广州在“十二五”期间积极探索和实践智能交通系统发展新模式。
立足于广州已有的信息化基础。结合城市道路特色,遵循国家的智能交通体系框架研究制定广州智能交通系统“十二五”发展规划。该规划继续秉承广州交通信息化“一个规划、三个平台”的战略框架,建设智能交通平台、现代物流平台和交通政府管理平台,并同步开展物联网、北斗卫星导航关键技术应用示范,珠江新城智能交通系统试点示范和智能交通科研项目等工作。该规划重点从强化交通相关基础信息采集和共享、拓展智能交通行业应用深度和广度、深化智能交通对政府、企业和市民的服务功能、开展科技创新和核心技术国产化应用、推进智能交通产业化发展等方面进行了5年规划。
具备广州特色的智能交通系统“十二五”发展规划将引领未来5年的发展方向,建成后的广州智能交通系统,一方面为道路使用者、相关企业和管理部门提供充分的信息服务、增值服务和决策支持服务;另一方面与其它城市的智能交通系统实现互联,从而可获取其它城市的相关信息,并服务于其它城市。智能交通系统的建设和应用,能够最大程度地发挥交通基础设施的效能,提高交通运输系统的运行效率和服务水平,为公众提供高效、安全、便捷、舒适的出行服务,是发展现代交通业的基石。
3 广州交通发展已呈现五个转变需求
社会经济的快速发展,航空、港口、公路、水路、公交、出租等交通运输方式的衔接越来越紧密,对交通科技与信息化、智能化要求越来越高。衍生对新一代智能交通的探讨,而基于广州的交通发展已呈现如下需求:
(1)信息系统由局部试点建设向整体推广应用转变的需求
广州已建成具有示范性作用的交通信息化工程。但随着政府、企业、公众对信息的需求程度和依赖程度逐渐增加,当前信息化发展现状无法满足三类需求主体对数据和信息的需求,迫切需要全面完善各行业的信息化建设,提高行业信息化管理水平,实现交通领域行业信息化全面覆盖。
(2)信息资源由分散型向集中型转变的需求
广州作为国际化、现代化中心城市,必须实施全面的一体化交通,大力构筑各种交通方式协调发展的一体化的现代综合交通运输体系,一体化的交通发展亟待完善信息资源共享机制,规范交通信息资源管理,加强各部门和行业的信息整合力度,推动交通信息资源由分散式向集中式转变,为全面感知交通信息奠定基础。
(3)交通管理模式由部分主动式向全面主动式转变的需求
传统的交通管理模式一般是在交通流发生后,实施对“人一车一路”三要素的管理,通常采取分流、限行、执法等措施。虽然应用了一些智能交通管理手段,但是往往难以完全摆脱交通管理上的被动性,仍然缺少管理的时效性。现代管理迫切需要全面感知动态交通信息,实现交通状态的判别和交通态势的预测,采取主动诱导、控制方式,提前介入,引导交通流,预防交通拥堵的发生,变传统的部分主动式管理为全面主动式管理。
(4)交通管理方式由信息化向智能化转变的需求
目前,广州交通管理部门已经建设完成了一批信息化系统。积累了大量的基础数据。如何深度挖掘和利用这些海量数据,提取有用的信息,提高交通数据综合分析能力,以进行信息辅助决策,提高交通管理综合决策水平,推动交通管理方式由信息化向智能化转变,成为广州市智能交通系统建设的迫切需求。
(5)智能交通产业化由低水平竞争向产业集群转变的需求
我国智能交通技术标准尚不完备,智能交通系统市场还处于较低水平竞争的状态。面对全球越来越激烈的智能交通产业竞争环境和广州市建立先进智能交通系统的迫切需求,必须引导智能产业的整合,实现智能交通产品生产的标准化、规模化、集成化,促进我市智能交通产业化的崛起与发展,激发全新的智能交通产业链,实现智能交通产业化由低水平的竞争向产业集群转变等需求特征,因此需要在新的起点上进一步发展智能交通系统,适应广州社会经济发展的需求。
4 新一代智能交通发展应具备的三个特征
究竟怎样才算新一代的智能交通?传统的交通管理是将人、车、路分开,新的交通管理理念则是将交通视做一个大系统,人、车、路都是其中的核心要素。智能交通,就是依据这种新的理念,将计算机技术、通信技术、系统工程等学科的理论充分运用于交通的管理和交通服务,有效缓解交通拥堵,提高路网的通行能力,从而构建安全、高效、环保的综合交通服务体系。
而广州在“十二五”期间要致力打造的新一代智能交通,具有“动态感知,主动管理,人、车、路协同”的特征:
“动态感知”:广州未来的智能交通系统,将依靠物联网技术、云计算、3G移动通信技术等先进技术手段,让市民出行、企业经营、政府管理能够及时、准确地感知到实时的交通信息,最终实现各种交通需求信息和供给信息在人、车、路之间快速、准确地相互传递。
“主动管理”:广州未来的智能交通系统,将会通过动态感知交通信息,使市民、企业、政府,实时把握最新交通信息,预测未来交通变化趋势,判断交通发展态势,从而对自身的交通需求进行主动性管理,实现市民的主动参与、企业的主动把握和政府的主动干预,最终实现有限的公共交通资源(道路资源)在无限需求中的最大化利用。
“人车路协同”:广州未来的智能交通系统,将通过动态感知、主动管理,实现人、车、路三者之间的协同运作。市民、企业和政府,通过感知自身关注的动态信息,主动管理自身的交通行为,满足自身需求,同 时实现车辆的安全舒适行驶和道路资源的最大利用,形成道路资源供给与机动车交通需求的动态平衡。5新一代智能交通更注重基础信息系统的
建设
城市交通基础设施、交通运行要素等信息的采集是实现智能交通“主动管理”
“人车路协同”的基石。新一代的智能交通要与城市建筑、人口密度、城市道路发展相适应,在未来的规划中应更注重基础信息系统的建设。
一是将建立广州市道路桥梁管理信息中心系统,建立快速、安全、高效、横向到边、纵向到底的网络平台,实现交通系统内部及与外部相关单位的互联互通,在整体上提高网络运行的效率,降低管理成本。构建集数据采集、传输、存储、处理、、备份功能于一体,具有数据更新维护机制的数据平台。建设包括主动、被动和自动三种数据采集方式的数据采集系统,在采集的定时和定期两类信息的基础上建立行业数据库,并建立制成不同应用面的数据分析、调研、转储、交换工作平台。具体包括市道路桥梁管理信息系统、桥梁状态感知与监管服务系统、城市综合管理系统、车行道井盖实时监控系统等。
二是建立全市道路、交通元素仿真模型,建设交通仿真基础数据公共管理平台,实现交通对象信息的自动辨识,组织成实体化的管理对象,形成交通仿真场景的数字化自动建模体系,为政府决策提供辅助的仿真评估手段。
三是建立车辆信息等交通运行要素信息采集,运用卫星定位(浮动车)、地感线圈、雷达、视频、手机等信息采集技术实现车流量、车速、客流的信息采集,通过RFID射频技术等车辆电子标签标识及识别技术,实现对车辆身份信息识别和处理。
6 新一代智能交通的三大功能
立足于新一代智能交通的发展方向和要求,新一代的智能交通应具备三大功能:
(1)交通承载力分析
以全市道路网络地理信息数据为基础,深入挖掘交通道路网、交通基础设施等静态基础信息、交通流量、速度、占有率、交通事故、交通管控等动态信息,研究基于多源数据的交通流预测技术、机动车增长对交通承载力影响分析、交通承载力评估方法,实现交通枢纽承载力分析、交通环境承载力分析以及交通路网承载力分析以及城市交通综合承载力分析,辅助交通管理者作出系统、科学的决策。
(2)交通仿真辅助决策
构建基础数据公共管理平台,管理和利用各种动静态基础数据,实现多尺度仿真基础路网快速构建功能、标准化数据交换功能以及异构系统对象识别与格式转换功能。构建出行链协同联动仿真平台,实现对出行过程中采用的各种交通方式,经过的各个转换节点(如:车站、物流中心、机场、码头等)之间的协同、联动仿真,达到精确、完整地模拟整个出行过程的目标,实现对大交通系统运行的综合评价。搭建具有工具特色,也有服务特色的仿真集成应用平台,实现对时空连续信息、时空一致信息的提取,提供诱导策略、信号控制策略和交通态势的分析,并将仿真过程、指标以可视化的形式展示。通过交通仿真辅助决策等多个系统的建设,充分利用城市道路模型,将政府制定的交通政策、措施进行全方位的仿真评估,进而完善和优化政策措施等内容。
(3)信息资源共享、协同作业
以各政府管理部门、运输单位交通信息资源为基础,通过整合规划、建设、公安、交通、环保、气象等部门相关交通建设和运行信息,整合公交、出租、地铁、民航、公路客运等运输单位的运营和便民服务信息,实现交通信息资源共享和利用,实现各管理部门之间,运输单位与管理部门之间,市民与管理部门和运输单位之间形成连续、完整的信息链。交通信息资源的整合共享,不仅为日常管理提供更科学、全面和客观的手段,推动行业精细化管理且提高政府综合管理应用水平,更实现跨部门的交通管理高效协同,提升广州大交通的综合管理水平,也为市民提供更加广泛的、全方位的、多元化的交通信息服务。
7 新一代智能交通的构想蓝图
推动新一代智能交通的建设应用,其主要目的是将有限的资源无限扩大应用。通过具有明显特征的智能交通系统的建设,在政府层面,实现“辅助决策、数据支持、信息反馈”;在企业层面,实现“产业化发展、具备国际竞争力”;在市民层面,实现“动态导航、停车诱导、出行规划支持”。
关键字:智能调度系统公交应用
1、引言
随着社会的进步,交通行业突飞猛进的发展,道路的改扩建难以赶上车辆数的不断增加,城市道路与车辆之间的矛盾日趋显现。城市公交营运存在诸多弊端,如:营运调度为人工操作,不能全天侯、全方位和全过程的监控车辆运营状况,在一定程度上影响着线路运营效率和服务质量。如果引入智能调度系统,可以系统、全面的对车辆线路进行整合调度,系统的制定行车计划,实时统计客流数据,对提供优质、高效的公交服务有极大的促进作用。
2、简介
智能调度系统融合了卫星定位技术、无线通信技术、视频监控技术等,实现车辆智能调度、运营及服务质量管理、行车安全监控及数据统计分析等的系统。通过利用计算机、通讯、监视、控制等科学技术,将人、车、路、场站合理的综合协调,有效的提高了道路的使用效率。公交智能调度系统大体可以划分为以下几个部分:车载系统、通信系统、中心控制调度系统、电子站牌。
3、国内外公交智能交通的发展情况
经过近30多年的发展,许多国家和地区的交通部门逐步将先进的智能交通系统应用于城市公共交通管理之中,目前,对智能交通系统研究领先的阵营以美国、日本为主。
美国智能交通系统的发展,以政府部门为主导,负责政策与资金的支持及人才培养,将企业、学校以及研究所紧密的联系在一起,使智能交通协调、有序的发展。2001年美国运输部和美国智能交通协会联合编制的《美国国家智能交通系统10年发展规划》,明确了不同区域间作为一个整体系统发展建设的主题。目前,美国已建成了完善的智能交通体系结构[1]。
日本政府在智能交通领域进行了大量的资金、政策等方面的投入。日本首次制定智能交通发展战略是在1996年7月,5个政府机构联合制定,发表了《关于推进智能交通系统(智能交通)的整体构想》,具体制定了日本智能交通发展战略,明确列出智能交通的国家功能、长远发展方向和智能交通的系统架构。
20世纪70年代初,我国学者已经开始关注国际上智能交通的发展,并参加了世界会议的指导委员会和国际标准化组织的部分工作。科学技术的进步和政府对公交投入力度的加大,我国智能交通系统已逐步进入很多领域。
4、城市公交引入智能调度系统的意义[2]
公交智能调度系统技术的开发研究,将独立车辆、道路及环境进行有效的融合,实现道路交通管理自动化、车辆行驶智能化。智能调度系统的引入,将改变城市公交企业近几十年的管理模式和管理手段,将实现以经验管理向科学管理,从定性管理向定量管理,从静态管理向动态管理,从事后管理向实时管理的转变,其意义主要为:
4.1调度灵活,突发事件应变能力增强。通过采取监控、定位技术,调度员可以及时了解车辆运行状况,尽早采取措施,有效提高了调度的灵活性。
4.2合理配置车辆,提高车辆利用率。通过智能调度系统的客流统计的实时信息,调度人员可发现线路上的客流变化,通过与以往经验的结合,确定加、减车数,或调节发车间隔等调度措施,这样避免了因要降低运营成本而盲目抽车现象的发生。
4.3营运班次安排高质、高效。智能调度系统通过对各时段各站点的客流量数据分析,作为制定行车作业计划的依据,并结合车辆的载客量、以及影响该线路正常运行的其它参数,建立一个科学的公交线路运行时刻表的数学模型。
4.4驾驶员的考核、管理智能化。驾驶员运行考核一直是公交管理的重点。智能公交调度系统可以实时检测记录车辆的运行方向、运行车间隔、发车时间、到站时间、上下车客流、载客人数、运行速度等数据,并实时存储到后台数据库中,既而系统对这些数据进行详尽的统计分析,得出驾驶员运行考核结果。
5、智能调度系统在公交营运中的应用
公交智能调度系统集GPS定位技术、GIS地理信息技术、GPRS通信技术等技术于一体,通过智能调度平台进行信息的采集、分析处理与,是实现公共交通智能化的关键性技术环节,这一关键环节的实现主要是依赖于GPS、GIS及GPRS技术在交通运输领域的综合应用。
5.1 GPS定位技术提供车辆实时的信息采集、监控、指挥、调度[3]
全球卫星定位系统( Global Positioning System简称GPS)是目前比较先进的一种定位系统,它通过利用均匀分布在六个地心轨道的24颗人造卫星组成的卫星网,向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度的信息服务。GPS技术具有全天候、精度高、自动化、高效益、成本低等特点,与GPRS通信技术相结合,GPS的功能得到了最大化开发,在公交车辆导航系统中信息采集、定位、监控、指挥、调度等方面的应用非常广泛。
5.2 GPRS技术提供无线数据传输的通信平台[4]
GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务业务) ,是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的,通过在现有的GSM网络中增加一些节点,如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node,网关GPRS支持节点)和SGSN(Serving GSN,服务GPRS支持节点)。其主要特点是覆盖面广、通信速度快,运营成本低等。公交智能调度系统就是利用GPRS技术中的无线数据业务以及短消息业务来实现远距离的数据传输和实时监控。
5.3 GIS技术提供丰富的空间数据并进行空间分析与数据处理
GIS[5] (Geographic Information System,地理信息系统)以其强大的地理信息空间分析功能,在GPS及路径优化中发挥着重要的作用。GIS是以地理空间数据库为基础,在计算机软、硬件的支持下,对空间数据进行采集、管理、分析、显示,为各种空间分析和空间决策提供支持的计算机技术系统。地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境;数据是GIS的重要内容;方法为GIS建设提供解决方案;人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分。
6、结束语
随着社会的不断进步,科学技术的发展,机动车拥有量及交通流量的增加,交通拥堵问题日趋凸显,公共交通将成为解决这一问题的关键,公交智能调度系统将在智能交通未来的发展中起到很大的促进作用,对于提高城市公交的社会效益和经济效益有着深远的意义。
参考文献:
[1] 陈旭梅,于雷,郭继孚,全永美国智能交通系统ITS的近期发展综述
[2] 张飞舟,晏磊,范跃祖,孙先仿智能交通系统中的公交车辆调度方法研究1001-7372(2003)02-0082-04
[3] 李圣熙 GPS城市公交智能监控系统的应用研究 2007
介绍了我国高速公路信息管理和智能交通系统应用与发展的方向,提出了相应的设计方案,讨论了建设该平台所面临的技术措施,并对其发展方向作了总结。
关键词:
ETC高速公路;综合信息平台;智能交通系统
中图分类号:F49
文献标识码:A
文章编号:16723198(2013)02016001
近年来我国高速公路总量呈现出了较快增长的趋势,但是通行能力、服务水平等方面同国外相比存在一定的差距。而未来高速公路智能信息管理的发展方向是如何以信息化手段较好的实现路网决策科学化、管理现代化水平以及交通基础设施运行效率的最大化。
1引言
ETC等技术通过准确和丰富的数据信息可以帮助相关部门对车辆进行管理,同时为客户提供个性化服务等方面内容。最近几年来,许多国家大力推广用于路桥隧和城市道路收费的ETC先进技术,有效的提高了道路通行能力。同时需要对现有ETC技术进行改进,在其基础上按照科学发展、技术先进和合理规划等方面进行有效的开展。
2现状
ETC技术在国外已经有了较长的发展过程,许多国家和地区的电子收费系统已经局部联网并形成较高的效益。现在我们国家高速公路正逐步加大ETC系统的投入,有效的提高了ETC交易相关占全路网交易总量的比例。ETC系统中车辆信息和用户信息在开展时已经写入了设备,其获取的数据信息要比通过牌照识别等方法采集的数据内容更为及时、全面和准确。因此我们需要很好的利用已经建成的ETC系统。
智能交通系统是指将先进的电子通信、自动控制、计算机以及信息网络等技术全面地运用于整个交通运输管理体系,从而建立起一种实时、准确、高效的交通运输系统。相比较而言,我国高速公路智能交通管理方面在基本数据和手段等方面已经具备了一定的基础,但是由于体制和管理等方面的原因,信息共享不完全,信息利用的深度很差,从而导致综合集成专业化技术水平比较差。
3高速公路综合信息平台体系完善
高速公路综合信息平台的终极目标是经过开展应用ETC系统,以及考虑到高速公路收费系统、通信系统和监控系统三大方面,把信息服务融入到收费应用、交通管理以及公众信息服务等方面,以ETC系统和设备为核心,不断促进高速公路信息管理的掌控。在电子收费等相关方面,多车道自由流电子收费系统表现出了当今国际上最先进的道路收费水平与技术,更是未来道路收费技术的发展趋势。具体表现在以下三个方面:一是宽带无线通信技术,高速公路综合信息应用平台作为统一的信息交互平台,不仅能够提供相应的定制信息服务和技术,同时还要提供实时的新闻、资讯信息以及交通安全信息等方面内容。二是设计综合信息平台。参照国外实行自由流电子收费系统,我国的交通硬件条件和管理方式不能照搬国外的现成模式和使用国外的现成产品,需要我们研究制定技术标准规范、研究基础信息系统,同时注重开展其他相关系统的整合研究与实践,从而最终保证高速公路综合信息平台的实现。三是微波专用短程通信技术,作为一种高效的无线通信技术,它很好的解决了在某些范围里对快速运动的特殊目标的界定以及实时联系。同时还可以实现包括不间断的气象信息、实时路况、新闻信息以及道路信息等方面内容。
4结束语
我国智能交通系统建设还处于初级阶段,包括标准规范和基础系统配套建设等方面与国外相比还处于较低的层次。但是ETC不停车收费应用现在还处于推广和总结经验的阶段,当其发展到较高的层次时,的整合就会显现其应有的价值来。“空谈误国,实干兴邦”,当前我们需要进一步把高速公路综合应用信息平台基础工作做实、做好。具体体现在研究和制定相关标准规范,同时不断满足我国智能交通建设的定位和需求,并且注意在可持续发展方面和技术领先方面与国际标准一致。综上所述,在高速公路现有的设施基础上,在设计规划开始就需要研究高速公路科学与合理成本收费的措施,同时注重先进ETC技术应用来实现对车辆进行实时与高效的全方位管控,这一系列相关举措将会对提高高速公路的服务水平和降低运营成本等各个方面产生深远的影响。
参考文献
1、前言
智能交通系统(IntelligentTransportationSystem,简称ITS)是未来交通系统的发展方向,它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。与传统的交通管理和交通工程相比,强调的是信息的交互性、技术集成的系统性以及服务的广泛性,在改善交通的同时形成了产业,对于推动交通运输业发展,带动汽车、机电、通信、微电子、计算机及软件产业的发展具有重要作用,被认为是21 世纪世界范围内最有影响的产业之一。
美国运输部制定并公布了“国家智能运输系统项目规划”,其重要意义在于第一次提出了ITS系统包含的七大基本系统和29个用户服务功能,目前ITS在美国的应用已达80%以上,而且相关的产品也较先进。目前日本已经成功开发了不停车自动收费系统和电子车辆导航系统并已推广应用。然而,我国智能交通产业目前仍处于初级阶段,技术还比较落后,相对成熟的部分技术在交通运输领域的应用还非常有限,产业化程度也还很低,整个行业的产品质量、服务水平、品牌效应和企业竞争力都相对落后。这些问题都严重制约了技术的进步和产业发展,并束缚了其对交通运输发展的推动作用。
2、产业同盟化发展现状
智能交通产业同盟化是指在统一的技术规程指导下,按照共同的制定标准,提供标准化的智能交通产品,并形成一个连续的、可循环的开发、生产、应用和维护的产业链条,以满足整个社会对智能交通产品的需求。ITS产业具有较强的交叉性,其发展不仅涉及多个行业,而且会带动关联产业的发展。
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。在利用现有信息资源进行高层次交通信息服务的开发方面还比较落后,没有形成包括供应商、运营商、政府和消费者间的完善的智能交通产业链。因此在产业内部,智能交通系统各子系统之间、系统产品的开发和生产者与产品的使用者之间、以及系统服务提供者与顾客之间,相互独立、信息不共享,在系统衔接方面各自为政,这样不仅造成了资源配置的浪费,而且使整个产业链的价值创造效率低下,没有形成产业的竞争力。而且智能交通产品的设计缺乏统一的标准条件,道路交通信息分属于公安、交通、规划等各个部门,协调机制不够完善,协调力度也不够。因此智能交通产业同盟化是发展智能交通产业的重要途径。
3、智能交通产业的发展模式
3.1 产业集成化管理
智能交通产业链的构成包括智能交通技术研究中心、智能交通信息采集设备制造商、智能交通信息服务集成商、智能交通信息服务提供商、智能交通信息通信网络运营商、智能交通信息服务和管理终端设备制造商以及软件系统开发商、交通工具生产商和政府管理部门等。集成化管理要求将上述环节有效的连接,服务提供商通过与顾客的信息共享,可以得到顾客对智能交通产品的反馈,并将反馈信息传递给产业链的其他成员,从而使智能交通产品的开发和研究更加满足各户需求。
集成化的管理体系可以有效的提高系统运行的效率,改变各个运营商各自经营的局面,从而生产出更能满足客户需求的智能交通产品。
3.2 政府协调支持
我国智能交通近几年取得了很大的发展,但大部分地方政府对智能交通并不了解,更不重视,没有明确的智能交通系统建设部门,更没有当地的综合协调系统,导致虽然技术人员积极研发,但我国的智能交通的建设与运营与效率仍不能和发达国家相比。因此政府应加大投资力度,对不同项目进行划分,制定明确的投资方案和政策,并加大对产品研发的扶植力度,对ITS企业的建设及企业联盟化持鼓励和保护态度。
明确政府的主导地位,将发展智能交通作为解决交通问题、拉动经济增长的重要项目,主导构建智能交通产业联盟或产业协会,支持产业联盟的发展,并制定相关政策。
3.3 统一行业标准
智能交通系统集成了通信、计算机等信息技术,强调信息的交互性,因此产品的开发需遵循同一标准,避免多个产品不能协调工作,完成智能化交通的系统功能,令多个地区的智能交通同一体系。统一标准,完善执行机制,在统一标准的基础上,要大力提升标准水平和质量,增强标准公信力,建立完善的标准执行机制,为产业发展提供重要前提保证。
4、智能交通产业联盟化整合策略
目前,在智能交通产业化发展过程中,智能交通技术已经得到了很好的发展,真正影响智能交通产品和服务价值的是智能交通部件间的匹配,用户对智能交通产品费用的可接受性,智能交通产品操作难易程度等。因此应重点关注产业之间的协同效应,关注怎样提高响应顾客需求的服务,从而更好的满足各户的要求。
智能交通企业联盟化应着重开展信息共享策略和知识联盟策略。实现信息的共享和实时的传递,消除信息的错误传递和延误的几率,建立标准,提高智能交通产品或部件间的匹配程度。作为高新技术产业,智能交通产业链的整合可以通过拥有知识优势的强势企业,进行知识联盟式整合,同时可以运用大系统结构方案中的分散控制模式,即通过产业链的局部控制器进行局部控制,来完成大系统的运营服务。
关键词:物联网;城市智能交通灯系统;交通流;体系结构
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)10-2356-03
Abstract: In this paper, according to the characteristics of the structure of intelligent transportation system of our city, the intelligent traffic lights at a crossroads as the research object, combining with analysis and research on the working principle of the Internet of things and the study of service-oriented architecture, put forward an urban intelligent traffic lights system based on Internet of things, which provides a basis for establishing a new urban intelligent transportation network.
Key words: The Internet of things; city intelligent transportation system; traffic flow; system structure
1 概述
随着近年来我国社会经济的不断发展和城市交通路网不断扩张,目前我国在道路交通领域存在着许多问题:1) 缺乏系统的、可操作性强的框架体系规划方案。2) 智能交通的产业化程度还比较低,尚未形成一条具有一定规模的产业链。3) 缺乏统一的标准和技术规范。4) 资源整合度不高,难以发挥系统功能的优势。在这种情况下,人们开始考虑如何将交通设施进行合理分配,实现交通资源的合理配置。
1999年,麻省理工学院(MIT)的Ashton教授在研究RFID时首次提出了物联网(The Internet of things)的概念,由于物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理等特点,因此它已经成为了当今世界上新一轮经济和科技发展的战略制高点,物联网的发展对于促进我国经济发展和社会进步都具有深远的现实意义。 智能交通系统(Intelligent Vehicle Highway System, 简称ITS),是将先进的通信、检测、控制技术和计算机、系统集成技术,以及交通科学与工程等多学科技术有效地综合应用于车辆和道路系统,形成一个令人、车和路都实现智能化的综合系统。将物联网技术应用于城市智能交通体系,能在最大限度上发挥现有交通基础设施的潜力,提高交通运输效率,促进交通安全,缓解交通拥堵,节约能源,保护环境,使社会现有的交通设施能够得到充分、高效的使用,从而获得巨大的社会经济效益。
本文在现有的城市智能交通系统体系框架的基础上,提出了一种基于物联网环境下的智能交通灯控制系统,以十字路口红绿灯的智能化为研究对象,结合物联网工作原理和面向服务的体系结构,并与人工智能方法相结合,从服务客体、逻辑结构、物理框架三方面对其进行探讨和研究。
2 系统整体结构
总体上看,物联网环境下城市智能交通灯系统应该包括感知设备、核心处理单元、及应用客体三个部分。感知设备主要包括射频技术、传感设备,GPS全球卫星定位系统等,它主要的作用是识别物体和采集信息;核心处理单元涵盖了一个庞大的技术体系,它包括十字路口各个方向上车流量的统计、智能交通灯时长的实时变化、智能交通灯的控制系统等,该部分主要负责信息的传递和处理;应用客体是将物联网技术与智能交通进行结合,分别从人、车、路等方面实现交通灯控制系统的智能化。总体设计方案图如图1 所示。
3 系统实现技术方案
当前我国大多数城市所采用的交通灯控制系统都是时长固定、红绿灯转换间隔固定的,这种系统的弊端在于当十字路口某一方向的车流量很大而另一方向却是空道或车流量相对较少时,就容易造成十字路口某一方向上的道路交通拥堵,这不仅让司机浪费了大量时间处于等待,造成资源浪费,也容易导致局部路段的交通瘫痪,而这些问题主要是由于未对道路的实际情况作出实时监控和有效解决所造成的。
3.1 设计目标
利用GPS全球定位技术对城市道路交叉口处红绿灯进行实时控制,通过智能交通灯控制系统,可以根据各个路口的车流量变化情况动态改变交通灯的时长。
3.2 实施方案
如图2所示,在道路的入口处(如图2中的a处)加设传感设备(传感器1),当有汽车从此处经过时传感器便可检测出有汽车从此处通过,系统中的计数器加1,在道路的出口处(如图2中的b处)也加设一个传感器(传感器2),一旦传感器检测到有车辆从此处通过,系统中的计数器便减1,这样就可以知道当前该条路段上的车流量总数,当该路段上的车流量达到一定数量后,系统会和该路段所对应方向上的车流量进行比较,并按一定控制规律自动调节红绿灯的时长(假设南北方向上的车流量比东西方向上的车流量要大很多,那么系统将会按比例延长南北方向上的绿灯时长)。
3.3 整体思路
本文中的智能交通灯控制系统主要由三部分组成:车辆检测系统(传感器),通信系统(无线网络)和控制中心(参见图3)。
如图所示,首先,用传感器来判断各个方向上车辆驶入和驶出的情况,并将该情况通过网络传送到控制中心,控制中心会给出相应的算法来对交通灯的时长进行调整。比如:在60秒内十字路口以东的道路上共有50辆车驶入(假设此处为单向行驶,方向为由东向西),并有25辆车驶出该路段,那么说明有25辆车滞留在该路段上;而这60秒内十字路口以南的道路上共有40辆车驶入(假设此处为单向行驶,方向为由南向北),有35辆车驶出该路段,只有5辆车滞留在该路段上。以此类推,可以得到十字路口以西和以北的车流量信息,然后以东西方向和南北方向为单位对车流量进行整合,计算南北方向和东西方向上的滞留车辆数分别为多少。假如当前东西向的滞留车辆数为60辆,南北向的滞留车辆数为10辆,而当有30辆车滞留在这一路段上时就会导致道路拥堵,那么,系统会根据当前该十字路口各个方向的交通流量对信号灯的时长做出相应改变,适当延长东西向的绿灯时长,以减少该方向上的车流量。这样的控制方法可以将十字路口本来拥堵的某一方向上的车流量慢慢分流,虽然最后可能由于某个方向的绿灯时间延长而使另一方向上的车辆的等候时间变长,但这个等待时间比堵车所花费的时间要短得多。这一过程可用下图表示:
4 结束语
随着网络通信技术的不断发展,物联网技术已经进入了快速发展的阶段。基于物联网环境下的智能交通灯系统是今后交通灯设计和应用的发展方向,它可以合理、高效地解决我国当前人多、车多、道路资源利用不充分等问题,为交通系统实现自动化、智能化提供了强大的技术支持。
参考文献:
[1] 陆化普.交通规划理论与方法[M].北京:清华大学出版社,2006.
[2] 高自友,任华玲.城市动态交通流分配模型与算法[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3] 李野,王晶波,董利波,周国志,宋俊德.物联网在智能交通中的应用研究[J].移动通信,2010(15).
[4] 颜志国,唐前进.物联网技术在智能交通中的应用[J].警察技术,2010(6).