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构建区域智能交通系统信息共享与服务

2009-09-04 09:09:07 来源: 责任编辑:张浩副院长,张庆博士【
本文通过对区域交通系统的分析,对城市间的、跨地区的综合交通系统信息网络建设、数据共享和服务,进行了有益的探讨,对未来的智能交通行业发展提出了新的理念。

  关键字:智能交通、区域交通管理、网络系统、结构优化


  1  引言


  区域经济的发展,带动了交通需求的飞速发展。近几年,我国从城市道路、高速公路中的基础设施建设,到智能化的管理系统,取得了很大的成就。但是我国以大中城市为中心的跨市域的、城际之间的交通出行日益增长,使交通运输系统网络面临着巨大的考验。以北京为中心的天津、石家庄环渤海交通圈,以上海、南京、杭州构成的东部地区繁忙的交通网,以及以广州、深圳、珠海等构成的区域交通网络,随着区域经济的发展为交通系统带来了拥堵和出行时间的增加,这些都严重制约了地区经济的发展,造成了大量能源消耗、空气污染、噪音污染和交通事故,每年给国家造成数以万亿元的直接和间接经济损失。


  “十五”期间,科技部率先在十个城市组织了智能交通系统的开发和应用,在一定程度上加强了交通科技建设的步伐,提高了交通管理水平。“十一五”期间交通运输行业的信息化建设,高速公路的收费联网系统,事件监测和执法系统,出行信息服务系统,客货运等车辆运输管理系统的建设,在信息标准、技术规范上做了大量的工作,推动和加强了行业系统间的信息资源整合和共享。但是,随着区域交通的不断发展,城际交通、跨地区的出行需求,给ITS智能交通带来了新的技术挑战,建立连接城市间的智能交通系统网络,各个信息中心之间的数据互联和信息共享,成为跨区域智能化交通管理与服务的重要内容。


  本文通过跨地区的智能交通信息共享和服务,对未来的智能交通行业发展提出了新的理念。


  2.区域智能交通系统建设与发展


  2.1区域交通的发展趋势


  区域经济发展是在以大城市为主体的城市规模发展,带动其他城镇化的发展,目前我国以湖北武汉1+8城市圈、湖南长株潭城市、以及珠江三角地区、长江三角地区经济为当地经济发展起到了加速器的作用。


  根据我国作出的实施“中部崛起”的战略决策,对加快中部地区经济一体化提出了新的要求。从武汉市和武汉城市圈的交通状况分析,实施区域交通一体化,是推进武汉城市圈建设的迫切需要。就武汉市本身而言,目前武汉机动车总数已近70万辆,并以每年14%以上的速度递增。受地理空间限制,城市道路每年只以不到2%的速度递增,路的增长赶不上车的增长。武汉长江大桥和长江二桥白天平均每小时车流量已接近10万辆,超过设计通行能力50%以上。进出武汉的车流量每日已达17万辆,但武汉现有13条出口公路中仅有3条石高速路,过境车在汉滞留现象严重。就“1+8”而言,9个城市之间远未形成互为连通的交通网。武汉城市圈内四级以下公路占路网的比例,比“长三角”、“珠三角”城市圈高15%,且路网密度低36%。此外,据预测到2010年武汉对外交通量将大幅度增长,铁路、公路、航空的客运量将分别增长34%、33%和50%,铁路、公路、航空和水运的货运将分别增长13%、29%、89%和67%,这对区域交通发展提出了更高的要求。


  在日前通过的珠江三角地区改革发展规划纲要(2008—2020)中进一步制定了珠江三角洲地区的发展规划。进一步明确珠江三角洲的主体功能区定位,明确以广州、深圳为中心,以珠江口东岸、西岸为重点,推进珠江三角洲地区区域经济一体化,形成资源要素优化配置、地区优势充分发挥的协调发展新格局。到2012年,率先建成全面小康社会,初步形成科学发展的体制机制,产业结构明显升级,自主创新能力明显增强,生态环境明显优化,人民生活明显改善,区域城乡差距明显缩小,区域一体化格局初步形成,粤港澳经济进一步融合发展,使人均地区生产总值达到80000元。


  区域经济推动了区域交通的协调发展。珠江三角洲地区的交通基础设施建设,将进一步形成网络完善、布局合理、运行高效、与港澳及环珠江三角洲地区紧密相连的一体化综合交通运输体系。根据规划纲要,珠江三角洲将尽快形成城际轨道交通网络,完善区内铁路、高速公路和区域快速干线网络,增强珠江口东西两岸的交通联系。到2012年,珠三角地区轨道交通运营里程达1100公里,港口货物吞吐能力达9亿吨,集装箱吞吐能力达4700万标箱,民航机场吞吐能力达8000万人次。其中,高速公路已经达到3000多公里,但是,高速公路网络系统仍然不能满足日益发展的经济需要,并由此带来的巨大的交通总量。



  我国的区域经济的发展,同时推动了交通行业的蓬勃发展。区域交通在优化交通结构,转变交通发展方式,以推进区域交通基础设施一体化为抓手,着力构建互联互通、衔接紧密、网络完善、结构合理、信息共享的综合交通体系。


  因此,加快区域交通一体化建设迫在眉睫。唯有建设区域快速交通系统,实现连线成网、互联互通,才可以达到缩短时空的效果,改变城市圈内人们在居住、就职、择偶等方面的传统观念,给商务、旅游、购物等创造条件,促进资金、技术、人才、信息、劳动力的多向交流,使圈内资源达到最优配置,发挥最佳效益,实现多方共赢共荣。


  2.2区域交通发展主要问题


  (1)区域化的交通需求增长迅速,交通基础设施建设相对滞后。


  现有的交通设施已不能满足区域经济社会发展的需要。现有的交通设施在数量和质量上与现代化的要求、与发达国家城市群发展水平还有较大的差距,交通的通行能力不足,空间资源约束与交通发展的矛盾日益突出。我国各大中城市虽加大了公路和城市道路等交通基础设施的投资力度,设施规模和能力有了很大的提高,在总体上,公路可以达到基本适应状态;但城市的供需矛盾日渐突出,城市道路建设仍然滞后于日益增长的交通需求。


  (2)跨区域的交通一体化程度不高、缺乏有效的衔接。城市交通和城际交通缺乏衔接,不同的管理部门编制的规划不配套、不衔接、不易操作实施的问题较突出,直接造成不必要的交通效率降低和资源浪费,并且影响到运输服务质量,综合利用效率不高,不适应区域经济一体化的要求。铁路、公路客运站等独立建设,衔接不畅,城际铁路、公路城际客运与城市公共交通场站分离,旅客出行换乘不便。


  (3)信息共享与信息服务的能力有待加强。


  以连接中心城市建设的高速公路系统,形成了城域、城际之间的交通走廊。不停车收费系统,电子超速系统和事件监测系统,以及交通信息出行服务系统;为跨区域的交通出行提供了安全和畅通的服务。


  2.3智能交通与区域综合交通一体化


  经过十年来智能交通系统建设,通过在城市中建立的网络监控系统、信号控制系统以及交通诱导系统,为提高城市交通管理的水平,减少大城市带来的拥堵,为创建城市的交通安全环境上发挥了重要的作用。同时,在整合城际铁路和长途客运信息资源,衔接综合交通的各种运输方式上,以综合交通信息一体化建设为重点,通过智能交通系统的开发和建设,着力提高综合运输服务的效率和质量。通过资源整合,按照高效运转的运输管理服务体系的要求,依托区域交通通信基础设施一体化建设,加快建设各类管理服务信息平台,加强各运输方式之间和各区域之间的协作,构建完善支撑区域城市圈综合交通可持续发展的支持保障系统。


  区域智能交通系统重点将依托区域间通信枢纽和通信网络,加快推进城市圈综合交通信息化进程。打破行业和地域界限,整合既有资源,推进共享,实现各运输方式之间、各区域之间交通数据信息管理系统、交通电子政务系统、交通信息服务平台、客货运电子商务平台、安全信息服务的互联互通。建立交通移动应急通信指挥平台,提高交通应急通讯指挥调度能力。建立合理的交通信息采集和共享机制,通过综合交通信息系统的逐步建立和完善,以较低的造价和较短的时间来提高交通系统效率,降低交通拥挤,减轻空气污染和节省能源。加强城市圈通信资源的综合利用,加快运输企业信息化支撑平台的建设,通过通信基础设施的一体化建设,为综合交通信息化提供保障。


  进一步深化信息技术在交通运输业的推广应用,加强综合交通信息平台的开发,提高交通信息管理和指挥控制系统的信息化水平,积极推进交通运输智能化。


  3国外区域智能交通系统经验借鉴


  3.1区域智能交通系统网络


  随着欧盟的扩大,欧盟地域两端之间的距离加大,这就要求一个有效的高速客运网络。这样一个网络由高速运输网络组成,包括需要提高等级的公路系统、连接线以及能使航空和铁路运输服务与机场整合起来的线路。智能交通系统在整合欧盟交通系统网络中,将起到巨大的作用。它进一步优化出行规划,改善交通管理,并使需求管理更加容易。对设施灵活和多重的利用可降低道路空间的压力。特别是在欧盟的城市和城镇建立的区域智能交通系统,已经被建议用来解决相互之间的互通性和数据信息交流问题。


  智能交通系统应用保证了运营者和新的交通服务包括为出行者提供道路信息和旅客信息系统服务。为了保证数据能够在这些应用中共享,欧盟十分重视建立共享的数据交换协议。标准应该可以共同使用并且可以革新,智能收费系统应使用可以互通的智能卡,不管是在各种交通方式之间,还是在不同的功能之间(例如运输相关的款项、非运输服务、停车以及顾客忠诚方案),还是在各个地区之间,甚至从长期角度来说,在不同的国家之间都能通用。


  特别是在提高交通网络的协调性方面,在这个交通网络中欧洲公路交通网是个关键因素。在2001年到2006年间,英国积极开展了CENTRICO和STREETWISE项目。


  CENTRICO是涵盖欧洲六国的运用智能交通系统来提高欧洲公路网效率的区域项目,以保证乘客和货物的运送。拥有100万居民生活在其边界内,Centrico拥有大量的过境交通和一个非常密集的公路网。Centrico项目由欧洲委员会中的DGTREN来支持。


  STREETWISE是欧洲公路交通网中实施交通控制和信号设施部署的一个欧洲区域项目。这个项目将ITS技术在欧洲公路交通网络各个区域中进行延伸,其中包括英国(除去东南地区)、苏格兰、威尔士、北爱尔自治区和爱尔兰共和国。
 


  3.3区域交通信息服务系统的发展


  为了应对日益发展的交通问题,包括交通事故、交通拥堵、环境和空气污染等问题,日本通过发展信息共享、通讯等智能交通技术,以提高道路的安全畅通、通行的效率,解决道路、车辆和行人之间的矛盾。


  3.3.1 基于短程数字通信的道路交通信息服务系统


  1995年7月成立VICS(道路交通信息通信系统)中心;1996年4月正式启动VICS,先在首都圈内实施而后推向大阪、名古屋等地,1998年在全国范围内推广;目前全日本已经有1500多万车辆安装VICS系统。


  日本ITS开发组织(VERTIS)在1996年制定了“推进ITS总体构想”,推出了长达20年的发展计划。日本在美国ITS体系框架基础上, 结合本国国情制定出包含先进的导航系统、辅助安全驾驶、不停车收费、交通管理最优法等9个研究内容的日本ITS研究体系框架结构,并开发了一系列ITS产品,实现了ITS的产业化。

 


  3.3.2基于互联网的开放式交通信息服务系统


  近年来,智能交通系统的发展已经通过互联网,实现了网上信息的管理和服务的功。二十一世纪以来,在欧洲、美国等智能交通发展的国家,非常重视智能交通的网络和信息服务[13]-[15]。


  为了实现跨部门之间的信息的整合和集成,使智能交通系统互联网的网络环境下的信息共享,需要对数据信息进行一体化的管理,并能通过平台实现其资源的引擎和调度,使智能交通的信息能够在分布式的网络数据库中实现信息的共享。英国的TIH(Travel Information Highway)系统,即出行者信息高速公路系统,就是基于网络互联上,通过数据管理引擎在不同类型数字资源和不同服务方式之间进行开放动态链接,通过对系统之间的信息和数据的连接,从而更有效地实现对不同资源和相关服务的整合和共享。

 

  图2-3  英国出行者信息高速公路架构


  TIH出行信息服务系统是英国公路局、交通管理局、旅行行业管理、通信行业协会等建立的旨在应用智能交通系统的信息,为广大旅行者提供交通出行服务系统。TIH建立起来的组织管理模式、技术标准、商业运营模式,实现了跨行业、跨部门的动态交通数据的交换问题,通过参加的TIH组织,实现了信息的接受、发布、交换。


  TIH通过制定的规则建立了基于网络的跨平台的信息资源的共享,在这个平台上,有上千个部门和企业参加了信息的交换和共享,使信息的发布者能够为出行人员提供更多实时的交通相关的信息服务,交通运营部门通过信息提供和交换,获得了交通相关的信息,为提高企业的效益发挥了作用,同时,交通战略规划部门、交通管理部门也通过大量的交通信息得到了道路安全、拥堵和交通管理和交通组织方面的信息,为加强交通战略规划、安全管理提供了方便。

 

  图2-4  TIH统一信息平台的信息传递机制

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