智慧城市背景下的北京交通基础设施建设研究

一、北京城市交通的历史追溯

近几年伴随着首都经济的发展，大城市集聚效应日趋明显，北京交通出行环境不断复杂化，交通安全隐患在增多。北京实施“公交优先”战略，大力发展公共交通，公交设施得到改善，但在舒适性、可及性方面存在很大偏差。智慧城市、智慧交通则为解决城市交通问题提供了新思路。

历史上的城市分割布局导致的交通拥堵及早期修筑道路遗留的问题，是北京交通拥堵无法逃避的根源。在当时国内经济相对不发达、人口和车辆都相对较少的情况下，问题并不突出。可是由于城市不同功能区的叠加，近些年拥堵已经成为了一种常态。北京早期交通线路的设计很大程度上并没有考虑到日后北京的高速发展，同时也因为多种原因存在许多不合理的路线。如：西客站周边的道路，公共交通工具很多，拥堵是家常便饭。北京不少立交桥同样存在诸多问题：建国后北京的立交桥在短时间内建成很多，在当时条件下被认为是一种技术进步。但是仓促的时间导致设计上的诸多纰漏，最后造成不少立交桥上不去、下不来、司机见了晕头转向等情况，使得拥堵更为频繁易发。

而当政府对城市交通缺乏有效管理的情况下，新建的道路设施会引发新的道路需求，而交通需求总是超过道路供给。也就是说，不管政府投入多大的人力财力，结果必然导致交通拥堵，“当斯定律”描述的情形对于分析今天北京的交通拥堵问题仍然有效[1]。城市建设应该规避交通设施可能发生的风险问题，同时重新规划不合理线路设计。随着宏观经济的发展和城乡差距的逐步减小，北京市中心的常住人口在一定时期之后会有所下降。在这种情况下，根据交通承载力，可逐步对不合理的路线等进行重新改建。

二、北京交通基础设施建设现状与问题

（一）从人口规模看北京交通现状

随着人口和社会经济的发展，北京市的交通出行量逐年增加。2011年北京市常住人口由2005年的1538万人增加到2018.6万人。人口的绝对数量从两个点导致了或者加重了城市交通拥堵问题：一是公共交通工具和线路相对有限，很大程度上无法满足不断增长的人口的出行需求。二是私家车保有量极高。2011年，北京全市机动车拥有量为498.3万辆，其中私人拥有量为389.7万辆，分别为2005年的1.9倍和2.5倍。人多车多，加之交通线路在一定程度上的不合理，堵车几乎成为北京的“风景线”。

（二）从公共交通发展看北京交通现状

随着北京社会经济不断发展，交通压力日趋紧张。北京于2006年、2009年先后出台了《关于优先发展公共交通的意见》和《绿色交通行动计划（2009-2015）》，通过加大轨道交通建设力度、全面更新公交车辆、优化公交线网、实施低票价、设立专用道等一系列措施，大力推进“公交城市”建设[2]。2011年北京市居民出行中公共交通的承担率突破40%，但与其他国际化大都市60%-80%的公交承担率相比仍显较低。2011年末，全市轨道交通运营线路为15条，运营线路长372公里，比2005年增加258公里；全市公路里程达到21319公里，比2005年增加6623公里，以年均6.4%的速度增长；全市城市快速路达到263公里，干线公路里程达3462公里，分别比2005年末增长14.3%和15.6%，二级及以上公路里程占干线公路总里程的比例从63.5%提高到88.6%；全市公共电汽车运营线路为740条，比2005年增加118条，运营线路长19338公里，运营车辆达2.2万辆，比2005年增加0.3万辆。整体来看，北京公共交通在一定程度上缓解了交通压力，但并不能完全解决交通拥堵问题。以北京地铁为例，存在有的站点之间间距过大而又缺少其他公共交通补给等问题。

（三）从道路面积看北京交通现状

2011年底，北京市公路道路总里程达到了28446公里，城市道路总面积达9164万平方米，城市交通基础设施承载能力得到提升。道路供给总量逐年增加，供给结构也有小幅度调整。但从实际运行结果看，道路交通拥堵现象仍客观存在，城市道路设施仍显脆弱。除道路、车辆及行人之外，北京交通还应考虑行政管理和优化配套公共设施。建议设置更多的公共自行车租赁点，鼓励市民绿色出行。可遗憾的是，机动车经常占据自行车道，有的路段甚至没有自行车道，或者自行车道和机动车道之间没有任何隔离等，这都增加了绿色交通的危险系数。因此，与城市道路交通相配套的诸多公共设施和服务都需进一步完善。

（四）从机动车拥有量看北京交通状况

据《北京市统计年鉴2012》统计结果显示，北京市的机动车拥有量增长明显，各类汽车的年增长率都很高。如2011年，北京市的机动车拥有量高达498.3万辆，为2010年的103.6%。

三、北京建设智慧交通的理论与实践

（一）智慧交通的形成机理

建立智能交通系统是智慧城市的主要应用功能之一。智能交通系统是指通过道路收费系统、多功能智能交通卡系统、数字化交通智能信息管理系统等多种模式的数据整合，提供基于交通预测的智能交通灯控制、交通疏导、出行提示、应急事件处理管理平台，帮助进行城市路网优化分析，为城市规划决策提供支持[3]。智能交通管理系统的建立实施在一定程度上缓解交通压力的同时，也存在一系列亟待解决的技术难题，例如海量数据存储与处理问题，多信号非接触传输问题、通讯规约问题等。

北京智能交通的发展主要体现在：高速公路电子收费系统、信息系统、一卡通系统、危险品运输监控系统、奥运交通指挥中心、出租汽车调度及浮动车信息采集系统等。以“一个中心、三个平台、应用系统”为框架，涵盖171个子系统的智能交通管理体系，包括指挥调度、交通控制、交通监测、交通信息服务等[4]。近年来建成的北京市交通运行协调指挥中心（TOCC）是全市交通综合运输协调、交通安全应急指挥、数据共享和信息中枢。建成了轨道交通指挥中心一期工程，实现了全部既有轨道交通线路智能化运营调度。拓展道路交通违法监测系统应用范围，首次在公交车辆安装110套移动监测设备，实时监控占用公交车道的违法行为[5]。

随着新技术的出现，在TOCC、智能交通系统的基础上提出了“智慧交通”的理念。充分发挥物联网技术，通过移动计算、智能识别、数据融合、云计算等技术，形成智慧交通系统。智慧交通系统，是指将电子、信息、通讯、控制、车辆以及机械等技术应用于交通领域并能迅速、灵活、正确地理解和提出解决方案，以改善交通状况，使交通发挥最大效能的系统。从智能交通系统到构建智慧交通体系，需要加快推进综合交通服务和管理系统、交通诱导系统、智能出行服务系统、交通应急指挥系统、数字公路综合信息服务系统、出租车与公交车智能服务管理系统、电子收费系统、港口信息管理系统等智慧交通应用系统建设，从而进一步提高城市交通的科学管理和组织水平[6]（图1）。智慧轨道交通行业的发展建立在数字化和控制管理的智能化基础上，“更透彻的感知、更广泛的互联互通和更深入的智能化处理能力”是智慧轨道交通的基本特征，它以智能信息处理技术、全联网技术和传感技术为支撑，构建和展示“高效、便捷、安全、可视、可预测、环保和智慧”的、高科技和现代化的综合性轨道交通系统[7]。同时发展智慧型的快速公交系统和轨道交通，可以降低碳排放强度[8]，符合绿色经济、生态经济、低碳经济的发展趋势。

（二）北京智慧交通的实践状况

智慧交通在世界上已经有了一些成功实践例子。如，新加坡采用的“智能交通预测系统”，由计算机化交通信号系统、电子扫描系统、城市快速路监控系统、接合式电子眼以及道路计价系统组成，在预先设定的时间段内预测交通流量，帮助交通控制人员预判、管理交通流，防止交通堵塞。瑞典斯德哥尔摩启用新智能收费系统，使交通量减少22%，排放物减少12%-40%。

北京智慧交通管理系统由交通流自动采集、分析、处理及信息系统、交通信号控制系统、交通指挥调度综合集成系统、交通管理数字化执法信息管理系统、交通事故分析处理与交通安全控制系统、对外交通信息服务系统、交通管理综合业务信息管理及辅助决策系统、交通管理宽带网络及通信系统八个子系统组成[9]。北京市已经开始试点“智能停车位引导”建设，在道路两侧建设引导停车的路牌。另外，为实现“公交优先”原则，北京出台了增加公交车辆和线路、设立公交专用线、完善公交基础设施等一系列专门政策措施。其中公交智能化调度系统的基本目标是解决公交车辆运行中无序、失控与低效的状态，解决与首都公交可担负城市旅客出行的主导地位不相适应的矛盾。把通信控制、卫星定位、计算机网络与运营组织科学地结合，运用系统工程的理论方法进行综合集成，实现集运营指挥调度、综合业务通信、乘客信息服务等为一体的智能化公交管理系统[10]。据调查，北京市顺义区的公交智能指挥调度中心项目总投资386万元，由指挥平台、车载定位系统、车辆和场站监控系统、通信系统组成，目前已在顺义区内的48条线路469辆公交车、4处公交枢纽、16个公交车站安装了指挥监控终端。调度中心通过公交车上安装卫星定位系统（GPS）、在重点站台安装监控系统等措施，实现对运营车辆的实时监控以及车内图像采集。公交智能指挥调度中心能够根据监控各种数据采集结果，判断车辆运行情况，及时发出指令，调度全区公交运行。通过卫星定位和视频监控，指挥中心随时掌握车辆的运行速度、所在位置、是否晚点等信息。此外，系统设置了报警功能，对车辆甩站、超速、严重堵车、首末班车不准时等进行提示。指挥中心人员根据各种情况，通过系统向安装在公交车上的GPS显示器发送短信进行提示，也可通过指挥中心的话筒向司机发出语音提示。每辆车的司机座位旁都安装有一个紧急按钮，一旦出现紧急情况，司机可通过按钮向指挥中心报警。智能指挥调度中心运行以来，顺义区境内公交正点率提高近10个百分点，公交服务投诉类纠纷显著减少，市民乘公交出行的意愿明显增强，境内公交刷卡率由86.36%提升到89.47%。

参考文献

[1][3]张永民.智慧城市总体方案[J].中国信息界，2011，（3）：12-21.

[2]庞世辉.北京绿色出行与发展城市新型交通系统的构想[A].北京市交通委，北京交通发展研究中心主编《探寻北京交通—世界城市交通科学发展之路[C].2012，1.

[4]缪明月、高爱霞、戴帅.建设世界城市目标下智能交通管理理念诠释及发展展望[A].段霞主编.2012城市国际化论坛——世界城市：规律、趋势与战略选择论文集[C].2012.

[5]刘小明、王兆荣、陈燕凌，等.提高精细化管理水平 推进交通事业科学发展[A].张耘主编.北京蓝皮书：北京公共服务发展报告（2011-2012）[C].北京：社会科学文献出版社，2012.

[6]佚名.“十大应用体系”：让城市充满“智慧”[J].宁波经济，2010：30-31.

[7]曾华燊、朱怀芳.论智慧轨道交通及其系统架构[J].计算机应用，2012，32，（5）：1191-1195.

[8]陈静、张景秋.低碳经济视角下的北京公共交通发展研究[J].改革与战略，2010，（5）：70-72.

[9]于春全.建立智能化的北京交通管理系统[J].北京建筑工程学院学报，2001，17（S）：29-31.

[10]张国伍.北京市公共交通智能化调度管理系统的建设与开发[J].北方交通大学学报，1999，23（5）：1-6.