我国智能交通运输系统探索

2019-10-12 版权声明 举报文章

我国智能交通运输系统探索

摘要:随着社会经济的不断发展和交通运输量的持续增长,利用智能运输系统(ITS)来提高道路的利用率,已成为未来交通的发展方向。本世纪80年代,美国、西欧各国和日本就已开始了对智能交通系统的研究,我国ITS的发展已势在必行。

关键词:智能;交通运输;ITS系统

1.智能交通运输系统的内涵

近几年来,计算机技术发展迅速,智能化程度越来越高,从而为交通运输系统的智能化奠定了基础。

所谓智能交通系统,就是在现有的交通状况下,充分利用现代高新技术进行合理的交通需求分配和管理,通过卫星导航系统、汽车自动引路系统、交通信息通信系统(VTCS)、视频监控和计算机管理等多种技术手段,将整个路网的通行能力迅速提高,实现安全、快速、便捷运输目的的一种交通综合治理方案。

交通运输系统智能化首先是表现在硬件上。未来的交通运输系统的硬设备都带有芯片,整个交通运输系统就是一个大的计算机网络。交通科学与工程的发展,极大地促进了知识经济时代的到来。

2.ITS所包含的具体内容

2.1 先进的交通信息服务系统(ATIS)

先进的交通信息服务系统是建立在完善的信息网络基础上的,交通参与者可以通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备,向交通信息中心提供各处的交通信息;该系统得到这些信息并经过处理后,适时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息;出行者根据这些信息确定自己的出行方式和选择路线。这样可以提高人们的出行能力和安全系数。由于合理地选择了出行方式和路线,从而使路网上的交通流获得平衡分配。如果车上装备了自动定位和导航系统,该系统还可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。

2.2 先进的交通管理系统(ATMS)

在这个系统中,有一部分与ATIS共用了信息采集、处理和传输系统。交通管理部门对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监控,通过收集到的信息,对交通车辆进行有效的实时疏导、控制与处理等。ATMS包括的子系统有:在途驾驶员信息系统、旅行服务信息系统、事故处理系统、交通控制系统和排放检测与控制系统等。

2.3 先进的公共交通系统(APTS)

该系统的主要目的在于改善公共交通的效率(包括:公共汽车、地铁、轻轨交通、城郊铁路和城市间的公共汽车等),提高公共交通的可靠性和安全性,以提供便捷、经济、大运量的公交系统。

2.4 先进的车辆控制和安全系统(AVCSS)

从当前的发展看,由于AVCSS为驾驶员提供了各种形式的碰撞和安全保障措施,改善了驾驶员对行车环境的感应和控制能力,通常把它分为以下两个层次:

2.4.1 车辆辅助安全驾驶系统

该系统包括以下几个部分:车载传感器(微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式的传感器等)、车载计算机和控制执行机构等。行驶中的车辆通过车载的传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离和其他情况,由车载计算机来处理,在紧急情况下,还可以强制车辆制动。

2.4.2 自动驾驶系统

装备了该系统的汽车也称为智能汽车,它在行驶过程中可以做到自动导向、自动检测和回避障碍物。在智能公路上,能够在较高的速度下自动保持与前车的距离。智能汽车只有在智能公路上使用时才能发挥其全部功能,如果在普通公路上使用,它仅仅只是装备了辅助安全驾驶系统的汽车。

2.5 营运车辆运行管理系统(CVO)

这是一个以高速道路网和信息管理系统为基础,利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术来有效地管理和改善客货汽车、公共汽车企业的行驶技术与设备,并组织运输,使营运车辆的安全性和生产效率得到提高,使公路系统的所有用户都能获益于更为安全可靠的公路环境,提高运输效率。

2.6 电子收费系统(ETC)

公路收取通行费是公路建设资金回收的重要渠道之一,但是随着交通流量的增加,收费站开始成为道路上新的瓶颈。电子收费系统就是为解决这个问题而开发的。这样就可以使所有地面交通收费系统实现自动化,以减少因用现金收费所造成的交通延误。如果在现有的车道上安装电子不停车收费系统,则可以使车道的通行能力提高3~5倍。

2.7 紧急救援管理系统(EMS)

紧急救援管理系统是一个特殊的系统,其基础是ATIS、AT-MS和有关的救援机构与设施。通过ATIS和ATMS这些设施可以将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体,提高对突发交通事件的报告和反应能力,改善应急反应的资源配置,为道路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、救护、排除故障车辆等服务。

3 智能交通运输系统中的主要技术平台

3.1 全球卫星定位系统(GPS)

全球卫星定位系统是由空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统三大子系统构成,是具有全球性(陆地、海洋、航空与航天)、全天候优势的导航定位、定时、测速系统。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等多种功能。

3.2 交通地理信息系统

交通地理信息系统是一种空间性数据库管理系统,除具备一般数据管理系统的基本功能外,还具有空间查询和分析的功能,用户可以根据需要建立一个应用分析模型,通过动态分析为评价、管理和决策提供服务,因此它为ITS提供了数字化平台。

4 智能运输系统的功能特点

智能运输系统具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合模型,适合于对含有复杂性、不完全性、模糊性、不稳定性和算法未知的运输过程的描写具有分层信息处理和决策机构。智能运输系统的核心在高层模块,它对运输环境或运输过程进行组织、决策和规划,实现广义求解智能运输过程具有非线性。智能运输系统根据当前的客货流量的大小和方向,在调整运输系统参数得不到满足时,就以跃变的方式改变运输系统结构,以此提高运输系统的效益智能运输系统具有总体自寻优化的特点。由于智能运输系统具有实时

特征辨别、特征记忆和拟人的特点,在整个运输过程中计算机系统实时获取客货和环境的信息,进行实时处理并给出运输决策,通过不断优化参数和寻找运输系统的最佳结构形式,以获取整体最优运输效益。目前,交通运输系统智能化是一个研究热点,并已经取得了很大进展。ITS的目标和功能为安全性、畅通性、环保性和舒适性。即可以提高交通运输的安全水平;减少交通堵塞,保持道路交通畅通;提高运输网络的通行能力;降低交通运输对环境的污染程度并节约能源;提高交通运输生产效率和经营效益。与传统的提高交通运输水平手段相比,ITS不是单纯依靠建设更多的基础设施、消耗大量能源来实现上述目标和功能,而是在现有或较为完善的基础设施之上,将先进的通信技术、信息技术、控制技术有机地结合起来,综合地运用于整个交通运输系统以实现其目标和功能。

5.结束语

我们在规划设计交通运输系统时,应该有一定的前瞻性,应该定位在智能运输系统。智能运输系统必将带来巨大的经济效益、社会效益、生态效益、环保效益。

参考文献:

[1] 万钢.发展智能交通构建和谐社会[J].中国科技产业2007,(10).

[2] 金锦辉,毛中亚,郭其一.铁路智能交通系统的云计算交通信息与安全[J].2011,29(4).

[3] 周勇,刘福安.智能交通在铁路运输中的应用交通标准化[J].2005,(12).

[4] 王欣,朱刚,谈振辉.高速铁路智能交通综合信息系统中关键问题的探讨[J].铁道学报.2003,25(6)

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