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　　北京市一年的“堵車成本”已經(jīng)以百億元計，首都正在變成“首堵”。緩解擁堵，智能交通是對策，也是趨勢。城市道路交通、城市軌道交通以及高速公路三個典型應(yīng)用場景正在緊追智能交通的發(fā)展步伐，既擔(dān)負了智能交通建設(shè)的使命，又充當(dāng)了智能交通參與者的角色。
　　
　　一、城市道路交通篇
　　
　　城市治堵循序漸進
　　
　　專家觀點：發(fā)展智能交通一定要以需求為導(dǎo)向，尤其是以老百姓的需求為主要導(dǎo)向。要先滿足公共交通和老百姓日常出行的基本需求，再為需求提供差異化服務(wù)。
　　
　　“如何在現(xiàn)有條件下，讓道路資源得到優(yōu)配置?”交通運輸部公路科學(xué)研究院總工程師、國家ITS（智能交通系統(tǒng)）工程研究中心主任王笑京將此視為智能交通的核心命題。
　　
　　智能交通首先要緩解的就是道路擁堵問題。目前，在北京、上海、廣州等一線城市，其市區(qū)道路擁堵問題久治不愈，而一些二三線城市的道路使用情況也不容樂觀。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國城市機動車保有量正以15%的速度增長，城市道路的增長率則僅為3%左右，而城市人均道路面積僅為10.6平方米，遠低于國外人均道路面積的15~20平方米。在這種情況下，依靠交通指揮系統(tǒng)實現(xiàn)實時調(diào)度已成必經(jīng)之路。
　　
　　信號燈“默默”治堵
　　
　　提到智能交通在身邊的應(yīng)用，很多人會想到信號燈，其實紅綠燈本身也在執(zhí)行著緩解擁堵、保持道路暢通的任務(wù)，擔(dān)當(dāng)智能調(diào)度中的控制一職。王笑京告訴記者，晚上八九點鐘行駛在北京的主要干道，常常會一路綠燈，不過你可不要以為這是運氣好，其實這是交通信號燈在暗暗發(fā)力。
　　
　　“北京城區(qū)的主要干道和路口的紅綠燈已經(jīng)在計算機的協(xié)調(diào)控制之下，紅綠燈根據(jù)道路資源的實際情況進行實時調(diào)整和切換，提高各個方向的車輛通過效率。在機動車車流量不超過路口通行能力的前提下，司機往往會發(fā)現(xiàn)一路駛來暢通無阻，其實就是信號燈在發(fā)揮指揮作用。當(dāng)然，這種作用在上下班交通高峰期間效果并不明顯，高峰時段交通路口各個方向的車流都超過了路口的通行能力，因此，這時除了保障路口車輛通過秩序的功能外，信號燈對道路的協(xié)調(diào)控制效果司機往往無法察覺。”
　　
　　信號燈的調(diào)度規(guī)則并不是一成不變的，城市道路布局不同，信號燈控制系統(tǒng)也需調(diào)整其管理邏輯。王笑京告訴記者，盡管技術(shù)原理大致相同，但京滬兩地道路結(jié)構(gòu)的不同還是會導(dǎo)致信號燈的管理邏輯略有不同：“北京是棋盤式結(jié)構(gòu)，二環(huán)路內(nèi)使用一套交通信號控制系統(tǒng)，二環(huán)外則隨著城市擴張發(fā)展出多個不同交通信號控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在，為了更好地了解整條道路的通行情況，不同信號控制系統(tǒng)之間會將部分?jǐn)?shù)據(jù)開放和共享，實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)運行;上海則是對高架道路和地面道路分開控制，而且高架道路通過信號燈控制進入高架道路的車輛數(shù)量，以此保證道路暢通，所以上海的高架路上極少發(fā)生嚴(yán)重的交通堵塞現(xiàn)象。”
　　
　　事故處理“半自動”
　　
　　順著信號燈的線索逆流而上，我們會發(fā)現(xiàn)支撐這一應(yīng)用的是一整套完善的信息采集系統(tǒng)。北京市五環(huán)內(nèi)主干道上幾乎每500米就有一個車流檢測器，以微波或者超聲波的方式實時檢測通行車輛的數(shù)目;視頻監(jiān)控系統(tǒng)則已覆蓋全部主要路面。如果車流出現(xiàn)異常，交通指揮系統(tǒng)能夠自動報警。
　　
　　王笑京舉例說：“交通指揮系統(tǒng)對于公安交通管理部門警力的位置追蹤可以到個人（單兵定位），北京四環(huán)路內(nèi)如果發(fā)生交通事故，指揮系統(tǒng)會就近安排交警前往處理，通常3分鐘內(nèi)就可到達;而只要輸入車牌號，交警就能在警用終端上查詢車主個人信息和車輛保險信息。”
　　
　　“狀態(tài)評估與預(yù)測”系統(tǒng)會對交警傳回的信息和傳感器信息進行分析，預(yù)測處理該事故所需要的時間及其對交通造成的影響大小和范圍。如果出現(xiàn)重大交通事故，可能需要處理1小時以上，就會啟動車流組織的應(yīng)急預(yù)案，發(fā)布指示信息誘導(dǎo)其他車輛繞道行駛，通過對整個路網(wǎng)的調(diào)度,疏散事故道路的通行壓力。
　　
　　“北京的這套交通指揮系統(tǒng)已經(jīng)非常先進，完夠達到先進水平。像北京市這樣一個擁有幾千萬人口的超大型都市，要保證很多勤務(wù)車暢通無阻，能夠運行成這樣，也很不容易了。”王笑京說。
　　
　　加大治堵力度
　　
　　交通管理系統(tǒng)再先進，但一日不解決城市交通擁堵難題，智能交通建設(shè)就一日談不上完成。為抑制私家車數(shù)量增長、治理城市擁堵，交通運輸部在“十二五”期間組織開展國家“公交都市”示范工程，提出要在全國選擇30多個城市進行公共交通優(yōu)先發(fā)展的試點工作。由重點關(guān)注小汽車轉(zhuǎn)向關(guān)注公共交通工具，這也成為近年來智能交通領(lǐng)域的發(fā)展方向。
　　
　　信號燈確保公交先行的相關(guān)試驗正在進行，王笑京介紹：“北京南中軸已經(jīng)開始使用，在南北通行的道路上，如果公交車趕在綠燈即將轉(zhuǎn)為紅燈時達到路口，綠燈會延長時間，保證公交優(yōu)先通行;如果東西方向的路口也有公交車在等候變燈，南北主干道有優(yōu)先通過權(quán)。”
　　
　　智能交通介入公共交通領(lǐng)域已久，其中能夠顯示公交到站距離的電子站牌技術(shù)更已經(jīng)是應(yīng)用成熟。但為何北京長安街上的電子站牌設(shè)立多年來一直有名無實，無人關(guān)注?王笑京指出：“這是因為東單到西單段，有很多路公交車通行，市民基本上乘坐哪輛車都可以到達，當(dāng)然不會關(guān)心電子站牌上的信息。真正關(guān)心車輛到站時間的是京郊市民，那里車輛，可能半個多小時才來一輛，乘客在等待的過程中難免焦慮，想知道還要再等多久，好合理安排時間。”
　　
　　二、城市軌道交通篇
　　
　　感知地鐵
　　
　　專家觀點：整合客流、車流指揮與應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)用，擴大公眾服務(wù)信息范圍，建設(shè)全面感知的新型地鐵交通。
　　
　　1965年7月1日北京地鐵正式通車，彼時地鐵的建設(shè)者可能并沒有想到，47年后的今天，北京地鐵運行間隔和日客運量會發(fā)生顛覆式的變化。地鐵已經(jīng)成為北京居民日常出行不可或缺的重要方式。目前，北京地鐵日客運量峰值已經(jīng)突破700萬人次，在路面交通運輸能力有限的情況下，地鐵因其準(zhǔn)點、不堵車的優(yōu)勢分擔(dān)了市內(nèi)大量公共出行客流的輸送工作。有預(yù)計稱，地鐵在北京市公共交通中的占有率將達到20%~30%，超越公交車成為大公共交通出行方式。但是，在快速發(fā)展的過程中，北京地鐵也暴露出諸多問題，其中各條線路之間的運行數(shù)據(jù)難以共享，不僅給運營管理帶來了困難，同時也限制了乘客的線路選擇。
　　
　　成網(wǎng)易難
　　
　　如何做到的路網(wǎng)運營指揮是現(xiàn)在北京地鐵大的問題，各單條線路聯(lián)接成網(wǎng)后，牽一發(fā)而動全身，如何讓地鐵信息網(wǎng)的效益大化?北京交通大學(xué)教授秦勇表示：“如果因為一號線的客流量變大而加快其發(fā)車頻率，二號線卻不做任何變化，那么當(dāng)一號線的大量乘客到達二號線換乘站時，站點就會滯留大量乘客，造成站臺區(qū)域的安全隱患，降低組織效率。”
　　
　　要想解決這個問題，就要做好客流需求預(yù)測和車流運行計劃，建立客流指揮、車流指揮和安全應(yīng)急指揮系統(tǒng)，并將其有效整合應(yīng)用。秦勇介紹：“很多關(guān)鍵的技術(shù)方法需要研究，比如運營狀態(tài)實時數(shù)據(jù)采集方法，如何進行信息的有效采集并統(tǒng)計和分析;如何通過仿真推演的方法來建立模型，預(yù)測未來客流變化，把事后管理變成預(yù)防性的管理;還要做好應(yīng)對車輛晚點等突發(fā)事件的詳細預(yù)案。”
　　
　　2012年北京市投入上億元籌建地鐵信息指揮中心，將原來獨立的線路指揮系統(tǒng)集中到一個中心來進行處理。秦勇參與了該項目技術(shù)的研究工作，他表示，指揮中心明年建成后，可以全面掌控整個地鐵網(wǎng)，對上可為政府提供決策支持，對下可用于建設(shè)運營協(xié)調(diào);同時，乘客能通過登錄網(wǎng)站、短信等途徑獲取地鐵站點出行信息，以安排乘車路線。
　　
　　另外，地鐵中面向公眾提供的服務(wù)信息太少也是一大問題，這些信息包括線路是否通暢、站點是否正常運行等。“未來可能還要在地鐵出入口處設(shè)立誘導(dǎo)信息查詢裝置，通過出行可達性分析模型，為乘客規(guī)劃出行線路。”秦勇告訴記者，查詢系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)工作并不像看起來那樣簡單，因為在建立網(wǎng)絡(luò)分析模型的過程中，由于整個路網(wǎng)涉及200多個車站，線路選擇多，計算量大;此外，要實現(xiàn)系統(tǒng)與現(xiàn)實的吻合，班車變化、新線開通等情況都要反映在系統(tǒng)中，對模型的適應(yīng)能力也提出了很高的要求。
　　
　　“目前，指揮中心的總體方案和頂層設(shè)計都已經(jīng)制定出來，一些局部的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)也進入了開發(fā)階段。”秦勇說，系統(tǒng)建成后，原有的指揮中心將全部入網(wǎng)，列車運營和客流分布情況也可以在一個系統(tǒng)中得以體現(xiàn)。
　　
　　建立“堅強”地鐵
　　
　　然而無論是提率還是提升公眾出行信息服務(wù)水平，都要以地鐵安全運行為前提。“北京的地鐵系統(tǒng)非常脆弱，一場大雨便可使整個系統(tǒng)癱瘓;一列車晚點就導(dǎo)致站臺上擁擠不堪，幾乎都成為一種常態(tài)。這么多車輛在地鐵系統(tǒng)里高頻率運行，一旦發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想。”秦勇表示，在這種情況下，客流安全、車輛運行安全以及各種設(shè)備的安全是新應(yīng)用不得不考慮的重中之重。“在設(shè)備安全方面，諸如使空調(diào)不運行之類的小毛病也會造成大影響。如果這些故障率不做梳理，整個就會癱瘓下來了。”
　　
　　目前，安全問題主要靠人工發(fā)現(xiàn)，在處理問題時也大多憑經(jīng)驗，可靠性較低、效率不高。秦勇認(rèn)為，地鐵的安全要更多地依靠技術(shù)保障，“例如，在客流安全方面，我們做了一套客流檢測裝置，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)把整個在站臺區(qū)域、通道的客流分布實時檢測、分析出來，一旦客流密度超過警戒標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)就會發(fā)出預(yù)警，提醒相關(guān)負責(zé)人組織限行應(yīng)對措施，保障客流安全。”
　　
　　除了參與北京市地鐵指揮中心的建設(shè)，秦勇還負責(zé)了關(guān)于地鐵智能列車的國家863項目課題，用多種高精度傳感器實時監(jiān)測列車的信號狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)、車內(nèi)環(huán)境等，再通過千兆以太網(wǎng)和無線互聯(lián)網(wǎng)，將這些傳感裝置聯(lián)接到車載診斷服務(wù)主機上，形成對列車的全面感知、診斷和安全預(yù)警。目前，該課題組已完成系統(tǒng)主要裝置的設(shè)計，并研制出樣機，預(yù)計2012年9月之后將在廣州地鐵的15列車上安裝。“如果順利的話，這將是我國首批具備全面感知及安全預(yù)警能力的地鐵智能列車。”
　　
　　三、高速公路篇
　　
　　道路邁向全國聯(lián)網(wǎng)
　　
　　專家觀點：要實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)、提升道路服務(wù)水平的目標(biāo)，還需要加大交通行業(yè)“兩化融合”力度。
　　
　　不同于城市交通和軌道交通管理系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜，高速公路的智能化更簡單明了。近年來，ETC（高速公路電子不停車收費系統(tǒng)）覆蓋的高速公路路段不斷增加，應(yīng)用也逐漸深化。交通運輸部公路科學(xué)研究院副總工程師李丁在接受采訪時表示，“十一五”期間，ETC已經(jīng)實現(xiàn)了京津冀地區(qū)和長三角地區(qū)的區(qū)域間聯(lián)網(wǎng)。目前，京津冀區(qū)域中心正與山東、山西等省份進行溝通，協(xié)調(diào)系統(tǒng)的升級改造工作，逐步實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)。
　　
　　按照交通運輸部規(guī)劃，“十二五”期間，交通運輸部將逐步擴大ETC車道的覆蓋率，形成全國統(tǒng)一的ETC服務(wù)網(wǎng)點體系和分級管理的收費結(jié)算體系，計劃到“十二五”期末，全國高速公路ETC平均覆蓋率將達到60%，ETC車道數(shù)達到6000條以上，ETC用戶量超過500萬個?，F(xiàn)在，中國已成為繼日本之后實現(xiàn)大范圍跨區(qū)域ETC聯(lián)網(wǎng)的第二個國家。
　　
　　ETC一體多用
　　
　　李丁介紹，為推廣ETC，交通運輸部聯(lián)合國家發(fā)改委和財政部2010年12月發(fā)布的“關(guān)于促進高速公路應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費技術(shù)的若干意見”中明確提出，收費公路經(jīng)營管理者要對ETC用戶（包括記賬卡等非現(xiàn)金支付方式用戶）給予通行費優(yōu)惠，優(yōu)惠幅度原則上不小于5%;而北京市則要求在京政府部門的公車使用ETC卡支付高速公路通行費。“隨著用戶的增多，ETC、低碳的優(yōu)勢也更加凸顯，它減少了停車次數(shù)，在節(jié)省油耗的同時提高了道路通行能力。”
　　
　　在高速公路收費之外，ETC還將發(fā)揮更大作用。“ETC中的短程通信功能可以用于高速公路上的交通管理，幫助采集車輛數(shù)據(jù)，我們只要在公路上安裝讀取天線設(shè)備就可以了。未來，圍繞ETC車載單元，還會衍生出更多應(yīng)用，例如收集交通流量數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)、提供交通信息服務(wù)等。”李丁說。
　　
　　ETC、GIS、GPS、遙感等技術(shù)的應(yīng)用讓高速公路上的信息量與日俱增，也給管理帶來了很大挑戰(zhàn)。李丁介紹：“交通運輸部路網(wǎng)管理中心已經(jīng)有了一個非常規(guī)范的報送系統(tǒng)，新開公路的開通時間、等級信息;道路施工、車道封閉等管理信息;道路交通事件等運行信息和處理信息等。上述信息通過處理和審核后對外發(fā)布?，F(xiàn)在從交通運輸部到地方各省，都在形成一些綜合管理信息系統(tǒng)。”
　　
　　王笑京說：“十一五后期，交通運輸部開始大力推廣路網(wǎng)運行監(jiān)管，典型的例子就是現(xiàn)在已經(jīng)建成的路網(wǎng)監(jiān)測中心，已經(jīng)接入了近20個省的視頻數(shù)據(jù)和部分省的公路運行數(shù)據(jù)，這個工作將是十二五期間交通運輸部的一項重點工作。”
　　
　　公路上的“體溫計”
　　
　　為了更好地開展公路交通氣象預(yù)測與預(yù)警工作，交通運輸部與國家氣象局的合作日益密切。李丁告訴記者，氣象局會將大區(qū)域的氣象信息分析后發(fā)給交通運輸部，交通運輸部再將這個信息與路網(wǎng)分布情況做進一步的匹配，進而對可能遭遇惡劣天氣的路段發(fā)出預(yù)警。
　　
　　這種信息共享是雙向的，在“十二五”規(guī)劃中，交通運輸部也明確提出了要促進氣象部門的工作信息平臺的聯(lián)網(wǎng)共享，推進公路交通氣象觀測站建設(shè)，實現(xiàn)交通、氣象觀測站點和公路交通氣象信息的集成共享。
　　
　　李丁表示：“根據(jù)氣象局的建議，交通運輸部在高速公路上增加一些氣象監(jiān)測點，通過傳感器將采集的數(shù)據(jù)信息傳送給氣象局，這些采集到的信息幫助氣象局提升預(yù)報的度，便于司機及時了解前方路段的天氣情況。”
　　
　　隨著采集信息的增多，發(fā)布信息的途徑也在逐步開放。過去，公眾大多只能從官方網(wǎng)站上得知出行信息，現(xiàn)在，應(yīng)急廣播將成為氣象部門向公眾推送即時信息的重要渠道。
　　
　　李丁說，交通運輸部和中央人民廣播電臺已經(jīng)簽訂協(xié)議，在《中國之聲》內(nèi)開通全國統(tǒng)一頻段的應(yīng)急交通廣播，只要打開這個廣播，車輛行駛在全國的高速公路上都能連續(xù)收聽所到之處的公路信息和天氣預(yù)報。目前，京津塘高速公路已經(jīng)開通試點。
　　
　　王笑京認(rèn)為，未來，應(yīng)急交通廣播的信息采集和播放將主要依靠智能軟件來自動管理，通過將帶有位置信息的數(shù)據(jù)進行分析處理后，通過合成語音發(fā)布出來。“這件事現(xiàn)在正在試驗階段，是交通運輸部在十二五期間的一項重要工作。”
　　
　　在交通運輸部新版的高速公路規(guī)劃中，提出要在2020年前完成大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但李丁認(rèn)為，這一計劃在2015年前基本就能完成，而如何讓已經(jīng)建成的基礎(chǔ)設(shè)施更好地為公眾出行服務(wù)，已是社會各界當(dāng)前的共同需求。“提供好的服務(wù)需要以信息化為基礎(chǔ)，所以這幾年從交通運輸部到各省市交通廳都在推動信息化進程，對兩化融合非常重視。原來高速公路有自己的專網(wǎng)，現(xiàn)在也開始提出公專結(jié)合的理論，只要有公共的網(wǎng)絡(luò)，就可以按需拿來使用。”