城市智能交通系统的发展现状与趋势

　　智能交通系统是手段，是实现绿色交通系统的技术支撑。通过应用智能交通系统，交通基础设施会得到充分利用，交通安全水平会得到大幅度提高，交通环保节能目标会得到更好的实现，交通系统的服务水平会得到不断提升。由此可见，无论是确定智能交通系统的功能构成，还是探讨智能交通系统的关键技术和发展方向，最根本的是要深刻理解城市和城市交通的发展方向，在此基础上科学制定智能交通发展战略和重点发展方向。

　　1城市智能交通系统的角色与作用

　　当前我国城市和城市交通的发展处于挑战和机遇并存的关键历史阶段。_方面，随着城镇化、机动化的持续快速发展，城市交通拥堵加剧、污染严重、事故频发，面临着严峻挑战;另一方面，我国城市处在老城改造、新城建设的城市大发展时期，是实现生态城市、绿色交通的最佳时机。从交通需求和交通供给两个方面加大力度，按照绿色交通系统的发展目标，基于交通发展的先进理念，科学制定城市综合交通系统规划并付诸实施，有望实现我国城市绿色交通系统建设的跨越式发展。

　　智能交通系统的规划、建设，归根到底是服务于城市交通发展的总体目标，提高设施系统的使用效率和服务水平。图1所示为城市交通的主要影响因素及智能交通系统(intelligenttransportationsystem,ITS)在城市交通供求关系中扮演的角色和作用。由图1可知，无论是实施交通需求管理，还是制定交通规划及提高已有交通基础设施的使用效率，ITS都扮演着一个不可或缺的重要角色。也就是说，ITS的建设目的，是为了使交通规划更科学、设施更有效、管理更智能、行为更规范。

　　在交通供给方面，通过智能公交系统、智能交通管理系统、智能车辆运行管理系统、交通监控系统等技术的实施，可以提高现有交通基础设施的运行效率和交通供给能力;在交通需求方向，通过交通信息服务、交通拥堵收费等系统，可以改善交通需求的时空分布特性，"削峰填谷"，使交通需求与交通供给的矛盾得到缓解。

　　2国外城市智能交通系统的现状与发展趋势

　　2.1智能交通管理系统

　　智能交通管理系统是智能交通系统的最重要组成部分，也是城市智能交通系统的重要基础部分。自从20世纪70年代世界各大城市开始建设联网信号控制系统以来，众多大中城市形成了以信号控制系统为核心的城市智能交通综合管理系统。同时，高速公路较为发达的国家和地区也形成了覆盖高速公路的智能交通管理系统。

　　2.1.1UTMS921

　　UTMS’21致力于实现"安全、舒适和环境友好的交通社会"。它以先进的控制系统为中心、以现有的交通控制系统为基础发展而成，对交通流进行全面的管理。UTMS’21的核心是在车辆与控制中心之间实现交互式双向通信，通信系统使用红外线信号标杆(光信标，infraredbeacon)。UTMS’21的最终目标是实现主动管理，通过管理中心将交通需求和交通流信息准确无误地传给司机(车辆)，以避免交通阻塞，实现先进的管理信息系统。UTMS’21是日本ITS从理想走向现实的系统之一，比现在的交通控制系统更加复杂、更加智能化，是目前世界ITS领域最先进的交通系统之一。

　　UTMS’21以集成的交通控制系统为中心，由11个子系统组成，分别在整个交通管理系统中发挥着不同的作用。

  2.1.2城市交通管理系统以柏林为例[2-3]，通过公私合作机制，柏林交通控制中心利用线圈、视频、浮动车等技术建立了覆盖道路、公交、出租车等多模式交通的立体化检测系统，其目标是将柏林所有的交通要素集成到一个高效的城市交通管理系统中，包括私人和公共交通、商业运输。

　　在2003年第一期工程完成时，50个视频摄像机及200多个红外检测器被安装在了柏林路网的关键地点，所有的检测信息都被传输到交通控制中心，以便实时掌握道路交通运行状况(包括各设备运行情况)。此后，检测范围不断扩大。柏林交通控制中心则基于综合检测信息实现交通信号控制优化、可变车道管理、可变限速管理、实时信息服务(广播、可变信息板、车载终端等多种方式)、勤务管理、大型活动管理、公交优先信号等多种交通管理功能。

　　当前，作为欧洲最大、最先进的交通控制中心之一，柏林交通控制中心监控了柏林超过1500km的道路网络;监控并可实时调整柏林市约2000个交叉口的信号控制;通过主要设置在柏林高速公路上的9个可变信息板系统，进行实时交通信息的发布，并且将交通信息实时传输到区域主管部门。

　　同时，柏林交通控制中心提供多类在线的信息服务，包括为私人及公共交通提供路径规划、实时交通状态信息及停车服务等。柏林三大机场

　　的到离港航班信息亦实时显示在交通控制中心的服务网站上。而2005年西门子公司在柏林建设的不需咪表的停车系统允许用户使用手机支付，取得了显著的成功。

　　柏林交通控制中心是德国第一个能够提供多模式动态路径规划服务的系统，可以将私人交通与公共交通整合到一次出行路径中，以便出行者能够规划其最合理的出发时间。同时也集成了交通事件及道路施工的信息。随着手机设备及卫星定位系统的逐渐普及，相关信息可以直接下载到用户的车辆导航系统或手机中。

　　柏林交通控制中心可以通过覆盖全部交通基础设施的交通数据来进行短期、中期、长期的交通流预测。通过使用一个交通仿真程序，柏林交通控制中心能够提供未来15〜30min的交通状态预测，并且每5〜15min更新一次当前估计状态及交通流预测信息。

　　柏林交通控制中心的系统由多个不同模块组成，如在交通预测中，采用MONET/VISUM-online模块来进行交通状态的生成及预测，MONET(MOdelingNETworks)存储了统计及动态的数据，并且通过分析交通状态来生成相应的信息，能够预测交通流量、旅行时间及网络通行能力。通过中心网络信息服务，出行者可以获得如下信息：柏林当前的交通状态、施工地点、重要的交通相关的事件及活动、基于交通状况的路径规划、柏林机场的到离港航班信息、公共交通时刻表、停车信息、城市地图服务等。

　　同时，通过采集柏林道路网络中关键点的实时交通流数据及环境数据，并将其整合进一个交通控制中心的决策支持系统，可以预测柏林每条街道的污染情况。

　　2006年8月德国举办世界杯足球赛期间，柏林启动了基于空中摄像机的交通检测手段。基于空中摄像机，通过专用分析软件TrafficFinder,可以实时获得自动的、实时的交通数据。

　　2.1.3跨部门协作的交通管理系统

　　对于_个城市或区域的交通管理而言，很多情况下在某_时段往往需要多个部门的协同参与。近年来，基于智能交通管理系统的不断发展，这一需求逐步得到满足。

　　例如，对于高速公路智能交通管理系统，近年来的一个趋势是跨区域、跨路网、跨部门的联合管理，尤其是在紧急情况下。如美国东部地区的I-95号州际高速公路形成了I-95通道联盟[4]，其愿景是使得该区域内的交通网络更加安全、有效及多模式间的无缝衔接，并且能够以环境友好的方式支持经济的增长。该愿景主要通过三个策略实现：相互学习及信息共享、信息管理、方便跨辖区及跨交通模式的部署及管理。此三方面亦是未来高速公路网络智能交通管理系统的发展趋势和重点。

　　对于跨部门的协同管理，在此以TranStar为例介绍[5]。休斯顿交通管理中心(TranStar)是哈里斯郡四个主要的交通和紧急事件管理部门之间的_个合作项目。这四个部门包括德克萨斯州交通局(TexasDepartmentofTransportation,TxDOT)、哈里斯郡都市公交管理局、哈里斯郡及休斯顿市。休斯顿TranStar是第一个将交通管理和紧急事件管理功能包含于_体的交通管理中心，在大休斯顿地区的出行管理中扮演着核心的角色，在全美以至全世界被认为是跨越不同城市部门界限整合资源的典范。

　　休斯顿TranStar及其兄弟部门的任务是通过联合运用合作者间的资源来提供高效的交通和紧急事件管理服务，从而使公众的出行安全及机动性最大化。其主要功能包括交通管理、紧急事件管理、事故管理和旅行者信息管理。

　　2.2交通信息服务系统

　　经过多年的发展，国外的道路交通信息服务系统结合各国家和地区的特点已基本成熟，目前处于大规模应用及不断提高精度的阶段。除由道路可变信息板(固定及移动式)所提供的实时道路交通信息服务外，美、日、欧等地则形成了各具特色的覆盖全路网的实时道路交通信息服务。而近年来便携移动智能终端的发展及车载终端的进步亦大大推动了交通信息服务系统的发展。

　　曰本的实时交通信息服务以VICS(VehicleInformationandCommunicationSystem)最为典型间。截至2012年底，日本已累计销售3700多万台VICS车载终端，覆盖了其国内大半的车辆。通过曰本都道府县的警察部门及道路管理者采集的各类交通信息首先汇集到日本道路交通信息中心，随后传输至VICS中心。同时，其他相关信息，如天气等，也传输到VICS中心。基于整合后的信息，VICS中心形成向出行者发布的各类信息，并通过多种方式发布。

　　VICS提供交通信息的三种技术途径为：电波信标__主要覆盖高速公路;光信标(红外信标)一一主要覆盖一些主要的普通公路;FM多频广播一一主要覆盖城市地区等。当前VICS所提供的信息类型主要有如下五类：堵塞信息、旅行时间、交通障碍(事故、施工)信息、交通管制信息、停车场信息。这些信息通过图形及文字的方式在车载终端进行显示。

　　VICS显示信息的方式有三种途径：文字表示型一一以纯文字的方式显示上述的各种信息;简易图形型__以简易图形的方式显示各类交通服务信息，其图形非地图形式;地图显示型__以真实的地图为基础进行实时交通信息的显示。

　　欧洲则基于数字广播，形成了覆盖全欧大部分地区的广播数据系统-交通信息频道(RadioDataSystem-TrafficMessageChannel,RDS-TMC)交通信息应用系统，并通过该系统提供多类交通信息服务。RDS-TMC技术起源于欧洲，同时也在欧洲应用最为广泛。从1994年开始，至今全球已有数十个国家和地区实施了RDS-TMC项目[7]。

　　nion,EBU)制定的数据广播系统的欧洲规范。与中波相比，RDS城市交通信息广播的主要特点是，利用现有的调频广播资源，通过在广播信号里插入数字码实现，只需少量的投资即可建成广播发射端。而交通信息频道(TrafficMessageChannel,TMC)是一个数字编码系统。RDS-TMC是采用RDS技术实现信息发布的应用之_。

　　RDS-TMC的数据内容可以包括电台类型、节目类型、交通公告、广告信息、标准时间、天气预报等，同时提供了开放式数据接口，为特殊要求用户提供数据文本应用通道。接收RDS-TMC需要_个特别的无线电接收机，其最主要部分就是TMC卡，该卡包含了具体的路线信息等。

　　RDS-TMC的功能主要包括导航、信息服务及定位。标准的TMC用户报文可以提供以下5条基本广播信息：

　　1)事件描述，天气状况或交通问题及其严重程度的详细资料;

　　2)受影响的位置、区域、路段或点位置;

　　3)方向和范围，指出受影响的相近路段或点位置，以及影响的交通方向;

　　4)持续时间，问题预计的持续时间;

　　5)分流建议，是否建议驾驶员寻找替选路线。

　　近年来，为克服RDS的传输速率的瓶颈，DAB-TMC(TPEG)交通信息应用开始在欧洲崭露头角。

　　美国则形成了近乎覆盖全国的511电话交通信息服务系统[8]。通过该电话系统，出行者可以获得每数分钟更新的道路状况、事故信息、交通天气信息等相关服务。

　　除上述覆盖整个国家或地区的信息服务系统外，交通信息服务系统的另一发展趋势为，全球范围内逐渐形成一批较为有实力的提供交通信息服务的公司：第一类是专业的交通信息服务提供商，如TomTom等;第二类为IT业巨头，近年来—些IT巨头也开始涉足交通信息服务，如Google、Apple等;第三类则为较大的汽车厂商，其结合车联网系统的发展与专业交通信息提供商，合作提供交通信息服务，如丰田公司下一代的Entune声音系统将提供预测的交通流信息及气象信息[9]。