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当前页面:首页>>ITS智能交通系统的种种应用探讨
[2011-4-1]
 

【南京视频监控】随着国内各高速道路网及水陆交通系统的陆续扩建完成,城市及省际交通状况更复杂也更瞬息万变,交通管理与控制的重要性自然浮现。通过智能交通控制,采用ITS(Intelligent Transportation System)为架构,以营造一个安全、快捷、舒适及重视环保的高效率道路交通系统重要性不言而喻。
        为何要有ITS智能交通系统应用?
  ITS建设服务对象不仅仅是车辆,它包含了各类机具驾驶人及穿梭不停的交通工具,甚至是国内特有的船舶智能动态及实时分布的交通信息数据。整体而言,发展交通控制系统的目的在于增进交通安全与出行的便利,同时提升整体生活质量。但此要求却会衍生过多的交通事故,大小车祸死伤不断,造成社会成本负担,同时又产生区域性交通拥挤。因为道路建设空间及数量成长不及,造成运输机动性与生产力的受阻影响,连带使得石油能源消耗增加;接着造成环境污染的扩大,ITS智能交通为了能改善城乡道路安全,缓解都市交通拥塞情况,降低石油能源依赖与消耗,更进一步减少环境污染,各个国家无不在交通建设上尽心尽力进行智能化高阶技术的有效利用,以提升运输效能、加强交通安全及管理信息的整合为目标,进行智能交通管理与控制的策略规划。www.ztwl.cn
  什么是ITS智能交通系统?
  ITS系统业内共同的说法是:ITS藉由现代化的电子、电机、计算机及信息、通讯传输与远程感测等科技的应用,通过所提供实时信息来沟通与连结,以改善人、车、路等交通子系统之间的互动关系,提供实时(real-time)的信息增进运输系统之安全、效率与舒适减少交通环境冲击之有效整合型交通运输系统。”ITS智能交通运输系统是利用新的科学技术来解决传统交通运输问题,这些应用大部份已融入我们日常生活之中。例如使用电子储值卡搭乘公交车及地铁,又如使用ETC电子付费系统行驶收费的高速公路,闭路电视监视系统(CCTV)提供实时影像、CMS道路电子信息广告牌提供路况信息,TTS旅行时间电子广告牌提供预估行车时间,公交车动态信息广告牌提供实时公交到离站时间、停车场停车状态信息广告牌、旅游旅客巴士前方路况与气象预告等及特定救灾或救护车车辆紧急通行信息等等。www.ztwl.cn
  以上解说充分说明了ITS的大部内容,基于各地区及国家国情不同的应用,ITS更可能会包含一些AVI车牌辨识及风、雨、雾与路人引导措施、电子监理及GIS定位追踪危险物品货车监控等安全与商业应用。接下来就以国内与国外的应用服务分类的差异来整体说明比较。
  ITS智能交通子系统服务分类应用
  我们整合国内外的ITS智能交通子系统应用服务分类来看,ITS大概分类为以下七个子系统,我们将这七个子系统的功能简要地说明如下。
  路人信息系统ATIS
  路人信息(ATIS, Advanced Traveler Information System)由现代电子通信信息及网络传输技术,提供用路人必要的声音、文字、图像视觉信息,使其能于使用的交通工具内、家中或办公室、各类车站场所,快速且方便地取得所需的交通信息,作为用路需求及交通工具与行驶或行走路线选择参考,以顺利到达目的地。

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图1  CMS资讯可变电子看板及提供即时资讯
  这些部份包含图文信息可变电子广告牌(Changeable Messenger Sign System)、速限可变标志板(Changeable Speed Limit Sign Board,CSLSB)、雾(风或雨)警示标志 (Fog(Wind or Rain) Sign,FS)、多功能警示标志(Multi-function Alarm Sign,MAS)匝道仪控号志(Ramp Metering Signal,RMS)及旅行时间显示板(Travel Time Sign,TTS),共约六种电子显示广告牌提供用路人预告或警告讯息服务。另外ATIS在ITS内还有相关服务,路况广播、卫星定位系统(GPS)、地理位置系统(GIS)、显示路线引导系统和无线电通信(Wireless Communications)、实时路况报导等整体数字与非数字服务。这些ATIS服务信息则是来自于智能交通ITS系统内的闭路电视监视系统(CCTV)实时影像及交通信息收集系统(Traffic Data Gathering System,TDGS),这些系统也是通过包含车辆侦测器、风力、雨量及浓雾侦测器等子系统收集的信息计算结果所得。它可以向路人提供如路径导引、旅客服务信息、驾驶信息、行前规划信息、运输机具订位讯息及车辆停车信息等服务。
  交通管理控制系统ATMS
  ATMS(Advanced Traffic Management Systems)为智能交通系统的基本核心,此ITS系统完全利用感知侦测、通信及远程遥控等技术,将交通监控系统感测所得的交通各种文字图像状态信息或数据,通过经建设的固定网络传输到后端的县或省级交通控制中心,在该中心再收集其它次级交控中心或其它省级交控中心的信息,分析决定相关的交通控制方案,以作为执行交通管理的整体依据,并通过ATIS将相关信息显示或传输给用路人与其它必要交通管理单位,以达到运输安全管理效能极致目标。这个ATMS主要的服务工作就是做好ITS底下所有的子系统之间的协调整合与实时控制功能。通过这个服务项目,ITS可以进行车流量管制,道路卡口及进出匝道管制及放行、秒差及时制调整、交通事故通报发布及处理管理,更可以提供交通监控进行道路调拨或提供数据以规划疏导措施及替代道路。这些AMTS服务信息则是来自于智能交通ITS系统内的计算机号志控制、匝道仪控、事件侦测、动态交通分析预测、车辆流量速度、行进间距、车辆种类及ETC电子式自动收费处统计和影像式车辆侦测器(IID)及自动车辆辨识(AVI)等子系统传回的影像、信息、数据分析计算所得结果。它可以向交通管理权责单位提供如交通控制、交通管理、号志控制、事件管理、天候/路况侦测与数据收集、车辆信息、疏导路线及废气排放监测与危险路段路况监控回报等服务。

南京综合布线

图2  道路流量状态警示电子看板应用
  车辆安全控制系统 AVCSS
  在智能交通内,AVCSS(Advanced Vehicle Control and Safety Systems)分类服务项目在现阶段道路路况来说比较不能符合实际应用,因为车流量过大、路人习性等都是车辆安全控制的变量,但AVCSS确实是一个ITS的未来理想化服务目标。AVCSS是一种结合感知探测器、计算机通信与电子电机控制技术应用的子系统项目,这个车辆安全控制是可以在车辆及道路设施上进行设备架设,来协助用路人在驾驶时能提高行车安全,同时也可自动化调节道路车容量数,避免车道过于拥塞减少不必要的近接擦撞事故发生。AVCSS主要利用传感器协助用路人视觉感官不足的地方,减少因判断疏忽及驾驶行为不当所造成的危险。这些子系统服务应用部份包含如防撞警示系统、自动停煞车、车与车间纵向与横向过于接近告警和车辆各种状态自我侦测等,目前这些并未广泛的被ITS系统建设所采用,仅出现于一些高端安全汽车配备中。它可以向这些如路口碰撞预防、行车前安全检查、车辆道路安全防护设施、道路危险警示等服务。

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图3   车牌辨识与旅行时间看板
  公共运输系统APTS
  在智能交通中目前被广为应用的是APTS (Advanced Public Transportation Systems)公共运输系统智能化,APTS公共运输智能化结合了ATMS、ATIS与AVCSS的技术及无线感测技术于一身的应用,此服务项目对于公共运输系统的应用是大幅改善公交车或地铁及高铁等公共交通运输服务的时间服务质量,方便了乘客也增加了公共交通业的运营效率。

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图4   公交车站台候车资讯看板
  在ITS这个服务项目内所应用到的子系统包含如:公交车辆动态监视、公交车辆卫星定位及无线电通信、公交车辆自动付费、路线导引、公交车排班、公交车计算机调度、公交车内信息及媒体显示播放系统等,透过这些系统的信息汇集协助才得以达成智能化的公共运输系统。这个分类服务则可以提供广大民众如车站车班到离站运输信息、公共运输营运管理、公共运输安全监控、公共车上媒体播放及3G个人化大公共运输信息等效益应用。
  上述的四个ITS服务项目是属于国内外较多及相似应用的智能交通分类,接下来的三个分类就比较属于因国情及智能交通发展先后程度不同而产生ITS智能交通应用分类。
  商业用车辆运营管理系统CVO
  ITS智能交通分类中CVO(Commercial Vehicle Operations)也是利用前几项智能交通管理与控制分类中的ATMS、ATIS等技术应用于商业运输车辆,通过使用RFID等有线及无线传感系统,以提升商业运输效能及安全管理,降低人力成本。该系统服务应用范围在国内包含大型货柜或货卡车,也包括如救护车及商务用小巴在内的部份。另外以国情而论,国内还可以扩及内陆水上运输的船舶部份。CVO的应用子系统为:影像车辆监视、GIS车辆定位、ETC电子式自动收费及AVI车辆辨识(AVI)、双向无线电、计算机调度、RFID货物辨识。通过这些子系统服务应用来达成如车辆安全检查、行车记录数字化、卫星定位追踪系统、货运危险物品监控、紧急救援派遣及货运物流追踪,还有中国独特发展的港埠通关及仓储管理系统。
  紧急事故处理系统EMS
  道路交通事故是难以避免的事件,但可以通过ITS智能交通控制系统减少及降低,但对于事故会在何时发生及何地发生是无法掌握的,只能藉由智能交通系统内的紧急事故路线规划及引导,再加上远程事故的事件侦测机制来辅助,希望藉由事故侦测后的双向定位系统及无线电通讯,快速找出事故点,同时应用CVO的服务尽快派遣紧急救护车辆来降低事故死亡率,减少交通事故造成的损失。有关于EMS(Emergency Management System)应用技术有GIS车辆定位系统、ET道路紧急通报电话、事件侦测、紧急路线引导、无线电双向通讯等。通过这些服务应用可以达成如用路人道路求救系统、紧急事故通告、公共求救系统和救护车辆调度管理及紧急救援车辆派遣管理等智能交通应用项目。
  电子(收)付费系统EPS
  EPS (Electronic Payment System)或称ETC是在先进国家都已成熟的ITS服务应用项目,在高速公路、快速道路、公交车、远程巴士、地铁、动车、高铁及渡轮这些需要收费通行或使用的交通载具上,EPS是一种应用了多重无线感测与辨识的技术的成果,透过使用EPS或ETC可以节省行车或卡口通行的时间,又可以以节约车辆载具的轮胎磨损及石油能源消耗,达到环保的要求。在智能交通上也许最小的一块硬设备应用,但却可能是使用量及使用次数最大最高的一个子系统。通过这项服务应用可以达成如高速公路电子收费系统、公交地铁一卡通收费系统、停车场管理系统等智能交通应用项目。
  以上七个服务项目应用是ITS智能交通系统得以顺利运作的元素,当然还有包含残障及老弱用路人的服务项目VIPS与智能交通管理系统的数据管理项目IMS等,都是属于智能交通的一部份。因此我们可以看到在ITS的基本应用就有这七大分类所造成的约20个以上的子系统,都跟交通安全与交通管理控制有关,是智能交通的核心也是基础所在。
  ITS智能交通的应用的目标与效益
  ITS智能交通系统应用过程中包含闭路电视监视系统(CCTV)提供实时影像,CMS道路电子信息广告牌提供路况信息,TTS旅行时间电子广告牌提供预估行车时间,公交车动态信息广告牌提供实时公交到离站时间,停车场停车状态信息广告牌,旅游旅客巴士前方路况与气象预告等以及特定救灾或急救护车车辆紧急通行信息等,无非是为了以下四个目标与效益:增进交通安全、降低环境污染、改善运输效率及促进产业升级。通过这四个目标能带来的效益是增进交通安全产生、减少交通事故、提升行车安全的效益,降低环境污染则带来减少空气、噪音污染及提高能源使用效率的实质效益,改善运输效率则会带来减少交通拥挤及提高运输机动性效益,最后促进产业升级则将带来促进相关产业发展增加就业机会。如此看来,ITS智能交通控制会是一项保证交通安全的必要应用机制。


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