浅谈ＩＴＳ系统在运输产业中的应用

刘官纹

摘要:智能运输系统(ITS),就是集信息处理、通讯、控制、以及高科技的电子技术等最新的科研成果,应用于交通运输网络中。它与传统的交通管理系统一个最显著的区别是,将服务对象的重点由以往的管理者转向道路使用者,即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务,以减少交通堵塞,从而达到提高道路通过能力的目的。

关键词:ITS系统 运输产业 应用

中图分类号:U11文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)03-0022-01

智能交通系统(ITS,即Intelligent TransportSystem)是指将先进的通信技术、自动控制技术、计算机技术等高新技术综合地运用于整个交通管理体系、从而建立起一种全方位发挥作用的交通综合管理和控制系统。上世纪60年代末,美国开始ITS方面的研究,之后,欧洲、日本等也相继加入这一行列。经过30多年的发展,美国、欧洲、日本成为世界ITS研究的三大基地。事实证明,ITS可以大幅度提高交通网络的运行效率,是解决交通拥挤最为经济有效的办法。它蕴涵着巨大的社会与经济效益,是目前世界各国交通领域竞相研究和开发的热点。

随着社会经济的不断发展和人们生活水平的普遍提高,整个社会对交通运输的需求日益增加。虽然世界各国政府已经或是正在大量投入财力于交通基础设施的建设,但交通状况恶化及其伴生的安全事故、空气污染等一系列问题越来越困扰着有关的政府当局。交通运输对经济发展的制约作用不同程度地普遍存在于每个国家/地区,如何解决大城市周围地区交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题之一。

交通量的持续增长是造成这种状况的最根本原因,而传统的解决途径主要有两个:一是加大交通基础设施建设的投入,但资金、土地等稀缺资源的有限性又是不可回避的问题,道路基础设施是不可能无限扩展的;二是限制交通流量,主要是通过法律和行政的手段实现。这又分两个方面:一是控制车辆出行,如按车牌单、双号分别行驶,或是鼓励和发展公共交通,减少私家车的使用,美国等西方国家早在很多年前已在一些交通繁忙路段实施鼓励两人以上的车辆优先行驶的规定;二是控制汽车保有量,以高额的税、费甚至控制上牌等来限制汽车数量的发展。这些方法短期可以奏效,但有失公平、合理。如何更有效地使用现有交通运输网络是人们试图寻找更好地解决上述问题的重要途径之一。人们希望通过增加技术含量的方法提高现有道路的利用率,提高道路交通的安全程度和道路使用的舒适性,智能运输系统(ITS)因此应运而生。

所谓智能运输系统(ITS),就是集信息处理、通讯、控制、以及高科技的电子技术等最新的科研成果,应用于交通运输网络中。它与传统的交通管理系统一个最显著的区别是,将服务对象的重点由以往的管理者转向道路使用者,即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务,以减少交通堵塞,从而达到提高道路通过能力的目的。另外,从系统论的角度来看,ITS将道路管理者、用户、交通工具及设施有机地结合起来并纳于系统之中,提高了交通运输网络这个大系统的运行效率。

ITS系统的功能包括以下几个主要方面:信息提供、安全服务、计收使用费和减少交通堵塞等。系统向道路管理者和用户提供的主要是道路交通情况的实时信息及相关的其它信息,如天气等;而安全服务的内容则有危险警告、人车事故预防、行车辅助等,它们通过不同的方式来帮助减少交通事故;费用收取主要是以电子方式自动地向用户收取道路使用费或车辆停放费等。当然,系统还可以根据人们的需要提供更多的服务。

在汽车运用工程方面,由于ITS有较好的发展前景,在市场机制的推动下,除了专业性的研究机构和咨询公司外,大量的工业组织也纷纷介入,所涉及的行业较为广泛,从传统的汽车制造、机电加工到新兴的计算机、通讯、信息、遥感等高科技领域。国际上一些著名的企业,如西门子、摩托罗拉、东芝等公司也加入有关产品的开发和研制,甚至软件巨头美国微软公司也开始关注并介入这个市场。在汽车上加入更多的电子控制系统,大大提高驾驶的安全性和效率。日本最近推出ITS的概念车HSR—VI,该车既可以手动驾驶,也可以完全自动驾驶。在自动驾驶状态下,车载电脑搜集来自激光雷达、立体图像传感器、多用途通讯系统以及交通管理方面发出的各种信息,以操纵汽车的行驶。这些装置还可以将外部的情况提供给驾驶员以避免发生交通意外,如果驾驶员未能及时刹车、误入禁行区、超速行驶或是其它操作错误,汽车的自动信号系统会发出警告,并自动采取相应的措施,如变换车道等;电子制动系统则可以避免因紧急情况而惊慌失措可能带来的不良后果。

美国正在对自动化公路系统进行由计算机控制的驾驶试验,并将很快投入实用。伯克利加州大学“高级公路和交通研究计划”已经建成了未来可供毋需驾驶员驾驶的汽车行驶的公路原型,并在1997年8月进行了实用成果的演示。这种思路是通过提高现有道路的利用率,而不是修建更多道路的办法来满足交通对道路的需求。具体工作是开辟专用车道,利用专门敷设在路面下的磁体来引导汽车的行驶,并确定汽车在公路上的位置;用高效雷达来控制车速,并保持与其它车及障碍物的间距。汽车在其上自动行驶,全无人为干预。目前汽车制造商们也在考虑给所生产的汽车装上计算机导航系统,以适应情况更加复杂的道路。

在系统的实际开发和应用方面,我国已有了不少实际成果,在局部地区形成了ITS的雏形,或实现了ITS系统的部分功能。其中最主要的是电子收费系统,全国已有不少省份或城市开始采用或试行这种先进的管理方式。如广东省的佛山市,从1996年开始在该市周围的23个收费站点推行电子收费系统,提高了道路的通过能力,降低了空气污染。此外,在引进国外先进技术和产品的同时,我国也开始与外国的厂商建立合资企业,生产ITS的产品。

虽然我国ITS的整体水平还比较落后,市场远未得到开发,但当我们在比较有把握地预测到交通运输管理、服务体系的发展前景时,就要进行战略上的考虑,借鉴国外ITS发展过程中成功的经验,有针对性地开展基础工作。这包括在法律上明确和完善我国发展ITS的近期目标和长远规划;制定ITS体系的构架、发展的原则和对策;在技术上着手对ITS的标准、规范进行研究和规定;从运作上考虑资金的筹措、市场的开发以及“游戏规划”的制定。