ITS技术在改善交通环境过程中的应用

邓佳，崔福军

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）

引言

随着我国城市化进程的加快，地域面积和人口都在迅速扩大，这种空间的扩张和人口的聚集效应也使得城市交通面临着巨大的挑战。无论是国内外任何国家的交通发展，都会存在着或多或少的问题，譬如说环境问题、生态问题以及民生问题等，其中环境问题尤其突出。

因为由机动车排放的CO、NOX、PM2.5等污染物已成为城市空气中污染物的主要来源，对环境质量和公众健康产生不利影响。同时噪声污染一直被称为城市四大环境污染问题之一，嘈杂的环境会导致人产生听力疲劳，长期生活在强噪声环境中甚至会导致耳聋。因此，实施道路智能交通系统（ITS）技术改造，提高车道通行能力，减少单位路段内机动车通行时污染物排放已经成为城市道路污染控制的一个重要手段。

1 ITS简介

ITS是一个跨学科，信息化和系统化的研究系统，它将先进的人工智能，通信，控制和信息处理技术集成到整个地面运输管理体系中。而建立起一种在大范围内、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。典型ITS框架如图1所示。

随着信息、控制技术的进步,欧盟和日本等国家都将ITS技术用于汽车尾气排放的削减，改善道路沿线环境质量。国外ITS技术的实施与应用，为国内开展ITS技术的研究提供了基础[1]。

图1 ITS框架Fig 1 The framework of intelligent traffic system

2 交通污染的控制途径

2.1 制造性控制途径

主要通过对机动车的设计、制造技术以及路面特性改进，发展低污染交通方式等措施降低污染排放。目前对于机动车设计方面可以分为两类。一种是机内净化技术，一种是机外净化技术。譬如说选用清洁能源，适当的EGR、安装曲轴箱强制通风装置等。

2.2 规划性控制途径

通过改变道路布局、建筑物设置、传播条件，把减少或避免对大气的污染物放在重要位置来考虑。再加强交通管理，调整交通流，使车流尽可能匀速畅通，从而减少因汽车的一些不利工况而带来的污染。

2.3 ITS技术的交通控制与管理

利用ITS技术，通过现代监测、通信和控制等技术手段，来调整交通流的特点和分布，进而来控制和管理城市中机动车尾气的排放。由于技术上的可行性，将交通环境污染控制作为智能交通发展的基本约束和目标之一已经成为必然。

3 改善交通环境的ITS途径

3.1 道路交通流要素的控制

3.1.1 先进的交通信息系统

先进的交通信息系统提供驾驶路线导航信息，使出行者能够选择最佳路线并缩短旅行时间，避开高峰期和拥挤的路段，从而使每个路段的交通流量均匀分布。譬如交通拥堵信息、交通管理信息，停车泊位信息，公交信息等。如果整个路网畅通无阻，机动车尾气排放峰值将不可避免地下降。平均速度也有所提高，通行速度的增加有助于减少污染总量和降低噪音。

3.1.2 先进的交通管理系统

使用先进的交通管理系统提高交通管理效率，改善现有道路网络运营状况，提高道路的利用率和通行率，减少了燃料消耗和废气排放。典型的例子，如不间断电子收费系统（ETC），可减少收费等待时间，提高道路交通效率。因此使得收费站周围的排放水平得以下降，改善了局部的城市环境，保证了群众的健康。

3.1.3 先进的公共运输系统

增加交通需求和减少驱动污染的车辆数量的解决方案是增加每辆车的乘客数量，即开发公共交通工具。结合先进的交通管理系统和采取公交优先等战略，可以促进公交运输利用率的提高。先进的公共交通管理系统包括公共交通智能化调度系系统，公共交通信息服务系统和需求响应型公共交通运营系统，自动售票系统，自动乘客量检测系统等。

3.2 给出行者提供可靠的交通信息

个人出行系统可以提供给更多在家中或任何地方的人使用，譬如如当前各种在用的手机公交 app，还有一些时刻提供各路段停车需求、道路污染状况指数的软件。帮助人们在最短的时间内，选择符合当前情景下的交通工具和方式，从而减少人们的等待时间，避开出行的高污染区域，减少因交通污染带来的伤害。

3.3 道路车辆排放达标的自动检测与控制

不间断车辆排放合规自动检测系统：利用车载测试或路边测试，将汽车尾气污染物的排放和扩散通过ITS的数据采集系统采集到监控中心，监控中心通过分析和预测后，提供相应的决策信息让出行者有效地选择车辆和路径[2]。当发现超标车辆时，应采取相应的措施，包括车主控制，警示，罚款，拦截等，以控制车辆的流动，避免污染增加；同时通过以上两种方式强制分配高排放车辆的路径和时间，实现控制和减少车辆尾气污染的目标。

4 ITS是实施低污染交通管理的有效方法

基于 ITS技术交通控制与管理的机动车污染控制方法具有以下特点：

（1）不需要对道路和车辆进行改变；

（2）实现现有管理类机动车排污控制方法的自动化与信息化；

（3）可以在某些方面充分开发ITS的功能和潜力；

（4）不仅能将交通污染的控制体现在提高运输效率上来，还能将其与交通安全和交通控制；联系起来，实现多目标管理和控制的目的。