智能交通运输系统建设

智能交通运输系统建设

1．智能运输系统的建设特点

1．1 ITS建设中的整体协调特点

与一般技术系统相比，ITS建设过程中的系统整体性要求更加严格。这种整体性体现在：

●跨行业特点。智能运输系统建设涉及众多行业领域，是社会广泛参与的复杂巨系统工程。从而造成复杂的行业间协调问题，这种协调问题包括：建设目标的协调，管理体制的协调，政策的协调，技术的协调，建设项目的协调，信息采集与应用的协调等。

●跨技术领域特点。智能运输系统综合了交通工程、信息工程、通信技术、控制工程、计算机技术等众多学科领域的成果，需要众多领域的技术人员共同协作参与。

●政府、企业、科研单位及高等院校共同参与，恰当的角色定位和任务分担是系统有效展开的重要前提条件。

1．2 ITS建设中的系统创新特点

与传统的交通运输系统相比，智能运输系统具有如下显著特征：

●通过信息技术对由个体分散进行的交通活动进行引导整合，帮助个体充

分了解相关的宏观状态，从而促使其交通行为合理化，达到一定程度上

的系统整体协调。

●通过信息技术增强管理水平，信息的及时采集、传送和分析，使得管理

者能够根据实际情况做出科学的决策，利用管理水平的提高达到提高系

统运行效率的目的。

●通过信息技术实现交通运输与整个社会经济系统之间的有效衔接，交通

运输信息融入供应链的信息流之中，将推动交通运输真正成为供应链中

的有机组成部分；交通信息更加贴近地融入居民的生活，将有利于各种

社会资源的高效利用。

为此，可以用一句话来概括智能运输系统的基本特征：具有分布式神经网络的交通运输系统。

由于以上原因，我们将智能运输系统看作是对传统交通运输系统的一种革命。传统的交通运输行业组织形式，传统的交通运输管理方式，传统的交通运输观念，以及传统的交通运输技术，都将由于智能运输系统的建设发生变革。因此，智能运输系统的建设不仅是一种技术研究开发过程，而且是一种组织创新、管理创新和观念创新的过程。

2．智能运输系统建设过程中需要处理好的几个关系

2．1．政府与企业的关系

处理智能运输系统建设过程中政府与企业的关系，需要明确两者的角色、作用和职责。

2．1．1．智能运输系统建设过程中政府的责任

智能运输系统建设过程中政府的基本责任是：

推动企业为主体的行业性技术进步；

提供社会基础设施；

有效协调系统的研究、开发建设过程中各种角色的相互关系。

为此，政府将进行如下行为：

规划行为：政府需要制定明确的智能运输系统发展战略，系统框架结构，系统概念设计，系统上层结构设计，系统项目规划等指导性方案，指导系统的有序协调建设。

引导行为：政府需要通过建设项目的指导性评价文件（技术评估有效性评价、技术市场评价、技术精选和分组），阐述智能运输系统项目对企业所能够带来的经济效益，引导企业通过技术进步在市场经济环境下取得主动地位。政府需要通过优惠政策支持示范性项目的建设，甚至组织必要的实验项目实施，以实际显示项目的作用，推动行业的技术进步。

建设行为：政府需要承担智能运输系统基础设施建设的责任，为企业提供技术开发的基础条件；政府也需要承担基础信息的采集、管理和发布职责，为社会提供良好的交通运输基础信息环境。

协调行为：政府需要通过政策、税收和行政手段，协调众多的系统建设参与者之间的关系，从而达到优化资源配置（信息资源、投资资源、技术资源、人才资源、基础设施资源等），以及加快建设速度的目的。

技术培训和技术传播行为：政府需要组织行业性的技术培训和技术传输，帮助各级各类管理人员和技术人员了解新技术的概念和价值，并在实施过程中提供必要的技术帮助和技术支持。同时政府需要最大限度地利用多种传播媒体，发布一系列技术指导文件，争取尽快实现社会对这一技术进步的内容、必要性、有效性和实施方案的深入了解。

2．1．2．智能运输系统建设过程中企业职责

交通运输企业需要增强技术进步的紧迫感，认识到随着综合物流时代的快速到来，传统的运输企业将受到国内外强有力的技术竞争，跟不上技术进步的步伐将意味着被淘汰出局。事实上传统的运输企业已经不能适应先进生产企业（外资企业）的物流服务要求，传统概念上的货物运输正在萎缩。公交企业需要认识到随着交通服务水平要求的提高，传统的服务方式逐渐不能适应新的社会需求，要在多种交通方式的激烈竞争中保持合理的分担份额，就必须采用信息技术提高自身的服务水平。

信息技术企业需要敏锐地认识到智能运输系统建设所带来的巨大市场潜力，以及面临国外强有力的技术竞争的态势，积极主动地投入到技术创新的过程中去。

由于智能运输系统采用的新概念和新技术，以及鲜明的技术集成特点，企业需要通过产学研途径增强自身的技术创新能力。

2．2．行业间协调关系

2．2．1．行业分工

从行业分工的角度来看，智能运输系统可以划分为如下领域：

纵向阶段划分：智能运输系统的规划，智能运输系统的具体技术。

横向行业划分：围绕道路交通管理的智能交通系统（包括先进的交通管理系统、交通诱导系统等），围绕运输的智能运输系统（包括营运车辆管理系统、信息化公交系统等），社会公共服务系统（包括综合交通信息系统），政府管理系统（包括交通运输信息分析与决策系统等）。

2．2．2．规划协调

智能运输系统的规划，需要采用部门规划、行业规划与总体规划相互补充，

协调的内容包括：

●协调根据需求分析确定的系统功能；

●明确系统之间的接口衔接关系及规范；

●协调系统信息组织方式；

●统一系统信息规范；

●协调系统开发建设步骤；

●协调基础设施的概念定义及共享内容等。

2．2．3．基础设施建设协调

智能运输系统的核心围绕信息处理的系统神经网络，这一网络可以采用如下概念模型加以描述。

图1 智能运输系统神经网络总体概念示意

为此，智能运输系统基础设施包括：公用信息采集子系统；公用信息管理及发布子系统；公用信息传输子系统。

从具体应用系统角度来看，基础设施的协调包括：

●信息采集子系统的共享；

●交通管理、运输管理等子系统之间的信息交换协调；

●信息的分布式存储管理方案；

●具体子系统之间的功能协调；

●信息传输系统的共享与协调。

2．2．4．政策协调

政策协调需要解决的主要问题为：

●在适当考虑经济利益的基础上，打破信息的部门垄断，促使信息在相关部门

及行业之间实现真正的流动。

●创造竞争环境，推动企业和行业的技术进步。

●鼓励进行产学研相结合的技术创新，解决智能运输系统建设过程中的我国自

主知识产权的技术源泉问题。

●鼓励行业主管部门提供信息服务。

3．智能运输系统宏观控制性技术工作

3．1．系统战略规划

战略规划的主要任务是针对社会需求，以及相应的技术基础条件，确定系统的战略目标，完成系统总体概念设计，确定今后发展重点，以及保障目标实现的相应战略措施。

系统战略目标的确定必须考虑城市的社会经济发展要求，现有基础条件，交通运输的组织管理体制，以及外部环境因素。

系统总体概念设计包括：系统需求层次结构；系统基本功能定位；系统的基本组成要素；子系统之间的关联结构；系统总体结构等内容。

发展重点的主要表达形式为优先项目的建议，对于具有系统创新意义的智能运输系统来说，其优先项目需要体现一种追踪国际发展趋势，结合自身技术条件，选择适用技术综合集成，技术实验→技术测试→技术推广的递进发展特点。

战略措施包括政策措施、组织措施、协同攻关措施等多方面的手段。3．2．系统宏观结构设计

3．2．1．系统框架设计（概念设计）

系统框架结构描述的是系统构成要素（技术要素、子系统）之间的关系，在根据功能要求展开系统设计的过程中是一个不可缺少的环节，它将成为系统总体协调的重要依据。

美国在1993年9月开始，历时33个月通过两个阶段完成了全美ITS系统结构框架研究，并于1996年公开发表了约5000余页的研究成果报告（National System Architecture），预定1999年年底发布第3版。欧洲有关系统框架结构的研究计划ＫＡＲＥＮ(Keystone Architecturte Required for European Networks)也将于2000年3月结束。系统结构框架已经成为各国极为关注的一项工作，其研究成果为系统标准化工作、ITS技术推广及宣传、实际开发配置奠定了基础。

系统框架结构研究的目的为：

●提高综合系统的整体配置效率；

●确保系统的动态滚动发展；

●保证国内的标准化及与国际标准的接轨。

制定系统框架结构需要进行的工作内容如图2-2所示：

图2 制定系统框架结构的工作内容流程

系统框架结构方案需要根据系统战略规划中布局规划方案的调整，以及技术发展情况的变化，而进行必要的跟踪调整。

对于系统框架结构本身的要求主要有：

●保证系统柔软性，以适应需求的变化和技术的发展。

●保证与传统交通运输系统中已有的信息系统有效衔接。

●保证与整个社会信息化能够有效衔接。

在确定系统框架结构方案中所采用的基本技术是面向对象的系统结构分析技术。所谓对象是系统中的基本要素，其特征包括其中存储或产生的信息，以及

在确定的边界条件下所能够进行的信息加工基本操作。对象之间具有逻辑关系和信息交换关系，采用网络图的形式在对象概念的基础上描述系统的结构（其中节点为对象，边为对象之间的关系），将有助于我们在众多参与者中间建立有关系统结构的共同语言。

图3作为示例说明面向对象分析技术的成果形式。

图3 先进诱导系统的控制模型结构

3．2．3．系统接口规范制定

智能运输系统是由多个逐步滚动发展的子系统组合而成，忽视接口规范问题将造成重大的技术隐患。

3．3．系统项目规划

系统项目规划将在ITS系统框架的指导下进行，其首要任务是对系统的各个组成项目进行评价分析，以确定其技术的成熟程度及可能产生的各方面效益。3．4．系统基础设施规划

3．4．1．智能运输系统基础设施的构成

3．4．1．1．数据采集设施

图4 部分种类的交通数据采集设施

3．4．1．2．数据管理设施

信息是组织起来的数据，这里所谓组织起来就是指建立数据之间的联系。图

5显示了一种数据在ITS 中可能的流动加工情况。

ITS 产生的原始数据

交通工程角度的原始信息

数据分析

输出信息

交通对策

图5 ITS 中的数据流

3．4．1．3．数据传输设施

下图显示了日本干线道路边侧设置的光纤管道的示意说明。

3．4．1．4．信息发布设施

随着社会信息基础设施建设的发展，交通信息的发布手段日趋多样化。

路边客运枢纽的交通

信息查询系统。该系统

的特点是综合发布高

速公路的交通拥挤信

息，以及公共交通信

息。

交通信息重要的手段，

左图为日本冈山的停

车场诱导网站，可以提

供旅客在出行前了解

目的地的停车场情况。