交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)是人類永恒的話題(ti),陶(tao)淵明(ming)在《桃花源(yuan)記》中提到“阡陌交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong),雞犬相聞”,這里(li)的“交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)”指的就(jiu)是田間小路交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)錯縱(zong)橫。一個與時隔絕的小村子也要用(yong)“交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)”來解決人員(yuan)及物品的流動問(wen)題(ti),那么今天動輒幾(ji)百上千萬人口的大城(cheng)市,交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)通(tong)就(jiu)是一個很(hen)大的問(wen)題(ti)。
交(jiao)通要(yao)解(jie)決的(de)(de)問題就是人員或(huo)貨物的(de)(de)流動(dong)。400萬(wan)年前,人類(lei)的(de)(de)始祖以非(fei)洲大(da)草原為原點,遷徙跋涉,經(jing)過幾百萬(wan)年后才占據了地球的(de)(de)每一(yi)個角落。400年前,他們分散(san)在(zai)各地的(de)(de)子孫又一(yi)次(ci)發(fa)現了彼此,自(zi)此開始,人貨往來(lai),綿延(yan)不絕。交(jiao)往的(de)(de)密切與(yu)頻繁,以及文明(ming)的(de)(de)快(kuai)速傳播,促進了交(jiao)通的(de)(de)大(da)發(fa)展。第(di)一(yi)次(ci)科(ke)技革(ge)(ge)命我(wo)們進入蒸汽(qi)時代,輪船、 火車、水運、鐵(tie)路(lu)出現在(zai)我(wo)們的(de)(de)視野。第(di)二次(ci)科(ke)技革(ge)(ge)命我(wo)們進入了電氣(qi)時代,電氣(qi)化(hua)鐵(tie)路(lu)、飛(fei)機、地鐵(tie)突飛(fei)猛進。第(di)三方信息科(ke)技革(ge)(ge)命將我(wo)們生活(huo)的(de)(de)方方面(mian)(mian)面(mian)(mian)帶入了信息化(hua)、智能(neng)化(hua)的(de)(de)時代。
智能交通系統的組成
智能交通的由來
近幾年隨著科技的進步,經濟(ji)的發(fa)展,我們在(zai)感(gan)受到(dao)(dao)國際、城際交(jiao)通越(yue)來越(yue)便利快(kuai)捷的同(tong)時(shi),也感(gan)受到(dao)(dao)了市內交(jiao)通越(yue)來越(yue)給我們“添堵(du)”。在(zai)這種背景下,“智能交(jiao)通”開始走(zou)到(dao)(dao)舞臺的中央。
智(zhi)能交(jiao)通系統(tong)(Intellingent Transport System或 ITS)是以(yi)傳統(tong)的(de)交(jiao)通工(gong)(gong)具理論與實踐為基礎,以(yi)提高(gao)(gao)交(jiao)通系統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性、安全性、經濟性、舒適性及(ji)運行效率(lv)為目的(de),運用電子技(ji)術(shu)、信息技(ji)術(shu)、 傳感技(ji)術(shu)、系統(tong)工(gong)(gong)程技(ji)術(shu)等科學技(ji)術(shu)成(cheng)果,對傳統(tong)的(de)交(jiao)通工(gong)(gong)具、交(jiao)通設施(shi)及(ji)其(qi)規劃(hua)、運行及(ji)管理方法進(jin)行趕緊(jin)和提高(gao)(gao)的(de)一(yi)個新興領域。
信息采集系統
智能交通要想發揮效能,采(cai)集系(xi)統的密集化、精確化、智能化必不(bu)可(ke)少(shao),采(cai)集系(xi)統實(shi)際上相當(dang)于(yu)整個(ge)系(xi)統的感(gan)官。
采集(ji)系統(tong)主要(yao)包括卡(ka)口、電警等車(che)輛(liang)抓拍系統(tong),對過(guo)往車(che)輛(liang)進行記錄、分析,目前主要(yao)功能是對車(che)輛(liang)的控制(zhi)、排查、刑偵以及交警用于治安處(chu)罰(fa)使(shi)用,其(qi)實這些信息對于交通的規劃、改造、建設也有重(zhong)要(yao)的意(yi)義(yi),在后文會 有闡述。
GPS定位系統
在交(jiao)通運輸管(guan)理(li)中,GPS導航系統與GIS電(dian)子地(di)圖、無線電(dian)通信網絡及計算機(ji)車輛管(guan)理(li)信息(xi)系統相結合(he),可以(yi)實(shi)現車輛跟(gen)蹤和交(jiao)通管(guan)理(li)等許多(duo)功能。(1) 車輛跟(gen)蹤;(2) 提供出行路線的規劃和導航;(3) 信息(xi)查詢;(4) 話務指揮;(5) 緊急(ji)援助等。
目前(qian)ITS發展較好的(de)國家主(zhu)要有日(ri)本、美(mei)國等(deng),這些國家的(de)ITS應(ying)用中(zhong),GPS技術都(dou)得到了廣(guang)泛的(de)應(ying)用。在日(ri)本,由于(yu)政府的(de)高(gao)度重視,較為突出的(de)是利用GPS技術的(de)自主(zhu)導航產品非常普及。在日(ri)本國內,2012年底,裝有GPS自主(zhu)導航設備(bei)的(de)車輛(liang)已超過900萬(wan)臺。它們(men)為駕乘人員提供出行的(de)最佳路徑規劃,沿途(tu)的(de)道路指引,途(tu)中(zhong)的(de)加油站(zhan)、便利點、維修點、商旅服務(wu)信息(xi)提供等(deng)一系(xi)列的(de)幫助。
停車場管理系統
停車(che)場(chang)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)系統(tong)是(shi)通過計算機、網絡(luo)設備(bei)、車(che)道(dao)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)設備(bei)搭建的(de)一套對停車(che)場(chang)車(che)輛出(chu)入、場(chang)內(nei)車(che)流引導、收取停車(che)費進(jin)行管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)的(de)網絡(luo)系統(tong)。是(shi)專(zhuan)業車(che)場(chang)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)公司必備(bei)的(de)工具。它(ta)通過采集記(ji)錄車(che)輛出(chu)入記(ji)錄、場(chang)內(nei)位(wei)置,實(shi)現車(che)輛出(chu)入和場(chang)內(nei)車(che)輛的(de)動態(tai)和靜態(tai)的(de)綜合(he)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)。系統(tong)一般以射頻(pin)感應卡(ka)為載(zai)體,通過感應卡(ka)記(ji)錄車(che)輛進(jin)出(chu)信(xin)息,通過管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li)軟件(jian)完(wan)成收費策略實(shi)現,收費賬務(wu)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)(li),車(che)道(dao)設備(bei)控制(zhi)等功能(neng)。
停車(che)場系統能空余車(che)位信息(xi)、在(zai)場車(che)輛信息(xi),空余車(che)輛信息(xi)在(zai)交通誘導時會起到非(fei)常(chang)重要(yao)的信息(xi),駕(jia)駛員(yuan)提前知道空位信息(xi)可以(yi)提前做出機(ji)動調整。而在(zai)場車(che)輛信息(xi)在(zai)追蹤和排查中會有重要(yao)的意義。
實時/歷史路況系統
實(shi)時(shi)(shi)/歷史路(lu)況信(xin)息(xi)在(zai)整個(ge)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)交通(tong)系統(tong)中的(de)(de)(de)作用(yong)舉足輕重,是(shi)(shi)實(shi)現智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)交通(tong)根本目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)關鍵點。出(chu)行人(ren)根據歷史及實(shi)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)路(lu)況,可以提前預測交通(tong)狀態,規(gui)劃(hua)出(chu)行時(shi)(shi)間(jian),選擇(ze)合適路(lu)線。從根本上提高路(lu)面利用(yong)率。而(er)該系統(tong)的(de)(de)(de)關鍵在(zai)于信(xin)息(xi)的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)的(de)(de)(de)準確性(xing),智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)性(xing),機動性(xing);舉個(ge)例子,當一個(ge)城市出(chu)現暴雨時(shi)(shi),某些路(lu)段(duan)無法通(tong)行,此時(shi)(shi)整個(ge)系統(tong)是(shi)(shi)否能(neng)(neng)給出(chu)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)路(lu)線建議。甚(shen)至在(zai)暴雨出(chu)現前,就能(neng)(neng)結合天氣預報(bao)的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)給出(chu)實(shi)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)路(lu)線建議,則是(shi)(shi)對整個(ge)系統(tong)是(shi)(shi)否智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)重要考量。
指揮調度系統
交通(tong)里邊最(zui)常見的指(zhi)揮調度系統(tong)就是紅綠(lv)燈信號,發揮著最(zui)基礎(chu)、最(zui)直(zhi)接的作用。但這種比較機械(xie)的設置也會(hui)影響交通(tong)的效(xiao)率,比如(ru)在十字路口,有時會(hui)出現空車(che)道(dao)一(yi)直(zhi)顯示綠(lv)燈,而(er)繁(fan)忙車(che)道(dao)卻一(yi)直(zhi)紅燈的情況。能(neng)否智能(neng)判斷車(che)道(dao)的空閑與繁(fan)忙,從而(er)機動調節紅綠(lv)燈信號,這個也是可(ke)以研究的課題。
當(dang)我們(men)將特定車(che)輛(liang)的GPS信(xin)息與GIS信(xin)息結合的時候,就可以建立(li)一套可視化的指揮(hui)調(diao)度(du)(du)系統,比如(ru)要(yao)人保衛(wei)時對于警衛(wei)車(che)輛(liang)及跟(gen)隨車(che)輛(liang)的調(diao)度(du)(du),或(huo)者嫌疑車(che)輛(liang)抓(zhua)捕時相關車(che)輛(liang)的調(diao)度(du)(du)。
大數據系統
智(zhi)能交通每天(tian)收集的(de)信息必然是海(hai)量的(de),以一個中(zhong)型城市(70萬輛(liang)車),設置500個卡口為例,每年(nian)單(dan)過車數(shu)據(ju)就達(da)10億級。在這(zhe)種海(hai)量的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)如果使用原有的(de)關系(xi)型數(shu)據(ju)庫查(cha)詢(xun)技術,進行實時(shi)的(de)車輛(liang)信息比(bi)對(dui)與查(cha)詢(xun)會嚴重(zhong)的(de)消(xiao)耗系(xi)統資源,所需時(shi)間也較長,容易貽(yi)誤(wu)戰機。大數(shu)據(ju)技術高數(shu)據(ju)吞(tun)吐量和高度(du)容錯性的(de)先天(tian)優(you)勢(shi)可以使查(cha)詢(xun)達(da)到(dao)(dao)秒(miao)級的(de)速度(du)。例如浙江宇視(shi)科技基于(yu)hadoop搭建的(de)大數(shu)據(ju)架構,可以做到(dao)(dao)對(dui)于(yu)30億的(de)數(shu)據(ju)量的(de)查(cha)詢(xun)達(da)到(dao)(dao)秒(miao)級響應(ying)的(de)效果。
智能交通系統的應用
違章處罰
智能交(jiao)通(tong)最直接(jie)的(de)(de)聯想就是對違章駕駛行為的(de)(de)處罰,1997 年4 月,當全國第一(yi)個“電子警察”(俗稱“電子眼(yan)”)在(zai)(zai)深圳(zhen)福(fu)田區新洲/紅(hong)荔路口“上崗”時,這一(yi)交(jiao)警執法(fa)手(shou)段(duan)革命性的(de)(de)改變在(zai)(zai)國內引起了(le)轟動。時至(zhi)今日,電子眼(yan)部署在(zai)(zai)全國的(de)(de)各(ge)個大小城市(shi),為交(jiao)通(tong)安全與(yu)交(jiao)通(tong)效(xiao)率的(de)(de)提(ti)高立下了(le)汗馬功(gong)勞(lao)。
交通誘導
交通(tong)誘(you)導(dao)系統(tong)(TGS, Traffic GuidanceSystem),是(shi)基于電子、計算機(ji)、網絡(luo)和通(tong)信等現代技術,根據(ju)出(chu)行(xing)者(zhe)(zhe)的(de)(de)(de)(de)起(qi)訖點(dian)向道(dao)路(lu)使(shi)(shi)用(yong)者(zhe)(zhe)提供最優路(lu)徑引導(dao)指令或是(shi)通(tong)過(guo)獲得實(shi)時交通(tong)信息(xi)幫助道(dao)路(lu)使(shi)(shi)用(yong)者(zhe)(zhe)找到一條(tiao)從出(chu)發(fa)點(dian)到目的(de)(de)(de)(de)地(di)的(de)(de)(de)(de)最優路(lu)徑。 這(zhe)種(zhong)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)特點(dian)是(shi)把人、車、路(lu)綜合起(qi)來(lai)考慮,通(tong)過(guo)誘(you)導(dao)道(dao)路(lu)使(shi)(shi)用(yong)者(zhe)(zhe)的(de)(de)(de)(de)出(chu)行(xing)行(xing)為來(lai)改善路(lu)面交通(tong)系統(tong),防(fang)止交通(tong)阻塞(sai)的(de)(de)(de)(de)發(fa)生(sheng),減少車輛在道(dao)路(lu)上的(de)(de)(de)(de)逗留時間,并且最終實(shi)現交通(tong)流在路(lu)網中(zhong)各個(ge)路(lu)段上的(de)(de)(de)(de)合理分(fen)配。
交通規劃
智(zhi)能(neng)交通(tong)所產生的(de)(de)大(da)量過車數據對(dui)于交通(tong)的(de)(de)改(gai)造與(yu)規(gui)劃也有重要(yao)的(de)(de)意(yi)義,可(ke)以將過去一年(nian)道路的(de)(de)繁忙(mang)/ 空閑進行(xing)(xing)量化,并標(biao)(biao)注在(zai)地(di)圖上(shang);也可(ke)以將過去一年(nian)道路的(de)(de)平均通(tong)行(xing)(xing)速度(du)標(biao)(biao)注在(zai)地(di)圖上(shang);也可(ke)以根(gen)據月份、天氣、節假日進行(xing)(xing)統計標(biao)(biao)注;這些信(xin)息對(dui)于未來要(yao)做的(de)(de)交通(tong)改(gai)造與(yu)規(gui)劃有重要(yao)意(yi)義。
隨著物(wu)聯網的(de)(de)推進,智慧城(cheng)市在我們(men)(men)眼(yan)中(zhong)的(de)(de)愿景(jing)已(yi)經越來(lai)越清晰,智能交通(tong)作為智慧城(cheng)市中(zhong)重要的(de)(de)有機組成(cheng)部分,必將(jiang)在我們(men)(men)的(de)(de)日常出行、交通(tong)安全(quan)、治安管理領域發(fa)揮越來(lai)越重要的(de)(de)作用(yong)。