地鐵一號線調度中心（計世網配圖）

■本報記者 別坤

    城市道路交通篇

    城市治堵循序漸進

    專家觀點：發展智能交通一定要以需求為導向，尤其是以老百姓的需求為主要導向。要先滿足公共交通和老百姓日常出行的基本需求，再為高端需求提供差異化服務。

    “如何在現有條件下，讓道路資源得到最優配置？”交通運輸部公路科學研究院總工程師、國家ITS(智能交通系統)工程研究中心主任王笑京將此視為智能交通的最核心命題。

    智能交通首先要緩解的就是道路擁堵問題。目前，在北京、上海、廣州等一線城市，其市區道路擁堵問題久治不愈，而一些二三線城市的道路使用情況也不容樂觀。相關數據顯示，中國城市機動車保有量正以15%的速度增長，城市道路的增長率則僅為3%左右，而城市人均道路面積僅為10.6平方米，遠低于國外人均道路面積的15~20平方米。在這種情況下，依靠交通指揮系統實現實時調度已成必經之路。

    信號燈“默默”治堵

    提到智能交通在身邊的應用，很多人會想到信號燈，其實紅綠燈本身也在執行著緩解擁堵、保持道路暢通的任務，擔當智能調度中的控制一職。王笑京告訴記者，晚上八九點鐘行駛在北京的主要干道，常常會一路綠燈，不過你可不要以為這是運氣好，其實這是交通信號燈在暗暗發力。

    “北京城區的主要干道和路口的紅綠燈已經在計算機的協調控制之下，紅綠燈根據道路資源的實際情況進行實時調整和切換，提高各個方向的車輛通過效率。在機動車車流量不超過路口通行能力的前提下，司機往往會發現一路駛來暢通無阻，其實就是信號燈在發揮指揮作用。當然，這種作用在上下班交通高峰期間效果并不明顯，高峰時段交通路口各個方向的車流都超過了路口的通行能力，因此，這時除了保障路口車輛通過秩序的功能外，信號燈對道路的協調控制效果司機往往無法察覺。”

    信號燈的調度規則并不是一成不變的，城市道路布局不同，信號燈控制系統也需調整其管理邏輯。王笑京告訴記者，盡管技術原理大致相同，但京滬兩地道路結構的不同還是會導致信號燈的管理邏輯略有不同：“北京是棋盤式結構，二環路內使用一套交通信號控制系統，二環外則隨著城市擴張發展出多個不同交通信號控制系統?，F在，為了更好地了解整條道路的通行情況，不同信號控制系統之間會將部分數據開放和共享，實現系統間的協調運行；上海則是對高架道路和地面道路分開控制，而且高架道路通過信號燈控制進入高架道路的車輛數量，以此保證道路暢通，所以上海的高架路上極少發生嚴重的交通堵塞現象。”

    事故處理“半自動”

    順著信號燈的線索逆流而上，我們會發現支撐這一應用的是一整套完善的信息采集系統。北京市五環內主干道上幾乎每500米就有一個車流檢測器，以微波或者超聲波的方式實時檢測通行車輛的數目；視頻監控系統則已覆蓋全部主要路面。如果車流出現異常，交通指揮系統能夠自動報警。

    王笑京舉例說：“交通指揮系統對于公安交通管理部門警力的位置追蹤可以精確到個人（單兵定位），北京四環路內如果發生交通事故，指揮系統會就近安排交警前往處理，通常3分鐘內就可到達；而只要輸入車牌號，交警就能在警用終端上查詢車主個人信息和車輛保險信息。”

    “狀態評估與預測”系統會對交警傳回的信息和傳感器信息進行分析，預測處理該事故所需要的時間及其對交通造成的影響大小和范圍。如果出現重大交通事故，可能需要處理1小時以上，就會啟動車流組織的應急預案，發布指示信息誘導其他車輛繞道行駛，通過對整個路網的調度,疏散事故道路的通行壓力。

    “北京的這套交通指揮系統已經非常先進，完全能夠達到國際先進水平。像北京市這樣一個擁有幾千萬人口的超大型都市，要保證很多勤務車暢通無阻，能夠運行成這樣，也很不容易了。”王笑京說。

    加大治堵力度

    交通管理系統再先進，但一日不解決城市交通擁堵難題，智能交通建設就一日談不上完成。為抑制私家車數量增長、治理城市擁堵，交通運輸部在“十二五”期間組織開展國家“公交都市”示范工程，提出要在全國選擇30多個城市進行公共交通優先發展的試點工作。由重點關注小汽車轉向關注公共交通工具，這也成為近年來智能交通領域的發展方向。

    信號燈確保公交先行的相關試驗正在進行，王笑京介紹：“北京南中軸已經開始使用，在南北通行的道路上，如果公交車趕在綠燈即將轉為紅燈時達到路口，綠燈會延長時間，保證公交優先通行；如果東西方向的路口也有公交車在等候變燈，南北主干道有優先通過權。”

    智能交通介入公共交通領域已久，其中能夠顯示公交到站距離的電子站牌技術更已經是應用成熟。但為何北京長安街上的電子站牌設立多年來一直有名無實，無人關注？王笑京指出：“這是因為東單到西單段，有很多路公交車通行，市民基本上乘坐哪輛車都可以到達，當然不會關心電子站牌上的信息。真正關心車輛到站時間的是京郊市民，那里車輛稀少，可能半個多小時才來一輛，乘客在等待的過程中難免焦慮，想知道還要再等多久，好合理安排時間。”

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    智能交通在中國

    中國實施的交通管理系統，主要以城市道路和快速路的智能化交通管理為主，以城市交通管理部門為實施主體，已經在北京、上海、廣州、天津、重慶、中山、杭州、青島、濟南、南京、哈爾濱等多個城市開展應用。通過互聯網、廣播、手機短信訂閱、可變情報板等多種形式為公眾提供實時動態交通信息服務。

    北京市建成了以交通信號控制系統、道路交通流實時動態信息監測系統、交通管理對外發布系統、交通管理綜合信息應用系統、智能交通綜合集成系統等多項內容為主體的智能交通管理系統示范工程。

    城市軌道交通篇

    感知地鐵

    專家觀點：整合客流、車流指揮與應急系統應用，擴大公眾服務信息范圍，建設全面感知的新型地鐵交通。

    1965年7月1日北京地鐵正式通車，彼時地鐵的建設者可能并沒有想到，47年后的今天，北京地鐵運行間隔和日客運量會發生顛覆式的變化。地鐵已經成為北京居民日常出行不可或缺的重要方式。目前，北京地鐵日客運量峰值已經突破700萬人次，在路面交通運輸能力有限的情況下，地鐵因其準點、不堵車的優勢分擔了市內大量公共出行客流的輸送工作。有預計稱，地鐵在北京市公共交通中的占有率將達到20%~30%，超越公交車成為第一大公共交通出行方式。但是，在快速發展的過程中，北京地鐵也暴露出諸多問題，其中各條線路之間的運行數據難以共享，不僅給運營管理帶來了困難，同時也限制了乘客的線路選擇。

    成網易 高效難

    如何做到高效的路網運營指揮是現在北京地鐵最大的問題，各單條線路聯接成網后，牽一發而動全身，如何讓地鐵信息網的效益最大化？北京交通大學教授秦勇表示：“如果因為一號線的客流量變大而加快其發車頻率，二號線卻不做任何變化，那么當一號線的大量乘客到達二號線換乘站時，站點就會滯留大量乘客，造成站臺區域的安全隱患，降低組織效率。”

    要想解決這個問題，就要做好客流需求預測和車流運行計劃，建立客流指揮、車流指揮和安全應急指揮系統，并將其有效整合應用。秦勇介紹：“很多關鍵的技術方法需要研究，比如運營狀態實時數據采集方法，如何進行信息的有效采集并統計和分析；如何通過仿真推演的方法來建立模型，預測未來客流變化，把事后管理變成預防性的管理；還要做好應對車輛晚點等突發事件的詳細預案。”

    2012年北京市投入上億元籌建地鐵信息指揮中心，將原來獨立的線路指揮系統集中到一個中心來進行處理。秦勇參與了該項目技術的研究工作，他表示，指揮中心明年建成后，可以全面掌控整個地鐵網，對上可為政府提供決策支持，對下可用于建設運營協調；同時，乘客能通過登錄網站、短信等途徑獲取地鐵站點出行信息，以安排乘車路線。

    另外，地鐵中面向公眾提供的服務信息太少也是一大問題，這些信息包括線路是否通暢、站點是否正常運行等。“未來可能還要在地鐵出入口處設立誘導信息查詢裝置，通過出行可達性分析模型，為乘客規劃出行線路。”秦勇告訴記者，查詢系統的技術研發工作并不像看起來那樣簡單，因為在建立網絡分析模型的過程中，由于整個路網涉及200多個車站，線路選擇多，計算量大；此外，要實現系統與現實的吻合，班車變化、新線開通等情況都要反映在系統中，對模型的適應能力也提出了很高的要求。

    “目前，指揮中心的總體方案和頂層設計都已經制定出來，一些局部的關鍵技術和系統也進入了開發階段。”秦勇說，系統建成后，原有的指揮中心將全部入網，列車運營和客流分布情況也可以在一個系統中得以體現。

    建立“堅強”地鐵

    然而無論是提高效率還是提升公眾出行信息服務水平，都要以地鐵安全運行為前提。“北京的地鐵系統非常脆弱，一場大雨便可使整個系統癱瘓；一列車晚點就導致站臺上擁擠不堪，幾乎都成為一種常態。這么多車輛在地鐵系統里高頻率運行，一旦發生事故，后果不堪設想。”秦勇表示，在這種情況下，客流安全、車輛運行安全以及各種設備的安全是新應用不得不考慮的重中之重。“在設備安全方面，諸如使空調不運行之類的小毛病也會造成大影響。如果這些故障率不做梳理，整個就會癱瘓下來了。”

    目前，安全問題主要靠人工發現，在處理問題時也大多憑經驗，可靠性較低、效率不高。秦勇認為，地鐵的安全要更多地依靠技術保障，“例如，在客流安全方面，我們做了一套客流檢測裝置，通過視頻監控系統把整個在站臺區域、通道的客流分布實時檢測、分析出來，一旦客流密度超過警戒標準，系統就會發出預警，提醒相關負責人組織限行應對措施，保障客流安全。”

    除了參與北京市地鐵指揮中心的建設，秦勇還負責了關于地鐵智能列車的國家863項目課題，用多種高精度傳感器實時監測列車的信號狀態、運行數據、車內環境等，再通過千兆以太網和無線互聯網，將這些傳感裝置聯接到車載診斷服務主機上，形成對列車的全面感知、診斷和安全預警。目前，該課題組已完成系統主要裝置的設計，并研制出樣機，預計2012年9月之后將在廣州地鐵的15列車上安裝。“如果順利的話，這將是我國首批具備全面感知及安全預警能力的地鐵智能列車。”

    高速公路篇

    道路邁向全國聯網

    專家觀點：要實現全國聯網、提升道路服務水平的目標，還需要加大交通行業“兩化融合”力度。

    不同于城市交通和軌道交通管理系統應用的復雜，高速公路的智能化更簡單明了。近年來，ETC(高速公路電子不停車收費系統)覆蓋的高速公路路段不斷增加，應用也逐漸深化。交通運輸部公路科學研究院副總工程師李丁在接受采訪時表示，“十一五”期間，ETC已經實現了京津冀地區和長三角地區的區域間聯網。目前，京津冀區域中心正與山東、山西等省份進行溝通，協調系統的升級改造工作，逐步實現全國聯網的目標。

    按照交通運輸部規劃，“十二五”期間，交通運輸部將逐步擴大ETC車道的覆蓋率，形成全國統一的ETC服務網點體系和分級管理的收費結算體系，計劃到“十二五”期末，全國高速公路ETC平均覆蓋率將達到60%，ETC車道數達到6000條以上，ETC用戶量超過500萬個。現在，中國已成為繼日本之后實現大范圍跨區域ETC聯網的第二個國家。

    ETC一體多用

    李丁介紹，為推廣ETC，交通運輸部 聯合國家發改委和財政部2010年12月發布的“關于促進高速公路應用聯網電子不停車收費技術的若干意見”中明確提出，收費公路經營管理者要對ETC用戶（包括記賬卡等非現金支付方式用戶）給予通行費優惠，優惠幅度原則上不小于5%；而北京市則要求在京政府部門的公車使用ETC卡支付高速公路通行費。“隨著用戶的增多，ETC高效、低碳的優勢也更加凸顯，它減少了停車次數，在節省油耗的同時提高了道路通行能力。”

    在高速公路收費之外，ETC還將發揮更大作用。“ETC中的短程通信功能可以用于高速公路上的交通管理，幫助采集車輛數據，我們只要在公路上安裝讀取天線設備就可以了。未來，圍繞ETC車載單元，還會衍生出更多應用，例如收集交通流量數據、車速數據、提供交通信息服務等。”李丁說。

    ETC、GIS、GPS、遙感等技術的應用讓高速公路上的信息量與日俱增，也給管理帶來了很大挑戰。李丁介紹：“交通運輸部路網管理中心已經有了一個非常規范的報送系統，新開公路的開通時間、等級信息;道路施工、車道封閉等管理信息；道路交通事件等運行信息和處理信息等。上述信息通過處理和審核后對外發布。現在從交通運輸部到地方各省，都在形成一些綜合管理信息系統。”

    王笑京說：“十一五后期，交通運輸部開始大力推廣路網運行監管，最典型的例子就是現在已經建成的路網監測中心，已經接入了近20個省的視頻數據和部分省的公路運行數據，這個工作將是十二五期間交通運輸部的一項重點工作。”

    公路上的“體溫計”

    為了更好地開展公路交通氣象預測與預警工作，交通運輸部與國家氣象局的合作日益密切。李丁告訴記者，氣象局會將大區域的氣象信息分析后發給交通運輸部，交通運輸部再將這個信息與路網分布情況做進一步的匹配，進而對可能遭遇惡劣天氣的路段發出預警。

    這種信息共享是雙向的，在“十二五”規劃中，交通運輸部也明確提出了要促進氣象部門的工作信息平臺的聯網共享，推進公路交通氣象觀測站建設，實現交通、氣象觀測站點和公路交通氣象信息的集成共享。

    李丁表示：“根據氣象局的建議，交通運輸部在高速公路上增加一些氣象監測點，通過傳感器將采集的數據信息傳送給氣象局，這些采集到的信息幫助氣象局提升預報的精準度，便于司機及時了解前方路段的天氣情況。”

    隨著采集信息的增多，發布信息的途徑也在逐步開放。過去，公眾大多只能從官方網站上得知出行信息，現在，應急廣播將成為氣象部門向公眾推送即時信息的重要渠道。

     李丁告訴記者，交通運輸部和中央人民廣播電臺已經簽訂協議，在《中國之聲》內開通全國統一頻段的應急交通廣播，只要打開這個廣播，車輛行駛在全國的高速公路上都能連續收聽所到之處的公路信息和天氣預報。目前，京津塘高速公路已經開通試點。

    王笑京認為，未來，應急交通廣播的信息采集和播放將主要依靠智能軟件來自動管理，通過將帶有位置信息的數據進行分析處理后，通過合成語音發布出來。“這件事現在正在試驗階段，是交通運輸部在十二五期間的一項重要工作。”

    在交通運輸部最新版的高速公路規劃中，提出要在2020年前完成大型基礎設施建設，但李丁認為，這一計劃在2015年前基本就能完成，而如何讓已經建成的基礎設施更好地為公眾出行服務，已是社會各界當前的共同需求。“提供好的服務需要以信息化為基礎，所以這幾年從交通運輸部到各省市交通廳都在推動信息化進程，對兩化融合非常重視。原來高速公路有自己的專網，現在也開始提出公專結合的理論，只要有公共的網絡，就可以按需拿來使用。”

記者手記

    智能汽車，狼來了！

    提到智能交通，就不能不說智能汽車。

    發達國家在智能汽車領域的研究已經持續了近20年，美國早在1997年就在高速公路上演示汽車自動駕駛，現又組織了3000輛規模的車-車及車-路合作系統的測試，這些車上都裝有集成化的通信裝置和智能化控制系統，旨在為2013年制定相應法律提供依據；歐洲也在做同樣的千輛規模試驗；日本現在已經實現了車路合作系統的商業化應用，沿高速公路設置的無線數據交互設備（ITS-Spot）覆蓋了全國高速公路。

    盡管中國的智能交通監管已經處于國際領先水平，但在車輛控制智能化方面，目前的智能交通多數只能做到車輛定位和追蹤，還達不到控制的水平，在車車通信、車路通信的技術領域才剛剛起步，與美國、日本等發達國際相去甚遠。目前，歐、美、日三方已經簽訂了戰略合作協議并制定統一標準，世界各國知名汽車廠商和零部件廠商都參與其中，所生產的智能汽車及配件也可以跨國銷售。但中國以奇瑞和吉利為代表的獨資車廠技術薄弱，在智能技術研究方面起步很晚，不僅無法參與國際標準的制定，所生產的智能汽車也無權進入主流國際市場。發達國家的智能汽車產業如火如荼，這對于中國而言是迫在眉睫的挑戰。（文/別坤）