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智能交通簡(jiǎn)介和發(fā)展前景

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2008/10/27
　

    在本站這幾天的報道中，智能交通的新聞信息不在少數。許多城市都在加入智能交通，同時(shí)智能交通給人們帶來(lái)許多便利。
    08年，奧運來(lái)了，因著(zhù)這四年一度的盛會(huì )，亞洲、中國、北京比往日贏(yíng)得了世界更多的關(guān)注。此時(shí)，作為衡量城市效率的重要指標之一——城市交通的便捷與否成為籌辦奧運的一個(gè)重要工作。當然，良好的交通環(huán)境不僅可以給四方來(lái)客留下深刻的印象，也能為人們節省商務(wù)成本，增加出行方便。在這種形勢下，大范圍普及智能交通系統（IntelligentTransportationSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)ITS）成為治理城市交通的一個(gè)重要措施被提上日程。
    仔細觀(guān)察不難發(fā)現，智能交通系統已經(jīng)深入我們生活的方方面面：電子警察、GPS、不停車(chē)收費公路等都屬于智能交通范疇。然而，很多人對智能交通還未形成深刻的認識，什么是智能交通？智能交通的常用領(lǐng)域有哪些？目前智能交通發(fā)展進(jìn)度如何？智能交通的未來(lái)發(fā)展又是如何？

    一、什么是智能交通
    智能交通是一個(gè)基于現代電子信息技術(shù)面向交通運輸的服務(wù)系統。它的突出特點(diǎn)是以信息的收集、處理、發(fā)布、交換、分析、利用為主線(xiàn)，為交通參與者提供多樣性的服務(wù)。
 
    二、智能交通在現代社會(huì )的應用領(lǐng)域
    智能交通的應用領(lǐng)域非常廣泛。而在我國，智能交通出現最早、應用最多、最常見(jiàn)的領(lǐng)域主要包括以下三方面：

    （一）不停車(chē)收費系統
    自1988年我國首條高速公路建成通車(chē)，就是以封閉式人工收費模式出現的。人工收費是早期高速公路收費普遍采用的模式，后來(lái)發(fā)展到半自動(dòng)收費。這兩種也是目前最常見(jiàn)的高速路收費方式。但是，停車(chē)、繳費、啟動(dòng)，對于高速公路每日龐大的車(chē)流量來(lái)說(shuō)，這樣一整套收費程序不僅耗費時(shí)間，而且容易造成交通擁堵。為了解決因交通擁堵帶來(lái)的車(chē)輛油耗、空氣污染等問(wèn)題，以及避免人工收費過(guò)程中可能產(chǎn)生的營(yíng)私舞弊現象的出現，電子不停車(chē)收費(ETC)在90年代應時(shí)誕生并迅速發(fā)展成一種嶄新的收費方式，對提高收費道路通行能力，滿(mǎn)足道路通行者簡(jiǎn)便支付通行費等有明顯的效應。各個(gè)國家開(kāi)始積極研制不停車(chē)電子收費系統。由于該技術(shù)對提高收費道路通行能力、滿(mǎn)足道路通行者簡(jiǎn)便支付通行費等有明顯的效應，該技術(shù)的發(fā)展應用在短時(shí)間內形成了規模效益。我國已建的高速公路，以及各省市的大部分獨立大橋、隧道，城市環(huán)線(xiàn)、貸款集資道路均為收費道路。在收費道路迅速發(fā)展及逐步擴大的背景下，道路收費系統及其技術(shù)成為國內關(guān)注的對象。在歐、美、日等國家先后使用不停車(chē)收費系統并獲得成功之后，我國也著(zhù)手推廣這一先進(jìn)技術(shù)。

    1、概述
    不停車(chē)收費系統又稱(chēng)電子收費系統ElectronicTollCollectionSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)ETC系統)是以現代通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等高新技術(shù)為主導，實(shí)現車(chē)輛不停車(chē)自動(dòng)收費的智能交通子系統。該系統通過(guò)路側天線(xiàn)與車(chē)載電子標簽之間的專(zhuān)用短程通信，在不需要司機停車(chē)和其他收費人員操作的情況下，自動(dòng)完成收費處理過(guò)程。不停車(chē)、無(wú)人操作和無(wú)現金交易是電子收費系統的三個(gè)主要特點(diǎn)。
    ETC系統主要包括四部分：電子標識卡、收發(fā)器、微處理器和車(chē)道控制器。電子標識卡即有源電子射頻卡，也被看做車(chē)輛的“身份證”。它存儲了車(chē)輛的編號及相關(guān)信息，在車(chē)輛通過(guò)車(chē)道時(shí)，電子標識卡與射頻天線(xiàn)以專(zhuān)用短程通信（DedicatedShort-RangeCommunication，簡(jiǎn)稱(chēng)DSRC）方式進(jìn)行數據交換，將車(chē)輛信息傳遞出去；裝有微波線(xiàn)路的收發(fā)器具備很強的抗干擾性和快速通訊能力；微處理器相當于“翻譯機”，可以將標識卡傳遞過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行翻譯并

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[!--empirenews.page--]傳至車(chē)道控制器，進(jìn)而獲取車(chē)輛資料；根據卡上的信息，車(chē)道控制器可以判定通過(guò)車(chē)輛是否有正常通過(guò)的權力，還可判斷卡的有效性，并起動(dòng)相應的交通標志，也可以發(fā)出警告給車(chē)主必要的提示，如果發(fā)生違章闖關(guān)現象也可驅動(dòng)抓拍系統進(jìn)行違章取證等?？梢哉f(shuō)，射頻識別技術(shù)技術(shù)的使用使得不停車(chē)收費系統先天的具有了收費技術(shù)上的優(yōu)勢，同時(shí)，對于城市而言，它還擁有了管理和控制城市交通的潛在能力。在交通繁忙低端都可以采用這項技術(shù)，以有效提高這些市政設施的資金回收能力。電子收費系統在國外被廣泛地應用于開(kāi)放式的收費站，國內目前部分省市的高速公路已有所實(shí)施。電子收費系統代表當今最先進(jìn)的收費技術(shù)，也是未來(lái)發(fā)展的方向，有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。
    目前，電子不停車(chē)收費技術(shù)的采用不僅減少了收費站占地規模，并有效的提高了通行能力，在我國，不停車(chē)收費已經(jīng)成為高速公路收費方式的未來(lái)發(fā)展趨勢。

    （二）電子警察
    交通工具的迅猛發(fā)展以及私家車(chē)的日益普及在為我們的出行帶來(lái)了方便快捷的同時(shí)，也給交通部門(mén)增加了新的考驗和壓力。傳統的交通管理體系在新形勢下顯得力不從心。而多種電子科技產(chǎn)品的應運而生使這一情況得以改變。電子警察系統便是運用最新科技成果為制止交通違章強化交通管理而打造的先進(jìn)武器，它的出現為整治違章闖加強交通建設建立了不可磨滅的功勛。
    電子警察是一種利用自動(dòng)化檢測與測量技術(shù)捕獲交通違法或交通事故，利用網(wǎng)絡(luò )將采集的信息傳回公安部門(mén)進(jìn)行分析處理，并以此為證據對肇事者進(jìn)行處罰，以減少事故發(fā)生、輔助交警工作的方法。它作為視頻監控與智能交通體系的完美結合，通過(guò)迅速的監控、抓拍、來(lái)獲取違章證據，為處理交通違章執法提供行之有效的監測方法。因為它的準確、公正的執法作用已成為道路交通管理隊伍中必不可少的重要一員。
目前比較典型的電子警察系統由于受到技術(shù)因素和經(jīng)濟因素制約，應用尚未普及，常見(jiàn)的電子警察系統有以下兩種：闖紅燈交通違章自動(dòng)記錄系統；車(chē)輛防盜治安卡口系統。

    1、闖紅燈交通違章自動(dòng)記錄系統。本系統用于對城市路口闖紅燈車(chē)輛的自動(dòng)識別和違章車(chē)輛的自動(dòng)抓拍。常見(jiàn)的實(shí)現方式有：視頻電子警察、數碼電子警察、數碼視頻組合電子警察。由于數碼視頻組合電子警察既克服了單純視頻電子警察或單純數碼電子警察的不足，又集中了兩種系統的優(yōu)點(diǎn)，所以已經(jīng)逐漸取代前兩種系統成為最常實(shí)現的電子警察系統。該系統一般由前臺和后臺兩部分組成。前臺采用航天科技中的運動(dòng)目標檢測技術(shù)、目標識別技術(shù)和目標跟蹤技術(shù)，包括電子眼、傳感器、測速儀等，用于捕捉闖紅燈違章車(chē)輛。電子眼一般是指攝像頭，可在被觸發(fā)的情況下進(jìn)行自動(dòng)拍攝。傳感器安裝于路口地面下的壓力傳感器，用于對車(chē)輛駛過(guò)時(shí)觸發(fā)電子眼進(jìn)行拍攝。測速儀常安裝在高速公路和城市高架路兩旁，對來(lái)往車(chē)輛的速度進(jìn)行測量。后臺包括后臺應用軟件一套，用于管理前臺已捕獲的違章車(chē)輛數據。

    2、車(chē)輛防盜治安卡口系統。本系統主要應用在城市的進(jìn)出口交通要道上、高速公路的出入口、重點(diǎn)路段等處的重點(diǎn)監測，利用先進(jìn)的光電、計算機、圖像處理、模式識別、遠程數據訪(fǎng)問(wèn)等技術(shù)，對監控路面過(guò)往的每一輛機動(dòng)車(chē)進(jìn)行連續全天候實(shí)時(shí)24小時(shí)不間斷、無(wú)遺漏的記錄，獲取過(guò)往車(chē)輛的局部特征圖像和車(chē)輛全景圖像，保存所采集的車(chē)輛圖像，存入計算機生并生成數據庫，數據具備聯(lián)網(wǎng)查詢(xún)功能，為各地公安及交警部門(mén)進(jìn)行交通管理提供重要線(xiàn)索和依據。系統主要由卡口前端系統、網(wǎng)絡(luò )傳輸系統、卡口后端系統、應用軟件系統等幾部分組成，前后端系統一般由車(chē)輛攝像機、照明燈和應用服務(wù)器等組成。網(wǎng)絡(luò )傳輸系統和應用軟件系
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[!--empirenews.page--]統則負責信息    傳輸和服務(wù)器管理。不同的系統負責不一樣的任務(wù)，具有不一樣的功能。
    電子警察與傳統的人工警察相比有著(zhù)多種優(yōu)點(diǎn)，例如違章識別率高，沒(méi)有誤判的行為；所有信息全部自動(dòng)化傳輸并且集中處理；信息可直接儲存為圖片形式并且與電腦相連，查詢(xún)方便快捷……此外，電子警察系統還能對廣大駕駛元產(chǎn)生強大的威懾效果，促使其不敢隨意違章，從而既保障了交通安全，減輕了民警的勞動(dòng)強度,又解放了大量的糾違警力。
    隨著(zhù)技術(shù)的成熟，電子警察系統的運用日趨廣泛，在我國的交通建設中發(fā)揮著(zhù)重要的作用，扮演著(zhù)舉足輕重的角色?？梢哉f(shuō)，電子警察系統與傳統警察相比，是一次徹底的革命。也是智能交通不可忽視的運用。

    （三）GPS
    GPS即全球定位系統（GlobalPositioningSystem）。它是美軍70年代初在“子午儀衛星導航定位”技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的具有全球性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候優(yōu)勢的導航定位、定時(shí)、測速系統，由空間衛星系統、地面監控系統、用戶(hù)接收系統三大子系統構成，已廣泛應用于軍事和民用等眾多領(lǐng)域。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，GPS是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個(gè)系統可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀(guān)測到4顆衛星，以保證衛星可以采集到該觀(guān)測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現導航、定位、授時(shí)等功能。全球定位系統開(kāi)發(fā)的原始目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的。很多專(zhuān)業(yè)人士認為全球定為系統是美國獨霸全球戰略的重要組成部分。經(jīng)過(guò)20余年的研究實(shí)驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。
    在發(fā)達國家，GPS技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應用于交通運輸和道路工程之中。目前，我國在這方面的應用也已開(kāi)始起步，從安防視角看，GPS在智能交通領(lǐng)域運用的最為廣泛，不論給專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域還是大眾生活都帶來(lái)了不可忽視的深重影響。
    GPS智能交通系統的總體設計涉及綜合性的高科技研制開(kāi)發(fā)，從技術(shù)上看主要是融合全球衛星定位系統(GPS)、交通地理信息系統(GIS)和無(wú)線(xiàn)數字通信技術(shù)(GMS)三項高新技術(shù)為一體的最新高科技研制任務(wù)，當然設計試驗過(guò)場(chǎng)中離不開(kāi)巨量的計算機軟件編程及調試優(yōu)化工作。
    在道路工程中，GPS目前主要用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測定航測外控點(diǎn)等。實(shí)踐證明，在幾十公里范圍內的點(diǎn)位誤差只有2cm左右，達到了常規方法難以實(shí)現的精度，同時(shí)大大提前了工期。GPS技術(shù)同樣應用于特大橋梁的控制測量中和隧道測量中，其速度快、精度高，具有明顯的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
    此外，GPS在汽車(chē)導航和交通管理中的應用最為突出。三維導航是GPS的首要功能，飛機、船舶、地面車(chē)輛以及步行者都可利用GPS導航接收器進(jìn)行導航。汽車(chē)導航系統是在GPS的基礎上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。它由GPS導航、自律導航、微處理器、車(chē)速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅動(dòng)器、LCD顯示器組成。

    它所能實(shí)現的功能包括：
    1、車(chē)輛跟蹤利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車(chē)輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動(dòng)，使目標始終保持在屏幕上；還可實(shí)現多窗口、多車(chē)輛、多屏幕同時(shí)跟蹤，利用該功能可對重要車(chē)輛和貨物進(jìn)行跟蹤運輸。
    2、提供出行路線(xiàn)的規劃和導航規劃出行路線(xiàn)是汽車(chē)導航系統的一項重要輔助功能，包括：自動(dòng)線(xiàn)路規劃：由駕駛員確定起點(diǎn)和終點(diǎn)，由計算機軟件按照要求自動(dòng)設計最佳行駛路線(xiàn)，包括最快的路線(xiàn)、最簡(jiǎn)單的路線(xiàn)、通過(guò)高速公路路段次數最少
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[!--empirenews.page--]的路線(xiàn)等。
    3、信息查詢(xún)?yōu)橛脩?hù)提供主要物標，如旅游景點(diǎn)、賓館、醫院等數據庫，用戶(hù)能夠在電子地圖上根據需要進(jìn)行查詢(xún)。查詢(xún)資料可以文字、語(yǔ)言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時(shí)，監測中心可以利用監測控制臺對區域內任意目標的所在位置進(jìn)行查詢(xún)，車(chē)輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來(lái)。
    4、話(huà)務(wù)指揮指揮中心可以監測區域內車(chē)輛的運行狀況，對被監控車(chē)輛進(jìn)行合理調度。指揮中心也可隨時(shí)與被跟蹤目標通話(huà)，實(shí)行管理。
    5、緊急援助通過(guò)GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發(fā)生事故的車(chē)輛進(jìn)行緊急援助。監控臺的電子地圖可顯示求助信息和報警目標，規劃出最優(yōu)援助方案，并以報警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應急處理。
總之，GPS是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的最具有開(kāi)創(chuàng )意義的高新技術(shù)之一，必然會(huì )在諸多領(lǐng)域中得到越來(lái)越廣泛的應用。相信隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及高等級公路的快速修建和GPS技術(shù)應用研究的逐步深入，其在道路工程和交通運輸中的應用也會(huì )更加廣泛和深入，并發(fā)揮出更大的作用。

    三、ITS的未來(lái)發(fā)展
    在北美、歐洲及日本等發(fā)達國家，ITS的發(fā)展于明顯處于國際領(lǐng)先地位。在美國，由聯(lián)邦／州運輸部作為主管部門(mén)，立法機構及地方政府均有介入。政府的作用是對發(fā)展目標進(jìn)行戰略規劃，如美國國會(huì )1997年完善為《綜合運輸法》，對如何采用先進(jìn)技術(shù)以提高運輸網(wǎng)絡(luò )效能做了相應規定；1996年初聯(lián)邦運輸部對ITS的發(fā)展又具體規定出交通信息管理、緊急事故響應、旅行信息等9個(gè)子系統作為該計劃的基本構成，明確了到2001年的發(fā)展目標。此外，政府也是資金的主要來(lái)源。美國政府每年對ＩＴＳ都有專(zhuān)門(mén)的預算，如1997、1998年分別為2.4和2.5億美元，而日本僅在1995年政府就投入6.7億美元。這為ITS的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)保證。在歐洲，ITS有180個(gè)伙伴，它的另外一個(gè)組建是各國的ITS分會(huì )，有27個(gè)分會(huì )，代表了大約1800多家公司，此外還有ITS歐洲大會(huì )協(xié)會(huì )等。這樣的歐洲ITS大會(huì )，就能夠對整個(gè)ITS行業(yè)發(fā)展起到重要的協(xié)調、領(lǐng)導與溝通作用，同時(shí)也促進(jìn)了ITS整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。借鑒國外ITS發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗，盡管我國的ITS尚處起步階段，有了政府的支持、行業(yè)人士與社會(huì )各界的齊心努力，生活中也能看到ITS帶來(lái)的極為明顯的變化。
    可以立體停放的自行車(chē)、能夠實(shí)時(shí)報告公交到達時(shí)間的停車(chē)牌、電子警察的運用、車(chē)牌識別技術(shù)的發(fā)展……ITS越發(fā)深入我們的日常生活，將先進(jìn)的科技與日常交通融會(huì )貫通，將人、車(chē)、路、環(huán)境等多種要素以傳統交通無(wú)法比擬的動(dòng)態(tài)方式組合在一起形成一個(gè)嶄新的系統。
    在這個(gè)系統當中，人們賦予機器“思考”的能力：車(chē)輛能夠在道路上自由行駛，道路可以依靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態(tài)……高效、安全、舒適、暢通、準確，瞬息萬(wàn)變的時(shí)代科技改革了生活、改善了整個(gè)運輸系統的運行。
    在公路交通智能化飛速發(fā)展的21世紀，智能交通技術(shù)將多項技術(shù)結合在一起，以人工智能控制交通領(lǐng)域的方方面面，它的普及有效的減少了交通事故的發(fā)生，對于資源的有效合理利用在降低環(huán)境污染的同時(shí)也有助于最大限度的發(fā)揮交通基礎設施的優(yōu)勢效能，提高交通運輸系統的運行效率和服務(wù)水平，為公眾帶來(lái)出行的方便。數種因素結合下，ITS必然會(huì )成為未來(lái)城市交通的主角，人們的交通出行也將逐漸走向“智能化”。今后的生活，不只可以出現配備有多種智能交通設備的交通工具，更多的是對交通領(lǐng)域的整體調控與把握。而未來(lái)的交通管理系統，將由更多的信息采集點(diǎn)、優(yōu)化的算法和多樣的信息發(fā)布手段組成，走向“實(shí)時(shí)化”。

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