地铁一号线调度中心（计世网配图）
■本报记者 别坤
城市道路交通篇
城市治堵循序渐进
专家观点：发展智能交通一定要以需求为导向，尤其是以老百姓的需求为主要导向。要先满足公共交通和老百姓日常出行的基本需求，再为高端需求提供差异化服务。
“如何在现有条件下，让道路资源得到最优配置？”交通运输部公路科学研究院总工程师、国家ITS(智能交通系统)工程研究中心主任王笑京将此视为智能交通的最核心命题。
智能交通首先要缓解的就是道路拥堵问题。目前，在北京、上海、广州等一线城市，其市区道路拥堵问题久治不愈，而一些二三线城市的道路使用情况也不容乐观。相关数据显示，中国城市机动车保有量正以15%的速度增长，城市道路的增长率则仅为3%左右，而城市人均道路面积仅为10.6平方米，远低于国外人均道路面积的15~20平方米。在这种情况下，依靠交通指挥系统实现实时调度已成必经之路。
信号灯“默默”治堵
提到智能交通在身边的应用，很多人会想到信号灯，其实红绿灯本身也在执行着缓解拥堵、保持道路畅通的任务，担当智能调度中的控制一职。王笑京告诉记者，晚上八九点钟行驶在北京的主要干道，常常会一路绿灯，不过你可不要以为这是运气好，其实这是交通信号灯在暗暗发力。
“北京城区的主要干道和路口的红绿灯已经在计算机的协调控制之下，红绿灯根据道路资源的实际情况进行实时调整和切换，提高各个方向的车辆通过效率。在机动车车流量不超过路口通行能力的前提下，司机往往会发现一路驶来畅通无阻，其实就是信号灯在发挥指挥作用。当然，这种作用在上下班交通高峰期间效果并不明显，高峰时段交通路口各个方向的车流都超过了路口的通行能力，因此，这时除了保障路口车辆通过秩序的功能外，信号灯对道路的协调控制效果司机往往无法察觉。”
信号灯的调度规则并不是一成不变的，城市道路布局不同，信号灯控制系统也需调整其管理逻辑。王笑京告诉记者，尽管技术原理大致相同，但京沪两地道路结构的不同还是会导致信号灯的管理逻辑略有不同：“北京是棋盘式结构，二环路内使用一套交通信号控制系统，二环外则随着城市扩张发展出多个不同交通信号控制系统。现在，为了更好地了解整条道路的通行情况，不同信号控制系统之间会将部分数据开放和共享，实现系统间的协调运行；上海则是对高架道路和地面道路分开控制，而且高架道路通过信号灯控制进入高架道路的车辆数量，以此保证道路畅通，所以上海的高架路上极少发生严重的交通堵塞现象。”
事故处理“半自动”
顺着信号灯的线索逆流而上，我们会发现支撑这一应用的是一整套完善的信息采集系统。北京市五环内主干道上几乎每500米就有一个车流检测器，以微波或者超声波的方式实时检测通行车辆的数目；视频监控系统则已覆盖全部主要路面。如果车流出现异常，交通指挥系统能够自动报警。
王笑京举例说：“交通指挥系统对于公安交通管理部门警力的位置追踪可以精确到个人（单兵定位），北京四环路内如果发生交通事故，指挥系统会就近安排交警前往处理，通常3分钟内就可到达；而只要输入车牌号，交警就能在警用终端上查询车主个人信息和车辆保险信息。”
“状态评估与预测”系统会对交警传回的信息和传感器信息进行分析，预测处理该事故所需要的时间及其对交通造成的影响大小和范围。如果出现重大交通事故，可能需要处理1小时以上，就会启动车流组织的应急预案，发布指示信息诱导其他车辆绕道行驶，通过对整个路网的调度,疏散事故道路的通行压力。
“北京的这套交通指挥系统已经非常先进，完全能够达到国际先进水平。像北京市这样一个拥有几千万人口的超大型都市，要保证很多勤务车畅通无阻，能够运行成这样，也很不容易了。”王笑京说。
加大治堵力度
交通管理系统再先进，但一日不解决城市交通拥堵难题，智能交通建设就一日谈不上完成。为抑制私家车数量增长、治理城市拥堵，交通运输部在“十二五”期间组织开展国家“公交都市”示范工程，提出要在全国选择30多个城市进行公共交通优先发展的试点工作。由重点关注小汽车转向关注公共交通工具，这也成为近年来智能交通领域的发展方向。
信号灯确保公交先行的相关试验正在进行，王笑京介绍：“北京南中轴已经开始使用，在南北通行的道路上，如果公交车赶在绿灯即将转为红灯时达到路口，绿灯会延长时间，保证公交优先通行；如果东西方向的路口也有公交车在等候变灯，南北主干道有优先通过权。”
智能交通介入公共交通领域已久，其中能够显示公交到站距离的电子站牌技术更已经是应用成熟。但为何北京长安街上的电子站牌设立多年来一直有名无实，无人关注？王笑京指出：“这是因为东单到西单段，有很多路公交车通行，市民基本上乘坐哪辆车都可以到达，当然不会关心电子站牌上的信息。真正关心车辆到站时间的是京郊市民，那里车辆稀少，可能半个多小时才来一辆，乘客在等待的过程中难免焦虑，想知道还要再等多久，好合理安排时间。”
链 接
智能交通在中国
中国实施的交通管理系统，主要以城市道路和快速路的智能化交通管理为主，以城市交通管理部门为实施主体，已经在北京、上海、广州、天津、重庆、中山、杭州、青岛、济南、南京、哈尔滨等多个城市开展应用。通过互联网、广播、手机短信订阅、可变情报板等多种形式为公众提供实时动态交通信息服务。
北京市建成了以交通信号控制系统、道路交通流实时动态信息监测系统、交通管理对外发布系统、交通管理综合信息应用系统、智能交通综合集成系统等多项内容为主体的智能交通管理系统示范工程。
城市轨道交通篇
感知地铁
专家观点：整合客流、车流指挥与应急系统应用，扩大公众服务信息范围，建设全面感知的新型地铁交通。
1965年7月1日北京地铁正式通车，彼时地铁的建设者可能并没有想到，47年后的今天，北京地铁运行间隔和日客运量会发生颠覆式的变化。地铁已经成为北京居民日常出行不可或缺的重要方式。目前，北京地铁日客运量峰值已经突破700万人次，在路面交通运输能力有限的情况下，地铁因其准点、不堵车的优势分担了市内大量公共出行客流的输送工作。有预计称，地铁在北京市公共交通中的占有率将达到20%~30%，超越公交车成为第一大公共交通出行方式。但是，在快速发展的过程中，北京地铁也暴露出诸多问题，其中各条线路之间的运行数据难以共享，不仅给运营管理带来了困难，同时也限制了乘客的线路选择。
成网易 高效难
如何做到高效的路网运营指挥是现在北京地铁最大的问题，各单条线路联接成网后，牵一发而动全身，如何让地铁信息网的效益最大化？北京交通大学教授秦勇表示：“如果因为一号线的客流量变大而加快其发车频率，二号线却不做任何变化，那么当一号线的大量乘客到达二号线换乘站时，站点就会滞留大量乘客，造成站台区域的安全隐患，降低组织效率。”
要想解决这个问题，就要做好客流需求预测和车流运行计划，建立客流指挥、车流指挥和安全应急指挥系统，并将其有效整合应用。秦勇介绍：“很多关键的技术方法需要研究，比如运营状态实时数据采集方法，如何进行信息的有效采集并统计和分析；如何通过仿真推演的方法来建立模型，预测未来客流变化，把事后管理变成预防性的管理；还要做好应对车辆晚点等突发事件的详细预案。”
2012年北京市投入上亿元筹建地铁信息指挥中心，将原来独立的线路指挥系统集中到一个中心来进行处理。秦勇参与了该项目技术的研究工作，他表示，指挥中心明年建成后，可以全面掌控整个地铁网，对上可为政府提供决策支持，对下可用于建设运营协调；同时，乘客能通过登录网站、短信等途径获取地铁站点出行信息，以安排乘车路线。
另外，地铁中面向公众提供的服务信息太少也是一大问题，这些信息包括线路是否通畅、站点是否正常运行等。“未来可能还要在地铁出入口处设立诱导信息查询装置，通过出行可达性分析模型，为乘客规划出行线路。”秦勇告诉记者，查询系统的技术研发工作并不像看起来那样简单，因为在建立网络分析模型的过程中，由于整个路网涉及200多个车站，线路选择多，计算量大；此外，要实现系统与现实的吻合，班车变化、新线开通等情况都要反映在系统中，对模型的适应能力也提出了很高的要求。
“目前，指挥中心的总体方案和顶层设计都已经制定出来，一些局部的关键技术和系统也进入了开发阶段。”秦勇说，系统建成后，原有的指挥中心将全部入网，列车运营和客流分布情况也可以在一个系统中得以体现。
建立“坚强”地铁
然而无论是提高效率还是提升公众出行信息服务水平，都要以地铁安全运行为前提。“北京的地铁系统非常脆弱，一场大雨便可使整个系统瘫痪；一列车晚点就导致站台上拥挤不堪，几乎都成为一种常态。这么多车辆在地铁系统里高频率运行，一旦发生事故，后果不堪设想。”秦勇表示，在这种情况下，客流安全、车辆运行安全以及各种设备的安全是新应用不得不考虑的重中之重。“在设备安全方面，诸如使空调不运行之类的小毛病也会造成大影响。如果这些故障率不做梳理，整个就会瘫痪下来了。”
目前，安全问题主要靠人工发现，在处理问题时也大多凭经验，可靠性较低、效率不高。秦勇认为，地铁的安全要更多地依靠技术保障，“例如，在客流安全方面，我们做了一套客流检测装置，通过视频监控系统把整个在站台区域、通道的客流分布实时检测、分析出来，一旦客流密度超过警戒标准，系统就会发出预警，提醒相关负责人组织限行应对措施，保障客流安全。”
除了参与北京市地铁指挥中心的建设，秦勇还负责了关于地铁智能列车的国家863项目课题，用多种高精度传感器实时监测列车的信号状态、运行数据、车内环境等，再通过千兆以太网和无线互联网，将这些传感装置联接到车载诊断服务主机上，形成对列车的全面感知、诊断和安全预警。目前，该课题组已完成系统主要装置的设计，并研制出样机，预计2012年9月之后将在广州地铁的15列车上安装。“如果顺利的话，这将是我国首批具备全面感知及安全预警能力的地铁智能列车。”
高速公路篇
道路迈向全国联网
专家观点：要实现全国联网、提升道路服务水平的目标，还需要加大交通行业“两化融合”力度。
不同于城市交通和轨道交通管理系统应用的复杂，高速公路的智能化更简单明了。近年来，ETC(高速公路电子不停车收费系统)覆盖的高速公路路段不断增加，应用也逐渐深化。交通运输部公路科学研究院副总工程师李丁在接受采访时表示，“十一五”期间，ETC已经实现了京津冀地区和长三角地区的区域间联网。目前，京津冀区域中心正与山东、山西等省份进行沟通，协调系统的升级改造工作，逐步实现全国联网的目标。
按照交通运输部规划，“十二五”期间，交通运输部将逐步扩大ETC车道的覆盖率，形成全国统一的ETC服务网点体系和分级管理的收费结算体系，计划到“十二五”期末，全国高速公路ETC平均覆盖率将达到60%，ETC车道数达到6000条以上，ETC用户量超过500万个。现在，中国已成为继日本之后实现大范围跨区域ETC联网的第二个国家。
ETC一体多用
李丁介绍，为推广ETC，交通运输部 联合国家发改委和财政部2010年12月发布的“关于促进高速公路应用联网电子不停车收费技术的若干意见”中明确提出，收费公路经营管理者要对ETC用户（包括记账卡等非现金支付方式用户）给予通行费优惠，优惠幅度原则上不小于5%；而北京市则要求在京政府部门的公车使用ETC卡支付高速公路通行费。“随着用户的增多，ETC高效、低碳的优势也更加凸显，它减少了停车次数，在节省油耗的同时提高了道路通行能力。”
在高速公路收费之外，ETC还将发挥更大作用。“ETC中的短程通信功能可以用于高速公路上的交通管理，帮助采集车辆数据，我们只要在公路上安装读取天线设备就可以了。未来，围绕ETC车载单元，还会衍生出更多应用，例如收集交通流量数据、车速数据、提供交通信息服务等。”李丁说。
ETC、GIS、GPS、遥感等技术的应用让高速公路上的信息量与日俱增，也给管理带来了很大挑战。李丁介绍：“交通运输部路网管理中心已经有了一个非常规范的报送系统，新开公路的开通时间、等级信息;道路施工、车道封闭等管理信息；道路交通事件等运行信息和处理信息等。上述信息通过处理和审核后对外发布。现在从交通运输部到地方各省，都在形成一些综合管理信息系统。”
王笑京说：“十一五后期，交通运输部开始大力推广路网运行监管，最典型的例子就是现在已经建成的路网监测中心，已经接入了近20个省的视频数据和部分省的公路运行数据，这个工作将是十二五期间交通运输部的一项重点工作。”
公路上的“体温计”
为了更好地开展公路交通气象预测与预警工作，交通运输部与国家气象局的合作日益密切。李丁告诉记者，气象局会将大区域的气象信息分析后发给交通运输部，交通运输部再将这个信息与路网分布情况做进一步的匹配，进而对可能遭遇恶劣天气的路段发出预警。
这种信息共享是双向的，在“十二五”规划中，交通运输部也明确提出了要促进气象部门的工作信息平台的联网共享，推进公路交通气象观测站建设，实现交通、气象观测站点和公路交通气象信息的集成共享。
李丁表示：“根据气象局的建议，交通运输部在高速公路上增加一些气象监测点，通过传感器将采集的数据信息传送给气象局，这些采集到的信息帮助气象局提升预报的精准度，便于司机及时了解前方路段的天气情况。”
随着采集信息的增多，发布信息的途径也在逐步开放。过去，公众大多只能从官方网站上得知出行信息，现在，应急广播将成为气象部门向公众推送即时信息的重要渠道。
李丁告诉记者，交通运输部和中央人民广播电台已经签订协议，在《中国之声》内开通全国统一频段的应急交通广播，只要打开这个广播，车辆行驶在全国的高速公路上都能连续收听所到之处的公路信息和天气预报。目前，京津塘高速公路已经开通试点。
王笑京认为，未来，应急交通广播的信息采集和播放将主要依靠智能软件来自动管理，通过将带有位置信息的数据进行分析处理后，通过合成语音发布出来。“这件事现在正在试验阶段，是交通运输部在十二五期间的一项重要工作。”
在交通运输部最新版的高速公路规划中，提出要在2020年前完成大型基础设施建设，但李丁认为，这一计划在2015年前基本就能完成，而如何让已经建成的基础设施更好地为公众出行服务，已是社会各界当前的共同需求。“提供好的服务需要以信息化为基础，所以这几年从交通运输部到各省市交通厅都在推动信息化进程，对两化融合非常重视。原来高速公路有自己的专网，现在也开始提出公专结合的理论，只要有公共的网络，就可以按需拿来使用。”
记者手记
智能汽车，狼来了！
提到智能交通，就不能不说智能汽车。
发达国家在智能汽车领域的研究已经持续了近20年，美国早在1997年就在高速公路上演示汽车自动驾驶，现又组织了3000辆规模的车-车及车-路合作系统的测试，这些车上都装有集成化的通信装置和智能化控制系统，旨在为2013年制定相应法律提供依据；欧洲也在做同样的千辆规模试验；日本现在已经实现了车路合作系统的商业化应用，沿高速公路设置的无线数据交互设备（ITS-Spot）覆盖了全国高速公路。
尽管中国的智能交通监管已经处于国际领先水平，但在车辆控制智能化方面，目前的智能交通多数只能做到车辆定位和追踪，还达不到控制的水平，在车车通信、车路通信的技术领域才刚刚起步，与美国、日本等发达国际相去甚远。目前，欧、美、日三方已经签订了战略合作协议并制定统一标准，世界各国知名汽车厂商和零部件厂商都参与其中，所生产的智能汽车及配件也可以跨国销售。但中国以奇瑞和吉利为代表的独资车厂技术薄弱，在智能技术研究方面起步很晚，不仅无法参与国际标准的制定，所生产的智能汽车也无权进入主流国际市场。发达国家的智能汽车产业如火如荼，这对于中国而言是迫在眉睫的挑战。（文/别坤）
