城市交通诱导系统智能化建设及标准研究

城市交通诱导系统智能化建设及标准研究深圳市标准技术研究院杨乐超1.引言二十一世纪被称为“城市的世纪”，原因在于城市人口不断增加，而且预计这一趋势还将继续。

随着人口的增长，各个地区的汽车保有量以及对交通旅行的需求也在提高。

在发达国家中，城市日益成为国民经济的推动力，随着城市经济在全球经济中的重要性日益提高，城市通常会努力吸引商业和就业机会，高效的交通日益成为吸引潜在投资人和雇员的重要因素。

城市的增长为城市领导者带来了巨大的挑战和机遇。

许多城市部署了智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS），作为其交通战略的组成部分。

所谓智能交通系统是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。

它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性的服务，利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化，更加安全、节能、高效率。

高效的交通是城市经济竞争力的核心，严重的拥堵会产生巨大的经济损失，据估计这些损失占各国GDP的1%到3%。

同样重要的是，交通是一个城市中的所有居民共有的体验，并直接影响居民的幸福感。

城市交通诱导系统（Urban Traffic Flow Guidance System, UTFGS）又称城市交通流诱导系统，是以动态交通分配理论为基础，实时分析复杂多变的路网交通状态，综合运用卫星定位和GIS等技术，通过车载信息装臵、可变信息板等动态地向出行者提供实时交通信息和最优路径引导指令，达到均衡路网交通流的目的。

交通诱导系统向车辆驾驶员提供道路网上的交通阻滞、交通事故、运行时间等情报，帮助他们了解整个道路网络的交通拥挤状态，引导他们避开拥挤路段或交叉口，促使整个路网负荷均匀化，以减轻整个交通网络的负担，达到提高利用率的目的。

标准是为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件，标准化的主要作用是促进最佳共同效益。

我国智能交通处于发展阶段，各系统还处于规划或建设中，尽早在智能交通工作中引入标准化思想，有利于促进系统建设的规范化和标准化，保证各系统之间的互联互通，避免出现系统间无法通信，导致的信息孤岛现象。

同时还可以加快智能交通事业发展，提高智能交通管理效率。

近几年随着国内汽车保有量的不断提升，城市交通压力日益增大，在大城市，尤其是繁华的市中心或商业区、商务区，驾驶员往往会因找不到停车场或停车位而抱怨，以至于长时间地在密集车流中绕行，这又增加了道路负担，城市交通诱导系统的市场需求日益迫切。

城市交通诱导系统作为智能交通系统的重要组成部分，开展相关智能化建设及标准研究，有助于指导城市交通诱导系统建设，提高城市道路网利用率，减少因道路拥堵带来的经济损失，增强城市竞争力。

2.国内外发展现状由于汽车制造业的飞速发展，汽车保有量不断增长，由此引起的交通拥挤现象日益严重，给社会经济的发展造成了巨大的影响。

由于城市内土地资源有限，以美国和日本为代表的西方发达国家自1980年代以来,提高城市道路交通承载能力的方式就从依靠扩大路网规模转变为运用信息技术改造现有道路运输体系及管理方式,从而提高路网通行能力和通行效率。

其中又以日本的智能交通建设最为完善。

2.1 美国城市交通诱导系统发展现状美国城市交通诱导系统始于1960年代末期，当时命名为电子路径导向系统(Electronic Route Guidance System，ERGS)，1980年代中期加利福尼亚州交通部门研究的PATHFINDER系统获得成功, 此后在美国政府和国会的参与下成立了ITS领导和协调机构; 1990年美国运输部成立智能化车辆道路系统(Intelligent Vehicle-Highway System，IVHS) 组织; 1994年IVHS 更名为ITS; 1995年3月运输部正式出版了《国家ITS项目规划》, 明确规定了ITS的7大领域和29个用户服务功能, 并确定了到2005年的年度开发计划, 其实施战略是通过实现面向21世纪的“公路交通智能化”, 从根本上解决和减轻事故、混杂、非效率、能源浪费等交通中的各种问题。

2.2 日本城市交通诱导系统发展现状日本国土面积不大，有80%的人口住在城市，人口密度很高，日本在20世纪70年代成功地组织了“动态路径诱导系统”的实验。

日本在美国ITS体系框架基础上, 结合本国国情制定出包含先进的导航系统、辅助安全驾驶、不停车收费、交通管理最优法等9个研究内容的日本智能交通研究体系框架结构。

动态路径诱导系统（Dynamic Route Guidance System，DRGS）作为日本智能交通系统中一个重要的子系统。

最早于1996年在东京和神奈川县开始实验性建设，就优化线路提供的方式而言，DRGS可分为两类，即现场确定的线路引导LDRG（Locally-Determined Route Guidance，LDRG）和控制中心确定的线路引导CDRG（Centrally-Determined Route Guidance，CDRG）。

LDRG只使用车载数据来进行交通线路优化选取，因此，如果只使用此项技术就有可能使许多车辆都选择同一条道路，造成新的交通阻塞。

相反，当车载终端广泛使用时，CDRG就能根据交通流实时状态，合理分配交通流，对未来的交通条件进行预测。

为避免LDRG和CDRG各自的弊端，DRGS的发展方向是建立由控制中心分配交通流的系统，即多重式DRGS。

多重式DRGS 综合了LDRG和CDRG的长处。

根据道路的不同情况，选用合适的诱导方式，对于主要道路的引导由CDRG功能实现；而对于局部微循环或本地街道则使用LDRG。

2.3 我国城市交通诱导系统发展现状目前我国城市交通诱导系统应用较为广泛的一项技术是停车诱导系统(Parking Guidance System，PGS)，首先在北京王府井区域建立，继北京之后，上海第二个建立停车诱导系统。

所谓停车诱导系统是通过控制技术、计算机网络技术和通讯技术等手段实现停车信息的采集和处理，利用可变情报板以及其他各种发布手段向驾驶员提供停车场名称、位臵、使用状况、行驶路径等信息的系统。

广义上来讲停车诱导信息系统就是我们常说的城市停车诱导系统，狭义上是指停车场内部的车位诱导系统，主要是实现对进出停车场的停泊车辆进行有效引导和管理的系统。

目前国内的车位引导系统按照数据采集方式主要分为单点车位数据探测和出入口计数两种方式，其中单点车位数据探测一般是采用超声波测距的工作原理实时采集停车场的车位数据，是目前国内应用范围最广的一种车位引导技术。

出入口计数包括多种方式，如地磁技术、地感线圈、视频计数等。

其共同点是将计数装臵安装在停车场的出入口处，通过判定车辆的进出情况来获得停车场的空车位数信息。

利用出入口计数进行车位数据采集，车位数据容易产生误差，因此这类技术已经普遍被新投入车位引导系统的车场淘汰。

3 我国城市交通诱导系统建设存在的问题目前我国城市交通诱导系统的发展还处于起步阶段，各项技术不够完善，随着汽车保有量的进一步加大，许多问题逐渐暴露出来，具体来看，主要有以下几个问题：第一、数据采集和信息发布系统功能不够完善城市交通诱导系统需要准确、完整、及时的数据作为支撑，目前我国各类交通数据实时采集数据技术还不够先进，采集终端也较少，无法满足城市交通诱导系统分析、处理的需要。

同时，我国道路上安装的各类可变情报板数量远远不足以满足人们对道路交通信息获取的需要。

第二、系统间协调性不够城市交通诱导系统由多个子系统组成，包括停车诱导系统，行车诱导系统等，要发挥城市交通诱导系统的最大效能，需要各系统之间紧密配合，数据能够实时共享，数据格式保持一致。

但目前我国各系统的建设方不尽一致，企业，政府各部门均开展了相关建设工作，由此造成各系统之间通信较为困难，数据无法互相共享，例如，行车诱导系统和停车诱导系统的对接，不同区域间行车诱导系统的对接等。

第三、配套标准制修订严重滞后城市交通诱导系统是在不扩大现有道路网基础上，提高道路网通行能力，减轻拥堵压力的重要手段之一，同时也是整个智能交通系统中一个重要的子系统。

目前我国城市交通诱导系统正处于起步阶段，标准化工作显得尤为重要。

目前市场上与城市交通诱导系统相关的设备、信息平台供应商越来越多，但互相之间不能良好的互联互通，亟需制定一系列标准来规范设备和信息平台的建设，避免设备采购后及信息平台建成后，不同供应商之间的产品不能互联的现象。

第四、政府投入有限智能交通系统对于道路交通拥堵状况的改善、提高城市竞争力等具有重要作用，而且智能交通系统建设应归属于城市基础建设之中，需要政府的资金投入和政策支持，以美国和日本为例，美国联邦政府从1990年到1997年用于智能交通系统方面研究开发的年度预算总计为12.935亿美元。

日本政府1998年用于智能交通系统研究开发的预算就为161亿日元，用于智能交通实用化和基础设施建设的预算为1285亿日元。

与我国巨大的人口数量和国土面积相比，我国在智能交通系统研究、建设方面的资金及政策支持明显不足。

4. 关键技术标准分析通过研究城市交通诱导系统各子系统，科学规划城市交通诱导系统建设，统筹制定城市交通诱导系统智能化建设若干关键技术标准，是规范和推进城市交通诱导系统智能化建设，保证各系统间的互联互通，实现城市交通诱导系统标准化建设的正确途径。

对城市交通诱导系统进行仔细梳理和研究后发现，城市交通诱导主要通过车辆数据采集、数据传输、数据处理、信息发布等几个步骤实现，与之相对应，在城市交通诱导系统标准制修订工作中，应先着力编制以下标准：①《可变情报板技术规范》：本标准涵盖可变情报板的类型、设臵规范、颜色和外观要求、性能要求、功能要求、环境适应性等内容。

所制定标准将规范可变情报板的设计和制造，引导可变情报板的协调统一、兼容互通，促使可变情报板生产企业公平竞争、积极创新，降低采购、维护成本，加快诱导系统建设步伐。

②《平台规范》：本标准涵盖交通诱导信息服务平台的性能要求、功能要求等内容。

有利于促进建立符合我国道路交通现状的交通诱导信息服务平台，加快交通诱导系统智能化、标准化建设步伐，从而提高道路网运行效率，减缓道路拥堵情况，方便市民出行。

③《通信协议》：本标准规定可变情报板与交通诱导信息服务平台之间通讯的数据交换内容、接口协议等。

所制定标准将统一可变情报板与交通诱导信息服务平台之间数据传输的内容及格式，保证各供应商按本标准生产的可变情报板均能成功与交通诱导信息服务平台进行通讯。

④《诱导信息发布格式及内容规范》：本标准规定交通诱导信息发布的方式、格式及内容等。

所制定标准将规范政府部门向社会发布行车诱导信息的格式和内容，促进发布信息的规范化、标准化，便于市民及时、准确的获得实时道路信息，选择合适的交通方式，提高道路网运行效率，减缓道路拥堵情况。