美国智能交通系统的研究与应用

美国智能交通系统的研究与应用

美国从80年代开始，将先进的信息技术、数据通讯技术、电子控制技术及计算机处理技术等，有效地综合应用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的智能交通系统。

1976年到1997年，每年的车辆公里数以77%的速度上升，可是同期道路建设里程的增长数却仅为2%，在城市交通中的高峰时期，54%的车处于小时拥挤状态。由于交通拥挤，人们每天消耗在上下班的时间比平时平均多1.5个小时。同时导致商业车辆在运输中延迟，从而增加了运输的成本。80年代后，一个旨在将先进的信息技术、数据通讯技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地综合应用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的智能交通系统的概念便产生了。

并使道路与汽车的运行功能智能化，从而使公众能够高效地使用公路交通设施和能源。其具体的动作方式是：该系统采集到的各种道路交通及各种服务信息，经过交通管理中心集中处理后，传送到公路交通系统的各个用户，出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以自动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以随时掌握所属车辆的动态情况，进行合理调度。这样，路网上的交通经常处于最佳状态，能够改善交通拥挤，最大限度地提高路网的通行能力及机动性、安全性和生产效率。

1995年3月美国交通正式出版了“国家智能交通系统项目规划”

(National ITS Program Plan)，明确规定了智能交通系统的7大领域和30个用户服务功能，并确定到了2005年的年度开发计划。其7大领域包括：出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。

可以向公路信息广播（HAR）、电子信息招牌（VMS）甚至直接向车辆提供交通状况的实时信息，也可以提供别的信息，比如事故信息、道路建设信息、公交时刻表、天气状态等。

出发的出行者选择另一条可行的路径或者转化为另一种可行模式。旅行服务信息部可以提供饭店、旅馆、停车场、修理厂、医院和其它的这些公共设施等的地点、营业时间、营业项目的目录或者“黄皮?quot;，这些信息随处都能够得到。

统的管理下，驾驶者可以通过车载计算机和无线通讯设备获得各种交通信息，如路网条件、

交通现状、各种服务设施的地点、各种导驾信息等，合理选择出行方式、出行时段和路线等；驾驶者还可以利用车载定位系统，自动有效地选择行驶路线，避开交通拥塞。

的交通信息。例如，在Kansas实施了这样的系统，在38条公交线路上建立了160个标有转发器（transponder）的路标，用以和通行管理中心取得联系。公共汽车上也配备了通讯设备，如果发生意外，可以立即通知通行管理中心。

定位和优化运输路线来管理车队。这方面如在测重系统的应用中，当卡车通过测重系统时，卡车通过检测，就继续通行；反之，灯光就会闪动，车辆就要停靠到检测处。系统允许卡车在不减速的情况下，通过测重站，从而节约了时间，保证公路上车流的通畅，也减少了废气的排放。

够收取通行税、通行费、停车费，能够支持磁卡支付方式或者别的技术等。华盛顿市内使用的“通行卡"就是一种简单的支付费用的例子，持卡者可以使用它来支付公共汽车费、地铁乘坐费和停车费等。

系统来帮助驾驶员或者他们的车辆，把事故的发生和危险状态立即通知交通警察或者别的部门，从而改善了交通安全状况。芝加哥市的电子911

系统存储着该市详尽的电子地图，其中包括20，000个街道的路面状况，超过20，000个小巷的详细信息、消防栓的位置以及建筑物的占地面积等信息。在求援车队上配备有自动定位系统，由中央计算机指定距离发生事故地点最近的求援车，赶到事故现场并提供求援车到达事故发生地最佳的路线。系统同时有可能连接到一个数据库上，这个数据库能够提供请求帮助人的体格状态信息，便于与有关的求援人员取得联系。

先进的车辆控制和安全系统

视野的设备、快速恢复安全状态的设备、引擎防撞装置等。为了改善铁路与公路交叉口以及轻轨与人行横道的交叉口的安全，洛杉矶市实施了交叉口监视系统和交叉口横穿识别系统。系统的另一部分是在公共汽车或者在运载危险货物的卡车上装备了报警设备，这些设备可以向轨道上即将到来的列车发出警告。

保守的预算，在今后的10年里，美国公路需求量将增加30%以上，即使让公路保持现有的交通拥挤水平，美国的公路基础建设里程也至少要增加30%才能满足基本交通的需要。如果采用传统公路建设管理方法，估计投资额将达到870亿美元，建设公路里程至少要求4.4

万英里；而使用智能交通系统，投资额则只要570亿美元，公路建设里程也只要1.5万英里。换句话说，在公路基础设施的整个生命周期内，使用智能交通系统代替传统公路，其非折旧投资成本节约将达到50%，折旧投资成本节约也将达到35%以上。

计，如果美国最大约50个中心城市都使用智能交通系统中的高级交通管理系统的话，就可以减少35%的政府税赋；实地实验也证明，智能交通系统在75个最大的中心城市地区的效益/成本比约为8.8：1；自由道管理系统使现有道路及其它物理基础结构能够承担比过去多8%～522%的交通流，在线车辆的行驶速度提高16%～62%，从而有效地缓解交通拥塞，提高运输效益；交通事故管理系统能够降低因事故造成的交通拥塞或延误50%～60%；电子收费系统的效益更加明显，能够提高200%～300%的劳动生产率。

辆运筹系统能够帮助商业车队在提高运输效率的同时，强化安全检查，并建立危险物资安全运输的信息跟踪处理、快速反映系统。美国国家公路交通安全局（NHTSA）估计，如果所有商业车辆都使用智能交通系统的防撞避撞、车尾碰撞警告系统、道路偏离警告系统以及变换车道安全避撞系统等，将使商业车辆的碰撞交通事故减少17%以上，这意味着每年能节约260亿美元的交通事故损失。

检查等系统，能够显著地降低智能交通系统的运营成本。实地试验表明：高级公共交通管理系统在265个实验地区、在今后10年里将为政府节约运营费用380～740亿美元，而不降低服务标准；商用车辆管理系统能够为各级政府节约管理劳动力成本9%～18%。

Borman高速公路是美国最为繁忙的一条主干线，日均交通流量超过120，000车次，其中有20%~30%的卡车，所以交通管理十分重要。印地安那州交通部（INDOT）在该州的西北部的I-80/90高速公路上实施了先进的交通管理系统（ATMS），以便快速的解决交通拥挤问题。

Borman先进的交通管理系统（ATMS）有四个部分：交通管理、驾驶员信息、事故处理、先进的通讯。对于交通管理，运用专家系统软件来监视、采集来自各种渠道的交通流信息，并及时发送给交通管理中心（TMC）。任何意外的事件都会触动警报，并显示在交通管理中心（TMC）的屏幕上，这时管理员就会采取合适的交通管理策略，如通知高速公路巡逻卡车。交通管理中心充分利用先进的交通管理系统（ATMS）中采集的信息，及时通知驾驶员关于Borman的道路交通状况信息。更新信息的方式即通过公路信息广播（HAR）和电子信息招牌（VMS）。为了及时的清理交通事故，巡逻卡车要不停的在交通通道上巡逻，车上装有特殊的通讯设备、摄像机和监视器，可以实时的将事故现场的图象信息传输给交通管理中心，这样的设备可以使交通管理中心更敏捷的作出决策。Borman ATMS使用一种特殊的无线网络传播，可以保证交通管理中心（TMC）和高速公路上各种电子设备及巡逻卡车之间的信息连接。