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于智能交通系统的理论分析

作者:陆芳华 熊建兴 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-17

摘要:交通是社会经济发展的重要组成部分,是城市发展的脉搏。但是交通运输的快速发展给社会带来极大的压力,交通拥堵、大气污染、交通事故等影响着城市的发展。因此,本文通过...

  摘要:交通是社会经济发展的重要组成部分,是城市发展的脉搏。但是交通运输的快速发展给社会带来极大的压力,交通拥堵、大气污染、交通事故等影响着城市的发展。因此,本文通过分析目前的交通状况,基于智能交通系统(ITS)信息反馈,探讨复杂环境下的交通流特性,并为交通拥堵的治理提供理论依据。

  关键词:交通流;城市交通;智能交通系统

  交通是人类社会生产生活的重要环节,随着社会的进步,人们对交通的依赖性增加。为了满足人民日益增长的需求,交通行业迅猛发展。交通的快速发展给人们带来了便捷的同时,也给城市交通系统带来了许多的现实问题,交通拥堵、交通事故、大气污染、能源浪费等已成为制约城市发展的主要瓶颈。目前如何在现有的资源下有效的抑制交通拥堵,优化城市可持续发展依然是城市建设面临的主要问题。而随着电子及传感技术的发展,未来无人驾驶汽车能通过电磁雷达、GPS以及虚拟视觉等技术实现对环境的感知,并依靠先进的控制系统结合环境信息的动态变化,完成加速、减速以及转弯等车辆自动驾驶行为。因此,基于智能交通系统(Intelli-gentTransportationSystem,简称ITS)开展交通流理论研究已成为当前交通科学领域研究的热点问题之一。

  1?? 目前交通现状

  近年来,随着人民生活水平的提高,私家车出行的现象越来越普遍,根据国家统计局显示2018年全国民用汽车保有量24028万辆,比上年末增长10.5%,其中私人汽车保有量20730万辆,增长10.9%。如图1可知,民用汽车保有量在不断的上涨。汽车出行给人们带来了便捷,但也存在一些问题,如驾驶员不遵守交通规则,安全意识薄弱,交通管理措施不到位等,容易引发交通拥堵、交通事故。交通拥堵在大城市(北京、上海)较为常见,遇到上下班高峰时期,道路上的车辆寸步难行,出现鸣笛、时走时停,拥堵向后传播的现象。而由交通拥堵引发的道路交通安全、交通污染、大气污染等问题给人们的生活、工作带来了困扰,严重制约着城市的持续健康发展。

  为了解决交通拥堵,减少环境污染,国家也出台了相关政策。一是:控制车辆使用量;二是:增加道路基础设施建设;三是:通过控制交通信号灯、加强交通法规建设、制定合理完善的交通规划等措施来加强交通管理[1]。但是,这也存在一些问题:例如:随着社会经济的发展,人们对车辆的需求大大增加,车牌限购、限号出行并非长久之计;而且现有的道路空间少,政府的财力有限,车辆的增长速度远大于道路的建设速度。例如,在欧、美发达国家,部分城市通过大规模的市区改造来达到改善交通的目的,如持续近20年的波士顿中央干道[2]、布林德利地区内城更新工程[3]等。虽然能在一定程度上缓解交通拥堵,但同时也存在耗时长、费用多和风险大等弊端。因此,有一些城市通过引入智能交通系统来解决交通问题,例如洛杉矶、悉尼和香港等城市通过引入自动交通监测和控制中心[4],并全面采用智能交通灯系统来实现道路的分流和控制。同时,交通管理部门通过建立智能交通系统,利用数据资源共享及数据整合,应用无线通讯技术,将交通信息(如前方道路状况、车辆与交通路灯状况等)实时传送给驾驶员,这些信息必然会导致驾驶员调整其驾驶行为,以达到提高驾驶安全和舒适度的目的。从而可以提高交通运行效率、增强交通的安全可靠性、降低交通带来的环境污染等。

  2?? 城市智能交通系统应用

  近年来,智能交通管理系统在中国蓬勃发展,我国各城市的智能交通系统建设取得了显著成就,例如:高速公路电子收费系统ETC已经遍布全国各地,根据国家的建设标准以及覆盖全国的29个省市地区,开设数以千计的电子收费专业车道,覆盖的用户已经达到一千多万。智能交通系统已慢慢渗入到社会生产生活中,无形中加快了城市经济的发展,改善了城市交通环境,提高了行车安全。

  城市的交通由于车流量大,各种类型的交通工具叠加出行,对道路需求量极大,稍有扰动就会形成突发性交通拥挤,而且拥堵现象会扩散到周边区域甚至更广。为解决这一问题,我们需要ITS进行城市管控,及时获取各种交通信息,分析并整理各路段的交通信息,并传递给驾驶员,为驾驶员出行提供有效的帮助。也就是说,ITS是信息、传感、通信与控制技术综合运用的产物,其目标是解决不断增加的交通需求与有限道路资源间的矛盾,使道路资源能够被充分利用,提高人的出行效率,保障出行安全[5]。但是,ITS的交通數据来源广泛,内容丰富,如何从庞大的数据库选出有效的信息是ITS面临的难题。因此,还需要借助大数据、互联网、车互联等技术解决交通问题,使ITS技术的应用更加合理有效。

  虽然ITS还存在一些问题,例如:设备故障、系统可靠性与稳定性有待加强、数据源与信息安全等问题,但是ITS技术也促进着城市的发展,是城市交通建设必不可少的成分。目前,随着科技的进步以及无线网络的发达,无人驾驶汽车已经开始研发,并获得了一定的效果。与此同时,我国城市也开始布局无人驾驶汽车行业,智能汽车将逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。而无人驾驶属于高级别自动驾驶技术,是人工智能等技术在汽车领域深度应用的产物,具有划时代的变革意义。因此,ITS技术依然有很大的发展前景。我们要利用ITS先进的信息技术以及数据通信传输技术合理布局城市交通,加强交通基础设施建设,提升智能交通管控,为出行者设计合理的出行方案。不断地完善交通现状,促进社会经济的发展。

  3小结

  智能交通系统是时代和科技的产物,它能够在一定程度上解决交通问题,缓解人、车、路之间的矛盾,推动社会经济的发展。因此,我们要努力推进智能交通系统的建设,加快智慧城市的发展。虽然我国智能交通系统基础设施不断完善,但是城市道路交通拥堵问题以及道路的复杂性,给建设和研究智能交通系统带来了很大的挑战。因此,建设城市智能交通系统,必须从我国实际情况出发,研究出符合我国国情的智能交通体系,倡导绿色出行理念。当然,该工作主要从理论上分析智能交通系统,依然存在着不足,在未来的研究中我们将进行理论建模、数据挖掘、实验研究等出发,理论结合实际,希望能获得更符合实际的智能交通系统建设方案。

  参考文献:

  [1] 赵娜,袁家斌,徐晗.智能交通系统综述[J].计算机科学,2013,41(11).

  [2] 沈杰,蔡强新,苟中华.大城市更新改造工程与可持续发展——概析波士顿中央干道/隧道改建工程[J].建筑学报,2008,000(005):47-50.

  [3] 张险峰,张云峰.英国伯明翰布林德利地区——城市更新的范例[J].国际城市规划,2003,018(003):55-62.

  [4]陈令梅.洛杉矶推广智能信号灯[J].交通工程,2011(1):45-45.

  [5]刘小明,何忠贺.城市智能交通系统技术发展现状及趋势[J].自动化博览,2015(1).

  作者简介:

  陆芳华,(1994-),女,第一作者,广西柳州人,硕士研究生,主要从事交通流理论研究。

  熊建兴,(1995-),男,广西桂林人,学士学历,硬件工程师,主要从事电子产品研究。

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