清华大学交通研究所 史其信

 

近年来我国各大中城市又出现了新一轮的交通拥堵，而且有进一步发展和恶化的趋势。为此，各地政府和相关主管部门都在研究和实施各种治理和应对交通拥堵的对策。其中优先发展公共交通和建设BRT快速公交（Bus Rapid Transit）系统，已得到全社会的共识。

温家宝总理2004年6月明确指出：“优先发展城市公共交通是符合中国实际的城市发展和交通发展的正确战略思想”。

智能交通系统（ITS）的发展无疑为“公交优先”战略的实施提供了先进的技术手段。

 

一、           智能交通系统与公交信息化发展的时代背景

 

“公交优先”政策的执行，向来都是以先进的理念为指导，以先进的技术为支撑的。回顾世界城市公共交通已经历了五个世纪的发展进程，从16世纪后期的“公共四轮马车”开始，经历了马拉轨道车、蒸汽动力轨道车辆、有轨电车、无轨电车、公共汽车、地铁到20世纪70年代以来的磁悬浮列车、BRT等，都体现了社会的发展及科学技术的进步，当今公共交通逐步向快速化、舒适化、多样化、环保化和智能化方向发展。

    尤其是八十年代中叶以来，ITS(Intelligent Transportation Systems)作为将先进的信息技术，数据通信传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地运用于整个运输管理体系，使人、车、路密切地配合、和谐地统一，从而建立起一种在大范围内，全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统，已成为21世纪现代化交通运输体系的发展方向，也标志着智能交通系统推进城市公共交通进入信息化、智能化发展的阶段。

工业化国家中发展ITS的背景主要有以下时代特点：

   

1.    汽车发展社会化

 

　　工业化国家在市场经济指导下，大都经历了经济的发展促使汽车的发展，而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程，从而这些国家尽早实现了汽车化时代。如美国1992年机动车拥有量已达1.9亿辆(其中家用汽车为1.4亿多辆，平均千人拥有746辆)，日本1993年统计为机动车6.3千万辆(其中家用汽车为4.1千万辆，平均千人拥有511辆)。汽车化社会带来的诸如交通阻塞、事故增多、能源浪费和环境污染等社会问题日趋恶化。

　　道路总长度630万公里的美国和道路密度超过3公里/平方公里的日本等国家，可以说道路设施十分发达，也不得不从以往只靠供给来满足需求的思维模式转向采取供、需两方面共同管理的技术和方法来改善日益尖锐的交通问题。这些建立在汽车轮子上的工业化国家在探索即维护汽车化社会，又要缓解交通拥挤问题的办法过程中，旨在借助现代科技改善交通状况，达到“保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”目的的ITS概念便逐步形成。

   

2.    人类环境可续化

 

　　工业化国家在工业化、城市化发展进程中面临着日益严重的资源短缺与环境恶化问题，这一问题同样在发展中国家存在。二十世纪五十年代以来，生存与发展问题成为人类社会面临的最紧迫的任务。1972年联合国人类环境会议上通过了《人类环境宣言》。

　　城市化是生产力发展的一个必然结果，按世界经济发展的规律，城市化水平达到30％以上，将出现经济的飞速发展阶段。美国、日本、英国等发达国家，1990年城市化水平已分别达到了75％，77％，89％。这些国家针对交通发展对资源和环境的影响，逐步调整交通运输体系与结构。这些国家都经历了为满足车辆发展的需求，而大力开发建设交通基础设施(如美国1944年规划的7万公里高速公路规划，经过50年已基本完成，但仍产生拥堵)，在大量土地、燃油等资源占用和消耗的同时，不但交通需求没有完全满足，而且还造成汽车尾气由于道路拥挤排放量剧增，不仅经济造成巨大损失，而且给环境带来恶劣影响。

　　六、七十年代以来，由于石油危机及环境恶化，工业化国家开始采取以提高效率和节约能源为目的的交通系统管理(TSM)和交通需求管理(TDM)对策，同时大力发展大运量轨道交通及实施公交优先政策。在社会可持续发展的目标下调整运输结构，建立对能源均衡利用和环境保护最优化的交通运输体系。ITS作为综合解决交通问题，保持社会经济可持续发展和与环境相协调的新一代交通运输系统，随着信息技术的迅速发展在发达国家酝育发展，九十年代以后成为世界范围内的重要发展趋势。

   

3.    信息技术智能化

 

八十年代后期以来，世界范围内的冷战结束，工业化国家用于军事和国防领域的卫星导航系统，信息采集与提供系统，计算机控制与管理系统，电子与电子通信技术等高新技术转向民用化，同时将军事上的投入也大部分转移到民用技术的开发和应用上来。与此同时，包括我国在内的广大发展中国家借助和平、稳定的国际环境加快本国的经济发展。发展中国家经济的迅速发展促进了世界范围内产业结构发生巨大变化，工业化国家的传统工业领域由于劳动力密集型的产业向发展中国家集中而失去明显竞争优势，开始酝酿开辟高新技术含量的产业市场。

在这种国际环境的背景下，代表一场信息革命到来的信号，引起全球的极大关注，这就是“信息高速公路”。信息技术得到飞速发展，尤其是国际信息网络“ Internet”的建立，以它极大的魅力，将人类带入了“地球村”，并加快全球经济一体化的进程。

　　信息产业应运而生，ITS是以信息技术为先导，融其他相关技术应用到交通运输智能管理上有其广大市场，工业化国家和民营企业纷纷投入到这一新兴产业。

 

二、           先进的公共交通系统是智能交通系统的重要组成部分

 

由于公交系统在整个城市交通系统中占有重要地位，因此世界各国都将智能公交系统列入了国家智能交通系统体系框架中，如：美国的ITS体系框架包括7大服务领域、30项用户服务功能（见表1），我国ITS体系框架包括8大服务领域、34项用户服务功能（见表2），其中公共交通运营管理、车辆监视调度、安全运行、途中信息服务等均为ITS技术实现的用户服务功能。

 

表1：美国的ITS体系框架的用户服务领域与功能

服 务 领 域	用 户 服 务 功 能
出行和运输管理	在途驾驶员信息；路线导行；旅行者服务信息；交通控制；偶发事件管理；排放测试与污染缓解；道路-铁路交叉口
出行需求管理	出行前旅行信息；合乘车匹配与预约；需求管理和运营
公共运输运营	公共运输管理；在途公交信息； 个人化公共交通；公共出行安全
电子付费服务	电子付费服务；
商用车辆运营	商用车电子结关；自动路边安全检查；车载安全监视；商用车行政管理；危险物品异常响应；商用车队管理
紧急事件管理	紧急事件通报与个人安全保障 紧急车辆管理
先进车辆控制与安全	纵向防撞；横向防撞；交叉口防撞；防撞视野强化；危险预警；撞前避伤；自动公路系统

 

 

表2：中国的ITS体系框架的用户服务领域与功能

服 务 领 域	用 户 服 务 功 能
交通管理与规划	交通法规监督与执行；交通运输规划支持；基础设施的维护管理；交通控制；需求管理；紧急事件管理
出行者信息服务	出行前信息服务；行驶中驾驶员信息服务；途中公共交通信息服务；个性化信息服务；路径诱导及导航服务
运营管理	公交规划；公交运营管理；车辆监视；一般货物运输管理；特种运输的管理
电子收费	电子收费
车辆	视野的扩展；纵向防撞；横向防撞 ；交叉路口防撞；安全状况（检测） ；碰撞前乘员保护
紧急事件和安全	紧急情况的确认及个人安全；紧急车辆管理；危险品及事故的通告；公共出行安全；易受伤害道路使用者的安全措施；交汇处安全服务
综合运输	客货运信息资源交换；提供旅客联运服务；提供货物联运服务
自动公路	自动公路

 

美国交通运输部1997年4月颁布的《公交运输系统ITS部署指南》（技术版）明确指出：公交运输作为交通运输系统中的重要组成部分，ITS在公交运输系统的实施为用户提供高质量、高效率的服务。

 

1．ITS可为公交交通系统管理和使用者带来以下优点：

·          改善出行舒适度

·          提高安全性

·          增加流动性

·          提高运营效率和乘客量

·          减少环境能源消费

·          提高整体的经济效益

 

2，智能化的公共交通系统的主要技术：

·  车辆自动定位

·  车辆自动监控与运营调度

·  电子收费

·  出行信息服务系统

·  交通信号优先等

 

 

三、           公交系统信息化、智能化建设及其发展趋势

 

“公交优先”政策早在20世纪60年代提出，当时依靠汽车轮子发展起来的工业化国家已进入“汽车化社会”，如美国平均每个家庭拥有1-2辆汽车（见表3），在石油危机及环境恶化的背景下，采取实施公交优先政策及发展大运量轨道交通，以解决由于汽车化造成的道路拥堵及环境污染等社会问题。

随着“信息化社会”的到来，信息技术及相关高新技术得到开发并应用于交通系统的管理，为“公交优先”政策的实施提供了先进的技术手段。可以说：智能交通系统（ITS）的发展无疑标示着公交系统管理信息化、智能化将成为21世纪的发展方向。

 

                    表3：美国汽车化的交通发展与对策

年  代	交 通 发 展 概 况	时 代 背 景	交 通 治 理 对 策
1960年代	美国520辆汽车/千人（汽车化）道路堵塞、环境污染	石油危机	交通综合治理、计算机信号控制、公交优先、轨道交通、研究交通与环境问题
1970年代	美国600辆汽车/千人	1972年“人类环境会议”召开	轨道交通、环境保护、交通需求管理（ TDM ）和系统管理（TSM）
1980年代	美国670辆汽车/千人	冷战结束、军用技术转向民用	交通科学化、智能化管理
1990年代	美国750辆汽车/千人	社会信息化	大力开发ITS技术产品

 

从当前发展的情况来看，国外公共交通的发展趋势呈现出以下几个特征：

 

1． 大运量、快速化特征

 

由于交通容量大，载客量大的轨道交通系统大都采用与地面隔离的线路设备，因而运行准点性好，速度快，被各大城市所广泛采用。在美国，为了推动轨道交通系统的建设和现有系统的延伸，1998年夏，美国克林顿总统签署的《21世纪交通平衡法》中，一项新的启动计划将在6年内提供82亿美元的资金，要求美国交通部对全国191个新的轨道交通启动项目进行评定，再行资助。

值得关注的是美国在大量从事轨道交通系统投资的同时，努力改进公共巴士的服务质量，提高运行速度和舒适度，以吸引更多的乘客，改善城市交通环境。近年来，在美国一些大城市实施的快速公共汽车交通（Bus Rapid Transit——BRT）就是美国为改进公共巴士服务质量所进行的大规模的工作。美国各大中城市波士顿、夏洛特、丹佛、哈特福德、火奴鲁鲁、迈阿密、奥尔巴尼、芝加哥、洛杉矶、路易维尔、匹兹堡等地方都开始实施这个项目。

BRT系统是一种介于轻轨交通（Light Rail Transit,