[关键词] 城市交通、公共交通、智能交通
智能交通在上海
智能交通形成一个系统概念,起始于20世纪80年代,其中最具代表性的是美国智能车辆道路系统(IVHS,1992年)、欧洲高效安全欧洲交通计划(PROMETHEUS,1986年)、欧洲车辆安全道路结构计划(DRIVE,1989年)日本的道路交通信息通信系统(VICS,1995年)。它们共同的特点是:将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于整个交通服务、管理与控制,从而建立起来的一种大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统,以解决日趋恶化的道路交通拥挤、交通事故和环境污染。
交通是城市经济与文化活动的纽带。改革开放20多年来,上海经济一直保持持续、稳步发展,1991~2000年GDP年增长率都在10%以上,2000年人均GDP接近4000美元。随着人民生活水平的不断改善,交通出行需求也逐年增加。上海市民交通出行个体化倾向越来越明显。经济富裕阶层的人从自行车,转向助动车、摩托车、小汽车。上海市私车牌照拍卖火爆的场面正反映出私家车正成为有钱族追求的新时尚。但个体交通工具使道路资源利用率大大下降。有关研究表明,占用同等路面的小汽车、自行车、公共汽车的运能比为1:1.8:9.13。追求快速、自由、舒适的个体交通出行,会使上海原本道路供应能力不足的矛盾愈加激化。目前上海市交通高峰期主要干道、内环高架线的交通拥挤甚至堵塞现象时常可见,严重影响了城市正常经济活动和人民的生活质量。
面对高涨的交通需求,上海市政府近二十多年来,除加快城市道路基础设施的建设与改造、从外延上增加交通供给能力外,积极采用先进的交通管理技术和手段,从内涵上挖掘交通供给潜力,努力保障城市交通的畅通。主要成果有:
(1)在交通控制方面,20世纪80年代中期,上海引进并国产化了澳大利亚SCAT交通信号控制系统;“八五”期间,上海市科委将交通自适应控制系统(SUATS)列入市重大科技攻关项目,并于1992年立项研究上海市实验性线路导行系统,以期通过智能化的手段,提高上海道路的通行能力和平面交叉口的通车效率。结合内环高架线、成都路高架线、延安路高架线以及它们相连的南浦、杨浦大桥等,通过设立CCTV监控系统、通信系统和交通计算机控制系统,形成了上海市快速干道的交通动态管理雏形。
(2)在交通信息服务方面,1991年上海人民广播电台与上海市公安局联手,率先在全国推出了“上海广播电台交通台(648千赫)”,在早晚交通高峰期间,报导上海主要路段当前的交通情况,引导司机及早改道,避免堵车,被誉为“空中的红绿灯”。随着上海信息港建设步伐的加快,东航、上海铁路局等运输企业先后在网上推出自己的网站,提供运输信息服务和网上购票服务。上海市专门成立了“上海城市交通信息中心”,2000年12月正式推出了“上海交通网站”(www.jt.sh.cn),通过提供交通与地图智能查询、交通出行指南、交通实时动态信息等,使市民能享受到“一网在手、交通全有”的现代化信息服务。
(3)在交通收费电子化工程方面,上海实施的“金卡”工程,也促进了上海公共交通系统资费管理的升级与换代。“九五”期间,上海市骨干出租车企业,在出租车上安装了“TAXI龙卡”计价器;进入21世纪,上海全面推行“上海公共交通卡”工程,这种国际上最先进的无接触式付费卡,可在上海地铁、轻轨、公交巴士、轮渡、出租车等大众交通工具上通用,推出不到半年,发行量已超80万,使市民盼望已久的“一卡在手,行业通用”愿望正逐步成为现实。
(4)在GPS技术应用方面,继上海大众出租汽车公司建立了GPS的实时调度系统后,2000年浦东公交公司率先在公交981路、81路和983路线路上,建成了GPS调度系统,并通过能显示最近车辆到站位置的电子站牌替换传统站牌,向市民提供“预计到站时间”服务。
(5)在公交优先策略上,上海首先在浦西东西机动车干道(延安路)上,设立了公交专用车道,努力提高公交的运行速度。
总之,上海在向国际大都市迈进过程中,利用智能交通手段解决上海市交通问题,已成为上海交通现代化战略的重要内容。但智能交通是一个巨大的系统,它必须有一定的道路资源和人文、政策、投资环境来支撑,而且其实施的效果常受多方面因素的限制。因此,如何推进上海市的智能交通发展,应该在研究上海市城市发展、交通布局及环境条件的基础上,选择合适的发展方向,确定合理的优先发展战略与实施步骤。
1 上海推进ITS的基本条件分析
1.1 道路供给能力不足
道路的基础条件可用道路面积与密度来衡量。“八五”以来,上海交通基础建设呈现高投入的特点。1997年与1991年相比,交通建设投资增长了10多倍,交通投资占全市的GDP在5%以上,其中道路系统投资占到79%~89%。已建成了以内环线、成都路与延安路高架为核心的“十字加环”的城市中心区立体道路骨架,形成了“三纵三横”地面干道网络。南浦、杨浦、徐浦越江大桥、延安路、打浦桥越江隧道,使上海浦东浦西两大板块连为整体。“十五”期间,上海市继续加大对交通建设的投入,除200多公里的轨道交通线路建设外,投入道路系统约500~1000亿。还将在黄浦江上增添卢浦大桥和外环线(吴淞)隧道,构筑上海市“三环十射”的干道交通网络,提高了整个城市道路系统的交通供应能力。尽管目前全市道路面积约1亿平方米,然而人均仅6平方米左右,与东京的13.5平方米/人、伦敦的24.5平方米/人相比差距很大。由于城市道路缺乏必要的调节使用余地来疏解受意外交通事故或交通拥挤与阻塞的交通流,不可能使智能化交通管理系统有所作为。
1.2 城市交通需求层次较低
由于社会经济条件、城市与人口的商住混杂分布形式以及上述上海市道路状况,上海城市交通需求主要特点是:
(1)私家车发展缓慢。在上海城市道路网先天不足情况下,限制私家车(摩托车)的增长速度一直是上海交通管理部门缓解道路供应与需求矛盾的重要措施。在上海、北京、深圳、广州等经济发达城市中,上海私家车的拥有水平最低,私家车“竞拍上照”仍是目前限制主要手段。而道路智能交通系统许多新产品(如日本的VICS导路装置)主要服务对象为小汽车,道路可选择性差和私家车发展上的抑制双重影响,难以培育出相关的智能交通产品市场。
(2)非机动出行特征明显。上海具有中国城市中心区建筑与人口过度拥挤的典型特点。因出行的范围或距离有限,使自行车甚至步行多年来一直是上海市民主导出行方式,全市出行总量中,目前自行车约占26%,步行占21%左右,两者几乎占据了一半。发散、低速的个体化、非机动出行与先进的、高效的智能交通系统之间存在着比较大的需求与要求的差距,换句话说,智能交通系统难以对非机动出行实施有效管理。
(3)公共交通系统服务质量差。上海的公共交通,尤其是地面巴士系统在中国享有比较好的美誉。上海目前常规和专线公交线路有973条(2000年),营业线路近2.3万公里,市中心区公交线网平均密度为3.81(南市区)~6.22(黄浦区)km/km2,营运车辆1.76万,日均承担了近720万人次的运送任务。然而,在目前上海市日人均出行2.21次中,公交仅为0.34次,占15.2%。而且因轨道交通换乘配套上存在的问题,地铁一、二、三号线(明珠线一期)均未达到设计输送能力和运量。当然平均营运速度10~15km/h且可靠性差的公交巴士,自然不会得到市民的青睐。另外,公交信息服务上的落后、基础设施差,在一定程度也制约了公交整体服务水平的提高,是公交智能化管理系统推行的重要障碍。
1.3 道路交通流呈混合型
上海市道路交通流具有典型的三元流特征,即除机动车流之外,存在着大量的非机动车流与人行流。三流混杂,拥挤在有限的道路空间。目前上海的道路交通建设步伐虽然加快,但参与道路交通活动人员的主观思想,特别是机动车驾驶员行车安全和规章意识未同步提高,不少骑车人和步行者交通行为自我制约不够,造成高峰期在平面交叉路口或繁忙路段上交通杂乱无章,险象环生,导致交通事故频繁。上海每年交通事故达10万起,1998年较1996年道路交通事故上升19.7%,伤亡人数增加41.2%,年经济损失以10%的幅度增长。在这种较无序的混合都市交通流状况中,寄希望于智能交通控制系统将众多的单个无序的交通流动,化解、组合成路网高效的有序交通流动是不现实的。
1.4 投资及市场条件不成熟
智能交通系统具有高投入的特点。其控制系统无不建立在信息与网络平台之上。美国研究开发的12.16km智能车辆公路系统(1997年),花费高达20亿美元;一个交叉路口的集中控制交通信号机费用约15万美元;日本VICS的交通信息处理系统开发就花费了33亿日元,交通信息的采集与发布设施花费更高,达370亿日元。上海城市交通建设任重而道远,规划中环加射线的轨道交通网,以及“三横三纵”、“三环十射”城市快速道路网正需要大量的资金予以支持。资金的短缺是上海市智能交通系统开发的另一大障碍。另外,上海城市客运近一半的市场被自行车(近600万辆)、助动车(约50万辆)所占有。不合理的交通出行结构,使当前主要以车辆为基础的智能交通产品与服务恐难有市场。交通信息的有偿服务能否在中国形成市场,还有待于进一步考证。
2 上海智能交通发展的思路
智能交通是国际交通发展的大趋势,上海作为中国经济发展的前驱,理应在智能交通开发与研究上有所作为。鉴于上海市交通网络的具体情况和城市交通发展导向,笔者认为智能交通起步在战略上应关注以下几个问题:
2.1 及早确定智能交通发展的框架
如前所述,上海自身发展智能交通的条件还存在一些缺陷,但带有智能交通属性的个别智能交通的子系统或产品在上海已经浮现。智能交通的最大特点是将信息与通信技术应用于交通运输领域,通过及时传递交通信息,为市民提供“无隙”的交通服务。1996年上海开始的信息港工程,已使上海信息基础设施达到国内一流、国际先进水平,初步形成了一个覆盖全市的宽带信息网,1999年国际互联网的用户已达100万,上海很多网络用户在网络上实现了信息查询、电子商务、物流配送等多种用途。因此,现在开始勾画上海市智能交通的蓝图,是完全必要的,它将使智能交通由点及面地展开,相互在统一的框架下,有机地融合在一起,使智能交通的发展进入一个有序的发展轨道。智能交通作为一项长期的发展规划,它必须考虑到以下几点:
(1)研发模式的选择。从国外的经验分析,智能交通研发有两种模式,一是由上及下和自下而上。就中国及上海管理体制,采用前者较符合中国国情,即政府出面组成确定研究计划与项目,各研究机构参与研究项目与产品开发,有利于形成系统开发的完整性与可兼容性。
(2)与现有城市其他发展规划的配合。上海市正在制定“十五”及长期发展规划,如规划建立中心城、新城、中心镇和集镇的四个层次的城市体系结构,市域快线、城域快线和区域轻轨三个层次组成的轨道网络和“三环十射”的快速公路干线网络等,智能交通规划必须与这些规划密切配合,特别对于新建的城市交通干线,要尽量将智能交通的要素结合进去,为构筑上海现代化、智能化的交通系统打下良好的基础。这也是与国外城市在道路网基础建成的情况下推行智能交通的不同点。
(3)规划的可操作性。规划应体现远景设想与近期现实完好地相结合。实施的工作应从简单、有基础、可操作性强的项目开始。比如,在上海市中心区已有SCAT信号控制系统和交叉口监视系统的基础上,研究开发内环高架线上具有交通诱导功能的可变信息系统,替换目前LED显示牌上“注意保持车速”等宣传性口号。先在内环高架线上形成一个局部的交通集中管理系统,为今后的扩展奠定基础。
(4)行业配合的重要性。智能交通系统一般由交通集中管理系统、交通信息系统、商用车队管理系统、公交智能服务系统等多个子系统组成,运用多种先进的技术。然而系统的构成并不是这些技术的简单堆砌,而是需要集成,在集成过程中往往会发生行业间信息互通与共享问题。如上海市的道路交通信息由市公安局负责采集与处理;而交通信息的服务要由市交通信息中心、上海人民广播电台或其他单位(企业)发布,若不能实现道路交通信息的动态共享,汽车的交通导路装置永远不可能提供道路信息实时服务。因此,沟通子系统之间的信息联系,也是智能交通系统推进成功的关键。
(5)预留接口的必要性。上海道路的智能交通系统仅是上海智能运输系统的组成部分。同时,上海市智能运输系统又是全国智能运输系统的组成部分。由于智能运输系统开发的长期性,在系统设计方面,必须有超前意识,为将来子系统的添加、功能的拓展创造可发展的条件。
2.2 将智能公交系统作为上海发展的重点
上海“八五”期间,动用超过全市GDP 5%的投资(远高于西方国家一般1.5%的水平),进行城市交通建设与改造。道路的长度和面积年增长3.2%和7.4%。然而同期上海市机动车的增长却高达13.3%。随着上海确定汽车工业作为支柱产业之一,私家车逐步松绑,最近上海的道路交通情况又趋恶化。因此在建设城市快速道路系统的同时,上海必然将发展集合性公共交通服务作为上海城市交通的发展方向,吸引机动小汽车和非机动自行车出行的市民,以腾出更多的道路容量或能力,满足机动车不断增长的需求。智能公交系统的发展要能为出行者提供完善的出行与换乘咨询信息、方便的车资支付方式、快速的运送服务。主攻方向主要可集中在以下几个方面:
(1)面向乘客的信息服务。通过上海发达的信息网(如Internet)、多种通讯方式(如有线/移动电话、传呼机等),使市民在出发前、行进中可获得对公共交通工具选择信息咨询和全程(包括换乘)指导;利用GPS技术开发电子站牌,车中运行信息的动态发布等,都能方便乘客对行程作出安排;在城市交通换乘枢纽设立自服务式信息服务终端,使乘客能得到及时的交通信息服务。
(2)面向乘客的乘用服务。主要体现在对乘客的在车服务上。智能化的公交主流车辆应具有智能化、高档化和人性化协调结合的特点,表现在:
① 配有IC卡系统、自动报站系统、车门监视系统以及电脑报站器和电子显示屏等,以满足电子付费和在途信息服务要求;
② 配置高档空调、VCD(CD)音像系统,营造舒适宜人的车厢环境;
③ 配置GPS卫星定位系统、乘客计数装置,实现车辆实时跟踪与客流信息收集;
④ 配置残疾人轮椅专座等乘车辅助系统,车厢低地板化,方便老人、儿童和残疾人上下车;
⑤ 配置自动变速器、方向助力器、自动防抱死系统和自动调整臂等,提高车辆运行的安全性。
以上智能化公交车要分阶段地改善与实施,其中第①②③应是初期的规划目标。
(3)面向公交巴士的优先服务。努力提高公交巴士的营运速度。在道路容量不富裕的情况下,首先可在市区“三横三纵”主要干道上开辟公交专用道,逐步发展环线内外相通、与快速干道相匹配的公交快速车道系统。在此基础上,继续开发平面交叉口信号灯的公交优先系统,构成完整的上海市公交优先网络系统,增加公交的吸引力,实现将公交(含轨道交通)的出行分担比例提高至40%以上的目标。
2.3 规范道路基础设施的使用
有效的都市道路网能使交通行为者各行其道。不可想象人车混杂的道路网中,先进的智能交通管理手段能有所作为。上海要进一步通过交通标志、标线、隔离栏和信号控制系统等的完善,规范道路使用的管理;通过加大宣传力度,加强交通行为者的交通法规意识,逐步减少或杜绝人为事故或违章造成的道路系统供应能力的损失,为将来实施智能交通战略创造一个良好的基础设施环境。
2.4 发挥上海高科技集中的优势
智能交通是个科技含量极高、复杂的大系统。美国、日本和欧洲等发达国家,均将其视为一个新兴产业来开发,以此带动通信、计算机和网络技术的全面应用。但智能交通的研究与开发要经历一个长期过程。二十多年过去了,全球尚未出现一个完整的智能交通系统。分析美国1992年制定的全国车辆道路智能系统(IVHS)规划,其中研究课题就分16大类、88小类、144个。利用上海高科技的智力与浦东张江高科技园区、同济大学ITS研究所等优势,率先展开中国智能交通系统的前期研究以及示范工程工作是完全必要的。另外,遵循自上而下的研发模式,市政府有关部门牵头或成立一个政府协调组织(如上海ITS办公室),并且从财政上给予智能交通初期研发的支持,从而使智能交通系统从标准制定、产品设计、市场准入、运营试验等能够协调顺利推进,带动相关的新生产业和市场的建立,使上海交通的发展能步入良性循环。






