城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃研究

1、城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃研究同濟大學教育部道路與交通工程開放實驗室 楊東援 賈俊剛 徐士偉一、引言我國城市交通面臨巨大的挑戰(zhàn)，而其對策主要是規(guī)劃及政策手段、工程設施建設手段、運行管理手段，以及采用高新技術改造傳統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)的手段。采用信息技術、通信技術、控制技術等對傳統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)的改造，將從如下幾個方面提高系統(tǒng)的運行效率：通過交通發(fā)展戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng)、規(guī)劃決策支持系統(tǒng)等實現(xiàn)對科學決策的有效支持，使得有限的資金和資源最大限度地發(fā)揮其效益。 通過先進交通監(jiān)控系統(tǒng)、交通事故信息分析系統(tǒng)、交通仿真實驗系統(tǒng)、交通緊急狀態(tài)應急管制系統(tǒng)等保障交通運輸系統(tǒng)的有序運行。 通過公眾信息發(fā)布系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、營運

2、車輛管理系統(tǒng)等實現(xiàn)對交通消費方式及交通行為的合理引導，以充分發(fā)揮系統(tǒng)的潛力。 通過信息化公共交通系統(tǒng)、綜合物流信息服務系統(tǒng)引導向合理的交通運輸模式的轉變。 這種信息化交通運輸系統(tǒng)的本質，是通過高新技術的有效應用，使得對各種決策（包括交通戰(zhàn)略決策、交通管理決策、交通方式及交通路線選擇決策等）起到支持作用的信息和知識在系統(tǒng)中有效流通，提高決策的科學性，引導合理的交通行為，達到最大限度地發(fā)揮已有交通設施的潛力的目的。由于交通信息系統(tǒng)具有整體性強、對于各子系統(tǒng)的協(xié)調要求高的特點，因而需要加強總體規(guī)劃。為此，城市交通規(guī)劃面臨了新的課題：規(guī)劃內容范圍向包括信息空間的四維領域擴展，我們必須適應這種發(fā)展態(tài)勢，

3、加強對交通信息系統(tǒng)規(guī)劃的研究。二、城市交通信息系統(tǒng)的結構特點 脫開具體子系統(tǒng)形式來看，城市交通信息系統(tǒng)由三大部分所組成：信息采集、信息管理、信息發(fā)布。對于信息采集來說，重點需要解決的問題是資源共享問題。也就是說，各子系統(tǒng)必要建設各自完整的采集設施，部分子系統(tǒng)所采集的信息將提供給整個系統(tǒng)共享。對于信息管理來說，其一是需要有效地完成將數(shù)據經過加工和組織形成信息，將信息經過提煉形成知識的過程；其二是需要合理處理分布與集中的存儲關系，使用頻率高的共享信息集中存儲（例如由交通信息中心所承擔），使用頻率低的共享信息和少部分子系統(tǒng)共同使用的信息，以及子系統(tǒng)自己使用的信息分布存儲；其三是信息規(guī)范化問題，如何在

4、已有子系統(tǒng)，以及分別開發(fā)子系統(tǒng)的條件上，逐步完成系統(tǒng)整體的信息規(guī)范化。信息發(fā)布需要重點考慮的問題是根據不同的用戶需求（政府決策、技術管理、公眾使用、企業(yè)管理等）建立方便的查詢機制，使得能夠真正實現(xiàn)“在需求的時間，按照易于理解的形式，將所需要的信息送到用戶手中?！闭w來看交通信息系統(tǒng)呈現(xiàn)：分布與集中相結合的結構特點，相對平等的子系統(tǒng)分布結構，以及承擔信息整合的共用信息平臺。層次化的結構特點，子系統(tǒng)形成“數(shù)據采集層次、局部運行管理層次、共享信息整合層次，以及增值服務層次”的層次化組織關系。多元化的管理結構特點，各子系統(tǒng)分屬交通管理部門、城市規(guī)劃部門、市政建設部門、公用事業(yè)部門等不同管理體系，但需要

5、協(xié)同進行工作，以實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化建設與運行。三、城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃內容的確定 城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃需要對今后的系統(tǒng)建設提供指導，為多元化參與的系統(tǒng)建設奠定基礎，同時需要進行合理的資源分配。為此，我認為其規(guī)劃內容應該包括如下方面：城市交通信息系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃 城市交通信息系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃將回答：系統(tǒng)戰(zhàn)略目標的確定；系統(tǒng)宏觀結構框架；系統(tǒng)分階段的建設重點；系統(tǒng)擬采取的建設策略，以及系統(tǒng)建設過程中政府、研究單位、企業(yè)、技術管理部門之間的角色和關系等問題。城市交通信息組織規(guī)劃 城市交通信息組織規(guī)劃將暫時擺脫硬件系統(tǒng)建設及軟件系統(tǒng)開發(fā)等具體問題，站在城市政府立場考慮：在隸屬不同系統(tǒng)的多部門參與的前提下，如何有效

6、地對性質、功能、結構存在很大差異的眾多系統(tǒng)（例如交通監(jiān)控系統(tǒng)、信息化公交系統(tǒng)、營運車輛管理系統(tǒng)、道路及橋梁管理信息系統(tǒng)、交通公眾信息發(fā)布系統(tǒng)等）進行信息整合，構成分布式的信息存儲結構、規(guī)范化的信息組織結構、確實有效的信息流通機制，各子系統(tǒng)的責任、權力和義務等問題。就其成果形式來看，體現(xiàn)為一種系統(tǒng)接口規(guī)范、信息在各子系統(tǒng)中的分布結構、信息在各子系統(tǒng)之間的流通方案、各種類型的參與者在系統(tǒng)運行中的角色與作用等。城市交通信息基礎設施規(guī)劃 對于城市交通信息系統(tǒng)來說，涉及一系列硬件基礎設施建設，例如信息采集部分所需要的傳感器、GPS設備，信息傳輸所需要的通信線路和資源（例如通信帶寬、頻道資源等），分布式配

7、置的計算機，以及數(shù)據存儲設施等。由于許多設施需要共享協(xié)調，或者在道路建設中同步進行，需要協(xié)調交通信息系統(tǒng)與公共信息系統(tǒng)的設施共享關系等原因，有必要對其進行總體規(guī)劃。城市交通信息系統(tǒng)實施規(guī)劃 城市交通信息系統(tǒng)的建設是一項長期的任務，考慮到城市交通改造需求的階段性，交通信息各子系統(tǒng)之間的相互依賴性等，需要制定系統(tǒng)的分期實施規(guī)劃；考慮到系統(tǒng)建設將由多方面的單位共同參與，同時是一個科學研究、產業(yè)開發(fā)和人員培訓相互配合的過程，需要制定城市交通信息系統(tǒng)的實施組織規(guī)劃。我國正面臨快速城市化和機動化的過程，吸取國際正反兩方面的經驗，加速進行公共交通的技術發(fā)展優(yōu)先，進行公共交通的信息化改造是一項緊迫的任務。對于

8、交通誘導等先進的智能交通系統(tǒng)來說，也需要研究從何著手展開試點，并逐步加以推廣問題。為了推動交通信息產業(yè)化進程，需要加強有關交通的公共信息基礎建設。這一類情況度可以作為優(yōu)先項目加以考慮。四、戰(zhàn)略目標的確定 城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃的首要任務，是確定系統(tǒng)建設的戰(zhàn)略目標。分析國外信息化交通運輸系統(tǒng)，其直接技術目標一般為：提高系統(tǒng)運行效率；增強系統(tǒng)運行的安全性和可靠性；減少環(huán)境污染?？紤]到我國正在進行大規(guī)模城市交通建設的國情，我們希望所建立的系統(tǒng)不僅要提高運行效率，而且需要充分利用“系統(tǒng)神經網絡”反饋信息，提高系統(tǒng)建設效率；同時，中國城市發(fā)展的重要制約因素在于土地資源緊張，因而減少資源（土地空間資源、自然

9、資源）的占用與減少對自然界的排放具有同樣重要的意義；中國城市面臨快速機動化的巨大壓力，通過提高公共交通系統(tǒng)的服務水平，以及建立現(xiàn)代物流系統(tǒng)，引導交通模式向合理高效方向轉化也是系統(tǒng)改造的一項重要任務。為此，將直接技術目標確定為：提高系統(tǒng)的建設效率和運行效率；增強系統(tǒng)的安全性、可靠性；通過提高服務水平的方法引導合理的交通消費模式；提高資源利用效率，減少對自然界的索取和排放。單純的技術目標顯然不夠，還需要制定行業(yè)發(fā)展目標和產業(yè)化目標。對于行業(yè)發(fā)展目標來說，需要考慮的基本問題是：我國的交通運輸信息環(huán)境和技術基礎與國外尚有很大的差距；交通運輸建設與運營管理水平有待提高；綜合交通運輸系統(tǒng)的建設有待加強。為

10、此，行業(yè)發(fā)展目標可以確定為：系統(tǒng)信息環(huán)境目標，適應國內需求特點，選擇適用技術，增強法治管理，建立良好的交通運輸信息共享和增值服務環(huán)境；管理革命目標，在信息技術的支持下，通過組織創(chuàng)新，建立各管理職能要素靈活有效協(xié)調的柔性體系，達到提高決策水平和管理能力的目的；增強系統(tǒng)綜合性目標，通過信息技術促進綜合交通運輸系統(tǒng)的建設，為加強多種交通方式之間的有效協(xié)調提供技術保障。產業(yè)化目標將指導相關的產業(yè)政策方向：通過產學研相結合，以及多元化參與等方法形成具有內在強烈創(chuàng)新機制，能夠持續(xù)發(fā)展的產業(yè)體系。據此產生的系統(tǒng)概念目標為：建立一個基于分布式管理和分散選擇行為的開放式系統(tǒng)，承擔數(shù)據采集、數(shù)據分析、信息組織、知

11、識提煉等任務的“系統(tǒng)神經網絡”構成系統(tǒng)核心，對于系統(tǒng)規(guī)劃、運行管理、用戶行為提供全面的支持。五、發(fā)展我國智能交通運輸系統(tǒng)的戰(zhàn)略布局本文所建議智能交通系統(tǒng)的戰(zhàn)略布局包括兩方面主要內容：層次化的系統(tǒng)體系結構布局和多元化的系統(tǒng)組織布局。智能運輸系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結構是從系統(tǒng)概念的角度體現(xiàn)系統(tǒng)中各要素的相互作用關系和層次結構，描述了系統(tǒng)及各要素之間的信息傳遞關系、實現(xiàn)的相互依賴關系等，對于從整體上把握ITS系統(tǒng)的規(guī)劃、設計與實現(xiàn)具有指導性的意義。在系統(tǒng)體系結構中應主要體現(xiàn)的是：信息在系統(tǒng)中的產生、傳遞及增值的過程中，如何對交通運輸起到協(xié)調、引導、整和的作用。對于系統(tǒng)運行管理而言，這種體系結構需要適應將數(shù)據

12、組織成為信息，將信息提煉成為知識，將知識和信息及時傳遞給決策者的要求。對于交通使用者而言，這種體系結構需要適應及時提供信息服務，引導個體行為盡可能統(tǒng)一于系統(tǒng)整體利益的要求。多元化的系統(tǒng)組織布局試圖解決這樣一個問題：由于管理體制等方面的問題，系統(tǒng)不可能存在一個全權核心結構，多元化的系統(tǒng)組織布局基于如下考慮：首先值得注意的是ITS一系列子系統(tǒng)的建設具有很強的技術相互關聯(lián)。信息的共享特點。城市交通運輸信息系統(tǒng)具有涉及部門多（交警部門、市政建設部門、規(guī)劃部門等），應用面廣（面向公眾的信息服務、面向管理部門的信息服務、面向政府決策的信息服務等）的特點。 基礎設施的共享特點。城市交通信息系統(tǒng)在信息采集、信

13、息傳輸、信息發(fā)布等硬件設施上往往產生多系統(tǒng)共用的需求。 其次在于ITS 的建設是一個產業(yè)化過程，從實現(xiàn)行業(yè)全面技術進步的角度出發(fā)，要求我們不能局限于單個系統(tǒng)的研究開發(fā)，應該通過加強規(guī)范制定、共用信息平臺建設、公共信息基礎設施建設、基礎信息采集及實驗系統(tǒng)建設、應用示范系統(tǒng)建設等措施，全面推進交通運輸信息化的進程。為此，系統(tǒng)開發(fā)絕不是可以由個別單位包打天下所能夠完成的，需要由政府部門、技術管理部門、科研單位、企業(yè)之間通力合作。同時需要注意的是各種類型的參與者發(fā)揮著不同的作用，角色的異化同樣將阻礙行業(yè)的技術進步。系統(tǒng)組織布局與系統(tǒng)結構體系之間具有重要的相關聯(lián)系，各類參與者都將在系統(tǒng)結構體系的特定層次中發(fā)揮主導