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(jì)大學(xué)教育部道路與交通工程開放實(shí)驗(yàn)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(shè)施建設(shè)手段、運(yùn)行管理手段，以及采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的手段。采用信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等對傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的改造，將從如下幾個(gè)方面提高系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)現(xiàn)對科學(xué)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(jìn)交通監(jiān)控系統(tǒng)、交通事故信息分析系統(tǒng)、交通仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、交通緊急狀態(tài)應(yīng)急管制系統(tǒng)等保障交通運(yùn)輸系統(tǒng)的有序運(yùn)行。 通過公眾信息發(fā)布系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、營運(yùn)

2、車輛管理系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)對交通消費(fèi)方式及交通行為的合理引導(dǎo)，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(wù)系統(tǒng)引導(dǎo)向合理的交通運(yùn)輸模式的轉(zhuǎn)變。 這種信息化交通運(yùn)輸系統(tǒng)的本質(zhì)，是通過高新技術(shù)的有效應(yīng)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(xué)性，引導(dǎo)合理的交通行為，達(dá)到最大限度地發(fā)揮已有交通設(shè)施的潛力的目的。由于交通信息系統(tǒng)具有整體性強(qiáng)、對于各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)要求高的特點(diǎn)，因而需要加強(qiáng)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(nèi)容范圍向包括信息空間的四維領(lǐng)域擴(kuò)展，我們必須適應(yīng)這種發(fā)展態(tài)勢，

3、加強(qiáng)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(jié)構(gòu)特點(diǎn) 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(diǎn)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(shè)各自完整的采集設(shè)施，部分子系統(tǒng)所采集的信息將提供給整個(gè)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(jù)經(jīng)過加工和組織形成信息，將信息經(jīng)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(guān)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(dān)），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(diǎn)考慮的問題是根據(jù)不同的用戶需求（政府決策、技術(shù)管理、公眾使用、企業(yè)管理等）建立方便的查詢機(jī)制，使得能夠真正實(shí)現(xiàn)“在需求的時(shí)間，按照易于理解的形式，將所需要的信息送到用戶手中。”整體來看交通信息系統(tǒng)呈現(xiàn)：分布與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，相對平等的子系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)，以及承擔(dān)信息整合的共用信息平臺。層次化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，子系統(tǒng)形成“數(shù)據(jù)采集層次、局部運(yùn)行管理層次、共享信息整合層次，以及增值服務(wù)層次”的層次化組織關(guān)系。多元化的管理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，各子系統(tǒng)分屬交通管理部門、城市規(guī)劃部門、市政建設(shè)部門、公用事業(yè)部門等不同管理體系，但需要

5、協(xié)同進(jìn)行工作，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化建設(shè)與運(yùn)行。三、城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)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(shè)提供指導(dǎo)，為多元化參與的系統(tǒng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)需要進(jìn)行合理的資源分配。為此，我認(rèn)為其規(guī)劃內(nèi)容應(yīng)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(biāo)的確定；系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu)框架；系統(tǒng)分階段的建設(shè)重點(diǎn)；系統(tǒng)擬采取的建設(shè)策略，以及系統(tǒng)建設(shè)過程中政府、研究單位、企業(yè)、技術(shù)管理部門之間的角色和關(guān)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(shí)擺脫硬件系統(tǒng)建設(shè)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(zhì)、功能、結(jié)構(gòu)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(yùn)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(jìn)行信息整合，構(gòu)成分布式的信息存儲結(jié)構(gòu)、規(guī)范化的信息組織結(jié)構(gòu)、確實(shí)有效的信息流通機(jī)制，各子系統(tǒng)的責(zé)任、權(quán)力和義務(wù)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(jié)構(gòu)、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(yùn)行中的角色與作用等。城市交通信息基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)，例如信息采集部分所需要的傳感器、GPS設(shè)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(jì)算機(jī)，以及數(shù)據(jù)存儲設(shè)施等。由于許多設(shè)施需要共享協(xié)調(diào)，或者在道路建設(shè)中同步進(jìn)行，需要協(xié)調(diào)交通信息系統(tǒng)與公共信息系統(tǒng)的設(shè)施共享關(guān)系等原因，有必要對其進(jìn)行總體規(guī)劃。城市交通信息系統(tǒng)實(shí)施規(guī)劃 城市交通信息系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)長期的任務(wù)，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(shí)施規(guī)劃；考慮到系統(tǒng)建設(shè)將由多方面的單位共同參與，同時(shí)是一個(gè)科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)開發(fā)和人員培訓(xùn)相互配合的過程，需要制定城市交通信息系統(tǒng)的實(shí)施組織規(guī)劃。我國正面臨快速城市化和機(jī)動化的過程，吸取國際正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)，加速進(jìn)行公共交通的技術(shù)發(fā)展優(yōu)先，進(jìn)行公共交通的信息化改造是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。對于

8、交通誘導(dǎo)等先進(jìn)的智能交通系統(tǒng)來說，也需要研究從何著手展開試點(diǎn)，并逐步加以推廣問題。為了推動交通信息產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，需要加強(qiáng)有關(guān)交通的公共信息基礎(chǔ)建設(shè)。這一類情況度可以作為優(yōu)先項(xiàng)目加以考慮。四、戰(zhàn)略目標(biāo)的確定 城市交通信息系統(tǒng)規(guī)劃的首要任務(wù)，是確定系統(tǒng)建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。分析國外信息化交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其直接技術(shù)目標(biāo)一般為：提高系統(tǒng)運(yùn)行效率；增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性；減少環(huán)境污染。考慮到我國正在進(jìn)行大規(guī)模城市交通建設(shè)的國情，我們希望所建立的系統(tǒng)不僅要提高運(yùn)行效率，而且需要充分利用“系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”反饋信息，提高系統(tǒng)建設(shè)效率；同時(shí)，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(jī)動化的巨大壓力，通過提高公共交通系統(tǒng)的服務(wù)水平，以及建立現(xiàn)代物流系統(tǒng)，引導(dǎo)交通模式向合理高效方向轉(zhuǎn)化也是系統(tǒng)改造的一項(xiàng)重要任務(wù)。為此，將直接技術(shù)目標(biāo)確定為：提高系統(tǒng)的建設(shè)效率和運(yùn)行效率；增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性、可靠性；通過提高服務(wù)水平的方法引導(dǎo)合理的交通消費(fèi)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(shù)目標(biāo)顯然不夠，還需要制定行業(yè)發(fā)展目標(biāo)和產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。對于行業(yè)發(fā)展目標(biāo)來說，需要考慮的基本問題是：我國的交通運(yùn)輸信息環(huán)境和技術(shù)基礎(chǔ)與國外尚有很大的差距；交通運(yùn)輸建設(shè)與運(yùn)營管理水平有待提高；綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)有待加強(qiáng)。為

10、此，行業(yè)發(fā)展目標(biāo)可以確定為：系統(tǒng)信息環(huán)境目標(biāo)，適應(yīng)國內(nèi)需求特點(diǎn)，選擇適用技術(shù)，增強(qiáng)法治管理，建立良好的交通運(yùn)輸信息共享和增值服務(wù)環(huán)境；管理革命目標(biāo)，在信息技術(shù)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(diào)的柔性體系，達(dá)到提高決策水平和管理能力的目的；增強(qiáng)系統(tǒng)綜合性目標(biāo)，通過信息技術(shù)促進(jìn)綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)，為加強(qiáng)多種交通方式之間的有效協(xié)調(diào)提供技術(shù)保障。產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)將指導(dǎo)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策方向：通過產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，以及多元化參與等方法形成具有內(nèi)在強(qiáng)烈創(chuàng)新機(jī)制，能夠持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。據(jù)此產(chǎn)生的系統(tǒng)概念目標(biāo)為：建立一個(gè)基于分布式管理和分散選擇行為的開放式系統(tǒng)，承擔(dān)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、信息組織、知

11、識提煉等任務(wù)的“系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”構(gòu)成系統(tǒng)核心，對于系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)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(yùn)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(nèi)容：層次化的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)布局和多元化的系統(tǒng)組織布局。智能運(yùn)輸系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)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(guān)系和層次結(jié)構(gòu)，描述了系統(tǒng)及各要素之間的信息傳遞關(guān)系、實(shí)現(xiàn)的相互依賴關(guān)系等，對于從整體上把握ITS系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有指導(dǎo)性的意義。在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)主要體現(xiàn)的是：信息在系統(tǒng)中的產(chǎn)生、傳遞及增值的過程中，如何對交通運(yùn)輸起到協(xié)調(diào)、引導(dǎo)、整和的作用。對于系統(tǒng)運(yùn)行管理而言，這種體系結(jié)構(gòu)需要適應(yīng)將數(shù)據(jù)

12、組織成為信息，將信息提煉成為知識，將知識和信息及時(shí)傳遞給決策者的要求。對于交通使用者而言，這種體系結(jié)構(gòu)需要適應(yīng)及時(shí)提供信息服務(wù)，引導(dǎo)個(gè)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(gè)問題：由于管理體制等方面的問題，系統(tǒng)不可能存在一個(gè)全權(quán)核心結(jié)構(gòu)，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(shè)具有很強(qiáng)的技術(shù)相互關(guān)聯(lián)。信息的共享特點(diǎn)。城市交通運(yùn)輸信息系統(tǒng)具有涉及部門多（交警部門、市政建設(shè)部門、規(guī)劃部門等），應(yīng)用面廣（面向公眾的信息服務(wù)、面向管理部門的信息服務(wù)、面向政府決策的信息服務(wù)等）的特點(diǎn)。 基礎(chǔ)設(shè)施的共享特點(diǎn)。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(shè)施上往往產(chǎn)生多系統(tǒng)共用的需求。 其次在于ITS 的建設(shè)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)化過程，從實(shí)現(xiàn)行業(yè)全面技術(shù)進(jìn)步的角度出發(fā)，要求我們不能局限于單個(gè)系統(tǒng)的研究開發(fā)，應(yīng)該通過加強(qiáng)規(guī)范制定、共用信息平臺建設(shè)、公共信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、基礎(chǔ)信息采集及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)、應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)等措施，全面推進(jìn)交通運(yùn)輸信息化的進(jìn)程。為此，系統(tǒng)開發(fā)絕不是可以由個(gè)別單位包打天下所能夠完成的，需要由政府部門、技術(shù)管理部門、科研單位、企業(yè)之間通力合作。同時(shí)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(shù)進(jìn)步。系統(tǒng)組織布局與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系之間具有重要的相關(guān)聯(lián)系，各類參與者都將在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的特定層次中發(fā)揮主導(dǎo)