中国城市交通现代化发展中的问题、方向和措施——访原加拿大BC省交通工程处处长周蔚吾 博士 - 人物访谈 - 智能交通世界网_智慧交通网 ITS114.COM|中国智能交通领先的门户网站
  • 中国城市交通现代化发展中的问题、方向和措施——访原加拿大BC省交通工程处处长周蔚吾 博士

    2012-07-31 15:17:17 来源:智能交通杂志 评论:
    分享到:

      
     

      图为周蔚吾博士


      北京华通世达智能交通技术有限公司是由原加拿大英属哥伦比亚省(BC省)交通部交通工程处处长(1990-2002)周蔚吾博士于2002年下旬提前退休回国创办的一个专门从事交通工程和智能交通工程设计和规划的咨询公司。


      公司自成立后,先后在上海、成都、北京、江苏、安徽、银川、长沙等地区圆满完成了80余个有关交通工程和智能交通领域的规划和设计、公路和城市交通工程和安保工程设计、交通工程领域的标准与规范的编制、高速公路和干线公路指路标志设计等项目。


      其中已经完成了近4000公里高速公路、国省干线公路交通改造工程、指路标志设计工程、500余个交叉口的平面改造设计与实施等,同时公司在上海、成都、银川、长沙等城市和江苏省先后完成了诸项智能交通发展规划、交通拥堵改造规划和具体施工设计。


      公司近期完成了江苏全省71条,近1万公里的干线公路指路标志优化改造项目,以及长沙市河西先导区14条道路的交通工程、信号灯和电子监视控制实施设计项目。


      我国交通问题现状和目前主要急迫任务


      我国交通事业发展经过一个历史漫长阶段,真正大规模的现代化交通发展仅仅是改革开放80年代后期才全面开展的,90年代中后期之前我国大部分城市道路和公路系统相对还处於在交通基础设施,如道路-公路、公共交通设施等方面相当匮乏阶段。


      在90年代和2000年代,我国各地都在大规模地发展交通基础设施,从遍布全国的公路网络的建设到各个城市的所有道路重新建设和拓宽等,已经初步形成了现代化公路网络和城市道路网络的格局。


      这些成果是我国历史上前所未有的成就,加上我国大规模的汽车工业和城市公共交通系统的建设,可以说我国目前已经在交通基础设施主要方面赶上了国际先进水平,甚至还有超前,比如我国首先使用的高速磁悬浮列车、全国范围正在实施的"高铁"系统等,都已经说明我国的交通事业方面用了20年左右赶超了先进国际水平。


      但是存在的大量问题是由于我国道路设计者对现代化城市道路的"高速交通流"和"交通疏通"理论、交通工程和交通控制等方面理论和实践十分欠缺,形成我国许许多多城市道路从道路设计开始就与现代化城市道路需要的"高速交通"相适应的交通工程和交通疏通控制理论向违背,建设好的道路看上去很好,但是从交通工程和交通控制与疏通角度看就知道是"不太懂交通控制的纯道路土建设计者的作品",这些道路常常是交通的主要拥堵源和安全隐患点。


      北京市最初的2、3、4环的建设,完全没有考虑高速交通流的出口和入口是不能够设置在同一个地点的道理,使得当初这些高速环路建设好不久就成为整个交通的拥堵源。


      上海的高架道路的建设也是存在同样的错误,由于许多出入口的出口在进口之后,形成交通流在出入口处交叉混合,形成拥堵源;另外高速环路的出口紧接一个主要交叉口,形成高速环路的大量出口交通拥向本来就已经十分混乱拥堵的交叉口,乱上加乱!不知高速路出口交通应该远离主要交叉口,给出一定缓冲疏散距离的道理。


      


      另一个比较突出的问题是我国道路交叉口的设计几乎都存在严重阻碍交通畅通性和安全性的错误设计。


      许多城市双向6车道的大型主干道,在主要汇集交叉口前不拓宽建设单独的左转车道和右转车道,错误地将直行车道在交叉口前由原来6个车道改变成为一左、一直、一右,形成直行车道由双向6条改变为双向2条,主要的直行交通在交叉口处的通行率人为减少了三分之二,人为造成交通拥堵源!


      我国许多地区的指路标志在设计原理上存在一个严重错误,即,指路标志中的信息是陌生驾驶者几乎都不认识的"地点",导致指路标志对熟悉者无用,对陌生者误导的严重错误!


      正确指路的第一重要信息不应该是有极其多种选择的"地点名",而应该是驾驶者最关心的唯一选择的"路线名"。指路标志设计应该是给驾驶者(最主要是陌生驾驶者)指出本身所在道路名和横向或出口的道路名,而不应该是可能对驾驶者完全不清楚的某个"地点"。


      所有以上问题都说明了,交通的畅通性问题最为关键的是道路本身设计和控制管理的问题,只有首先解决这些基本的交通工程和道路设计问题,我们才可能有效实施"智能交通",否则,即使建设了一些"智能交通系统",但是地面道路交通流无法顺畅有序情况下,智能交通系统也只能够做到"事倍功半"效果,相反,如果地面道路交通工程完整了,智能交通将起到"事半功倍"的作用!


      国际和我国智能交通发展的主要方向


      我们说智能交通是普通交通的现代化阶段,如果我们城市道路存在以上各种在设计和控制方面的错误,如何能使高科技的智能交通正常发挥作用呢?因此,智能交通发展同时更加重要的是清理那些道路设计和控制方面的错误,完善道路交通工程的正确完备性是首要的一步。


      智能交通实际上是在道路设计建设相对完善条件下,用高科技来提高道路交通通行率、使用率和安全性的交通控制和管理系统。


      国际上传统的智能交通系统包括六大类:先进的交通信息化系统、先进的交通控制与管理系统、先进的公共交通管理系统、先进的货运管理系统、先进的交通收费系统、先进的交通安全与防险系统、各国智能交通系统的发展主要还是前3类为主。


      目前我国需要首先重视的应该是如何利用高科技智能交通技术来解决交通拥堵,提高交通畅通性、安全性和便捷性等。


      我国智能交通系统发展应该注重如下方面:


      先进的交通信息化系统


      交通信息化是智能交通的核心,也是各国智能交通发展的首要领域。


      交通信息分静态和动态信息2大部分。静态信息是指那些始终固定不变的交通信息,比如,道路-路线名称、地点名称、飞机场-渡口-火车站引导信息等。动态信息是指那些随着交通流和自身车辆运动而变化的交通信息,比如,道路拥堵状况信息、道路入口封闭-改道信息、道路事故信息、道路临时施工信息、动态交通-商务导航信息等。


      交通静态信息本不属于智能交通范畴,它们是普通交通标志和指路标志形式表现的,但是,交通静态信息始终是交通信息化的最为重要的部分,它们的正确设计和设置给交通使用者带来最方便和直接的指导信息。如果设计不正确,如前面所述,给交通畅通性和安全性都会带来极大的负面影响的。


      交通动态信息是属于智能交通领域,它们是以路侧或车道上方设置的电子标志牌,或者车载的电子屏幕设备,来给驾驶者提供交通实时信息的。随着GPS系统的广泛应用,更多的车载导航和实时道路交通状况信息可以直接提供给驾驶者,这个领域具有广泛的商业应用价值和市场。


      实时道路交通信息是交通信息化系统的一个重点,它不仅是指实时交通状况信息发布,更加重要的是交通流和拥堵信息的采集-分析-决策-控制-发布等一系列措施、设备和管理内容。它们是由交通控制中心进行统一采集、分析、决策、控制、发布管理的。


      我国大城市一般都建设了各种环形-穿越中心城市的高速公路或高架道路,由于这些道路的封闭性,一旦进入了一条拥堵的高速公路或高架道路,进退两难状况是驾驶者最难忍受的。


      先进的公共交通信息化系统


      公共交通的信息化是交通信息化的一个主要分支,是与广大群众需求联系更加紧密的智能交通一个应用领域。这方面虽然近十年来各地都有一些发展,比如,地铁、公交车站、火车站-飞机场等都有一些电子信息系统,但是目前这些系统还处于一个独立、分隔的较低水平。可以说随着大都市迅速发展,各地公共交通线路也在不断扩充发展,向北京上海等城市的公交线路都在上千条。


      我们现在的大都市,到处是公交车站,但是对大多数老百姓,尤其是外地人,不知道如何选择要去地点的路线和换乘地点。一个站台上可能有6~7个线路,可以说绝大部分人不了解全部的线路和走向,大部分本地人也仅仅知道自己经常出入的一些线路,无人可知去一个陌生地点应该如何选择最近、最佳线路和换乘方式。


      因此每个大城市的公共交通电子化的路线-地点自动查询系统应该是目前我国公共交通信息化的首要任务。这些电子查询设备应该提供任何所去地点的最佳路线和换乘方式等信息,它们应该设置在所有主要道路和车站路侧,便于老百姓随意查询,甚至可以打印路线图和换乘图。同时应该具备综合交通信息查询功能,也即,信息应该包括地铁-公交衔接等信息。当然,这种设备使用可以考虑收取适当的费用,比如1~2元一次。


      公共交通车载信息查询设备也是公共交通信息化的发展方向。它们应该在地面查询设备基础上,进一步结合动态位置(可以是GPS或其它站台识别装置)确定信息的查询和优化结果。


      另外公共交通的车站和车载电子信息发布系统是公共交通信息化系统的一个重要内容,虽然目前我国已经有一些应用,但是还处于较低水平,完全可以有更加完善和先进的产品出现。真正做到到站公交信息和预报信息等能够更加完善、可靠、准确、方便。


      先进的交通控制与管理


      我们说先进的交通信息化系统和先进的交通控制和管理系统是智能交通的两大最为重要领域。"信息化"是给交通"使用者"提供最好最快的交通信息,"控制和管理"则是对"交通流"进行最佳最有效的控制管理,使其达到道路利用率最高、交通畅通率最高和交通安全性最好。


      先进的交通控制管理系统是智能交通领域中理论性和高科技应用最广的领域,它们是直接为交通优化控制服务的,也是与城市交通,尤其是解决城市交通拥堵,密切相关的领域。


      它们涉及到诸多的高科技理论,比如交通流理论、交通数学模型建立和预测理论、交通流畅通化理论、交通流最优控制和自适应控制理论、信号灯最优控制理论等,同时涉及到相应的高科技设备,如交通流实时检测和监测设备、实时交通流模型建立和预报设备、交通流控制信号设备、交通安全和安保设备和设施,以及通讯设施和设备等等。


      先进的交通控制系统首先要具备两大功能,即,交通流检测-收集-分析手段和交通控制的优化-决策-发布手段。


      交通流"完整"检测是完成交通流优化控制的前提,但是这部分恰恰是我国目前大部分城市没有做到的,部分城市虽然有部分检测手段,但是一般情况下是分散孤立的检测系统,或是不完整的检测,无法正确建立交通流模型,因此也就无法实现交通流最优控制。


      我国目前大部分都市都已经建立了城市交通控制中心,这些中心具备了对城市主要道路和交叉口的监测,主要是视频监视作用,基本上都缺乏实时交通流检测和控制手段。


      部分城市虽然花了很高费用安装了国外引进的交通控制软件,比如北京、大连等使用的英国SCOOT系统,上海使用的澳大利亚SCATS系统。由于交通流检测不完整和对软件本身的操作理论等不熟悉,始终还没有充分发挥软件的最优控制功能。


      然而,我国许多交通管理部门领导还没有真正认识到,大城市的交通控制是不可能应用一个控制中心的软件能够完全解决城市交通问题的。


      城市交通畅通化,首先需要建立的是对城市主干道交通流的畅通控制,它们必需是一条道路一条道路来解决和实现的,不可能也是不正确期待一个中心控制软件SCOOT或SCATS能够同时解决几百上千个交叉口信号灯的最优控制,这是从数学和实践上都是不正确的。


      这里需要提出一个重要的交通控制理论是道路沿线交叉口信号灯在相互连锁控制下实现道路双向连续绿灯化控制-"绿波化"控制理论。


      这是目前国外先进国家真正解决城市交通拥堵的一个最为有效的方法。城市主干道的交通流量一般都很大,由于在大部分情况下,沿线几乎所有交叉口吃红灯而逼迫停顿,就形成了城市主干道的拥堵现象。


      如果实现"绿波化"控制,也就减少了在交叉口停顿,整个干道的交通将从"拥堵"变为"畅通",实践和理论证明这是解决城市交通拥堵的一个最重要技术,美国HCM论证"双向绿波化"控制能够提高交通通行率200~500%!。而要真正实现"双向绿波化"是要专门软件程序来实现的,目前SCOOT和SCATS都不具备这个功能。


      周蔚吾博士在1992年就在加拿大成功开发了实现道路双向绿波化的软件"绿星",最近公司在南京和上海浦东成功实现了主干道信号灯"绿波化"应用,实现了由原来十分拥堵到畅通的结果。可以预见,当我们将大城市的所有主干道都实现了"绿波化"信号控制,加上对前面提到的道路交通工程的完善,城市交通拥堵问题将得到彻底缓解和解决。






      先进的公共交通管理系统-安全防险系统


      智能交通系统另一个重要领域是对公共交通系统的统一优化管理,需要实现对地铁、道路公交、轻轨、轮渡、机场、火车站等城市公共交通全面整合与优化管理。


      公共交通的综合优化"无缝"衔接与交换是城市公共交通系统的最为重要部分,也是21世纪城市交通发展重点之一。公共交通系统的整合管理统一优化是智能交通的一个大课题,其中除了公共交通运营系统的优化统一外,也包括整个系统运营的安全防险系统。


      中国智能交通产业化方向


      智能交通产业是包括以上提及的智能交通六大领域的巨大范围。它们涉及到各行各业的高科技领域,尤其是计算机、通讯和自动控制领域。


      交通信息化和交通控制是首先需要大力发展的领域。正如在前面介绍的公共交通信息化设备是我国目前应该大力发展的方向,其中应该包括,路侧-车站-车载公共交通信息自动查询设备、公共交通综合控制管理中心软件开发、公共交通安全防险设备和系统,道路交通优化控制设备和软件、交通控制中心的完备和相应软件开发等。


      由于智能交通涉及的庞大领域和各行各业的介入,凸现智能交通产业化的规范性和标准化的急迫需求。虽然国际上先进国家之间已经建立了一些行业标准,如美国牵头的NTCIP(National Transportation Communications for ITS Protocol)是针对智能交通系统(ITS)的设备间数据传输所制定的标准通讯协议,确保智能交通系统组成单元彼此之间的"互操作性"与"互换性"。


      我国也需要建立自己的行业协会和标准化委员会来统一制定标准和规范,促进产业化的系统性和协同性发展。

  • 关键字: 智能交通产业化
  •    责任编辑:admin
  • 延伸阅读!

  • 关于我们
  • 联系我们
  • 广告赞助