智能城市交通规划服务方案
招标编号:****
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“十三五”建设期间,我国经济发展显著提升,城市基础设施建设得到了长足进步,交通行业成为国家战略性支持行业之一,迅速发展,其中交通运输信息化建设成为交通行业的建设重点,上至国家层面,下到省市县,先后给予政策利好、财力支持,大力支持交通信息化建设和升级。国家发改委、交通运输部《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》,截至2016年3月,共涉及交通项目303项,涉及总投资4.7万亿。同时为深入贯彻党的十九大和中央城市工作会议精神,确保城市交通拥堵、出行难、停车难等城市交通难题得到根治,同时不断提升城市道路交通治理能力现代化水平,中央四部委发布《公安部中央文明办住房城乡建设部交通运输部城市道路交通文明畅通提升行动计划(2017文件,旨在全国范围内缓解城市交通难题,提高老百姓出行福祉。
在省级层面,2016年9月,山西省发改委规划处发布了《山西省“十三五”综合交通运输体系规划》,强调加速推进交通运输信息化进程,致力于构建综合交通运输公共信息平台,逐步构建起各类运输方式间的信息采集、交换与共享体系。同年11月,山西省发改委规划处发布了《山西省“十三五”信息产业发展规划》,明确将电子设备制造、太阳能光伏、LED、信息安全、新型电子材料、软件与信息技术服务、通信等领域列为优先发展的优势信息产业,并确定云计算、大数据、物联网和空间信息产业为未来五年内重点培育的新兴融合产业。2018年2月,山西省人民政府办公厅出台《关于加强和改进城市道路交通综合管理工作的意见》,凭借创新治理模式,着重强化城市道路交通管理的整体设计,通过精细化的交通组织和智能交通管理体系的建设,形成政府主导、各部门协同的综合治理体系,持续提升城市道路交通现代化治理效能。
太原市级层面,2017年6月23日,国务院批复太原市城市总体规划(国函(2017)79号),明确太原是山西省省会,中部地区重要的中心城市,国家历史文化名城,要求完善城市基础设施体系。在此背景下,我市应以服务性设施建设完善为主,深入贯彻落实中央城市工作会议精神,实现全市层面的交通畅通、交通安全、交通文明,紧抓智慧交通建设,打造“全面感知、深入理解、学习提升、人机交互”的智慧交通体系,不断巩固太原交通核心城市地位,为当地交通管理部门智能化管理城市交通、交通服务企业科学服务出行者、交通出行者安全高效出行打下良好的基础。
整体规划策略立足于太原市现有智慧交通体系的发展基础与已实现的成就,充分融合公安机关交通管理部门的需求,旨在制定前瞻性的城市发展战略方案,以引领项目的实施进程。在遵循国家设计技术标准和规范的前提下,我们将详尽编排智慧交通系统的各项设计内容,涵盖以下几个核心组成部分:大数据中心、智慧城市的中枢神经系统——‘城市交通大脑’、集成化的指挥调度平台、旨在维护交通秩序的管理系统、针对违法行为的处置系统、预防事故发生的事件防控体系、以及提升公众安全的勤务情报与服务系统,以及促进文明出行的慢行系统等。
旨在有效推进规划实施并确保后续项目的顺利落地,本工作依据太原市当前的城市发展状况及智慧交通建设中各类前端点位的分布实际,精心编制适应城市发展的建设规划与投资预估,以为城市交通管理部门的决策提供明确的建设参考和指导方向。
太原市辖范围六区(小店区、迎泽区、杏花岭区、尖草坪区、万柏林区、晋源区)三县(清徐县、阳曲县、娄烦县)一市(古交市)和两个开发区(太原市经济技术开发区、太原市高新技术开发区)、两个省级开发区(太原民营经济园区、太原不锈钢生态工业园区)。本规划范围为市六区(小店区、迎泽区、杏花岭区、尖草坪区、万柏林区、晋源区)。
本规划着重关注城市内部道路交通体系,排除涉及国家和省级主干道路以及高速公路的范畴,同时也不包括航空、铁路、港口和水路运输在内的交通类型。
依据技术更新及智慧交通系统的快速发展特性,本次规划划分为三个阶段,每个阶段为期三年,旨在确保规划的实施可行性、连贯性和前瞻性的一致性。
基准年——2018
近期建设——2019
远期建设——2020
本规划遵循《太原市城市总体规划(2011—2020年)》的宏观指引,参照国家专项规划编纂的详细规格,并充分考虑用户的规划需求和建议。其深度设定超越了常规交通专项规划,大致具备工程可行性研究报告的严谨度,可供作为城市智慧交通体系构建的决策参考,然而,鉴于具体内容的精细程度,它并不适宜直接用于施工阶段的实践操作。
规划本着统一规划,分布实施的原则开展。
1)《国家信息化发展战略纲要》由中共中央办公厅与国务院办公厅于二零一六年七月二十七日正式发布。
2)公安部、中央文明办、住房城乡建设部、交通运输部《城市道路交通文明畅通提升行动计划(2017—2020)》的通知(公通字(2017)16号)
3)《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》(国发(2015)50号)
4)《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》(国发(2016)73号)
5)《山西省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》(山西省人民政府)
6)《关于加强和改进城市道路交通综合管理工作的意见》(山西省人民政府办公厅)
7)国务院关于太原市城市总体规划的批复(国函(2017)79号),附《太原市城市总体规划(2011—2020年)》
1)《城市道路工程设计规范(2016年版)》(CJJ37-2012修订版)
2)《城市道路平面交叉口设计规程》CJJ152-2010
3)《城市道路交通标志和标线设置规范》:GB51038-2015
4)《道路交通标志和标线第1部分:总则》GB5768.1-2009
5)《道路交通标志和标线第2部分:道路交通标志》GB 5768.2-2009
《道路交通标志和标线第3部分:道路交通标线》
7)《智慧交通系统规划编制指南》(GAT1403-2017)
8)关于《公安交通集成指挥平台结构和功能》详解
9)《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》(GA/T651-2006)
10)《公安交通指挥系统建设技术规范》 (GA/T445)
11)关于《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》(GB/T)
28181-2016)
12)《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》(标准编号:GA/T832-2014)
13)《机动车号牌图像自动识别技术规范》(GB/T 833-2009)
14)《城市监控报警联网系统》(GA/T669-2008)
15)《公路交通安全态势评估规范》(GA/T960—2011)
16)关于道路通行状态信息发布的标准规定:GB/T 994-2012《道路通行状态信息发布规范》
17)《公安交通集成指挥平台通信协议》(GA/T1049(所有部分))
18)《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(GA/T496-2014)
19)《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》(GA/T497-2009)
20)《道路交通安全违法行为视频取证设备技术规范》(GA/T995-2012)
21)《公安交通电视监视系统验收规范》GA/T509
22)《信息技术开放系统互连网络层安全协议》(GB/T 17963)
23)《道路交通信号控制机与车辆检测器间的通信协议》(GA/T920-2010)
24)关于道路交通信号控制机的安装准则:GB/T 489-2004《道路交通信号控制机安装规范》
太原市智慧交通系统的规划首先通过深入的交通调查与现状剖析,识别出主要交通问题及其根源;并与城市的经济社会发展规划、发展战略及综合交通规划紧密衔接,实现协同效应。在此基础上,借鉴并对比国内外智慧交通的成功案例与教训,太原市明确了将国际先进经验与自身实际情况相结合的发展路径,以前瞻性的视野确定了其智慧交通的未来导向。
在明确了智慧交通系统的战略导向后,我们深入剖析用户的具体需求,探索信息化在交通管理中的发展模式。针对潜在需求与未来可能遇到的挑战,我们将构建一套科学而合理的整体构架,并对各子方案进行详尽的设计深化。在规划过程中,兼顾城市特性、交通环境以及财政承载力等因素,明确划分各发展阶段的交通发展目标与任务,以此作为后期系统实施的蓝图指南。
图1.6-1规划技术路线图
一、《太原都市区规划(草案)》
太原都市区将打造“双城多组团”的城市空间结构,其中,“双城”指两个中心城区,包括太原主城区以及太原一晋中共建区。 “多组团”指阳曲、泥屯、清徐、徐沟、西谷、修文等6个产城融合的城镇组团。
太原都市区的规划范围明确划定,涵盖太原市的六城区,以及晋中市榆次区的行政区域,还包括清徐县和阳曲县。总面积达到5457平方公里,规划期限设定为自2016年至2030年。这一发展规划旨在将太原都市区定位为国家级能源服务与创新的重要枢纽,全国先进制造业的显著基地,以及文化旅游产业的核心地带。同时,它还将作为国家资源型经济转型综合改革实验区的核心载体,驱动太原都市圈(城市群)新型城镇化进程中的引领作用。
到2030年,太原都市区将实现资源型经济成功转型,建成有国际影响力的新能源自主创新基地和新兴产业基地,实现城乡一体化,单中心的空间结构得到根本扭转,城乡生态系统走上良性发展轨道,环境质量得到根本好转,综合竞争力、文化影响力和辐射带动力显著提升,人民生活水平显著提高。2030年常住人口达到760万,建设用地控制面积980平方公里(含产业区产业用地294平方公里)。
加快全域“多规合一”进程,空间布局上,太原都市区全域范围划分为“优化发展区、重点发展区、限制开发区和禁止开发区”4大类差别化政策分区。其中,优化发展区包括太原、晋中现有城区范围。重点发展区包括产业园区组团、清徐县城、阳曲县城和若干重点镇规划区。限制开发区包括中心城区外围山前地带、浅山地带和组团间的生态廊道。禁止开发区包括依法设立的各类自然和人文资源保护区、永久性基本农田集中区。
2.1.1-1:太原都市区2016年至2030年的空间发展规划示意图
以"协同规划、网络联通、设施共享、生态共建与环境共治"为核心策略,依托山西转型综合改革示范区的建设平台,太原与晋中两市行政边界接壤地带被确立为"同城化关键整合区域"。通过开发扩展新型城市区域,致力于一体化推进公共服务设施、基础设施和生态环境修复工作。
在太原一晋中共建城区,依托山西科技创新城,重点进行现状园区的协调与共建;在潇河一带,依托山西转型综改示范区现时代产业园区,重点进行现代产业园区的协调共建。
2.1.1-2节:太原都市区2016年至2030年的城市空间发展规划示意图
二、 《太原市城市总体规划(2008-2020年)》
国务院于2017年6月18日正式下发国函(2017)79号文件,批准《太原市城市总体规划(2011-2020年)》。鉴于该版本批准后尚未公开发布,目前在执行层面,仍参照《太原市城市总体规划(2008-2020年)》作为指导依据。
(一)城市道路系统规划
当前太原的路网构造表现为一个外部高速公路环状结构与内部均匀网格系统。面对未来城市空间布局的调整及用地重心南移,现有的路网体系亟待转型,以顺应双城多组团的新型空间布局需求。规划方案通过深入剖析未来城市空间发展趋势,主张构建以横向纵向主干道路为支撑,同时无缝连接高速公路环路,并通过快速路辐射线延伸至中心城区周边的核心发展区域。
作为城市空间结构的核心要素,'横纵向骨架干线'致力于衔接城市带状布局的关键区域,有效支撑中长途的交通需求,连接各主要的发展地带。
该快速路作为外围辐射型道路,紧密衔接中心城区的核心骨架快速路,旨在联通周边各个主要的发展组团和区域,同时肩负着部分出入境及过境交通的组织与连通任务。
鉴于太原市受地理条件制约,其'南北狭长'的特性在短期内难以改变,因此其路网布局相较于如北京等典型的平原城市的'饼状'环路加放射状骨干道路网络,在空间分布上呈现出独特的差异。
2.1.1-3:太原市中心城区快速路体系布局示意图
(二)城市公共交通系统规划
作为城市发展基石的城市公共交通体系,对太原未来的城市及交通演变具有深远影响。然而,随着城市空间的扩展,太原公交当前基于线路规划的传统运营模式已显露出运输效率相对较低的短板,这将逐渐制约公共交通的进一步提升。因此,太原亟需借此城市空间结构调整的关键时期,推进公交发展模式的实质性转型与稳步升级,以保障城市与交通的可持续健康发展。
为顺应太原未来城市交通发展的需求,本规划倡导创新城市公交运营模式,即从原有的以线路配置为基础的体系,转向以多级公交换乘枢纽和客流流动主导的全新发展模式。
随着太原城市规模的拓展和空间布局的优化升级,现有的空间结构正逐渐转向‘双核心+外围组团’的复合形态,其中以既有建成区核心与南部(涵盖武宿机场和小店区域)新兴中心作为两大引擎。伴随中心功能的强化和多要素的聚合,城市中心间将催生显著的客流流通路径,而在这些主要客流节点周围,规模各异、服务特性鲜明的换乘节点将应运而生。为了满足未来城市发展对公共交通的需求,公交系统的规划须契合这种交通格局,即以中心体系和交通枢纽为中心,通过辐射各规模的交通走廊,向城市的外围区域延伸其服务网络。
图2.1.1-4太原城市主要客流走廊
2.1.2.1城区交通出行特征
(一)居民出行总量
根据《太原市综合交通规划》的最新调查数据,太原市核心六区的居民(常住人口)日均出行频率为每人2.18次,总计每日产生476万人次的出行量。在出行活跃人群中,平均每次出行频率为2.8次。相较于国内同类型城市,太原的出行态势被归类为中等水平。
(二)出行方式构成特征
根据调查结果,城区居民的主要通勤手段主要包括步行、自行车和机动车。历经近十年的城市变迁,太原市居民的出行模式呈现出显著变化:伴随经济的繁荣和地域扩展,机动车化的出行比例急剧攀升,增长幅度接近三倍,特别是私家车的增长最为显著。相比之下,太原市中心区的公交出行发展在过去十年间增速较缓,目前公交作为整体出行方式的比例仅为约11%,显示出其发展水平尚有待提升。这一数据对比揭示了近年来自行车出行模式的部分转移,转向了小汽车为主的出行方式。
图2.1.2-1 太原居民平均出行强度对比 图2.1.2-2太
原居民出行方式构成发展对比
(三)出行时空分布特征
太原城区分布于晋中平原北部咽喉地区、三面环山,空间分布上呈现比较典型的南北向狭长发展的带状空间布局——现状建成区南北向空间范围达到25公里,还将进一步向南延伸,而东西向空间因受山体阻隔,只有公里。
太原城市空间功能的布局与演进,呈现出与国内多数城市相似的发展模式,即以‘单核心’和‘扩散型’形态为主:核心区域集中承载了商业、行政办公的密集职能,伴随着庞大的居民聚居区和就业机会,而外围区域则分布着各类大型工业与矿产企业。
太原城区当前的交通出行时空分布特征主要源于其独特的城市空间发展特性。
城市南北向交通需求是主要内容
太原作为一轴向狭长发展的单中心都市,其南北向的交通需求占据主导地位,且对南北向主要交通干道带来了日益增长的压力。受限于东西向地理条件的局限,城市扩展在拓宽南北向通道上面临着空间制约。
向心交通特征比较突出
太原市的城市发展模式以单中心为主导,导致了显著的'向心交通'现象。根据最新的交通调查数据,大约百分之六十的全天交通流量集中在核心区域——汾河以东与内环路以内地带。此外,汾河以东区域更是客车出行的热点,其占比高达百分之八十,这清楚地揭示了太原市中心城区对交通需求的高度集中和向心出行趋势的鲜明特征。
城市空间拓展规模有限,出行距离较短
根据最新的统计数据,太原市中心区域的通勤特性表现为:平均通勤时长约为25分钟,乘客的平均出行距离为13公里。出行时间分布呈现出明显的三个峰值,分别对应早晨、中午和傍晚。这些数据显示,目前太原市区的空间扩展尚属可控范围,居民的日常通勤活动主要在周边区域进行。
工业围城造成客货运需求分布差异明显
太原市的现状表现为货车的平均出行距离达到30公里,显著高于客车的13公里。这种差异源于城市规划的单中心加工业布局,使得客车主要活动区域局限于核心建成区,相比之下,货车由于受到多种管理规定的约束,被迫在市区边缘绕行,从而导致其行驶路径较长,增加了出行里程。
现状下,太原市区内客货运出行的OD空间分布如图2.1.2-3所示
2.1.2.2城区道路网格局
城区道路网络现状展现出典型的南北走向棋盘式布局,尤其在汾河东侧与太原火车站现有区域,路网设施已相当完备。然而,汾河南侧的发展相对较慢,由于历史上的大型工矿企业和教育用地集中,使得该区域的道路网络受到厂矿单位的分割影响,现状表现为部分路段尚未连通以及城中村内部道路的不足。
图2.1.2-4城市道路网络现状
截止至2020年底,我们已实现以下城市道路网络的基本建设:
(一)城市快速路
主要服务于城市内较长距离城市组团间和经济圈内城际交通需求,组织城市道路与对外公路网衔接;作为主要对外客货运枢纽,如公路、铁路场站、机场、主要物流园区集疏运的组织通道,是城市内部路网体系中最重要的骨架系统。在有条件的地区,城市快速路主干线多采用封闭主路+开放辅路设计形式,设计车速60~80公里/小时,红线宽度米。
道路交通体系构建遵循'五纵、六横、四放射'的基本布局设计;规划中的快速路总长约165公里,若包括准快速路,预计快速路网络总长度将达到约210公里;快速路网的平均密度大约为每平方公里0.60公里。
以下是五纵线路明细: 1. 流路至义井西路 2. 滨河西路 3. 滨河东路 4. 建设路 5. 坞城路
以下是主要道路规划概述: - 环街与规划化章街构成城市动脉; - 规划南快速路作为重要交通干道; - 迎新南三巷、北中环街实施准快速路改造; - 南内环街与南中环街则提升为高效通行路段。
主要的交通放射线路规划如下: 1. 北向,连接阳曲(计划改造国道108/208路段),依托太忻路; 2. 东南方向,沿太榆路辐射榆次及修文地区; 3. 南向,滨河东路-太茅路作为纽带,对接规划中的新机场; 4. 西南方向,滨河西路延伸段服务于清徐的交通需求。
(二)城市主干路系统
主干路主要服务于市区组团内及相邻组团间较长距离交通需求,汇集和疏散快速路交通流并与快速路系统共同组成城市交通的道路骨架,为城市内部主导交通提供通道;原则上与其它干道采用平面交叉形式,设计车速公里/小时,红线
60米。规划主干路系统仍基本采用方格网结构,主要主干路“10纵线16横线”,长度480公里,主干路密度约1.37公里/平方公里。
(三)城市次干路
城市次干路主要服务于片区、组团内集散交通需求,对城市主干路系统进行补充,并与城市主干路共同形成城市(主、次)干路系统,属组织城市中、短距离交通需求的主要道路形式,原则上次干路不应进入居住区,路口采用平面交叉形式,道路设计比较开放,设计车速30~40公里/小时,红线宽度米,主城区主要次干路长度约630公里,主要次干路密度约1.8公里/平方公里。
一、战略合作
太原市公安局交警支队与同济大学交通运输工程学院于7月11日携手合作,旨在推进城市交通管理迈向科学化、精细化和智能化的新高度,构建稳定的长效交通治理体系,从而提升城市整体实力和市场竞争力。双方将在城市交通综合管理、技术创新及人才培养等多个领域开展深度、多元且可持续的战略合作。
合作的核心内容涵盖交通治理咨询与服务以及人才交流培训。在交通咨询服务上,我们将依托国内外先进的城市交通管理实践,针对太原市的实际交通状况和需求,由同济大学组建专业团队进行全面的调研和梳理,聚焦于太原的标志标线设置、交通组织策略、信号控制系统优化以及停车管理提升。这旨在识别并解决如行车不便、停车困难等市民关切的痛点问题,从而推动整体交通管理水平的显著提升。 此外,我们还将负责太原二青会期间的交通组织与管控方案研究,强化交通组织、特殊车辆管理、停车管理及应急交通管理措施,以确保二青会的顺利举办。研究内容涉及《太原市标志标线改善方案》、《太原市交通组织优化设计》、《太原市交通信号控制方案优化设计》、《太原市智慧停车管理规划》以及《太原市二青会交通组织及交通管控方案》等多个关键领域。
二、智能系统建设情况
经过对太原市智能交通系统的全面考察和梳理,我们提炼出其智能系统建设的核心要点如下:
一、信息化平台建设
①综合智能交通应用平台:集成闯红灯自动监测体系、道路交通车辆智能化识别系统、视频监控设施及警务可视化管理系统的集成式平台。
②交通大数据辅助决策平台:始建于2017年的研发项目,其业务特性尚在逐步明确,致力于通过整合城市交通大数据以支持决策过程。
③该智能交通运营维护系统:整合了内勤管理、自动化排班及报表自动生成等多种功能,旨在提升内部管理效率。
二、信息化系统建设
①交通信号控制系统:太原交警支队已经搭建了海信信号控制系统,信号控制可以实现单点自适应控制、感应功能、静态干线协调控制,暂时无法实现复杂的动态干线协调控制、区域协同控制等。信号机主要采用的是海信信号机,目前占比90%,其他仍有莱斯、易华录、绿通部分信号机,大部分信号机均可以联网。
②交通诱导系统:太原市区范围内建立了交通诱导系统,同时也零星部署了动态交通诱导屏(VMS),基本是的诱导屏,但是诱导屏暂时没有发挥实际效用
③闯红灯自动记录系统:太原交警支队主干路交叉口均部署了500万像素的电子警察系统,次、支路部分交叉口部署了电子警察系统,用以闯红灯自动记录,品牌为中天信科技股份有限公司。
④太原交警支队在主要和次要干道的关键区域部署了由中天信科技股份有限公司提供的200万像素智能车辆检测卡口系统,致力于道路车辆的高效监控与管理。
⑤太原交警支队在关键交通路段布设了来自中天信科技股份有限公司的高分辨率200万像素事件检测摄像机,旨在监控交通动态。
前端监控设备总计约一万台,其中包括电子警察、卡口和事件检测摄像机。
⑥行人闯红灯抓拍系统:部分道路交叉口试点布置了行人闯红灯抓拍系统,采用的是700万像素的抓拍机,品牌为海康威视数字技术股份有限公司。
⑦违停抓拍系统:部分城市道路路段试点布置了违停抓拍系统,采用的是200万像素的一体化球机,品牌为海康威视数字技术股份有限公司。
⑧海康威视数字技术股份有限公司的远光灯监控设备:已在部分城市道路路段进行试点安装
⑨集成指挥系统概述:海康威视数字技术股份有限公司出品的具备全景视频监控、标签自定义及AR高地联动等多元化功能的先进AR实战指挥解决方案。
⑩海康威视数字技术股份有限公司的车辆云析平台:该系统作为一款集成车辆查询、违规记录查找、车牌异常分析、车辆战术策略研究及全面统计分析的强大后台解决方案。
在太原市的交通管理信息化进程中,已展现出多元的应用场景,主要包括视频监控与违法抓拍系统的广泛应用。尽管在智能出行支持上略显单点,但在交通违法的智能化处理方面表现出一定的优势。然而,针对数据深度挖掘和高级应用功能,与同级别城市相比,太原市仍有一定的发展空间。尤其在当前全国智慧交通信息化快速发展的大趋势下,提升空间尤为显著。
一、大数据辅助决策功能薄弱
太原市已全面配置了众多电子警察、卡口、违停监测设备以及智慧监控与高空监控系统,随着长期的运行,积累了丰富的数据资源。然而,目前这些数据主要服务于独立的系统,未能实现跨系统的数据共享,数据间的内在联系尚待整合与开发。
太原市在大数据开发利用上展现出不足,主要源于对大数据应用的深度理解欠缺,这使得其大数据辅助决策系统的构建与功能开发进程相对较晚,并且在功能规划方面存在局限。然而,大数据辅助决策在揭示城市交通发展规律、监控交通安全状况、以及制定交通管理体系方面具有关键价值,能够支持交通管理部门做出精准决策,从而从宏观层面指引交通发展的路径。
二、交通出行整体管理水平偏低
太原市交通管理部门高度重视交通出行管理,将城市交通执法与秩序维护视为其核心职责。在执法手段上,该市已经引进并应用了先进的AR集成指挥系统和车辆云析系统,同时辅以广泛的违法抓拍设施,这些技术手段有效地约束了城市交通违规行为,显著提升了整体交通秩序和文明程度。
但在交通秩序维护方面,交通拥堵、交通事件等对于太原本地居民出行带来了非常差的出行体验,对于城市交通流的引导与控制,交通供给需求的匹配与调整,道路交叉口的渠化与标志标线优化等都存在缺失,导致太原市交通违法事件逐步下降、交通拥堵却不断增加的怪现象,因此太原市交通支队应逐步加强对交通出行的管理,特别是交通态势、信号控制、交通诱导、交通仿真等一系列交通秩序维护的措施,从而保障整体交通出行顺畅。
三、智能交通系统建设难以统筹
近年来,智能交通系统的进步显著,各城市均通过逐步推进构建了各自的智能交通体系。然而,这一快速发展也暴露出一个普遍问题:由于缺乏统一的规划与设计,各城市的智能交通项目遵循着‘见招拆招’式的建设策略,导致形成了众多孤立的子系统,它们之间的协同效应并未得到有效实现。
太原市目前装备了包括信号控制、交通诱导、电子警察监督、闯红灯自动记录以及道路车辆智能监测在内的多元系统,尽管功能丰富,但体系结构并未实现模块化的整合与分析,使得各子系统独立运作,数据交互面临局限。亟需通过全面的统筹规划,明确各子系统间的功能关联性,以实现整体优化,达到‘1+1>2’的效果,从而更好地服务于城市交通建设进程。
四、智能信息共享机制尚不健全
随着交通信息化的日益深化,太原市面临着显著的供需矛盾:虽然交通信息数据资源存量持续增长,但历史遗留问题制约了信息共享的进程。具体表现为信息共享的渠道不畅、共享机制不够完善,标准不统一,以及信息保密政策的约束,这些因素共同导致交通信息的获取便利度与信息质量未能充分满足实际应用的需求,形成了严重的‘信息孤岛’现象。资源开发与重复建设并存,部门间的数据交换协调面临挑战。
2.3.1.1新加坡
新加坡在2015年的机动车保有量统计如下:私家车占比62%,共62万辆;巴士1.8万辆,出租车2.8万,货运车辆16万,摩托车14.5万辆,总计97万辆。公路设施方面,高速公路网络长度达到161公里,地铁(MRT)线路170公里,轻轨(LRT)则有28.8公里。 新加坡的交通管理体系由陆路交通管理局(LTA)统揽全局,负责交通规划、研究、管理和建设,而交通执法则归属于交警部门。2013年,新加坡的陆路及交通总体规划目标在于全面提升出行体验,具体策略包括实现无缝出行连接、优化公共交通服务、提升公共交通作为首选出行方式的地位、推动交通对宜居城市构建的贡献,以及减少对私人交通工具的依赖。 截至2015年,每日平均地铁乘客量达到280万人,轻轨14万人,巴士乘客380万,出租车102万,公共交通在整体出行中占据了超过60%的比例。当前,新加坡的智慧交通体系涵盖交通数据采集、电子道路收费系统(ERP)、交通信号控制系统、高速公路监控与提示系统、电子眼交通监控、出租车调度系统、道路电子扫描技术和公共交通信息服务等多个环节。
i-Transport是整合了交通监控、管理和服务等智慧交通系统整的功能平台,使控制人员可以利用单一界面对交通进行监控与管理。有两个调度控制中心(Operations Control Centre,0CC),包含高速公路监控与讯息系统、主干道监测与讯息系统、电子路口监测系统、事故管理系统、绿波协调系统、卫星扫描交通系统、电子道路收费、停车诱导系统、延时绿人(Greenman+)、公交到站信息和交通信息发布平台等,如下图所示:
2.3.1-1 i-Transport架构示意图形像
该整合性调度指挥平台,由ITS中心运营管理,集成了各类智慧交通系统的精华。其特色在于采用统一的交通数据格式与实时信息发布机制,为交通事件的高效处置提供了强有力的工具支持。
新加坡率先采用绿波协调控制系统,作为其信息技术整合(ITS)应用的典范。该系统具备自动化操作特性,可根据实时车流量动态调整绿灯配时,以实现最佳效率。其工作原理依赖于各个路口控制器与中心控制室、区域计算机以及邻近信号点的无缝通信,通过精确协调信号周期和相位差异,营造连续的绿波效应。对于车流量较小的路段,系统凭借车辆传感器优化交通流畅性,最大限度减少延误和停车等待。面对交通繁忙区域,它能灵活调节相位间的停顿时间,力求平衡并降低拥堵影响。此外,GLIDE系统还集成自动报警功能,包括实时监控信号灯状态、通信线路以及数据异常,这有助于迅速识别并处理故障,从而减少交通中断,提升道路利用率,增强行驶安全。
自1998年起,高速公路监控与信息传播系统启用,具备实时视频监控、动态交通事件检测以及交通资讯推送的功能。一旦遭遇交通事件,智能交通管控中心能迅速启动应急响应机制,通过专用电话线路与救援机构沟通,并通过路旁的可变信息板、无线广播等多种途径即时向驾驶员通报。这一系统的实施显著减少了事件发现的响应时间,提升了事故处理的效率,通过多元渠道公开事故位置,从而有效缓解由意外导致的交通堵塞,强化了道路交通的安全保障。此外,EMAS系统通过可变情报板、官方网站、社交媒体、广播和短信等形式,为驾驶者提供实时的出行路况信息,助其做出明智的行车决策。
通过与智慧交通控制中心的i-Transport平台无缝集成,EMAS系统采集的各类信息经由该平台深度处理,再通过统一的发布渠道,将精确的交通信息服务推送给广大用户。
自1998年新加坡引入EMAS系统以来,其对交通事故的响应能力显著提升。该系统的启用使得道路事故的平均发现时间由最初的十分钟骤降至三分钟,而事故救援队伍的抵达时间也从二十五分钟缩短至八分钟。此外,智慧交通控制中心对各类交通事件的处理响应时间平均缩减至十一分钟,显著提升了道路安全性能。这套系统在事故初始阶段即能启动响应,有效压缩了从事故察觉到完全处理的周期,进而将交通拥堵程度控制在最低水平。实时的可变情报板信息更新,为驾驶者提供了即时的路况指导,使他们有机会绕开事故区域,选择其他路线行驶,进一步降低了整体交通压力。
基于EMAS理念的主干道交通事件管理系统已经实施,致力于对城市主要道路(超过十条)的交通动态进行实时监控。通过电子显示屏展示实时路况,旨在协助驾驶者做出科学的路线规划,迅速向需求者推送援助或信息,从而有效缓解交通压力。
电子路口监控管理系统:由部署于关键交通枢纽的远程智能摄像机构成,实现实时路况监控,提供高清彩色视频流,具备镜头自动调节功能(包括平移、倾斜和变焦)。一旦遭遇交通事故,智能交通管理中心能迅速响应,调整交通流量,作为ITS中心操作员进行远程监控的关键设备。借助J-eyes与GLIDE系统的协同,显著提升了道路安全性能,并有效减少了交通事故导致的交通拥堵现象。
事故管理系统由事故检测、事故确认、通知救援与交警以及公众信息传播四个子模块构成。利用检测设备进行实时事故筛查,通过视频监控手段进一步核实事故情况。一旦确认事故,系统立即启动应急程序,通报救援部门和交警,并作出决策。与此同时,系统通过电子显示牌、官方网站、电视和广播等多渠道同步发布事故信息。这样的设计旨在有效防止二次事故的发生,同时协助出行者及时采取应对措施,从而减少财产、人身安全风险以及节省时间成本。
电子道路收费系统依据'使用即付费'的原理,实现了对驾驶员的持续收费,同时维持道路交通流量不间断。尤其在拥堵路段和特定控制区域,通过对驾驶者的收费调控,有效地缓解了新加坡的交通拥堵状况。
卫星扫描交通信息系统利用配备全球定位系统接收器的出租车在行驶过程中持续记录的车辆位置、方向和速度数据,这些信息实时发送至智能交通管控中心。通过电子地图配对、路径分析等计算模型与算法的处理,实现了全路网动态、即时的交通流量监控。进而,这些信息通过各类信息平台公开,为公众提供实时的交通速度信息服务。
停车诱导系统根据各个停车场统计反馈的停车位信息,发布到路侧信息屏上,方便驾驶员寻找停车位。新加坡停车场均采用ERP系统进行管理和计费,可以非常方便地统计车位信息,并在统一的发布平台上发布,车载的在线式导航设备,智能手机以及类似的移动终端均可以通过网络或相应的客户端软件,实时获取停车场信息,有效提高停车场设施的使用率,方便驾驶员快速找到停车位,减少车辆因寻找停车位而占用道路时间,对缓解交通拥堵具有积极作用。
为保障高龄及行动不便者的出行安全,'延时绿人'系统特别增设了针对这类人群的服务。只需通过持有高龄人士卡或延时绿人卡,轻触安装于红绿灯按钮上方的专用延时绿人读卡器,即可实现行人绿灯信号额外延长3至13秒的便利服务。
公交到站信息为巴士乘客提供公共汽车到站信息,帮助乘客更有效的选择及管理他们的出行方式。信息由巴士运营商提供,每分钟更新,包括显示公车服务种类:轮椅道巴士或普通巴士,显示预测到站时间。
自2009年启用以来,交通信息发布平台经历了显著的演进。起初,它通过调频广播无偿分享交通新闻和诱导策略。如今,服务范围已全面升级,包括官方网站、车载在线导航、移动设备应用程序、社交媒体推送以及电子地图等多元渠道,提供丰富的交通信息服务,如ERP收费详情、停车场信息、油价动态及天气预报等。 该平台的信息内容被划分为实时更新和渐变性数据两大类别,支持API、XML、TPEG和TMC等多种数据格式,以满足各类应用场景的无缝对接需求。
2.3.1.2美国
21世纪初,美国在汲取过往十年的宝贵经验后,重新定位了ITS的研发与实施策略。政府引领了一系列关键项目的推进,包括出行信息服务系统的构建、商业车辆运营管理系统的优化、专用短程通信技术的部署、以及车辆与基础设施无缝集成的系统设计。近年来,美国ITS的焦点集中在提升出行信息服务、强化运营车辆管理系统、建立应急响应体系以及推进车路协同技术上。美国智慧交通体系采用了一套细致的分类框架,将整个系统划分为四大类别及十九个子系统,如图表2所示。
中心型子系统在空间上有独立性,空间位置的选择上不受交通基础设施的制约。靠有线通讯和外界连接;道路沿线型子系统需要进入路边某些具体位置安装或维护,一般要与一个或多个中心型子系统以有线方式链接,还需要与通过车辆进行信息交互;旅行子系统则以旅行者或履行服务业经营者为服务对象;车辆型子系统均安装在车辆上。
图2.3.1-2美国智慧交通系统架构体系
系统为用户能提供的有价值的信息或服务共31项,隶属旅行与交通管理、旅行需求管理、公交运营、电子付费服务、上午车辆运营、突发事件管理和高级车辆控制与安全系统7个类别。系统为某项用户提供服务时,需要多项活动或功能共同构成,即一个工序。工序间所享用的数据必须在数据流中加以定义,若干个工序与数据流整个在一起,实现系统的某一目标。这些整合起来的工序与数据流通过数据流图来表示其相互关系,如图3所示。现行的美国智慧交通系统中采用了90多张数据流图来表示所定义的工序间自上而下的数据传递关系。
图2.3.1-3系统数据传递示意图
2.3.1.3日本
自20世纪80年代中期起,日本政府启动了智慧交通领域的联合研发进程,由运输省、警察厅等政府部门引领,携手企业、高等教育机构共同构建了一个协作体系。这一机制对于推动日本智能交通系统(ITS)的发展功不可没。1994年1月,成立了包含企业和社会团体在内的汽车道路交通智能化协会。随后,在1996年7月,日本建设省、运输省、通产省、邮政省及警察厅联手发布‘智慧交通系统总体构想’,明确了ITS的战略规划,界定了其涵盖的20项服务内容,并强调了加快应用系统建设,其中包括车辆导航系统、电子收费系统、安全驾驶辅助系统以及智能化交通管理系统等关键组成部分。
车辆信息与通信系统是日本ITS领域最为成功的应用系统之一。VICS系统从警察部门和高速公路管理部门获得各种交通信息,经过处理后,通过调频广播、电波信标、光信标等方式,向出行者提供交通堵塞、行程时间、交通事故、车速等交通信息服务。VICS系统于1996年4月开始投入使用,服务范围仅限于东京都市圈及周边高速公路。在随后几年的发展中,其服务范围不断扩大,目前已覆盖日本全境。截止到2008年底,VICS系统的车载导航设备已累计超过2000万台。
电子收费系统自2001年3月正式使用,至2008年4月末约有2275万台车安装了0BU,其高速公路使用率为73.6%。2011年,日本全国高速公路网引进安全舒适的运营系统“ITS站点”。这种先进技术可以及时向车载导航系统提供快速而大量的交通信息和图像,对于有效缓解交通拥堵和改善驾驶环境等具有很重要的意义。
在2011年8月,'ITS站点'服务全面启动,覆盖全国高速公路,总计大约部署了1600个监测点。城市内部高速公路平均每4公里设置一个站点,而连接城市的城际高速公路则每间隔10至15公里配备一个。此外,约90个此类系统分布于高速公路交汇口附近。得益于其先进的功能,'ITS站点'能够实时测量车辆速度并实时监控交通动态,从而为用户提供精准的交通信息服务。其核心优势在于动态导航,通过这一系统,驾驶者能够有效避让交通阻塞,智能选择最佳行驶路径,确保行驶效率和安全性。
表2.3.1-1日本ITS体系构想
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领域 |
内容 |
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先进的导航系统 |
车载信息及通信系统VICS |
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ETC系统 |
在收费站处不停车完成收费 |
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安全驾驶支援系统 |
危险警告、自动驾驶 |
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交通管理最优化 |
路线引导、交通信号控制 |
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道路高效管理系统 |
援助和提高管理工作 |
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公交支援系统 |
公共交通运营管理 |
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