昆明市城市智能交通系统可行性方案.doc

昆明市交通指挥控制中心可行性方案书 2004年12月 目 录一、引 言41.1 昆明市交通概况41.2 建设智能化交通系统的迫切性51.3 建设昆明市交通指挥控制中心，实现市内交通信息化的意义61.4系统建设的指导思想和原则81.4.1 适合昆明交通实际情况81.4.2借鉴国际先进经验，采用高新技术81.4.3符合中国国家ITS体系框架和相应的国际标准91.4.4提供高质量，全方位，多层次的信息服务9二、昆明市交通现状102.1 交通现状102.2 交通信息处理现状11三、昆明市交通指挥控制中心系统需求分析133.1 用户需求分析133.2 交通信息功能需求16四、昆明市交通指挥控制中心系统的实施194.1 系统建设目标194.2 实施措施204.3 项目融资建议操作流程204.4 项目运营中的各方作用214.5 项目收入的分配原则224.6 投资方投资风险的补偿23iii昆明市交通指挥控制中心可行性方案一、引 言1.1 昆明市交通概况昆明是国内与东南亚的重要交通枢纽，航空、航运、铁路、道路交通相当发达。近年来，市政府投入大量资金用于交通基础设施建设。目前，主城区面积达到180平方公里，全省有108、213、320、324等4条国道纵横贯穿昆明市，形成了以昆明为中心，国道为主，辐射全省，连接邻省邻国的公路交通网。昆明到17个地州市所在地均是高等级或次等级路面，保证了主要风景区、旅游胜地、国家级、省级口岸道路的通达，周边200公里范围内主干道基本实现高等级化，昆河、贵昆、成昆、南昆等铁路通达国内外。昆明国际机场年旅客吞吐量达到800多万人次，已开通国内、国际及地区航线100多条。正在修建的昆曼公路，规划筹建的泛亚铁路，由昆明出发，可以到达周边国家和地区，初步形成城市立体化道路交通体系。充分发挥国际、国内两个扇面辐射的枢纽作用，昆明将初步建成“中国-东盟自由贸易区”，基本形成与国际化都市相匹配的城市功能布局。国民经济和社会发展对昆明市内的交通提出了更高的要求，现有的城市交通供需矛盾依然存在，急剧增长的交通需求与有限的交通服务能力之间的矛盾愈加尖锐。昆明的交通状况仍不容乐观：地面道路交通时常堵塞、城市交通污染有增无减，加之小汽车进入家庭的快速增长。对如何改善这座国际化都市的交通状况，成为昆明市综合交通建设、发展中最突出、最迫切的问题。 1.2 建设智能化交通系统的迫切性昆明市政府和交通管理部门对改善城市交通状况非常重视，强调必须制定建设智能交通系统设施的有关依据、原则、目标和行动：“为最大限度地发挥道路网络地运行效率，保障交通安全，节约能源，保护环境，提高交通服务水平，必须加快建设智能化交通系统。”智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，简称ITS）以先进的交通信息系统为基础，将信息采集技术、数据通信传输技术、自动控制技术以及计算机处理技术等有效地运用于整个运输管理体系，使人、车、路密切地配合、和谐地统一，从而建立起一种在大范围内，全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。从应用的角度，智能交通系统包含： 先进的旅行者信息系统（ATIS） 先进的交通管理系统（ATMS） 先进的公共运输系统（APTS） 先进车辆控制及安全系统（AVCSS） 商用车辆营运系统（CVO） 紧急救援管理系统（EMS） 电子付费与电子收费系统（EPS&ETC）等七大子系统。ITS能够产生显著的效益，如减少延误、增加安全性、降低油耗和环境污染等。例如自适应交通信号控制系统能够降低14%44%的延误，匝道控制使撞车减少了15%50%。就其本质而言，智能交通系统就是最大限度地实现信息的采集、处理、加工和共享，并根据所获得的实时信息不断地优化交通系统的控制策略和调整各类交通参与者的行为，实现交通系统的优化运行。1.3 建设昆明市交通指挥控制中心，实现市内交通信息化的意义现代化的城市交通不仅是拥有发达的道路系统，更重要的是实现城市交通的智能化和信息化。在昆明这样的中心城区可供修建道路的空间越来越小，甚至不得不修建高架道路，高额的建设资金也难于筹措；新修建的道路将诱发新的交通量，而且又带来许多新的问题，例如修建道路会对于生态、环境会产生严重甚至诸多难以预料到的影响。国外城市交通发展的一条基本经验是Downs定律，即交通需求总是趋于超过交通设施的供给能力。因此，无法用道路基础设施建设来完全解决交通问题。充分运用现代信息技术电子、专用短程通信、计算机、地理信息系统(GIS)等高新技术，把各个交通系统的信息有机地联系起来，使交通信息共享，实现交通信息化，以满足更高、更大范围的交通管理部门和出行者的需要。交通管理者对现有的交通系统进行合理地调控，最佳地利用交通系统的时间和空间资源，挖掘城市交通的潜能，提高道路交通系统的安全性、通行能力，提高突发事件的应急处理能力，降低交通引起的环境污染。出行者能了解公交车的到站信息，交通换乘信息，交通拥挤状况信息等，来选择出发时刻、交通方式、交通路径，从而改善大都市交通状况。实现交通信息化，可以掌握比较全面、丰富的信息，科学地决策，提高对交通系统管理质量，提高交通设施使用效率，实现现代化城市管理的新跨跃。通过交通信息诱导系统，将诱导车辆避开拥挤或阻塞的道路，减少拥阻时间，提高通行效率；利用经济杠杆手段，实行不停车收费可以减少车辆通行，对城市交通实行总量平衡、结构优化和宏观调控。运输企业也可以科学地安排、调度，选择最佳的行车路线和时间安排，提高运输效率，使科学管理交通的水平再上新台阶。实现交通信息化，累积丰富交通数据，提供交通规划、设计、统计分析，为交通规划、设计部门提供科学的依据。通过交通信息系统，可以掌握交通量分布、变化情况，掌握交通高峰的时间。根据交通量的时间和空间上的分布、变化规律，预测交通需求发展趋势。从宏观上调控运力、运量，为在协调发展规划上，提供依据。合理地、科学地规划交通，控制运力，维持交通设施上运力与运量的平衡。信息产业已被昆明列为21世纪重点发展的支柱产业，交通信息产业是信息产业的主要内容。目前昆明的交通信息产业相当薄弱，交通信息化必然带动交通信息产业的发展。发展车流信息采集监测设备、地理信息系统、卫星定位系统、车载导行系统等，促进交通信息设备的制造业、交通信息软件和系统集成业、交通信息服务业等新兴交通信息产业形成。1.4系统建设的指导思想和原则1.4.1 适合昆明交通实际情况昆明的交通管理和交通服务体系复杂，交通信息资源分布在众多的管理部门和单位，交通信息服务体系分散，信息资源利用率低，因此拟建的昆明市城市交通指挥控制中心系统必须要很好的适应已有的实际情况，以“昆明市交通指挥控制中心”为实体进行建设、管理和运营，一方面建设自己的交通信息系统，另一方面，还要取得原有分散在各部门的数据，集中到统一的智能交通信息平台上做进一步的加工处理。1.4.2借鉴国际先进经验，采用高新技术欧、美、日本、新加坡等国较早地进行了智能交通系统方面的研究和应用，积累了相当丰富的经验。借鉴国外先进技术和成功经验，可以使节省大量前期研究的资金投入和时间，少走弯路，避免不必要的浪费，以最快的速度赶上世界先进水平。我们的系统将不仅使用已有的成熟技术，而且还将应用最新的计算机技术、网络技术、通信技术、自动控制技术和智能交通系统理论，例如区域自适应交通信号控制系统、数据仓库、数据挖掘、高性能微观交通仿真等，综合开发交通信息资源，构筑现代化的智能交通系统和信息服务体系，提升昆明的交通管理和交通信息的服务的水平。 1.4.3符合中国国家ITS体系框架和相应的国际标准系统将依据2001年7月发布的中国智能运输系统体系框架研究总报告6进行系统设计，使得系统与中国国家ITS体系框架一致。系统同时还将符合国际上的信息系统技术标准和数据库接口标准。1.4.4提供高质量，全方位，多层次的信息服务系统将面向不同的用户提供道路实时交通信息、公交和轨道交通信息、停车信息、航空信息、铁路信息、水运信息，以及与交通有关的其他信息（如天气等）。而且系统针对不同的用户提供不同的信息服务，面向社会公众，系统提供一般性、公益性、无偿的交通信息；面向特定用户，系统在一般公益性的信息基础上，经过信息处理、分析、预测，为之提供更为详尽具体和量身定做有偿的交通信息。面向出行者信息提供商、大型物流企业、FedEx、UPS等行业，系统提供原始的一般性的信息（数据），由这些企业根据各自的（自身或其用户）的需求，自行进行信息处理、分析、预测的过程，用于各自的商业目的。二、昆明市交通现状2.1 交通现状昆明市现有机动车万辆，其中主城区有机动车近万辆。在主城区，机动车日出行万车次，已经使得主城区，特别是一环内拥挤不堪，主干道上的车流速度平均仅为公里小时，有的不到公里小时，高峰期平均行车速度不到公里小时。根据预测，年昆明市的机动车拥有量将达至万辆，主城区的机动车拥有量将达万辆；主城区机动车的日出将达万次日，如以现在的交通状况发展下去，后果不堪设想。据调查，二环路以内机动车交通需求矛盾主要在交叉口。此次对个主要交叉口进行的调查数据表明：高峰期个交叉口的平均流量高达辆小时，最高达辆小时。南北向主干道虽有条，但位于一、二环路之间的南、北火车站是重要的交通枢纽，同时南、北二环沿线有多个通达省内外的汽车客运站，旅客流量较大。加上城市东北、西南部分是主要居住区，而就业岗位主要在东南方向，因此，形成南北向交通量。对个排队反应最大的交叉口进行的调查数据表明，高峰期交叉口的延误较长。平均延误为秒，平均排队长度为辆。车辆通过这样的交叉口一般要排至次队。l 昆明交通指挥控制管理系统主要包括： 近120个路口安装交通信号控制系统； 闭路电视监控系统（CCTV），主要路口配置了几十套监控摄像设备，传送到交警支队的交通管理指挥中心的系统中； 对人工报告的突发交通事故/事件、车辆故障的接警和处警； 道路管制封闭、临时改道的信息； 50个左右的电子警察违章抓拍系统。2.2 交通信息处理现状昆明市在交通信息处理方面几乎还是一片空白。与国外相比，昆明市的智能交通系统建设和应用技术还存在比较大的差距，昆明的交通监控、管理系统主要用于城市的道路，或高速道路等控制与管理和有关交通管理部门的业务，往往按部门，按行业建立；它们没有全局信息化的概念与要求。存在的差距和问题体现在如下的几方面：1. 已有交通信息采集的手段、管理和控制技术和范围远不能满足需要在城市平面道路分布有交通信号控制系统以及环形线圈检测器，是检测道路的折算流量的交通信息，能反映道路的局部的交通拥挤程度，但它很难反映整个道路的交通状况，即整个路段的行程时间和平均车速度，它的交通流检测信息是用于本身系统的交通控制信号配时，由于控制系统的系统软件的专用，目前难以由我们随意提取信息，使整个交通管理和控制系统实现智能化。2. 交通信息处理的方式匮乏通过检测器采集的交通数据需要经过数据过滤，将错误的数据去除，进而数据融合，通过数据挖掘、模拟仿真和专家系统等手段进行信息处理、分析和预测，因此能否形成有用的发布信息，交通信息处理处于关键的位置，然而昆明市在这方面还是空白。3. 信息发布的方式有限目前昆明市发布交通信息的方式主要是昆明广播电台交通信息台，而经由互联网和可变信息板（VMS）发布交通信息的方式还处在起步阶段，与国外丰富的信息发布方式相比，信息发布方式单一。4. 发布的实时道路交通信息太少目前实时道路交通信息主要是通过在道路上警察和出租车司机报到交通控制中心或昆明人民广播电台交通信息台，然后经整理发送的；可变信息板还只能发交通标语之类，互联网也只能发布公交路线的静态信息和咨询信息，交通参与者很难获得当前路网的交通状态的实时信息。5. 没有实现信息共享昆明的交通信息资源分布在不同的管理部门和单位，交通信息服务体系分散，未能实现信息共享，信息资源利用率低，不利于发布面向出行者的信息。一些系统的数据质量、可靠性尚需改善、提高；其它专用小系统，其软、硬件的来源更是五花八门。所以目前交通信息资源难以直接共享，不易发挥综合交通信息的作用。有些部门交通信息系统缺乏专门的服务功能，限制了交通信息资源的有效利用三、昆明市交通指挥控制中心系统需求分析为建昆明城市交通信息化系统，首先要进行系统需求分析。我们从两个方面进行，第一个方面是需求分析；第二个方面是智能交通系统的功能需求分析。3.1 用户需求分析昆明城市交通指挥控制、管理及疏导（诱导）是昆明智能交通系统的核心。主要承担交通信息的实时接收、处理；信息的发送、交换；以及信息的分析、存储等等，同时开发、建立一些实用的应用软件，以健全、提高交通指挥控制中心的功能，更大限度地发挥指挥控制中心的作用。为了对交通管理、决策以及驾驶员、出行者的提供便利，做出完善的服务，交通指挥控制中心应做到面向管理、面向社会、面向产业。1.面向管理，为交通管理部门服务。昆明市交通指挥控制中心要能得到最广泛、最全面的交通信息。经交通指挥控制中心汇总、处理过的信息可以再次回送到需要这些信息的其他交通管理部门，以达到信息共享、更有效管理交通的目的。交通指挥控制中心的应急处理系统将突发信息的发生、处理、解决过程，通过一定的方法在不同交通管理或相关部门中进行信息交换，有利于加强协同处理，缓解交通拥阻。交通指挥控制中心以开发统一、规范的交通地理信息系统，使交通信息在电子地图上体现出来。它能按照用户的要求开发出不同用途的地图显示系统，供交通管理用户单位使用。当然，用户也可以因某种特殊需要而在此电子地图的基础上进行两次开发。中心还可以收集一些来自其它系统的有用交通信息。比如电子收费系统，它不仅能实现高速公路、高架道路、大桥、隧道的不停车收费，消除收费口的交通瓶颈、提高通行能力，而且能够提供诸如车种、车速、流量、密度等交通信息，经信息中心加工、提炼后供交通管理部门使用。交通信息模拟评估系统，通过对所累积的各种交通数据进行统计分析、模拟评估，可以及时掌握道路网络上交通流量分布、变化情况，特别是了解道路交通高峰时间和拥挤状况，然后从道路交通流量的时、空分布与变化规律来制定交通管理策略和采取改善交通的相应措施，另外可推算交通流发展趋势，预测远景交通。并与客、货运量预测相配合，作为从宏观上调控运力、运量使之协调发展，为城市交通规划提供科学依据。充分利用信息中心的交通数据，将会改变以往每隔若干年需化大量人力、物力和财力所做的全市综合交通大调查的传统落后方法。交通信息模拟评估系统还可以用来评价道路交通安全。将道路上交通事故发生地点、类型、频度、严重性等与交通环境综合起来分析，有助于找出事故发生的客观规律和对道路交通安全做出准确评价。该系统也可用来做经济效益分析。交通流速的提高，直接意味着运输时间的节约、成本的降低和效率的提高。利用计算机模拟技术，对某一项或若干项交通管理措施实施前后效益数据的分析，可以定量地得知该项措施是否有效，以及效益有多大。避免盲目投资，提高资金投入的使用效率。2.面向社会，就是要为社会各界和广大市民服务。向车辆驾驶员提供实时交通信息，可以使车辆避免盲目陷入交通拥挤地点，有利改善交通状况、提高通行效率；交通指挥控制中心向出行者提供实时交通信息，可以帮助出行者选择最佳出行线路与出发时间，便利交通换乘、节省出行时间。因此，信息面向社会与面向管理一样，具有极大的现实意义。上述面向交通管理部门的极大多数信息可以同时面向社会公众。此外，昆明智能交通系统除了提供实时交通信息，还可以提供交通组织、管理信息以及驾驶员违章、事故情况等等。不过，针对信息发布技术手段是可以不同的：比如是车内导行系统、换乘枢纽交通信息显示屏、或是路边信息亭的显示终端、还有电台、电视播送等等，交通信息中心需要处理、加工成能够分别满足这些信息发布设备要求的数据、文字或者图像信息。路政信息系统能提供道路施工、养护，封路、改道等信息。交通换乘信息系统则能提供综合的公交、航空、航运、铁路等信息。3.面向产业，要为交通信息产业发展服务。交通信息化的一项重要内容就是形成完善的交通信息产业。中心可以为交通信息产业的健康发展导向。一方面，由于中心收集，存储了极为丰富的动态与静态交通信息数据，为了使它能为广大的市政、道路、交通、能源、环保以及政府、机关、科研、学校等部门灵活使用、又能通过各种便利的途径向社会各界和广大市民开放，就必然会带来一大批应用软件的研究和开发，从而促进交通应用软件业的发展；另一方面，中心的交通数据还会从另一个侧面反映出对交通信息采集、处理、发布和传输等硬件产品的使用与需求消息，从而能正确引导、带动一大批相关交通信息产品的有序的、可持续的发展。提供用于的商业目的增值服务，面向出行者信息提供商、大型物流企业、联邦快递FedEx、联合包裹速递UPS、保险等行业进行有偿服务，信息中心提供原始的一般性的信息（数据），由这些企业根据各自的（自身或其用户）的需求，自行信息处理、分析、预测和使用。3.2 交通信息功能需求1.面向管理的需求1) 交通量时间统计分析2) 交通量空间统计分析；3) 交通意外事件影响统计分析：发生的起止时间、地点名称、类别、影响区域、严重程度；4) 对交通意外事件提供可能的解决方案；5) 大型社会集会活动类事件影响统计分析：起止时间、地点名称、类别、规模、交通管制范围、交通影响（流量变化范围）；6) 正常天气道路交通运行状态显示；7) 不良天气下（雨、雪、雾）道路交通运行状态显示；8) 历史数据保存、数据统计分析的显示：图、表；9) 针对公众用户发布内容的显示；10) 短期交通预测；11) 设备工作状态显示和统计；12) 设备原始数据显示和存储；2. 面向社会的需求1) 实时行程时间信息；2) 实时行程速度信息；3) 实时排队长度信息；4) 实时突发事件信息；5) 停车场的实时信息6) 交通管制信息；7) 道路施工维护信息；8) 天气预报及恶劣天气的警报；9) 最近的公交线路信息；10) 最近的公交时刻表信息；11) 最近的公交准点信息；12) 最近的公交换乘信息；13) 最近的公交费用信息；14) 排队消散时间预报；15) 交通突发事件清除时间预报；16) 行程时间短期预报；17) 行程速度短期预报；18) 道路交通状态显示；19) 根据用户设定的特定参数提供交通方式选择；20) 出行时间建议；21) 根据用户设定的特定参数提供一个以上适当的路线（需要考虑当前交通条件或预测交通条件）；22) “黄页”信息（餐饮服务、宾馆、汽车修理厂、加油站、医院等的地址、营业或办公时间等）。四、昆明市交通指挥控制中心系统的实施4.1 系统建设目标系统的总目标就是利用、开发原有昆明市交通指挥管理系统的资源；结合昆明市本身的交通特点，建立先进的、多交通方式的、全方位的、适应各类型用户需要的智能交通系统。第一阶段：近期建设目标（12年时间）l 建立新型的交通指挥控制中心，包括：自适应交通信号控制系统、交通违章管理系统、应急指挥系统及电视监控系统。l 完善交通信息采集点的布点和统一所有的交通信息系统，完成交通信息网络中心交换功能，基本形成本市的智能交通框架体系，实现交通信息共享，系统开发初具规模。l 交通信息技术应用在交通规划、建设、管理方面，如GPS/GIS技术、信标技术、视频技术等，改进工作方式，提高工作效率，市民交通出行质量明显提高。l 交通信息产业初步形成。培育15家产值上亿元的交通信息企业和一批技术先进的科技企业；交通信息服务业有一定规模。l 初步形成昆明交通管理体制和相应的法规体系。运用信息化手段，健全教育和培训体系。第二阶段：远期建设目标（35年时间）l 率先建成地区性的、具有综合服务的高速交通信息网络，发挥中心城市综合功能，信息共享，资源丰富。l 交通信息产业具有相当规模，运行质量和效益高于信息产业的平均水平，并开始支持昆明交通信息化、智能化建设。交通信息技术和产品应用广泛。人民交通方式和交通质量发生重大变化。l 形成较为健全的交通信息法规体系和培训体系4.2 实施措施为确保昆明市交通指挥中心建设顺利进行，中电科技采用BOT模式在昆明市组建成立项目运营公司，公司的股本金由投资方项目运营者出资，政府必须为项目运营公司提供智能交通项目的建设和经营项目特许权，项目公司凭借建设和经营特许权安排项目融资。项目运营公司需要与政府签订项目运营承包合同，以确保对项目收费和运营的特许权。项目运营公司除进行日常运营外，还需要确保在项目移交时，将运行状态良好的设施移交给政府。政府与项目公司还须确定项目回报出现风险时的补偿方式。4.3 项目融资建议操作流程a)在市政府了解了项目运作模式，并获得政府认可后与交管部门确认项目规划，并作项目收益测算；b)市政府确认项目运作模式、投资回报、利益分配机制、风险补偿模式、运营年限等，并将上述核心内容体现在项目运营合同中；c)由市政府负责协调人大等立法机构颁布地方法规使项目运营收费合法化；d)项目运营公司与市政府签订项目运营承包合同，并获得项目中电子警察违章处罚和道路停车收费的特别经营权和收费权；e)项目运营公司落实项目资金、和项目的系统集成；f)项目投入运营后，项目运营公司按照合同约定从事项目运营工作，交通管理部门与托管银行承担处罚与罚款托收工作；g)托管银行按照合同约定进行项目收益的分配;h)合同执行到期后，项目公司终止项目运营工作；i)项目全部设施完好无损地移交给政府指定的部门，系统维护可根据系统维护合同进行后续维护。4.4 项目运营中的各方作用市政府：授权项目运营公司的项目特许运营资格，并承担由于政策、法规变化，项目运营内容与政策、法规相抵触等原因，使运营公