生态型城镇智能交通的形态分析

生态型城镇智能交通的形态分析 【摘要】本文阐述了生态型城镇交通的需求，对生态交通与智能交通的关系进行了分析，旨 在对生态交通中的智能交通进行重新定位。文章还分析了生态城镇ITS的建设内容以及未来 ITS应用的重要特征和发展方向。 【关键词】生态；智能交通 0. 引言 世界银行统计数据库显示，2008 年世界城市人口占总人口比例已经突破 50%。联合国 环境署《2013 年联合国环境规划署年鉴》预测，到 2050 年全球城市人口比例将达 2/3。与 此同时，城市区域快速扩张，未来城市面积将扩大为目前的三倍，以满足城市人口快速增加 的需求。而目前的城市化是高耗能、高污染的城市化。资料显示[1]，在大量工厂企业外迁至 郊区的情况下，城市区域的温室气体排放仍然占了全球温室气体排放的 70%。高耗能、高 污染的城市化和城市运作方式，不单单影响城市人民的生活，还将直接影响到全球气候变化， 其后果是灾难性的。 我国也处于快速城镇化的历史时期，许多中小城镇规模迅速扩展。与此同时，中小城镇 的机动化比例快速提高，交通能耗和污染日趋严重。如何促进中小城镇不再走大城市和特大 城市交通拥堵和交通污染的老路，越来越成为一个需要认真对待的问题。 智能交通（IntelligentTransportationSystems,简称ITS）出现之初，就以交通的高效为重 要目标，与城市的生态化发展目标相一致。随着近些年信息技术的突飞猛进，ITS在促进城 市生态化方面的作用日益突出。但是普遍的观点是认为，ITS 是一个耗资巨大的系统工程， 只有交通拥堵了才“值得”花钱投入到ITS建设，让ITS去治交通拥堵、交通污染的顽疾。 而实际结果表明，在交通需求严重超过交通设施的供给能力的城市，ITS不能担当起最后的 “救命稻草”的重任。 1. 生态型城镇交通的需求 我们把生态型城镇的交通称之为生态交通。相关学者对生态交通的概念和特征进行了总 结。从概念上，生态交通是指按照自然生态、人文生态和经济生态原理规划、建设和管理的 由交通网络、交通工具和交通环境组成的生态型复合交通系统[2]。生态交通的生态型特点表 现在。 与人、环境的协调适应性方面。交通顺畅，不出现交通拥堵。交通的低污染，不对人和 生物的健康构成危害。 自我进化和完善的能力。生态能够跟随变化的环境，自我组织调整，实现交通和需求的 动态匹配。生态交通要具有多样性，多样性、多维度的发展的可能，使得交通具有多种组合 1 变化，以适应多种变化的需求。生态交通要具有自我修复能力，面对突发的干扰，生态交通 能够快速自我调节，实现干扰的调节。 2.ITS与生态交通的关系 （1）生态交通下，ITS是一种常态的交通管理手段。 实践证明，把ITS当作应对交通拥堵、交通污染问题的最后的底牌的做法，都是失效和 行不通的。ITS可以改善交通的运行，提高交通的运行效率，但是这种改善和提高是有限度 的，不是任何程度的交通拥堵、交通污染都可以靠ITS来解决的。 只在交通严重拥堵、严重污染的情况下，才去考虑建设ITS的做法，本身也是不是生态 交通的特征的。生态交通要保持自我进化、自我完善的能力，实现交通供给和交通需求的动 态平衡，生态交通始终都不应该也不会处于濒临严重拥堵、严重污染的边缘。因此生态交通 下，ITS被积极地运用到城市日常交通管理的各个环节，在没有发生拥堵和污染的情况下就 作为交通管理的不可缺少的一部分，是交通的生态性、避免交通拥堵和污染等问题的重要力 量。 由上可知，生态型城镇对待ITS的态度，应该由被动、胁迫型，向主动、自愿型转变， 由以往找不到合适的解决交通问题手段时才想到ITS的做法，向常态管理中就充分利用ITS 的做法转变。 （2）生态交通下，ITS是一种生活方式。 以往人们提到智能，感觉距离自己十分遥远。但随着互联网时代的到来，当教科书中科 幻的“家中购物”走向现实时，我们开始意识到智能正在逐渐向我们走近。ITS 也是如此， 当我们足不出后就知道道路交通状态，可以预定出租车、预订停车位、获知公交车实时位置 以安排出行时，ITS已经在我们身边。它以一种点点滴滴、润物细无声的方式渗透到了我们 的生活。以至于当我们无法获知前方路况时，会感觉一种焦虑；当不知道到达目的地后如何 停车时，心中充满忐忑。其实ITS已经成了我们生活的一部分。 生态城镇更加关注交通的品质，盲目的、无计划的出行习惯将被抛弃。在生态城镇中出 行的人，更加需要 ITS 的帮助。ITS 将以无所不在的信息，支撑人们整个出行过程的安全、 舒适、快捷。 （3）生态交通下，ITS促进交通的全面升级和优化。 整个城市的交通系统的运作，包括规划、建设、运行三个层次的工作，传统的观点是把 ITS定位在交通运行层，ITS作为提升交通管理水平的有效手段。不论是交通信号控制、交 通非现场执法取证，还是交通流动态诱导、交通拥堵收费管理，主要是为了增强交通运行管 理的能力。 2 前提前提 前提前提 交通规划 指导 依据 交通建设 约束 交通运行图1传统ITS定位下的交通运作体系 反馈 交通规划 指导 依据 反馈 交通建设 约束 图2一体化交通运作体系 同时出于自身的需要，ITS 各个子系统采集了 大量的交通相关的数据。人们逐渐发现这些数据可 以弥补交通调查的不足，起到减少交通调查工作量， 节约调查成本的作用。在一些 ITS建设比较好的城 市，交通信息的空间覆盖和时间完整性都比较好， 能够对交通决策、交通规划提供技术支持。 但总体上讲，在传统的 ITS 定位下，上一层次 是下一层次的指导/约束，下一层次以上一层次为依 据/前提，进而形成单向的、自上而下的运作体系。 在这种体系下，下层对上层的反馈是零星和稀 少的，这种反馈所带来的上层的改进也是不多见的。也就是这种运作体系自身的进化能力不 强，面对自身现有的问题不能够高效的发现和迅速的改进，面对未来的问题的灵活性更加欠 缺，这不符合生态交通的特点和要求。 近些年，随着智能终端为代表的移动互联网的快速发展，许多企业加入交通信息领域。 作为交通信息的使用者，同时也是交通信息的生产者，使得ITS的信息量呈现爆炸性的增长 趋势，交通数据出现由抽样向全样转变的趋势。而大数据、云计算概念的出现为基于如此多 的数据的信息提取提供了可能，我们可以根据大量 数据分析事物的相关性，由此快速判断事物的发展 趋势，而不用去深究事物间纷繁复杂的、短时间内 无论如何也搞不清楚的因果关系。 生态城镇下的ITS，就是要充分利用以信息技术 为代表的高新科技，大大拓展交通管理的能力。新 的管理手段和大量动态交通信息的出现，能够对交 通建设和交通规划构成巨大的信息反馈，进而实现 交通规划、交通建设、交通运行的一体化，促进交 交通运行 通的全面升级和优化，深刻的影响传统的城市交通 系统的运作体系。 3. 生态城镇ITS建设内容 为了有利于生态城镇生态目标的实现，生态城镇ITS建设内容的选择应该符合低碳、节 能、低排放、低噪音等绿色环保的原则。生态城镇ITS建设内容包括以下几方面[3][4]： （1）公共交通智能化运营管理。 通过全面提升公共交通品质，增强其吸引力。生态城镇ITS的提升公共交通的品质的建 设内容包括： 采集地面公交站点动态客流，形成完善的地面公交基础信息库，实现公交线网、配 车的优化。 3 实施地面公交的智能化调度，实现车辆间距均衡、到站准点；合理调配车辆，实现 供给和客流需求的动态平衡。 利用车辆CAN总线数据，对公交车驾驶行为进行监管，实现驾驶行为的优化，鼓 励节能驾驶。 鼓励乘客借助互联网、移动互联网提出公交出行需求信息，为乘客定制开行非直线 系数最小的公交，提高公交运送的效率，减少能耗、缩短公交出行时间。 建立基于公交专用道的公交信号优先系统，提高地面公交运行效率。 利用多种手段，实施公共交通（包括轨道、地面公交）动静态信息发布，提高地面 公交的可预知性，使得乘客合理安排出行。 （2）道路交通优化管理。 生态城镇ITS实现道路交通优化的建设内容包括： 通过区域协调优化的交通信号控制，实现交通流在路网上的优化。 通过各种非现场执法手段，减少交通安全隐患，减少不正当的交通干扰。例如对出 租车随意扬招载客进行监管，鼓励出租车定点上车和出租车预约。 通过基于路侧设施、车载导航设备等的道路交通诱导，实现车流在道路上的均衡分 布，减少局部拥堵，提高交通流整体效益。 （3）动静有效结合的静态交通管理。 生态城镇ITS的静态交通管理方面的建设内容包括： 根据道路交通流时间、空间特征，以及停车需求分析，建立时间、空间分布合理的 道路停车系统。通过自助咪表等信息化手段，实现道路停车的自动化、高效管理。 通过基于路侧设施、车载导航设备、网站等的停车诱导，以及停车预约服务等，实 现车辆在目的地附近的快速停车，减少车辆寻泊，减少车辆对道路资源的占用和污 染排放。 建立停车场（库）内的自动收费、停车引导、车辆位置查询等系统，减少停车场（库） 的寻泊和缴费时间，提高停车服务品质并减少时间、能源消耗。 （4）出租车优化运行管理。 生态城镇ITS实现出租车优化运行的建设内容包括： 实现多方式的出租车预约服务，包括智能手机客户端预约、电话预约、固定候车点 预约等，鼓励乘客通过预约的方式乘坐出租车，减少车辆空车寻客带来的污染。 建立出租车监管平台，对出租车驾驶过程中的行为进行监管，实现紧急情况下的车 辆快速调配。 （5）多模式换乘衔接。 生态城镇ITS的实现多模式换乘衔接的建设内容包括： 实现地面公交和轨道交通运营的协同优化，做到两者在时间和空间上的分工协作。 实施 P+R 停车换乘引导，有效衔接个体交通和公共交通，鼓励个体交通向公共交 4 通的转移。 建立基于信息技术的第三代公共自行车系统，方便自行车和公共交通的换乘衔接。 （6）直接的交通污染管控。 生态城镇ITS在直接的交通污染管控方面的建设内容包括： 在新型城镇的核心区建立低污染排放区，通过车牌识别和电子车牌等技术手段，对 高排放车辆的驶入进行控制，确保新型城镇的空气质量指标达到生态化的环境质量 要求。 鼓励清洁能源小汽车的共享使用，建立需求导向的共享小汽车租赁、配送系统。 4. 生态城镇ITS应用的展望 生态城镇的ITS是一个可持续使用和发挥效益的系统，其必然是一个经济可行、技术可 行、可以自我成长优化的系统。未来生态城镇ITS应用体现为以下几方面的特征。 （1）新技术的大范围应用。 生态城镇的ITS将充分的利用先进的技术，不断的将ITS的建设向低成本、广覆盖方向 推进。 当一个产品或服务昂贵时，它就很难进入普通消费者群体。ITS的推进也是如此。当ITS 投资之巨大导致政府难以负担时，就不能想象ITS可以进入中小城镇。国外在推进车路系统 时，就遇到了路侧设施投资巨大而短期内没有足够的车载设备用户的问题，同时车辆用户也 因为没有路侧设施的服务而不愿意去购买车载设备。“先有鸡还是先有蛋”悖论对智能车路 系统的推进构成了实质性的障碍。 随着移动互联网时代的到来，在移动终端上加载ITS应用的边际成本很低，大大降低了 ITS应用的门槛，为ITS的推广奠定了很好的基础。在中小生态城镇的ITS应用中，从节省 政府投资和加快ITS应用的推进的角度来看，应该充分利用移动互联网技术，尤其应该注重 基于目前已经流行的智能手机和未来即将流行的穿戴式移动终端的ITS应用的推进。 可以想象，未来还会有很多新的技术出现，为ITS提供新的发展空间。生态城镇的ITS 更应该跟进新技术的步伐，不断的提升交通的生态化水平，这也体现了生态交通自我进化的 特征。 （2）借助市场的力量推进ITS。 生态城镇的ITS应该实现良性的、可持续的发展，不能完全依靠政府投资，而应该借助 市场的力量，利用好已有的市场资源。 以信息服务为例。在互联网兴起之初，免费即是其特征之一，例如免费的资料下载、电 子邮箱、即时通讯等，基于地图的交通信息服务也在免费之列。各网站将免费的信息和增值 的服务有机的融合在一起，形成了成熟的以“交叉补偿和转移支付”为特征的商业模式，免 费的部分为之带来客户，增值的部分为之变现。各网站间相互竞争，其提供的免费服务也在 不断升级。目前多家网站提供的交通信息中已经开始包含动态交通信息的内容。生态城镇的 ITS建设中，应该充分利用市场上已有的交通信息发布的媒介，政府只需要做好交通信息的 5 提供工作，无需在基于网站和移动网络终端的交通信息发布方面耗费过多投资。 （3）推进ITS产业化，为ITS的发展注入持久的发展、优化的内动力。 借助已有市场资源，是在现有模式下对资源的整合利用，是短期内推进ITS建设的经济、 简捷、快速的途径。而生态城镇要保持ITS的持续健康的发展，还需要在ITS内部寻找增值 和盈利点。 传统的交通信息服务，无论是静态还是动态信息，之所以无法在用户端变现，最初的原 因是人们在网络上已经习惯了免费。随后，即便网站能够提供动态信息，但从信息准确性可