上海交通現(xiàn)狀及其ITS對策

1、上海的交通現(xiàn)狀及其ITS對策上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)社會(huì)發(fā)展處 馬興發(fā)一、上海交通的現(xiàn)狀上海是一個(gè)具有悠久歷史的特大城市。由于歷史的原因，上海的交通設(shè)施沒有一個(gè)合理有序的宏觀布局，城區(qū)建筑密集，沒有足夠的交通空間。改革開放前的幾十年時(shí)間里，上海城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度緩慢，交通基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重不足，交通阻塞現(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了盡快改善本市的交通狀況，改革開放以來，特別是1992年以來，本市的交通設(shè)施建設(shè)有了很大的發(fā)展，在修建了中國大陸第一條高速公路-滬嘉高速公路后，又先后建成了南鋪大橋、楊鋪大橋、高架道路系統(tǒng)，并初步形成了高速公路網(wǎng)。經(jīng)過十多年發(fā)展，本市的道路建設(shè)取得了輝煌的成就，道路網(wǎng)

2、絡(luò)有了很大改善，但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，機(jī)動(dòng)車的數(shù)量增長很快，目前(2001年底)全市機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)120多萬輛，其中出租車約4.2萬輛。除此之外，還有40多萬量的助動(dòng)車和600多萬輛的自行車。車輛出行頻繁，道路交通量很大，高峰時(shí)段中心區(qū)平均行程車速僅1015公里/小時(shí)；一些區(qū)域的交通飽和度已經(jīng)接近甚至超過1.0，交通阻塞十分嚴(yán)重，道路交通所面臨的主要問題依然突出：結(jié)構(gòu)問題：結(jié)構(gòu)不良、節(jié)點(diǎn)不暢。體現(xiàn)在路網(wǎng)容量不夠、密度不均衡；次干道數(shù)量不足，比例失調(diào)；高架射線接入方式不良，交通沖擊集中；主要交叉口擁擠嚴(yán)重，過江通道嚴(yán)重不足。“東西不暢、南北不通”的格局尚未得到根本改善。n 高架道路交通已經(jīng)飽

3、和。高架道路約71公里承擔(dān)了市中心汽車交通35%左右，內(nèi)環(huán)線6個(gè)路段12個(gè)小時(shí)兩個(gè)車道單向斷面流量超過36000輛，7個(gè)路段南北高架12小時(shí)三個(gè)車道單向斷面流量超過45000輛，延中立交高峰小時(shí)流量16000輛，高架道路的擁擠對全市的交通影響是全局性的。n 內(nèi)外環(huán)線之間路網(wǎng)密度低、結(jié)構(gòu)不健全、可達(dá)性差、交通過于集中，造成車輛繞行現(xiàn)象嚴(yán)重，抑制了人們從內(nèi)環(huán)線內(nèi)向內(nèi)外環(huán)線之間遷移的意愿，也不能滿足今后發(fā)展的需要。n 隨著浦東地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與浦西的經(jīng)濟(jì)交往更加密切，目前過江交通處于全面飽和（甚至超飽和）狀態(tài)。頻繁的剎車、啟動(dòng)誘發(fā)了大量的交通事故，進(jìn)而影響了設(shè)施的通行能力。過江交通的嚴(yán)重?fù)頂D已經(jīng)對過

4、江設(shè)施兩端路網(wǎng)的交通狀況產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。過江通道不足是造成這種現(xiàn)象的主要原因。 功能問題：功能混雜、定位不準(zhǔn)；人車爭道、機(jī)非混行。體現(xiàn)在外部交通接入隨意，短距離出行使用快速交通；道路斷面設(shè)計(jì)雷同，造成主干道路承擔(dān)著次干道路乃至支路的功能。 管理問題：觀念滯后、手段不足。路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性、功能性問題客觀上造成了交通管理上的困難；交通管理缺少系統(tǒng)性、統(tǒng)一性和預(yù)見性，難以有效地疏導(dǎo)交通。交通設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和管理的一致性不夠，專業(yè)部門各自為政，相互之間缺乏協(xié)調(diào)。對單體工程的考慮較多；道路網(wǎng)絡(luò)化整體建設(shè)及交通管理（包括信號控制、標(biāo)志、標(biāo)線）的系統(tǒng)性和預(yù)示性不夠；停車資源利用率低下，路邊停車又占用了寶貴的

5、道路資源；動(dòng)態(tài)交通管理的觀念比較滯后、手段不足、系統(tǒng)覆蓋面小，多個(gè)部門的管理客觀上抑制了綜合交通管理系統(tǒng)的統(tǒng)一性。為了解決交通面臨的問題，本市正在實(shí)施新一輪的包括ITS技術(shù)在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃。在今后5年內(nèi)，將大力建設(shè)海港、航空港和浦東鐵路，建成總長300公里的軌道交通網(wǎng)和650公里的高速公路網(wǎng)，建成20條越江通道，完成中環(huán)線建設(shè)，形成三環(huán)十射的快速路網(wǎng)，進(jìn)行滬崇蘇越江工程建設(shè)和客運(yùn)交通換乘樞紐建設(shè)。同時(shí)，實(shí)施交通信息化工程和ITS系統(tǒng)。這些宏偉的建設(shè)必將大大改善本市的交通狀況。二、ITS研發(fā)和應(yīng)用基礎(chǔ)為了改善本市的交通狀況，除了修建大量的基礎(chǔ)設(shè)施外，還十分重視信息技術(shù)的采用，組織研發(fā)了相關(guān)

6、的應(yīng)用技術(shù)，積累了較好的基礎(chǔ)。1、 研究基礎(chǔ)本市采用高新技術(shù)改善交通狀況的嘗試已有近20年的時(shí)間，經(jīng)歷了導(dǎo)入階段、課題研究階段和系統(tǒng)化研究三個(gè)階段，取得了一定的成果，也積累了一定的研究、開發(fā)和項(xiàng)目組織實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。這些研究涉及了ITS的許多方面，目前的技術(shù)狀況如下。l 上海ITS體系結(jié)構(gòu)ITS的開發(fā)和應(yīng)用是一個(gè)涉及到諸多方面的系統(tǒng)工程，任何孤立的技術(shù)都難以發(fā)揮預(yù)期的效果。為了使上海市的ITS研究和開發(fā)形成一個(gè)整體，上海市科委立項(xiàng)進(jìn)行了“上海市智能交通系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的研究”、“上海市智能交通系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃及可行性研究”和“上海城市交通管理信息化規(guī)劃”的課題研究，為制定上海智能交通系統(tǒng)研究和發(fā)展的提供技術(shù)

7、框架，并逐漸形成一個(gè)指導(dǎo)性的文件。這些研究在大量收集國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，對上海ITS的基本框架提出了初步的建議；這些課題的第一輪研究已基本完成。l 交通管理與交通信息系統(tǒng)結(jié)合澳大利亞SCAT系統(tǒng)的引進(jìn)和消化，本市開展了交通管理系統(tǒng)的研究。七五期間，我市參加了國家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“城市交通信號控制技術(shù)”的研究，研發(fā)適合中國交通特點(diǎn)的自適應(yīng)交通信號控制試驗(yàn)系統(tǒng)。八五期間，上海市科委立項(xiàng)進(jìn)行了“上海城市交通誘導(dǎo)信息系統(tǒng)”的研究，結(jié)合上海交通的特點(diǎn)，研制了一個(gè)包括交通信息處理、數(shù)據(jù)傳輸和動(dòng)態(tài)信息標(biāo)志的完整系統(tǒng)，建立了交通信息廣播臺(tái)。結(jié)合滬嘉、滬寧和莘松（滬杭）高速公路以及南浦大橋、延安路隧道等

8、大型橋隧工程，進(jìn)行了城市交通管理策略的研究。上海的“申”字形高架道路系統(tǒng)建成后，形成了復(fù)雜的高架道路網(wǎng)，市科委資助了“上?？焖俾肪W(wǎng)交通監(jiān)控與不停車收費(fèi)技術(shù)的研究”課題，與此配套，市建委資助了“上海市高架道路交通監(jiān)控方案的研究”課題。上海市教委還資助了“交通信息的采集、分析和發(fā)布技術(shù)的研究”課題。這幾個(gè)課題的核心研究內(nèi)容已基本完成，我市將立項(xiàng)實(shí)施。這些項(xiàng)目的完成，將會(huì)形成ITS應(yīng)用系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，并為綜合交通信息系統(tǒng)的實(shí)施提供很好的條件。l 公交調(diào)度與服務(wù)系統(tǒng)在科委的支持下，本市先后進(jìn)行了“公安特種車輛應(yīng)用GPS的技術(shù)與應(yīng)用研究”，以保障特種車輛的安全；進(jìn)行了“出租汽車GPS交通管理網(wǎng)研究與應(yīng)用

9、”，目前我市裝備了GPS的各種車輛已達(dá)數(shù)千輛，這對管理部門及時(shí)了解道路交通狀況是十分有益的；進(jìn)行了“公交路網(wǎng)查詢系統(tǒng)的研究”，該系統(tǒng)可為人們的公交出行提供查詢服務(wù)，方便了公眾的出行；開發(fā)了“公交電子站牌和信息服務(wù)系統(tǒng)”系統(tǒng)，該系統(tǒng)已在上海部分地區(qū)投入了使用，大大方便了公交出行者。l 車內(nèi)自主導(dǎo)行系統(tǒng)（CNS）市科委曾組織了本市6家單位聯(lián)合攻關(guān)，研制了車內(nèi)自主導(dǎo)航（CNS）系統(tǒng)。該課題對應(yīng)用CNS的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，提出了解決方案，研制了樣機(jī)，進(jìn)行了CNS的系統(tǒng)化試驗(yàn)。該研究課題已經(jīng)完成，目前正在與上海汽車集團(tuán)總公司一起，研究產(chǎn)品中試和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)事宜。l 城市基礎(chǔ)設(shè)施地理信息系統(tǒng)除交通信息系統(tǒng)

10、外，地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市管理的許多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。因此，本市有關(guān)部門正在進(jìn)行城市基礎(chǔ)設(shè)施地理信息系統(tǒng)的研究工作。l 城市快速道路網(wǎng)監(jiān)控和收費(fèi)方案為了實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、高效的交通管理和收費(fèi)系統(tǒng)，本市進(jìn)行了快速路網(wǎng)交通見空方案和連網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)的研究，制定了可以操作的方案。l 上海市中心區(qū)擁擠收費(fèi)可行性研究為了管理中心區(qū)道路的交通需求，本市開展了城市中心區(qū)擁擠收費(fèi)方案和技術(shù)的研究。根據(jù)研究的成果，本市將在適當(dāng)時(shí)機(jī)實(shí)施擁擠收費(fèi)系統(tǒng)。2、 應(yīng)用基礎(chǔ)在進(jìn)行課題研究的同時(shí)，上海實(shí)際上也已經(jīng)積累了較多的實(shí)際應(yīng)用案例。包括SCAT在內(nèi)，已經(jīng)建立并投入使用的交通監(jiān)控中心達(dá)18個(gè)。這些監(jiān)控中心建設(shè)于不同時(shí)期，從

11、今天的觀點(diǎn)來看，功能比較簡單，不能很好地滿足交通管理的要求，但這些系統(tǒng)的建設(shè)和使用，在為我們提供了部分良好的基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，也積累了較多的經(jīng)驗(yàn)。目前，根據(jù)“上海市高架道路交通監(jiān)控方案的研究”課題的研究成果，即將對上海的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行軟件和硬件的改造、擴(kuò)充，建成滿足ITS要求的ITI。已經(jīng)投入使用的其他系統(tǒng)有：公交路線查詢系統(tǒng)，公交電子站牌和信息服務(wù)系統(tǒng)，出租車輛GPS調(diào)度與管理系統(tǒng)，公安車輛GPS指揮系統(tǒng)，特殊車輛GPS跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)以及智能公交卡系統(tǒng)等。其中公安車輛GPS指揮系統(tǒng)的使用使110警車到達(dá)現(xiàn)場的時(shí)間由原來的8分鐘減少為3分鐘。3、 研發(fā)隊(duì)伍在ITS領(lǐng)域，本市擁有居于國內(nèi)前列的、十分雄

12、厚的研發(fā)隊(duì)伍，有多所高等院校、研究所和一大批相關(guān)的公司。通過多年的ITS研發(fā)實(shí)踐，形成了一批經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)隊(duì)伍和眾多的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體。綜上所述，以前的研究和實(shí)踐已經(jīng)做出了較大的貢獻(xiàn)，為ITS進(jìn)一步的研究和實(shí)施提供了良好的基礎(chǔ)和技術(shù)準(zhǔn)備：在交通領(lǐng)域引入了IT技術(shù)并進(jìn)行了初步的實(shí)際應(yīng)用，使本市的科技人員掌握了相關(guān)的先進(jìn)知識，培養(yǎng)了一批技術(shù)隊(duì)伍；對具體技術(shù)進(jìn)行了研究、開發(fā)和試點(diǎn)，試點(diǎn)結(jié)果表明了系統(tǒng)的先進(jìn)性和有效性，證明了在上海實(shí)施ITS的技術(shù)可行性；一些技術(shù)已實(shí)際使用，一些技術(shù)已形成了產(chǎn)品或產(chǎn)品雛形（樣機(jī)），完成了新一輪的ITS實(shí)施規(guī)劃，為全面實(shí)施做好了準(zhǔn)備。不過，ITS本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有

13、在既有成果的基礎(chǔ)上做好規(guī)劃，進(jìn)行集成應(yīng)用，才能發(fā)揮其疏解交通的作用。三、本市交通問題的ITS對策采用ITS技術(shù)解決交通問題是我們堅(jiān)定不移的選擇，經(jīng)過幾年的研究和醞釀，我們已經(jīng)制訂了計(jì)劃，分布落實(shí)ITS相關(guān)的工程措施，形成本市的ITS系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下。1、地面主要道路智能交通管理系統(tǒng)本市的地面道路是一個(gè)十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，交通狀況十分復(fù)雜。為了改善本市的交通狀況，交警總隊(duì)已在全市2000多個(gè)主要交叉口安裝了交通控制信號燈，并采用了澳大利亞的SCATS交通管理系統(tǒng)進(jìn)行信號燈的管理。SCATS系統(tǒng)已使用多年，已到了更新的時(shí)間，并且SCATS系統(tǒng)不是一個(gè)開放式系統(tǒng)，無法增加功能以滿足現(xiàn)代交通管理的需求，

14、甚至不能做到信息共享和信息交換。另一方面，在監(jiān)察違章車輛方面也缺少必要的現(xiàn)代手段。通過自主開發(fā)將目前的SCATS系統(tǒng)更新升級為現(xiàn)代交通管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集、匯集全市主要地面道路的交通信息，具有與高架道路（市政局）、城交局進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交流的能力，實(shí)現(xiàn)地面交通信息的多媒體實(shí)時(shí)發(fā)布（電視、廣播、可變信息板、交通信息亭、互聯(lián)網(wǎng)等）。在建成具有現(xiàn)代交通管理能力的示范小區(qū)的基礎(chǔ)上，逐步在全市推廣應(yīng)用。2、快速道路系統(tǒng)的智能交通管理工程高架道路系統(tǒng)是本市交通的快速道路系統(tǒng)，是生命線系統(tǒng)，承擔(dān)著大量的交通量。申字形高架完成以后，由原來內(nèi)環(huán)線的一環(huán)變?yōu)榫怒h(huán)，形成了國際上罕見的高架道路網(wǎng)，實(shí)施現(xiàn)代交通管理系統(tǒng)十

15、分必要，刻不容緩。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的交通信息采集，具有與交巡警總隊(duì)、城市交通管理局進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交流的能力，實(shí)現(xiàn)交通信息的匯集、整合和多媒體實(shí)時(shí)發(fā)布（電視、廣播、可變信息板、交通信息亭、互聯(lián)網(wǎng)等），進(jìn)行智能交通誘導(dǎo)，交通管理和信息服務(wù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。實(shí)現(xiàn)南浦大橋的實(shí)時(shí)交通信息采集，具有與市管處、交巡警總隊(duì)、城市交通管理局進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交流的能力，實(shí)現(xiàn)交通信息的多媒體實(shí)時(shí)發(fā)布（電視、廣播、可變信息板、交通信息亭、互聯(lián)網(wǎng)等）。實(shí)現(xiàn)延安路隧道的實(shí)時(shí)交通信息采集和事故場景再現(xiàn)，具有與市管處、交巡警總隊(duì)、城市交通管理局進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交流的能力，實(shí)現(xiàn)交通信息的多媒體實(shí)時(shí)發(fā)布（電視、廣播、可變信息板、交通信息亭、互

16、聯(lián)網(wǎng)等）。制訂上海高速公路網(wǎng)的交通管理規(guī)劃和收費(fèi)實(shí)施方案；進(jìn)行外環(huán)線交通管理研究，并初步實(shí)施高速公路的管理。3、公交/出租車輛交通信息化管理工程目前，本市共有在冊出租車輛42000輛。與社會(huì)車輛相比，出租汽車的日運(yùn)行里程要大得多。另一方面，本市的運(yùn)營公交車輛有18000輛，是本市居民日常交通的主要手段。改善了公交的服務(wù)水平，就方便了對千家萬戶居民的出行。與其他交通行業(yè)類似，公交管理的信息化水平也處于初級階段。通過實(shí)施公交/出租車輛交通信息化管理工程，可使相關(guān)線路公交運(yùn)營準(zhǔn)點(diǎn)率大大提高，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營管理的智能化；實(shí)現(xiàn)出租車與管理中心的雙向信息交流，使出租車電話叫車服務(wù)水平達(dá)到國際水準(zhǔn)，使出租車預(yù)定率

17、大大提高。上述的幾個(gè)方面是一個(gè)有機(jī)的整體。通過這三個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)，可以形成上海ITS的主體框架。三個(gè)項(xiàng)目的有機(jī)聯(lián)系如圖1所示。四、ITS信息平臺(tái)的建立如前所述，上海在交通領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了一個(gè)較為漫長的時(shí)間，形成了許多孤立的系統(tǒng)。這些孤立的系統(tǒng)未能組成一個(gè)統(tǒng)一的交通信息平臺(tái)。在這種場合，采用更合適的技術(shù)和組織機(jī)構(gòu)對于建立統(tǒng)一的交通信息平臺(tái)是非常必市政工程管理處：先進(jìn)的高架道路管理系統(tǒng)高架道路實(shí)時(shí)交通狀況，交通事件、氣候等信息。公安局交警總隊(duì)：先進(jìn)的地面交通管理系統(tǒng)地面實(shí)時(shí)交通信息，施工、事件、臨時(shí)管制信息等出租車GPS信息（地面、高架），公交GPS信息城市交通管理局：先進(jìn)的出租、公交和停

18、車管理系統(tǒng)上海市橋隧公司：南浦大橋管理系統(tǒng)延安路隧道管理所：隧道管理系統(tǒng)南浦大橋?qū)崟r(shí)交通狀況隧道實(shí)時(shí)交通狀況公路處：高速公路管理高速公路信息圖1 不同系統(tǒng)之間的關(guān)系要的，甚至是非常關(guān)鍵的，這對我們也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。1、 交通信息平臺(tái)的組成實(shí)際上，交通信息平臺(tái)不僅僅是一個(gè)技術(shù)問題，還包括重要的管理要素。一個(gè)完整的交通信息平臺(tái)由三部分組成，即交通信息管理的軟件平臺(tái)、交通信息采集、通訊的硬件平臺(tái)和某種形式的交通信息管理機(jī)構(gòu)/管理協(xié)議。硬件平臺(tái)負(fù)責(zé)交通信息的采集，其基本技術(shù)特性是數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)娜?、迅速、可靠；軟件平臺(tái)的作用是初步分析所采集的原始交通信息，整合不同來源的交通信息，以適當(dāng)?shù)?、直觀的方式表達(dá)這些信息，并及時(shí)地發(fā)布這些信息。交通信息管理機(jī)構(gòu)或管理協(xié)議則是交通信息軟硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)，是平臺(tái)的平臺(tái)，其作用是維持交通信息系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證軟硬件平臺(tái)的完好與正常，并按照既定的原則、規(guī)程操作、管理這個(gè)平臺(tái)，確保其起到一個(gè)完整系統(tǒng)的作用。交通信息平臺(tái)三部分組成之間的關(guān)系如圖2所示。硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)的正常運(yùn)營恰當(dāng)?shù)墓芾頇C(jī)構(gòu)或管理協(xié)議圖2 交通信息平臺(tái)的組成及其相互關(guān)系2、 信息平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與建立原則根據(jù)交通信息平臺(tái)的技術(shù)需求和上海的現(xiàn)實(shí)狀況，初步擬訂了一個(gè)適合上海的交通信息平臺(tái)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。圖3所示的是一個(gè)具有兩級結(jié)構(gòu)的信息平臺(tái)，可以采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)，也可以采用集中式技術(shù)實(shí)現(xiàn)