上海交通现状及其ITS对策

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date上海交通现状及其ITS对策上海的交通问题和ITS对策上海的交通现状及其ITS对策上海市科学技术委员会社会发展处 马兴发一、上海交通的现状上海是一个具有悠久历史的特大城市。由于历史的原因，上海的交通设施没有一个合理有序的宏观布局，城区建筑密集，没有足够的交通空间。改革开放前的几十年时间里，上海城市基础设施的建设速度缓慢，交通基础设施严重不足，交通阻塞现象严重，严重制约了

2、经济的发展。为了尽快改善本市的交通状况，改革开放以来，特别是1992年以来，本市的交通设施建设有了很大的发展，在修建了中国大陆第一条高速公路-沪嘉高速公路后，又先后建成了南铺大桥、杨铺大桥、高架道路系统，并初步形成了高速公路网。经过十多年发展，本市的道路建设取得了辉煌的成就，道路网络有了很大改善，但由于经济发展速度较快，机动车的数量增长很快，目前(2001年底)全市机动车保有量已达120多万辆，其中出租车约4.2万辆。除此之外，还有40多万量的助动车和600多万辆的自行车。车辆出行频繁，道路交通量很大，高峰时段中心区平均行程车速仅1015公里/小时；一些区域的交通饱和度已经接近甚至超过1.0，

3、交通阻塞十分严重，道路交通所面临的主要问题依然突出：结构问题：结构不良、节点不畅。体现在路网容量不够、密度不均衡；次干道数量不足，比例失调；高架射线接入方式不良，交通冲击集中；主要交叉口拥挤严重，过江通道严重不足。“东西不畅、南北不通”的格局尚未得到根本改善。n 高架道路交通已经饱和。高架道路约71公里承担了市中心汽车交通35%左右，内环线6个路段12个小时两个车道单向断面流量超过36000辆，7个路段南北高架12小时三个车道单向断面流量超过45000辆，延中立交高峰小时流量16000辆，高架道路的拥挤对全市的交通影响是全局性的。n 内外环线之间路网密度低、结构不健全、可达性差、交通过于集中，

4、造成车辆绕行现象严重，抑制了人们从内环线内向内外环线之间迁移的意愿，也不能满足今后发展的需要。n 随着浦东地区经济的发展，与浦西的经济交往更加密切，目前过江交通处于全面饱和（甚至超饱和）状态。频繁的刹车、启动诱发了大量的交通事故，进而影响了设施的通行能力。过江交通的严重拥挤已经对过江设施两端路网的交通状况产生了严重的影响。过江通道不足是造成这种现象的主要原因。 功能问题：功能混杂、定位不准；人车争道、机非混行。体现在外部交通接入随意，短距离出行使用快速交通；道路断面设计雷同，造成主干道路承担着次干道路乃至支路的功能。 管理问题：观念滞后、手段不足。路网的结构性、功能性问题客观上造成了交通管理上

5、的困难；交通管理缺少系统性、统一性和预见性，难以有效地疏导交通。交通设施的规划、建设和管理的一致性不够，专业部门各自为政，相互之间缺乏协调。对单体工程的考虑较多；道路网络化整体建设及交通管理（包括信号控制、标志、标线）的系统性和预示性不够；停车资源利用率低下，路边停车又占用了宝贵的道路资源；动态交通管理的观念比较滞后、手段不足、系统覆盖面小，多个部门的管理客观上抑制了综合交通管理系统的统一性。为了解决交通面临的问题，本市正在实施新一轮的包括ITS技术在内的基础设施建设计划。在今后5年内，将大力建设海港、航空港和浦东铁路，建成总长300公里的轨道交通网和650公里的高速公路网，建成20条越江通道

6、，完成中环线建设，形成三环十射的快速路网，进行沪崇苏越江工程建设和客运交通换乘枢纽建设。同时，实施交通信息化工程和ITS系统。这些宏伟的建设必将大大改善本市的交通状况。二、ITS研发和应用基础为了改善本市的交通状况，除了修建大量的基础设施外，还十分重视信息技术的采用，组织研发了相关的应用技术，积累了较好的基础。1、 研究基础本市采用高新技术改善交通状况的尝试已有近20年的时间，经历了导入阶段、课题研究阶段和系统化研究三个阶段，取得了一定的成果，也积累了一定的研究、开发和项目组织实施经验。这些研究涉及了ITS的许多方面，目前的技术状况如下。l 上海ITS体系结构ITS的开发和应用是一个涉及到诸多

7、方面的系统工程，任何孤立的技术都难以发挥预期的效果。为了使上海市的ITS研究和开发形成一个整体，上海市科委立项进行了“上海市智能交通系统体系结构的研究”、“上海市智能交通系统发展计划及可行性研究”和“上海城市交通管理信息化规划”的课题研究，为制定上海智能交通系统研究和发展的提供技术框架，并逐渐形成一个指导性的文件。这些研究在大量收集国内外研究成果的基础上，对上海ITS的基本框架提出了初步的建议；这些课题的第一轮研究已基本完成。l 交通管理与交通信息系统结合澳大利亚SCAT系统的引进和消化，本市开展了交通管理系统的研究。七五期间，我市参加了国家“七五”科技攻关项目“城市交通信号控制技术”的研究，

8、研发适合中国交通特点的自适应交通信号控制试验系统。八五期间，上海市科委立项进行了“上海城市交通诱导信息系统”的研究，结合上海交通的特点，研制了一个包括交通信息处理、数据传输和动态信息标志的完整系统，建立了交通信息广播台。结合沪嘉、沪宁和莘松（沪杭）高速公路以及南浦大桥、延安路隧道等大型桥隧工程，进行了城市交通管理策略的研究。上海的“申”字形高架道路系统建成后，形成了复杂的高架道路网，市科委资助了“上海快速路网交通监控与不停车收费技术的研究”课题，与此配套，市建委资助了“上海市高架道路交通监控方案的研究”课题。上海市教委还资助了“交通信息的采集、分析和发布技术的研究”课题。这几个课题的核心研究内

9、容已基本完成，我市将立项实施。这些项目的完成，将会形成ITS应用系统的支持系统，并为综合交通信息系统的实施提供很好的条件。l 公交调度与服务系统在科委的支持下，本市先后进行了“公安特种车辆应用GPS的技术与应用研究”，以保障特种车辆的安全；进行了“出租汽车GPS交通管理网研究与应用”，目前我市装备了GPS的各种车辆已达数千辆，这对管理部门及时了解道路交通状况是十分有益的；进行了“公交路网查询系统的研究”，该系统可为人们的公交出行提供查询服务，方便了公众的出行；开发了“公交电子站牌和信息服务系统”系统，该系统已在上海部分地区投入了使用，大大方便了公交出行者。l 车内自主导行系统（CNS）市科委曾

10、组织了本市6家单位联合攻关，研制了车内自主导航（CNS）系统。该课题对应用CNS的关键问题进行了研究，提出了解决方案，研制了样机，进行了CNS的系统化试验。该研究课题已经完成，目前正在与上海汽车集团总公司一起，研究产品中试和产业化开发事宜。l 城市基础设施地理信息系统除交通信息系统外，地理信息系统（GIS）在城市管理的许多领域中都有广泛的应用。因此，本市有关部门正在进行城市基础设施地理信息系统的研究工作。l 城市快速道路网监控和收费方案为了实现统一、高效的交通管理和收费系统，本市进行了快速路网交通见空方案和连网收费技术的研究，制定了可以操作的方案。l 上海市中心区拥挤收费可行性研究为了管理中心

11、区道路的交通需求，本市开展了城市中心区拥挤收费方案和技术的研究。根据研究的成果，本市将在适当时机实施拥挤收费系统。2、 应用基础在进行课题研究的同时，上海实际上也已经积累了较多的实际应用案例。包括SCAT在内，已经建立并投入使用的交通监控中心达18个。这些监控中心建设于不同时期，从今天的观点来看，功能比较简单，不能很好地满足交通管理的要求，但这些系统的建设和使用，在为我们提供了部分良好的基础设施的同时，也积累了较多的经验。目前，根据“上海市高架道路交通监控方案的研究”课题的研究成果，即将对上海的监控系统进行软件和硬件的改造、扩充，建成满足ITS要求的ITI。已经投入使用的其他系统有：公交路线查

12、询系统，公交电子站牌和信息服务系统，出租车辆GPS调度与管理系统，公安车辆GPS指挥系统，特殊车辆GPS跟踪监视系统以及智能公交卡系统等。其中公安车辆GPS指挥系统的使用使110警车到达现场的时间由原来的8分钟减少为3分钟。3、 研发队伍在ITS领域，本市拥有居于国内前列的、十分雄厚的研发队伍，有多所高等院校、研究所和一大批相关的公司。通过多年的ITS研发实践，形成了一批经验丰富的研发队伍和众多的产学研联合体。综上所述，以前的研究和实践已经做出了较大的贡献，为ITS进一步的研究和实施提供了良好的基础和技术准备：在交通领域引入了IT技术并进行了初步的实际应用，使本市的科技人员掌握了相关的先进知识

13、，培养了一批技术队伍；对具体技术进行了研究、开发和试点，试点结果表明了系统的先进性和有效性，证明了在上海实施ITS的技术可行性；一些技术已实际使用，一些技术已形成了产品或产品雏形（样机），完成了新一轮的ITS实施规划，为全面实施做好了准备。不过，ITS本身是一个复杂的系统工程，只有在既有成果的基础上做好规划，进行集成应用，才能发挥其疏解交通的作用。三、本市交通问题的ITS对策采用ITS技术解决交通问题是我们坚定不移的选择，经过几年的研究和酝酿，我们已经制订了计划，分布落实ITS相关的工程措施，形成本市的ITS系统。主要内容如下。1、地面主要道路智能交通管理系统本市的地面道路是一个十分庞大的网络

14、，交通状况十分复杂。为了改善本市的交通状况，交警总队已在全市2000多个主要交叉口安装了交通控制信号灯，并采用了澳大利亚的SCATS交通管理系统进行信号灯的管理。SCATS系统已使用多年，已到了更新的时间，并且SCATS系统不是一个开放式系统，无法增加功能以满足现代交通管理的需求，甚至不能做到信息共享和信息交换。另一方面，在监察违章车辆方面也缺少必要的现代手段。通过自主开发将目前的SCATS系统更新升级为现代交通管理系统，能够实时采集、汇集全市主要地面道路的交通信息，具有与高架道路（市政局）、城交局进行实时信息交流的能力，实现地面交通信息的多媒体实时发布（电视、广播、可变信息板、交通信息亭、互

15、联网等）。在建成具有现代交通管理能力的示范小区的基础上，逐步在全市推广应用。2、快速道路系统的智能交通管理工程高架道路系统是本市交通的快速道路系统，是生命线系统，承担着大量的交通量。申字形高架完成以后，由原来内环线的一环变为九环，形成了国际上罕见的高架道路网，实施现代交通管理系统十分必要，刻不容缓。实现实时的交通信息采集，具有与交巡警总队、城市交通管理局进行实时信息交流的能力，实现交通信息的汇集、整合和多媒体实时发布（电视、广播、可变信息板、交通信息亭、互联网等），进行智能交通诱导，交通管理和信息服务水平达到国际先进水平。实现南浦大桥的实时交通信息采集，具有与市管处、交巡警总队、城市交通管理局

16、进行实时信息交流的能力，实现交通信息的多媒体实时发布（电视、广播、可变信息板、交通信息亭、互联网等）。实现延安路隧道的实时交通信息采集和事故场景再现，具有与市管处、交巡警总队、城市交通管理局进行实时信息交流的能力，实现交通信息的多媒体实时发布（电视、广播、可变信息板、交通信息亭、互联网等）。制订上海高速公路网的交通管理规划和收费实施方案；进行外环线交通管理研究，并初步实施高速公路的管理。3、公交/出租车辆交通信息化管理工程目前，本市共有在册出租车辆42000辆。与社会车辆相比，出租汽车的日运行里程要大得多。另一方面，本市的运营公交车辆有18000辆，是本市居民日常交通的主要手段。改善了公交的服

17、务水平，就方便了对千家万户居民的出行。与其他交通行业类似，公交管理的信息化水平也处于初级阶段。通过实施公交/出租车辆交通信息化管理工程，可使相关线路公交运营准点率大大提高，实现运营管理的智能化；实现出租车与管理中心的双向信息交流，使出租车电话叫车服务水平达到国际水准，使出租车预定率大大提高。上述的几个方面是一个有机的整体。通过这三个项目的建设，可以形成上海ITS的主体框架。三个项目的有机联系如图1所示。四、ITS信息平台的建立如前所述，上海在交通领域应用信息技术已经经过了一个较为漫长的时间，形成了许多孤立的系统。这些孤立的系统未能组成一个统一的交通信息平台。在这种场合，采用更合适的技术和组织机

18、构对于建立统一的交通信息平台是非常必市政工程管理处：先进的高架道路管理系统高架道路实时交通状况，交通事件、气候等信息。公安局交警总队：先进的地面交通管理系统地面实时交通信息，施工、事件、临时管制信息等出租车GPS信息（地面、高架），公交GPS信息城市交通管理局：先进的出租、公交和停车管理系统上海市桥隧公司：南浦大桥管理系统延安路隧道管理所：隧道管理系统南浦大桥实时交通状况隧道实时交通状况公路处：高速公路管理高速公路信息图1 不同系统之间的关系要的，甚至是非常关键的，这对我们也是一个很大的挑战。1、 交通信息平台的组成实际上，交通信息平台不仅仅是一个技术问题，还包括重要的管理要素。一个完整的交通

19、信息平台由三部分组成，即交通信息管理的软件平台、交通信息采集、通讯的硬件平台和某种形式的交通信息管理机构/管理协议。硬件平台负责交通信息的采集，其基本技术特性是数据采集和传输的全息、迅速、可靠；软件平台的作用是初步分析所采集的原始交通信息，整合不同来源的交通信息，以适当的、直观的方式表达这些信息，并及时地发布这些信息。交通信息管理机构或管理协议则是交通信息软硬件平台的基础，是平台的平台，其作用是维持交通信息系统的正常运转，保证软硬件平台的完好与正常，并按照既定的原则、规程操作、管理这个平台，确保其起到一个完整系统的作用。交通信息平台三部分组成之间的关系如图2所示。硬件系统软件系统系统的正常运营

20、恰当的管理机构或管理协议图2 交通信息平台的组成及其相互关系2、 信息平台的结构与建立原则根据交通信息平台的技术需求和上海的现实状况，初步拟订了一个适合上海的交通信息平台结构，如图3所示。图3所示的是一个具有两级结构的信息平台，可以采用分布式技术实现，也可以采用集中式技术实现，甚至采用混合式技术来实现。这种结构的优点是开放性的结构，适应性强，便于扩充，不会因机构的变化而变化。城市快速道路交通信息平台城市地面道路交通信息平台公交出租信息平台高速公路信息平台节点信息平台上海市统一ITS信息平台一级平台二级平台信息标准图3 交通信息平台的结构根据上海的状况，建议采用“分散采集，按需共享，多级集成，统

21、一发布”的原则。所谓统一发布，是指跨二级平台的信息发布和全市范围内的交通信息发布，对于应用系统的信息发布，则由二级平台负责。3、 交通信息需求与信息交换的层次交通信息的需求与ITS的功能有关。不管是哪类交通信息，在信息交换方面都可有两种策略。一种策略是交换所采集的原始信息，其优点是信息完整，信息量大，其缺点是通讯要求高；另一种策略是按照需求仅交换处理后的信息，其优点是对通讯系统的要求低，缺点是不了解初始信息。根据上海的实际情况，建议采用第二种策略，即按照需要交换处理后的信息，即体现“按需交换、按需共享”的原则。采用这种方法，可以实现跨平台的交通信息共享，适合图3所示二级结构的需要，便于今后系统的扩充、更新或升级的需要。五、结束语采用ITS技术是本市解决交通问题的明智选择。根据本市以往的研究，我们已经研究制订了详细的技术方案和实施计划，并将从今年开始逐步实施。相信在不远的将来，我们就能够体验到ITS的美妙效果，我们的交通状况也会有明显改善。同时，我们也应该看到，ITS也不是万能的。我们应该多管齐下，才能保持本市交通的可持续发展。-