第I卷 第2期
2001年 5月
交通运输系统工程与信息 Vol.
MayJournal of Communication and Transportation Systems Engineering and Information No.:2001
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智能交通发展与技
-.
综 合 智 能 交 通 系统 分 析
宁 滨
(北方交通大学，北京 100044)
摘要: 从未来世界的三大流，即人流、物流和数据流的角度出发，提出了综合智能文通系统的
概念.综合智能交通系统进一步可分为城市智能交通系统和区域智能交通系统两个子系统.换
言之，一个国家或一个地区的综合智能交通系统是由若干个城市智能交通系统和区域智能交通
系统构成的.文章描述了两个子系统的基本构成.
关扭词: 交通;智能控制奋信息化
中图分类号: U1
Analysis of Comprehensive Intelligent Transportation Systems
NING Bin
(Northern Jiaotong University, Beijing 100044, China)
Abstract: The concept of the Comprehensive Intelligent Transportration System (CITS) is
put forward in the paper from the view of point of the three flows: Passenger Flow, Good Flow
and Data Flow on the Globe in the future. CITS can be further divided into the two
subsystems; City Intelligent Transportation System and District Intelligent Transportation
System. In other words, The CITS of a country or an area is consists of several subsystems.
The paper describes the fundamental configuration of the two subsystems.
Keywords: transportation; intelligent control; information
CLC number Ul
1 丽 百
人类文明的发展与交通有着密切的联系.
未来社会的发展与交通的关系将更为密切.从
某种意义上讲，未来世界将建立在现代智能交通
的基础上.智能交通并非传统意义上的交通，而
是广义的交通，它包括人、物和数据的位移.未
来的世界，无论是城市，还是一个区域，均是在数
据流的支持下，人流和物流实现有序可控的流
动Cal智能交通系统首先是一个可持续发展系
统.同时，在市场经济的条件下，它必须符合市
场经济的规律，是一个经济合理的系统.当然，
它也必须具备传统交通系统的基本要求，如快
捷、安全和舒适等.因而，无论对旧城市的改造，
或对一个新城市的规划，还是对一个区域经济战
略的研究和规划，都离不开交通的规划.这里提
出的综合智能交通的概念具有重要的意义，
由于城市交通具有的独特性，将综合智能交
通系统可以分为城市智能交通系统和区域智能
交通系统两大类.在城市智能交通系统中，主要
考虑城区和郊区的旅客流和物流如何合理规划
和布局.在区域智能交通系统中，主要考虑整个
区域，包括在该区域中的城市之间的客流和物流
的合理组织.城市的发展规划，区域的战略发
展，规划，都与综合智能交通系统有关.作为城
市和区域发展的基础，开始规划和实施综合智能
交通系统，具有战略的意义.
2 综合智能交通系统的概念
综合智能交通系统，是对一个城市，或一个区
域的客流，物流和数据流作为一个整体来考虑的
收稿日期 2000-01-15
宁 滨:教授，副校长
第2期 综合智能交通系统分析 109
系统.它将微电子技术，计算机技术，现代通信技
术，包括移动通信技术，自动控制技术等现代高新
技术用于交通运输领域，以实现客流和物流，在数
据流的支持下，经济，快速，安全，舒适，合理的有
序流动.数据流是综合智能交通系统的基础.
O-D流的调查和分析，是综合智能交通系
统规划和设计的第一步.根据一个城市或区域
的经济发展战略研究，资源分布，居民区分布，商
业区的布局，工业区的分布等情况，首先掌握该
城市或区域客流和物流的总体需求规律.并能
预测未来发展的需求.在此基础上，可以根据地
域特点，如山区、沿海、内河区域等，来进行不同
交通模式的分配.如航空、水运、公路、铁路以及
管道的合理分工与分配，进行技术经济分析，以
确定方案.对城市来讲，要考虑火车站、机场、码
头和港口、长途汽车站、公共汽车、地铁和轻轨、
出祖车等的布局和分工.
对于区域和城市，当客流和物流的当前需求
和未来预侧确定以后，各种交通模式的合理配置
完成以后，就可以进行道路，线路，航道以及航线
(空运)的规划，勘测和设计 这是传统的交通系
统建设也需要进行(fjW*:但对综分智能交通
系统来讲，在这个时刻，必须同时考虑支撑这个
综合交通系统的通信网络规划设计(包括固定通
讯网和移动通讯网的设计再这个通讯网必须可
以实时采集交通网上运行的各种交通工产的状
态数据，并把它传输到4 中J李，同时可缪把指
挥中心的指挥控制命令传输到各个在网井辉行
的交通工具· . ‘
要实现综合智能交通系统，除了通讯网以
外，还必须有一个先进的指挥中心.它能实时监
控综合交通网的运行状态.可以对各种致据进
行统计分析，并将结果送到不同的决策甜 _一可
以进行仿真预测.同时，综合智能交通系统要求
各种交通运载工具本身的智能程度也要达到相
应水平.例如，机军了军辆岌飞饥和兔船、汽车(包
括公共汽车、小轿车以及货运汽车等)，可以卖时
定位，测速，发送和接受数据，即可以同指挥中
心，通过通讯网交换数据，援受监托
当综合智能交通系统建成似后，从系统学角
度来分析这个系统，它一定是一个经济合理,飞
省能源，快速便捷，安全正点，有利于环境和生ill
的可持续发展系统.
综合智能交通系统，可以随时根据需求进行
调整 可以实现自动控制和自动运行.例如，对
于航空公司，每天有固定航班，但在圣诞节、奥运
会和世界杯足球赛时期，可以根据需求增加航班
对于铁路和地铁，轻轨系统，它可以按照运行图，
正常情况下，可以由计算机自动组织运行，因特殊
情况，运行图被扰乱，它可以借助专家系统，自动
尽快恢复.当需要增加列车时，它也可以自动生
成新的运行图 飞机的飞行和列车的运行均可以
在指挥中心的控制下，自动飞行和宜动运行，对
城市公共交通系统，由于系统的运行状态被随时
监控，可以由指挥中心，实时调度指挥各种车辆，
以满足随机变化性较大的乘车箱求，对于汽车驾
驶者，它可以借助自动导航系统，随时根据路况，
调整行驶线路，避开交通拥挤和堵塞，节省时间和
能源，提高安全性能，及时到达目的地.
人们可以非常方便和容易获得有关交通网
络的信息.在办公室，在家里，在车站，码头和港
口，在机场的等候场所，借助于计算机终端，借助
于大屏幕，借助于信息查询系统，通过专用线或
因特网，人们可以获得他所褥的有关交通信息·
人们出行前，可以选择他要求的交通工具，并同
时获得时刻表、价目表，进行比较选择，确定以
后，可以方便地预定座位、付款.接客人的人，可
以方便地知道，他所接的客人乘半的列车和飞机
的准确到达a-f n..、在候机室和候车室的旅客，可
以随时知道他要乘的飞机成列车的起飞和开车
时间 在旅行中的旅客，也可以随时知道自己当
时的位置和速度布时到达目的地·如果他需要
换乘其他交通工具，他也可以随时了解到他要换
乘的交通工具的状况 对于货物的发送者，在发
送前，他可以借助于计算机，选择不同的交通方
式，进行性能价格 比较.一旦他确定了交通方
s$ Ags交付货脚始承运者，包括方便的支付
方式.货物交付给承运者以后，他可以随时借助
于让算机，知道他的货物到达何处，何时到达目
的地. 一众 一
目前的交通系统，只曝令涉或局部具有综合
智能交通系统的某些功能，离综合智能交通系统
的目标还有很大的距离，只有按上述的思路对
既有交通系统莱进存改造，才能早日最终建成人
类理想的综合智能交通系统川.
3城市智能交通系统的构成
以上海、伦敦、纽约这类典型的世界级大都
110 交通运输系统工程与信息 2001年 5月
市为例，市区和郊区占地数万平方公里，居住人
口超过千万.都已成为所在国的经济、政治、金
融、商业和文化的中心.同时也是一个区域交通
枢纽.逐步对已有的综合交通系统按综合智能
交通系统进行改造和规划，是将它们建成未来现
代化大都市的关键，以适应21世纪知识经济发
展的需要.
在城市智能交通系统的设计中，将它分为城
区和郊区两部分，第一需要调查清楚城区和郊
区的客流和物流状况，即当前的交通状况.根据
城市的发展规划和经济发展战略、资源、商业、金
融、旅游点布局等，预测十到二十年的客流和物
流发展需求，AAA图1所示，是城市智能交通系统
所必须考虑的交通模式.根据城市街道和道路
的布局，公共汽车系统，地铁和轻轨系统将构成
城区和郊区的公共交通骨架.他们的车站的合
理设置对于系统发挥效益具有重要意义.同时，
根据机场、港口、码头、长途车站、火车站的布局，
考虑各种交通工具换乘的方便衔接，乘客的快速
疏散.出租车作为一种补充交通工具，也必须合
理配置 一般要对出租车总量控制，适度发展.
在一些城市，它也是大的管道运输系统的终端，
该系统也应纳人城市智能交通系统来统一考虑
环城公路的建设与规划，也是一个城市智能
交通系统的主要内容.它既解决客流和物流快速
穿越城区的问题，又要解决城际间高速公路的连
接.环城公路和从市中心出发的放射状道路的合
理组合的设计，是解决城区与它的郊区以及卫星
城交通的关键.
机场、港口、码头、长途车站、火车站的合理设
置，对一个城市的智能交通系统也是至关重要的.
由于历史和地理的原因，已有的这些场所是无法
改变的.但对于新建的，必须统一考虑.对于不
可改变的，要增加措施，以改进其合理性.例如，
增加联络线、通道、传送带等，使其衔接性能增强.
城市智能交通系统中的另一个关键是城市
智能交通系统的控制中心.它可以监控城市的
各种交通工具的运行状况.当然，各种交通工具
都具有一定的智能性.借助于完善的通讯网，每
一个在城市交通网上运行的移动体，如地铁列
车、轻轨列车、公共汽车、出租车等，都可以实时
向控制中心发送它的位置，速度等状态数据，同
时接受来自控制中心的调度命令并执行收到的
命令.车站和机场等场所的等待客流，也在控制
中心的掌握之中，既客流和货流的需求可以随时
掌握.作为它进行调度指挥的基础 从而确保
城市的客货流有序流动.很显然，城市智能交通
系统是建立在信息化Cz7的基础上，它的确是一个
复杂的综合系统.
4 区域智能交通系统的构成
在区域智能交通系统中，包含若干个城市智
能交通系统.城市智能交通系统被视为区域智
能交通系统中的一个点.区域智能交通是研究
这些点之间的客流和物流问题以及这些点所在
的区域综合交通网的规划.它可以是若干城市
组成的一个区域，也可以是一个国家范围内的综
合交通问题，也可以是几个国家组成的一个区域.
座] 巨巫亚亚亘困 巨巫]
城区
郊区
图1 城市智能交通系统构成
第 2期 综合智能交通系统分析 111
未来的理想全球综合交通系统可以是一个系统，
也可以是若干个区域智能交通系统的组合，
图2给出了区域智能交通系统的主要构成.
在所考虑的区域有若干个城市(n).根据该区域
的资源分布，工业布局，人口状况，经济发展战略，
进出口贸易量等，建立它的客流和物流模型.根
据调查统计数据，预测未来30年至50年的客货
流需求.在此基础上，对现有交通状况和该区域
的地理特点进行分析，以确定所含交通模式，例
如，是否有海运?是否有内河运输?是否需要建立
管道运输系统?当前的交通状况下，哪一种交通模
式是瓶颈?各种交通模式，在这个具体的区域，在
当前的运量和未来的运量发展的条件下，如何分
配从系统学上讲是最优的?一般来讲，是用分配模
型来进行分配 模型是用数学的方法，首先根据
多个区域统计数据建立的通用分配模型.
铁路.航空，高速公路.海运.内河运输，管道运输.通信网络
控制中心
图2 区域智能交通系统构成
在交通模式确定以后，就可以进行综合交通
网的规划，勘测和设计.它的主要任务是公路、
铁路和航空线路的规划、设计.例如，从。城至
，城，现有几条铁路、公路和航线，还应增加几
条，如何增加，是扩能，还是建新线.扩能可以满
足几年.的需求，新线可以满足几年需求，要进行
经济分析比较.在线路规划和站点配置时，还要
考虑沿线的经济发展和人口分布
同城市智能交通系统比较，区域智能交通系
统要复杂，覆盖的地域面大，要建设一个专用的
通讯网络，造价太高，一般要尽量利用通用的通
讯网.在通用网瞿盖不到的地方，对它进行完
善.对于新投人使用的载运工具，其一般都装备
了先进的电子系统，如GPS定位系统，无线接受
和发送装备等，可以通过通讯网与控制中心交换
信息 对既有的运载工具，可能存在技术改造问
题.这也是实现区域智能交通系统的前提之一
区域智能交通系统的控制中心，可以是一个，
也可以是多个，因为它覆盖的区域太大.它的主
要功能是对所控制的区域的各种交通运载工具进
行实时监控.该系统投人运行之后，可以达到百
分之九十以上的客流和物流在系统的控制之中.
将随机量控制在百分之十以内，就不会引起低效
率，高能耗，重污染，安全差，拥挤堵塞等现象
5 结束语
综合智能交通系统是21世纪的交通系统.
是知识经济时代的关键基础设施.在现有的综
合交通系统上，建设综合智能交通系统，已是当
务之急 在数据流支撑下的有序的客流和物流，
是21世纪一个稳定的可持续发展的广义交通系
统 要完成此项任务，各个城市，特别是百万人口
以上的城市，每个国家，都需要由政府组成一个专
家班子，包括政府领导，经济专家，规划发展专家，
熟悉各种交通模式的专家，通信专家，自动控制专
家等，开始进行这项巨大的系统工程战略规划.
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