依托信息化建设构建“环境友好型”高速公路管理系统研究分析.docx

依托信息化建设构建“环境友好型”高速 公路管理系统研究分析 摘要：以高度信息化的收费系统为突破口，对实现一 个集不停车收费、监控、通信、物流、救援、环保为一体 的高速公路智能化管理系统进行了初步探讨。 关键词：高速公路；收费系统；信息化技术；效益 经过“十五”期间的快速发展，中国综合交通体系在 设施总量规模、运输能力供给和服务质量等方面取得了较 大成就。交通运输已开始进入各种运输方式协调发展，能 力扩张与质量提高并进，全面建设现代综合交通体系的新 发展阶段。但从适应经济发展要求、促进社会进步和改善 人民生活质量等方面来衡量，仍有相当差距。在党的关 于制定十一五规划的建议中，提出“交通运输，要合理 布局，做好各种运输方式相互衔接，发挥组合效率和整体 优势，形成便捷、通畅、高效、安全的综合交通运输体系” ；要建设低投入、低消耗、低排放和高效率的资源节约型、 环境友好型的社会；要以科技应用自主创新为动力，加快 信息化和智能化建设，提升运输质量和服务水平。基于上 述目标和要求，本文以高度信息化的收费系统为突破口， 对实现一个集不停车收费、监控、通信、物流、救援为一 体的高速公路智能化管理系统进行了初步探讨。 1. 收费系统在智能化管理系统中的作用 经过 17 年的发展，我国高速公路已突破 3 万多千米， 居世界第 2 位。信息采集方式可分为人工采集和自动采集。 我国的高速公路收费系统是一个封闭式的收费系统，目前 正向跨省市区域联网和电子收费的方向迈进。在国外，如 美国 90以上的高速公路不收费，而且多为开放式的收费 系统，潜在的交通信息远不够丰富。我国的高速公路收费 系统具有专用的通信网络，能够实时地将每一辆车的车辆 及载运信息、出人及路径信息、收费信息传递到结算中心， 据此可以得到实时、准确的流量、行程时间、行程车速、 OD、拥挤度、事件以及运营特征等常规方法不易获取的重 要信息。从这个意义上讲，与其说是收费系统，不如说是 先进的交通信息采集系统。因此，完善的收费系统是我国 的一大特色，收费系统中具有宝贵的信息资源。可惜目前 我们对收费系统的功能开发得不够1。 2. 基于 GPS 的不停车收费系统的构建设想 高速公路目前的收费方式一般有人工收费、半自动收 费和自动收费三种。人工或半自动收费方式不仅影响了高 速公路的通行能力，现金交易中还存在着一些其它弊病， 以及导致环境污染、等一系列可持续发展问题。据资料统 计，仅广州地区 1996 年因为停车等待交费而损失的车时就 达数百万小时，由此导致的汽油浪费达亿元之多2。 随着信息技术的发展，电子自动收费方式到了人们的 重视。人们把不停车收费(No Stop Electronic Toll Collection System，简称 NSETCS 或 ETC)系统作为智能交 通系统(ITS)的重要研究内容。采用不停车收费系统，对使 用高速公路这种“商品”的“用户”来讲，减少等候时间， 节约了燃料，减少废气排放量，具有“友好环境”的特征 3。 90 年代起，我国交通部展开了一系列的电子收费项目 组织和研究工作。目前多个示范点的工程己经开始了试运 行。这些工程基本都是采用了国外的车辆识别技术和 DSRC 短程通讯手段，所以也称为 ETC based on DSRC，即基于 DSRC 的不停车收费系统。这种技术方式经过国外的多个系 统测试，并且已经形成相应的国际标准。但基于 DSRC 技术 的收费站点建造昂贵，同时这种收费方式在我国随着区域 性收费转向联网收费的过程中也存在着一定的问题。我国 至今还没有相应的技术标准。 随着无线通信技术的迅速发展，越来越多的智能交通 系统(ITS)中运用无线通信技术进行车辆的调度、监控、防 盗等各种服务。现在第三代无线移动通信技术已付诸于商 用，其高速率的数据通信能力在智能交通系统的有着更广 阔的应用前景，因此，目前世界各国都对此进行了大量的 研究。同时，全球定位技术(GPS)在交通系统中的使用也越 来越普及，特别是在日本、美国和欧洲；我们国家也己经 出现了比较成熟的商品，在相关政策的支持下，各地的车 载定位产品和导航装置也在逐渐增加。在这种情况，采用 第三代无线移动通信系统和全球定位技术相结合的电子收 费方式也渐渐进入了人们的视线。 GPS 是一种全天候的空基导航系统，用于精密定位、测 速和提供精密时间，它可以看作一种卫星从空间已知位置 发射信号，用户接收信号测定到达卫星距离的测距系统。 GPS 系统由三部分组成:广播信号的卫星组成的空间部分； 控制整个系统运行的控制部分；各种类型的 GPS 接收机组 成的用户部分。基于 cPS-cu 的不停车收费系统中，其基本 设备包括车载设备(OBE, On-Board Equipment)和中央设备 (CE, Central Equipment)两类。车载设备和中央设备的交 互功能实现是通过移动通信网络进行实时的信息交换而得 到的。 这种基于 GPS-CN 的不停车收费系统在理论上具有明显 的优势，在国际上也还处于实验阶段，没有什么成熟的标 准可以遵循，国内对这一技术基本上持观望态度。我们在 “十一五”期间对这种技术要“有所作为”，不能再向其 它技术一样等国外开发好了在引进，始终在技术和标准上 受别国的牵制。 3. 基于 GPS 的不停车收费系统的增值效益 此种收费方式还可以提供其他由通信技术带来的一系 列的增值服务功能。全球定位技术在车辆调度、监控和管 理的优势也可以得到充分的应用。 1)可以对各种类型的道路进行任何形式的收费。DSRC 技术只能在道路的入口和出口处收费，在区域收费中，基 于全球定位系统的不停车收费系统具有更大的灵活性，可 以按距离收费也可以按区域收费。也可以依据时间、空间 或道路进行收费。这一优势在长距离的跨省市的联网收费 中可以得到更好的体现。 2)利用该系统可以按不同时间和不同路段收取不同的 路费，以缓解交通拥挤状况。由卫星跟踪车辆的位置、在 公路上行驶的时间以及所使用的道路种类等，这些资料将 被传送到地面的中心站计算路费。这样可把路费和交通拥 挤与否挂钩，而不是向车主征收统一路费，可以大大缓解 国内大部分城市的交通拥挤的状况，同时降低尾气排放量， 减少空气污染4。 3)与 GPS 结合还可以实现普通的车辆导航功能，配合 系统自带的无线蜂窝移动网络，更可具有调度管理和监控 的功能，能够完成智能交通系统中其他的一些服务功能。 如：车辆跟踪、信息查询、交通指挥、紧急援助等。 4. 信息化技术在高速公路管理系统的应用展望 科技是第一生产力。高速公路是以高科技为先导谋求 发展的, 在建设、运营、管理等各个环节中, 无不体现出 高科技的重要作用, 具体表现在运营管理以人性化为根本, 使整个系统始终在实践着管理现代化、运营自动化。以各 省乃至全国高速公路联网收费及不停车收费为代表的智能 化交通建设势在必行。 高速公路科技仍面临着制约发展的以下几个问题，仍 然要依托信息化技术来解决。(1) 技术协调。联网收费涉 及到的计算机技术、自动化控制技术、通信技术及视频监 控、银行结算等, 在不同地域, 对技术程度、水平、要求 也不同, 如何有机地集成应用到高速公路上, 保证三大系 统的统一性、整体性和有效性。(2) 资源整合。高速公路 电子通讯、骨干网建成之后, 在收费监控、监控调配、紧 急救助、应用通讯等方面, 如何把所有资源进行整合, 以 提高高速公路通行能力为前提, 以安全畅通为保障, 实现 人、车、路全天候无障碍沟通与对话。(3) 技术拓展。在 高速公路建设、管理、经营、服务等多方面如何建立以市 场为导向、以高速公路企业为主体的高速公路现代电子商 务平台, 拓展到交通征稽、公路运输、运输管理、交通管 理等方面的管理领域, 实现面向社会公众的交通全方位服 务。 5.结语 总之, 我国高速公路在十几年间的发展令人叹为观止, 已成为世界 XX 速公路里程增长最快的国家。高速公路在交 通乃至经济发展和社会生活中所发挥的作用不可小窥, 其 管理和服务与经营虽正在逐步迈入良性发展轨道, 但应该 全方位地进行管理“提速”, 切勿让低效率、低水平的制 约因素和问题成为发展的羁绊。 参考文献： 1.梁宇浩 高速公路拥挤