（系统工程专业论文）北京市道路交通诱导装置规划布局与设计研究.pdf

北京交通大学交通运输学院硕士学位论文摘要 摘要 y8 7 9 3 8 6 国内外城市交通的长期实践证明，城市交通问题不能单纯依靠修建道路 基础设施来解决，除了要有相应的宏观交通政策予以支持外，现代化的交通 诱导系统也是十分重要的一环。 现阶段，北京市为驾驶人提供交通信息的方式比较单一、信息量不足， 是道路交通不畅的原因之一。本文针对目前北京市道路交通诱导系统的现状， 研究提出了北京市交通诱导装置的规划和设计及布局方案。 首先，从交通诱导系统在智能交通系统中的地位及作用阐述交通诱导系 统建设的重要和必要性。 其次。通过分析国内外交通诱导系统的发展现状，尤其是从开本东京都 先进的交通诱导系统和上海交通诱导系统的发展中，找出北京市交通诱导系 统的不足，提出今后的发展方向。 第三，通过研究交通诱导系统的目标、结构、设计原则及规划方法，确 定北京市交通诱导装置规划布局的理论及方法。 第四，考虑到可变情报板的布设要同现有的各种交通标志牌相结合，在 介绍各种交通标志的基础上，提出了可变情报板的布设原则、布设模型及相 应检测器的布设原则。 最后，在上述研究的基础上，结合日本东京都交通诱导系统和可变情报 板的分布模型，得出北京市交通诱导系统的具体设计方案。 关键词：交通诱导，可变情报板，交通标志，智能交通 北京交通大学变通运输学院硕士学位论文a b s n a b s t r a c t t h ee x p e r i e n c e so v e rt l l ew o r l dp r o v e dt l l a tt h ep r o b l e m so fl l r b a nt r a i n c c a n n o tb es 0 1 v e do m y b yi n 盘a 曲m c t u r ec o n s t m c t i o n b e s i d e st 1 1 es u p p o r t 丘d m 仃a 伍cp o l i c i e s ，吐l em o d e mr d u t cg l l i d a n c es y s t e m s ( r g s ) i sa l s oa ni l p o r t a l l t m e a s u r et os o l v et h et l r b a 【n 拄豳cp r o b l e m s n ow ，m e 伽ci n f o m a t i o np r o v i d e dt 0d r i v e ri nb e i j i n gi sl i m i t e di nb o t l l d i s m b u t i o nm o d e sa n di n f b n n a t i o nv o l 砌e ，a n d 血a ti so n er e a s o nf o rt h et r 蕊c c o n g e s t i o ni nb e i j i n g u n d e rm e 涮e so fu n d e v e l o p e dr g si nb e 狮血e p l a l l i l i n g ，d e s i 印，a 1 1 dl a y o mr g s f o rb e 巧i n gw e r ep r o p o s e di nt h i sr c s e a r c h t h ef i s t ，廿l e s i 鲥f i c a n c e o fr g sd e v e l o p m e mw a si 1 1 u 1 i 1 1 a t e d b y i n t m d u c i n gm ep o s i t i o n 甜l dm n c d o no f r g s i ni n t e l l i g e m1 r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ( i t s ) s e c o n d l y ，m ed i r c c t i o no fr g sd e v e l o p m e n tw a sp r o p o s e df b rb e i j i n gb y r e v i e 、v i n g a n da 1 1 a i y z i n gt h e s t a t e 一0 f t l l e - a n ，e s p e c i a i l y t h e d e v e i o p m l j mo f a d v a l l c e dr g si ns h a i l g h a ia n dt o k y o 1 1 1 i r d l y ，t l l et 1 1 e o r i e sa i l dm e t h o d sa d o p t e di 1 1b e 日i n gr g sp l a i l l l i n g 、v e r e d e t e 姗i n e db ys t u d y i l l gm eo b j e c t i v e ，s 协l c t u r e ，d e s i g np r i n c i p l e 锄dp la i ! 幽g m e 廿1 0 df o rr g s p l a n n i n g t h e 矗) u 础，c o n s i d e 豳gt h a tv m ss 】删db eh 吐q 卵t e dw i t l lt h ee x i s d n g 臼阻m cs i g n s ，t h el a y o u tp r h l c i p l e 趾l dm o d e lf o rv m sa i l dr e l e v a n td e t e c t o r sw e r e p r o p o s e da f t e r 也ei n t r o d u c t i o no f n ：娟cs i g n s a tl a s t ，o nt h eb a s i so f t h er e s e 盯c hp r e s e n t e da _ b o v e ，a 1 1 d 、i mt 1 er e f e r e n c eo f r g si nt o k y oa n di t sd i s t r i b 谢o n 1 0 d e lo fv m s ，让i ed e t a i l e dr g s d e s i g nf o r t l 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 a b s h a c t r g si nb e i j i n gw a s p r o p o s e d k e yw o r d s ：r o m eg l l i d 锄c es y s e m s ( r g s ) ，、r 盯i a b l em e s s a g es i 驴( v m s ) ， 1 h 珩cs i g n s ，i m e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ( i t s ) i 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文0 前言 o 前言 世界各大城市尽管在交通设施建设与运行管理上不断增加投入，但由于 交通需求总量的急剧增长及需求构成的多样性和复杂性，城市交通总体形势 依然非常严峻。随着社会经济现代化、城市化以及机动化已同时步入高速发 展期，当前城市交通的紧张局面是城市快速发展进程中多种矛盾的集中反映， 交通拥堵状况的根本缓解是一个长期的过程。 近几年，北京市道路基础设施的建设取得了长足的发展，道路网已初具 规模，形成了以快速路和高速公路为主骨架的道路交通网络。尽管加快了道 路网络的建设，仍不及交通量的增长，由于交通需求的不断增长，城市交通 拥堵状况尚未得到缓解，甚至有进一步恶化的趋势。在资源、环境矛盾越来 越突出的今天，道路设施的增加将受到限制，这就需要依靠提供交通设施之 外的技术方法来满足这一需求。智能交通系统就是解决这一矛盾的有效途径 之一，而交通诱导系统又作为其中的一个重要分支，重要性已经被越来越多 的人认可，已经开始进行交通诱导系统的研究与开发。 城市交通拥挤现象非常严重，但并不是所有的道路同时处于拥挤状况， 有相当一部分道路，交通仍然很畅通，所以，如果能使车辆均衡地分配在道 路网络上，交通拥挤现象将有望大幅度改善。交通诱导是解决交通拥挤的有 效途径之一，它通过调整驾驶人的行驶路线使得路网交通流分配达到所希望 的状态，实现路网交通流的均衡分配。由于它能防止交通拥挤，减少车辆在 道路上的运行时间，因而成为当前国际上的热门研究领域。 可变情报板是交通诱导系统中不可缺少的一部分，可变情报板是为道路 使用者提供诱导、警告、管制等相关信息的最基本的手段。因此，本文的重 点放在可变情报板的设计与设置的主要原则及方法。 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文1 绪论 1 绪论 1 1 研究的背景 1 1 1 项目背景 本课题作为北京市公安交通管理局北京市交通诱导室外显示屏发布系 统建设方案设计项目的内容之一，研究交通诱导系统的目标、结构、设计 原则及规划方法，确定北京市交通诱导系统规划布局的理论及方法、显示屏 的数量、发布内容和具体位置，评价设计方案的实施效果。 根据北京市总体规划、市区布局原则，采用中心区和环绕中心区的十个 边缘集团即“分散集团式”格局。目前，城市建设的重点要逐步从市区向郊 区转移，改变人口过分集中于市区的状况，实现人口和产业的合理分布。城 市规模的扩大调整及城市建设的重点转移，必须要有相适应的交通基础设施 为前提和保证。 北京交通事业不断发展，为首都功能发挥与经济社会发展提供了有力的 保障。新世纪的第一个十年是北京实施“新三步走”战略的重要时期，全面 实现“新北京、新奥运”战略构想是这一时期的主要任务。北京经济社会的 快速发展将有力地推进交通事业的持续发展，同时，交通的现代化也将为北 京建设成为具有鲜明特色的现代国际城市、文化名城和宜居城市提供必要的 基础条件。 北京市道路交通问题一直是困扰着北京市的发展，为了缓解交通问题， 在过去的几年里进行了交通诱导系统的建设，在市内主干道上布设了4 9 块可 变情报板( 设置密度为日本东京都高速公路的五分之一) ，但诱导设施总量依 2 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文1 绪论 然不足，仍不能满足交通流持续增长及广大人民群众对交通信息量的需求， 部分区域的交通拥堵依旧非常严重。但是，在市区内不断增加道路设施量并 不现实，缓解北京市道路交通矛盾，需要采用信息化管理手段，积极推进智 能交通系统的建设，加强路网系统的交通疏导、调节，从整体上优化整个交 通系统，最终达到交通需求科学管理、交通资源合理分配、交通系统安全高 效运行，对其中作为快速主干道的市区快速路网要及早实现信息化管理。 1 1 2 北京奥运会的需求 2 0 0 8 年奥运会，对于北京既是机会也是挑战。历届奥运会的举办经验表 明，有效的交通系统是成功的关键因素之一，科学的现代化管理则是关键中 的关键。 现代化的交通管理技术从1 9 9 6 年亚特兰大奥运会应用以来，受到了国际 奥委会和各个申办国的重视，特别是在2 0 0 0 年悉尼成功举办奥运会之后，利 用现代科学技术手段科学合理的组织交通，最大限度挖掘现有交通设施的潜 力，避免为奥运会本身修建大规模基础设旌。已经成为各界的共识。 作为2 0 0 8 年奥运会的承办城市，北京需要全面系统地研究利用现代化交 通管理技术手段来提高城市交通管理水平。 综上所述，北京市道路和交通管理的现状，决定了交通管理现代化是北 京市交通协调发展的必由之路。通过建设现代化交通管理系统，构架起智能 交通管理系统的框架，初步实现智能化交通管理，使城市交通管理达到科学 化、现代化，并充分利用道路交通设施的潜力，保证城市交通安全、有序、 畅通、快速、高效、低公害的运行。 交通管理现代化建设项目结合了北京市的交通设旋建设和2 0 0 8 年奥运会 的基础设簏建设工程，其实藏后能促进北京市交通管理的现代化水平的提高 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 1 绪论 及系统的整体运转效率。将最大可能地改变北京市道路交通状况，为北京道 路交通远期规划的实施提供前期保障。 1 2 智能交通系统 1 2 1 智能交通系统概述 智能交通系统是人们将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制 技术、传感器技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通体系， 从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通 综合管理系统。其目的是使人、车、路，密切配合、和谐统一，提高交通运 输效率、保障交通安全、改善环境质量和提高能源利用率。 “智能系统”是智能交通系统区别于传统的交通系统的最重要的特征。 由于交通诱导系统是智能交通系统的重要分支，要充分体现“智能”的特征。 因此，本文中的交通诱导系统规划主要是针对可变情报板的设计和布设作为 主要的研究内容。 1 2 2 智能交通系统的分类 目前的智能交通系统主要包括以下几方面： ( 1 ) 先进的交通信息服务系统( a ：n s ) 它是建立在完善的信息网络基础之上的，通过装备在道路上、机动车上、 换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，向交通信息中心提 供全面的交通信息。a t i s 对各类信息加以处理后，向社会提供实时的道路交 通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行 相关的其他信息，出行者可根据这些信息确定自己的出行方式和选择路线。 4 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文1 绪论 目前该系统已有可能建立在因特网上，并采用多媒体技术，使a t i s 的服务功 能大大加强，汽车可由此成为移动的“信息中心”和“办公室”。 ( 2 ) 先进的交通管理系统( a t m s ) a t m s 有一部分与a t i s 共用信息采集、处理和传输系统。但是，a t m s 主要是给交通管理者使用的，对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状 况和交通环境进行实时监视，根据收集到的信息，对交通进行控制，如控制 信号灯、发布诱导信息、进行道路管制、对事故进行处理与救援等。 ( 3 ) 先进的公共交通系统( a p t s ) a p t s 的主要功能是改善公共交通工具( 包括公共汽车、地铁、轻轨列车、 城郊铁路和城市间的长途汽车等) 的运行效率，使公共交通运输更便捷、更 经济、运量更大。 ( 4 ) 先进的车辆控制系统( a v c s ) a v c s 还处于研究试验阶段，从当前的发展看，可以分为两个层次：一 是车辆辅助安全驾驶系统，该系统由车载传感器( 微波雷达、激光雷达、摄 像机、其他形式的传感器等) 、车载计算机和控制执行机构等组成，行驶中的 车辆通过车载传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离，系统 会及时向驾驶人发出警报，在紧急情况下强制制动车辆。二是自动驾驶系统， 装备了这种系统的汽车也称为智能汽车，它在行驶中可以自动导向，自动检 测和回避障碍物。在智能公路上，能够在较高的速度下自动保持与前车的距 离。 ( 5 ) 货运管理系统 该系统是以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论进行管理 的智能化的物流管理系统。它综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息 及网络技术有效组织货物运输，提高货运效率。 ( 6 ) 电子收费系统( e t c ) 5 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 1 绪论 使用者可以预交一笔通行费，领到一张电子通行卡，将其安装在汽车的 指定位置，这样当汽车通过收费站时可实现不停车收费。这种电子收费系统 可以使道路的通行能力提高3 5 倍。 ( 7 ) 紧急救援系统( e m c ) 该系统是一个特殊的系统，它的基础是加s 、a 口讧s 和有关的救援机构 和设施，通过a t i s 和删s 将交通监控中心与专业救援机构联成有机的整 体，提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。 1 3 交通诱导系统 1 3 1 交通诱导系统在智能交通系统中的地位 图卜l 智能交通系统的框架 由图1 1 可以看出，交通诱导系统( r o u t eg u i d a n c es y s t e m ，r g s ) 是智 能交通七个子系统中的先进交通信息服务系统( a t i s ) 和先进交通管理系统 ( a t m s ) 的相交部分，既包含了a t i s 的内容也含盖了a t m s 的内容。它是 6 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文1 绪论 诸多高新技术( 如地理信息系统、定位技术、导航技术、现代无线通新技术 等) 的集成，具有多种功能，可以有效地引导车辆在路网中运行，减少车辆 在道路上的行驶时间，并最终实现交通量在整个路网中的均匀分配。 交通诱导系统通过多种渠道为驾驶人提供各种道路及相关信息。 首先，通过道路标志标线，对路径进行指示。 其次，广大驾驶人可以通过可变情报板了解行驶前方道路情况及一些紧 急事件，如交通事故、交通管制等；也可以通过可变情报板及时更改道路限 速标志，满足交通控制的需要。 第三，通过交通标志在了解基本道路情况的基础上，还可以获得沿线停 车场信息、加油站信息等服务信息。 第四，车载导航系统不仅可以在道路畅通时给驾驶人提供最佳行驶路线， 还可以在拥堵或出现紧急事件时，在保持路网平衡的基础上为驾驶人提供最 佳迂回路线。 第五，驾驶人还可以通过广播电台了解以上基本信息的同时，还可以为 驾驶人提供其它诱导方式不能提供的交通天气信息。 1 3 2 交通诱导系统的内涵 交通诱导系统是先进的交通信息服务系统的一个重要组成部分，它主要 是通过设置在道路上的感应线圈、微波检测器、摄像机等检测仪器，测出交 通流动态信息，如车速、流量、占有率，通过实时动态交通流信息的采集、 处理提供给交通管理人员和广大机动车驾驶人参考。所谓动态交通流信息， 因为随着交通状况的变化，交通信息也在不断地发生变化，同时还要和同时 期历史数据进行比较，还要在交通组织动态仿真优化技术不断发展的情况下， 经过信息深层次加工，实现交通状况动态分布的预测，提供给交通管理人员 7 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 l 绪论 进行管理决策以及对交通参与者实旋交通出行诱导。交通诱导系统在今后发 展中必将融合其他方面的交通信息，如公共交通线路运行及换乘信息等更加 丰富的实时信息提供给使用者【4 】。 交通诱导系统中，诱导信息发布根据信息接收者的不同，分为面向个体 和面向群体两种。面向个体的交通诱导信息一般通过出行者的车载设备进行 接收，车载设备中包括了g p s 定位、导航仪等装景；面向群体的诱导信息发 布方式有交通诱导室外可变情报板、无线广播、电视、因特网、电话查询等。 其中主要的交通信息对外发布形式为室外可变情报板，也是本文的重点内容。 1 3 3 交通诱导系统的分类 图卜2 交通诱导系统分类 如图1 2 所示，交通诱导系统大致可以分为交通诱导信息室外显示系统、 停车诱导系统、交通信息电台、电视发布系统、因特网交通信息发布系统和 车载导航系统。 ( i ) 交通诱导信息室外显示系统 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文l 绪论 国外大中城市利用室外显示系统实现对车流的诱导应用得非常普遍，而 我国对交通流诱导系统的研究起步较晚，目前处于对定位系统、电子地图、 双向通信等问题的研究阶段，投入使用的基本上都是以无线电广播为基础的 初级诱导手段。基于g p s 、集群通信、室外显示屏的诱导系统正处于发展之 中。 东亚城市由于自身交通状况的特点，优先在环城公路上建立交通诱导系 统，这主要是由于城市内部交通状况过于复杂，不确定因素很多，以目前的 技术手段不易实现理想的诱导目标，而环城公路则相对简单，既可以直接缓 解环城公路的交通拥挤又可以间接改善环城公路内部的交通，作为分阶段交 通诱导系统的建设是一个可行的方案。 ( 2 ) 停车诱导系统 我国的许多大城市，近几年来停车难的问题越来越突出，停车场地的严 重不足和停车场利用率不高问题并存，造成一方面停车场内车位闲置，资源 浪费，另一方面，驾驶人花费很长时间寻找停车位，增加了道路交通负荷， 将会严重影响道路的动态交通。目前看来，只有通过建设停车诱导系统才能 显著的改善这种状况。 发达国家的大城市同样存在停车难问题，几十年来他们一直采用当时的 先进技术来对停车场进行管理。已经研究了几代产品，取得明显的经济效益 和社会效益。目前国外的大多数停车场诱导系统采用动态的电子显示引导牌， 如日本采用区域、主要路口、停车场内三级引导设立电子显示牌，显示停车 场在区域中的位置，停车场的行车方向和是否有空车位。 ( 3 ) 交通信息电视、电台发布系统 国内外绝大多数城市都开通了交通广播电台，在先进的车载导航设备还 未大范围普及之前，交通广播电台仍是发布实时动态交通信息的主要渠道。 国外交通信息广播广泛采用欧洲广播联盟( e b u ) 开发的无线数据系统 9 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文1 绪论 ( r d s ) ，目前r d s 已实现与交通管理中心( 1 m c ) 的集成，形成了r d s t m c 。 i s t m c 的应用使信息的利用率从常规交通广播系统的3 9 提高到了6 4 ； 行程时间减少了3 9 ；行驶速度提高了3 0 。 近年来，交通广播技术也有了较大的发展，广播方式由模拟向数字化转 变。数字化广播也进入交通诱导领域。我国目前交通广播基本采用珊l ，a m 常规广播方式，通过交通广播发布动态交通信息的水平也与国外有一定差距， 主要表现在信息的实时性方面。 国外很多城市开通了专门播放交通信息的电视频道，我国部分城市也筹 备开通交通电视频道。 ( 4 ) 因特网交通信息发布系统 国外基于i n t e m e t 的交通信息发布现已相当普及。发布的信息包括：新闻、 交通事故、道路情况、反馈意见、电子地图、视频实时路况、信息查询等。 我国也开始着手这方面的工作，在国内众多城市中，如北京、大连、上 海和深圳的因特网交通信息发布系统的功能比较完善，各有所长，其中又以 北京因特网交通信息发布系统较为先进。但国内交通管理信息服务系统和世 界发达国家相比还存在着一定的差距，有待于进一步发展和建设。 ( 5 ) 车载导航系统 车载导航系统的研究在发达国家起步较早，并取得了一些比较有影响的 成果。特别是美国、德国和日本已经开发出了各具特点的车载导航系统。虽 然与大面积应用尚有一定的差距，但初步试验表明，该系统在加强交通控制 与提高路网功能方面的作用是不可低估的。最优路径的显示可以有三种方式： 文本方式、声音方式和图形方式。目前，研究开发比较成功的有美国的t r a v t c k 系统、德国的a j i s c o u t 系统和日本的v i c s 导航系统等。而我国车载导航系 统的研究比较晚，同国外比差距很大。 1 0 北京交通人学交通运输学院硕士学位论文 1 绪论 1 4 交通诱导系统的作用 交通诱导系统的最直接的作用是交通诱导作用，其次是交通控制作用。 ( 1 ) 交通诱导作用 城市道路交通状况是实时变化的，尤其是大城市中服务水平在d 级以上 的道路，在高峰期的交通环境比较脆弱，有很小的一点影响都可能造成交通 阻塞，如交通事故、紧急刹车、设旋检修车辆的影响等。交通诱导系统作为 智能交通系统的重要子系统之一，是诸多高新技术( 如地理信息系统、定位 技术、导航技术、现代无线通信技术等) 的集成，利用交通诱导系统可以使 驾驶人迅速找到当前位置到目的地的最佳行驶路线。交通诱导系统能够及时 地发布道路上不断变化的交通信息，驾驶入能够及时了解路况信息，做出最 佳选择，有效地引导车辆在路网中的运行，减少车辆在道路上的行驶时间， 减少交通拥堵，并最终实现交通量在整个路网中的均匀分配。 ( 2 ) 交通控制作用 交通控制与诱导的结合是道路交通控制发展的必然趋势。交通控制已有 近百年的历史，目前仍然是解决平面交叉路口流量冲突的一种无法替代的方 法。诱导则是十年前出现的，在长距离运输中对驾驶人的作用是非常显著的， 较多地被用来实现网络流量的均衡。控制与诱导相辅相成的关系决定了二者 相互结合一定会具有较大的应用前景，对于进一步挖掘现有道路的通行潜力、 提高交通管理的水平，起着巨大的作用。 北京交通火学交通运输学院硕士学位论文1 绪论 图卜3 控制与诱导关系【2 5 】 如图1 3 所示，交通诱导系统与交通控制系统在相互协调的基础上，通 过对信息服务系统和交通流预测系统提供的交通流信息进行加工处理后，共 同对交通信息服务系统反馈。 1 2 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 2 国内外交通诱导系统现状 2 国内外交通诱导系统现状 2 1 发达国家交通诱导系统 2 1 1 国外交通诱导形式对比 国外的交通诱导系统分为集中式诱导系统和分布式诱导系统。前者是在 交通信息中心主机上，基于实时交通信息进行路径选择，为每一个可能的o d 对计算最优和准最优路线，然后通过广播或通信网络提供给用户；而后者是 根据从通信网络接收到的实时交通信息，结合车载计算机存储的数据，在车 载单元内计算最优或次优路径，依次进行路径诱导。 交通诱导系统的研究在日本、美国、英国、法国等发达国家起步比较早， 已经比较成熟，并具有一定规模。但是，这些发达国家交通诱导系统也不是 完全相同，都具有各自的特点。下面对几个发达国家交通诱导系统信息提供 方式进行简单比较。如表2 1 所示： 表2 一l 发达国家交通诱导形式对比( o 为有，x 为无) 诱导 形式 文字可图形可行程时 电台 变情报变情报间可变v i c s 广播 互联网 国家 板板情报板 日本ooooo0 美国00000o 德国ooxxo0 英国ox0xo0 法国oxox0o 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 表2 1 所示各种形式的诱导形式来看，现阶段交通诱导的基本形式为文 字可变情报板、广播电台及互联网发布。但是，随着驾驶人和其他交通信息 使用者对行程时间的要求不断提高，为使用者提供行程时间已经成为了这些 发达国家正在积极研究、广泛使用的新型诱导形式。而从各个国家使用各种 诱导方式来看，日本和美国的信息提供形式较为丰富，不仅包括了四种主要 的诱导形式，还使用了图形可变情报板和道路交通信息通信系统( v i c s ， v e h i c l ei n f o 咖撕o n c o m m u l l i c a t i o ns y s t e m ) 的诱导形式。 综上所述，国外发达国家交通诱导具有以下几个主要特点： ( i ) 交通诱导采用三种或三种以上诱导形式相结合的方法；( 2 ) 主要采 用的诱导形式为文字信息、电台广播和互联网；( 3 ) 行程时间已经成为重要 的诱导信息被发达国家所重视；( 4 ) 三种基本发布形式中图形信息显示还没 有得到足够的重视。 2 1 2 日本交通诱导系统介绍 利用现代高新技术缓解道路交通拥挤、减少交通事故和环境污染是发达 国家普遍采取的对策。目前，日本在利用现代信息技术实现道路交通智能化 的领域中，结合本国实际，取得了比较明显的效益。 在r 本智能交通体系框架指导下，日本警视厅制定了新交通管理系统 ( u t m s ) 的框架体系。新交通管理体系是日本实现智能交通的关键系统之 一，它由一个具有更高性能和智能化为核心的综合交通控制系统( i t c s ) 和 交通信息系统( m i s ) 等1 0 个子系统组成。 日本发布交通信息的系统主要由交通控制中心( 发布路面信息) 和v i c s 中心( 提供车内信息) 来承担。 由于日本道路分为财团法人投资建设的收费道路高速公路和政府投 1 4 北京交通大学变通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 资建设的不收费道路一般道路。因此，日本的道路交通控制中心也分为 道路公团管理的高速公路交通控制中心和警察部门管理的一般城市道路的交 通控制中心。其中一般道路的交通控制有东京都警视厅交通控制中心来完成， 主要职能是采集、处理、发布道路交通信息，对交通流和交通信号进行控制。 主要的信息来源为超声波、雷达、红外线检测器，交通电视摄像机、公众报 警电话及交通巡逻车。对收集上来的信息，由控制中心的处理系统自动进行 后台处理，根据道路交通流量的状态，对交通信号进行预定的方案控制，并 将交通流量、车辆行驶速度、路段的堵塞程度、道路行驶时间、交通事故、 道路施工等信息显示在控制中心中央显示板上，同时，这些交通信息通过不 同的方式向社会进行发布。如通过遍布在全市道路范围内交叉口显示板和发 光二极管显示板实时发布当前前方道路情况，通过广播电台和路两侧广播进 行路况广播，通过手机向用户提供实时交通信息。 v i c s 是目前世界上规模较大，实际使用价值较高的道路交通信息系统之 一，是日本一家具有半官方性质的交通信息处理、发布中心。城市道路和高 速公路的道路交通堵塞、驾驶车辆行经道路行程时间、交通事故、道路施工、 车速及路线限制、停车诱导等交通实时信息通过道路上设置的检测装置分别 由警察部门和高速公路管理部门负责提供。v i c s 将上述收集的信息编辑、处 理成为调频广播、电波信标、光信标等能够发布、便于车载设备接收的交通 信息，包括有文字显示型和以地理信息系统为基础的简易图形型、地图显示 型三种可供驾驶人使用的信息。 下面简单介绍日本东京都高速公路的一些基本情况。 北京交通人学交通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 表2 2 日本东京都高速公路基本概况 总里程约2 8 3 3 公里 建设中的道路约4 4 6 公里 出入口入口1 7 4 处，出口1 8 2 处 平均利用台数约1 1 2 万台同；普通车9 1 ，大型车9 交通事故1 3 0 0 0 件年 车辆故障1 4 0 0 0 件年 收费站1 6 2 处 根据以上高速公路的基本情况，东京都政府在建设交通诱导系统对，制 订出了一系列的相关规定： 表2 3 可变情报板板设置距离 可变情报板类型离交叉点的距离 文字式可变情报板6 0 0 米 图形式可变情报板1 2 0 0 米 行程时间可变情报板8 0 0 米 表2 - 4 车辆检测器设置距离 【每组车辆检测器之间的距离3 0 0 6 0 0 米 每个车辆检测器之间的距离5 米 日本东京都高速公路网采集信息的方式非常多样，2 4 小时对1 0 0 多万台 交通车辆进行实时的数据采集，具体有以下七种方式： ( 1 ) 车辆检测器； ( 2 ) 交通管制用视频摄像； ( 3 ) 紧急电话的通报； ( 4 ) 收费站的通报； 1 6 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 ( 5 ) 巡逻车的巡视； ( 6 ) 风向风速检测器的数据； ( 7 ) 携带电话等通报。 表2 5 为东京都各类信息提供手段的具体情况。 表2 5 日本东京都信息服务形式的基本情况 首都高h p ( 网络) 出行前自动应答电话 携带电话w e b ( 民间企!世) 一般道路文字情报板1 7 8 处 图形情报板9 4 处 入口处文字情报板2 1 4 处 行程时间情报板3 0 处 行驶中 图形情报板3 4 处 文字情报板2 4 8 处 高速公路 行程时间情报板3 0 处 v i c s 信标2 3 9 处 p a 休息中首都高导航板2 0 处 日本可变情报板的种类大致可以分为图形式可变情报板、行程时间可变 情报板及文字式可变情报板三种。其中，图形式可变情报板和行程时间可变 情报板是具有日本特色的，从中可以得到对北京市可变情报板的设计与布设 有用的一些启事。下面几幅图为东京都的图形式可变情报板、行程时间可变 情报板的实例和布设地点。 北京交通人学交通运输学院硕士学位论文 2 国内外交通诱导系统现状 图形式可变情报板行程时间可变情报板 图2 1 东京都图形式可变情报板的设置地点 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 图2 _ 2 东京都行程时间可交情报板的设置地点 2 2 我国交通诱导系统 2 2 1 上海市交通诱导系统的现状 在国内交通诱导系统的建设中上海市起步比较早。2 0 0 2 年5 月，“十五” 国家科技攻关项目“上海市智能交通系统应用试点示范工程”是交通诱导系 统建设的典型案例。 在全面规划的基础上，针对我国城市交通流特征和技术管理水平，提出 了复杂路网交通的管理策略与方法，完成了国内第一个现代意义上的交通诱 导系统的示范工程。通过两年的建设，完成了外场数据采集子系统、诱导控 制子系统、通讯子系统、视频监视子系统和监控中心的建设，实现了实时交 1 9 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 通数据采集、数据分析、视频监视、状态判别、辅助决策、信息共享等完整 的先进的交通管理系统功能。 从2 0 0 3 年起，上海市政部门着手在高架道路上安装交通诱导装置。铺设 在路面以下5 厘米处的检测线圈，平均每2 0 秒向监控中心提供一次车速、道 路饱和度、道路占有率等信息。 在分析综合闭路电视等监控信息后得出的道路交通状况，被分成堵塞、 拥阻、畅通三类，通过设在不同路段的可变情报板即时发布。 大型可变情报板广域诱导，用来了解高架网上主要路段的交通状态；中 型可变情报板局部诱导，获悉前方路段交通状态或到达相关地点所需的时间； 小型可变情报板显示高架入口匝道的状态，是关闭、开放还是限流；文字可 变情报板还显示各类交通信息提示。截至目前，上海内环、南北、延安、逸 仙、沪闵高架上，总共竖起了5 3 块交通可变情报板。同时，驾驶人打开收音 机，就能收听最新路况信息。据市政部门统计，诱导系统运行后，高架道路 的拥挤堵塞情况得到缓解，道路平均流量增加了5 ，平均车速提高了3 ，畅 通时间增加了7 。 “高架路交通诱导系统”只是上海整个道路交通“智能工程”的一部分。 现在“上海市中心区道路交通信息采集系统工程”也已启动，除高架路交通 信息采集系统外，还包括涵盖7 9 条主干道的“地面道路交通信息采集系统”。 如果能实现良好的区域交通诱导效果，则将进一步扩大联动范围，使上海的 高速公路与中心城市快速路的交通诱导形成“系统互联、资源共享、协调控 制”的整体，更好地完善交通信息服务功能。 2 2 2 北京市交通诱导系统的现状 与国外先进的交通诱导系统相比，北京市的交通诱导系统还存在比较大 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文2 国内外交通诱导系统现状 的差距，体现在以下的几个方面：首先，信息发布的方式比较单一。目前， 北京市发布交通信息的主要方式是北京交通台，而通过互联网和可变情报板 发布交通信息的方式还处在起步阶段，由于可变情报板投入经费巨大而限制 了它的广泛使用。其次，发布的实时交通信息太少。目前，实时交通信息主 要通过北京交通台发送，北京交通台以定的周期向驾驶员广播城市快速路、 城市主干道的排队长度、车辆行驶快慢和意外事件的实时信息，可变情报板 还只能发布静态和准静态信息，互联网也只能发布公交路线的静态信息和咨 询信息。第三，没有实现系统集成和信息共享。目前，交通台发布的信息由 交通指挥调度中心提供，公交信息由公交管理部门负责，停车诱导系统也处 于独立运行状态，尚未实现系统联网、集成和信息共享，不利于出行者得到 出行前和出行途中所需要的信息。【l ” 目前，北京市的交通诱导系统主要有两个子系统，一个是交通流诱导子 系统；另一个是停车诱导子系统。 ( 1 ) 交通流诱导子系统 北京市交通诱导系统是在北京市智能交通体系框架下进行设计和建设 的，其主要基础是交通流检测系统和交通流处理发布系统的数据支撑。在市 区道路上，直环路以内在1 3 0 0 个路口建设了信号控制系统，相配套的1 0 0 0 0 多套地面检测线圈，其中2 4 0 个路口可以将信号灯路口上所采集的机动车交 通流量、车速等交通信息在进入信号控制上端系统前，直接提取存入外挂数 据库用于交通诱导发布：在城市快速路上，利用近5 年时间建设了2 7 1 个检 测断面，3 6 3 套检测设备，覆盖了二、三、四环路及6 条联络线，可以获得实 时的机动车车速、流量、占有率等各种交通流数据；行程时间检测系统共在 1 0 0 个断面设置有2 5 8 条车道检测，覆盖了三环以内主要道路，用以计算机动 车在该条道路上的行程时间；时间检测系统已经建设了2 5 个检测断面，4 0 套设备，分布在二、三、四环路，可以自动检测到事故的发生；目前应用中 2 l 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 2 国内外交通诱导系统现状 的“1 2 2 ”报警系统也可以为交通诱导系统提供数据。 图2 3 北京市现有的可变情报板分布图 如图2 3 所示，北京市目前正在使用的可变情报板共有4 9 块，分别位于 二、三、四环路及联络线和中关村大街，初步形成了集成化的交通信息室外 显示系统。2 0 0 5 年新建2 8 块可变情报板，分别位于城市主干路以及进入快速 路的主干路上，通过图形和文字发布城市主要干路和拥堵路段的交通信息， 以及宣传和诱导信息。建设完成后，市区交通诱导室外诱导屏总数达到7 7 块， 分布于二、三、四环路及快速路联络线和中关村大街、五环外进京高速公路 方向，系统可实时发布二环路、三环路、四环路、联络线等快速路和市区多 条主要干道以及八达岭、京石、机场路等多条高速公路的路况信息，及时诱 导来往于这些路段的车辆选择最佳路径，缩短行程时间。而且，北京市公安 局交通管理局正在计划今年( 2 0 0 6 年) 新建l o o 块可变情报板。 图2 4 可变情报板信息发布系统信息发布形式 图2 5 可变情报板信息发布系统信息发布形式 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 2 国内外交通诱导系统现状 图2 4 和图2 5 为北京市交通管理局室外屏发布系统的操作界面，从图中 可以看出，北京市可变情报板的主要信息发布形式为文字式与图形式。 相比国外可变情报板种类多、分工细，北京市现有的交通诱导屏的种类 比较单一。往往是一块可变情报板既发布交通实时信息又发布一些关于交通 宣传信息，即便是实时交通信息也只有文字和图形两种发布形式，没有专用 的行程时间可变情报板。驾驶人及广大群众得不到丰富的交通诱导信息，即 使得到了需要的信息，也无法进行路径的选择，交通诱导效果不明显。 东京都高速公路上的可变情报板大致是以1 公里1 面的密度设置的，而 同为国际大都市的北京，现有的可交情报板分布密度只有东京都的五分之一。 但是，北京市主要环路上，出入口非常多，这就限制了北京市交通诱导系统 发挥不了应有的效果；从现状的分析中可以发现，北京市现在的基础设施已 经是比较发达，具有大量的数据采集和处理设备，缺乏的只是信息的发布渠 道及控制渠道；根据以上分析可以得出，北京市现有的4 9 块可变情报板是远 远不能满足现在北京市有效解决道路拥堵和日益增长的机动车保有量的需 求。 ( 2 ) 停车诱导子系统 北京市现在的停车诱导子系统还处于摸索阶段，已经建设完成了西单、 王府井、新世界等示范工程西单停车诱导系统包括了西单地区1 0 个停车 场，1 4 0 0 多个车位，在2 0 处设置3 块大显示屏，4 3 块小显示屏：王府井停 车诱导系统包括了王府井地区8 个停车场，2 9 9 5 个车位，设置3 块大显示屏， 4 8 块小显示屏；新世晃停车诱导系统包括了新世界中心附近4 个停车场，1 4 1 5 个车位，系统设置1 2 个信息发布站，5 4 块信息显示屏。而正在建设中的停车 诱导系统有中关村及金融街停车诱导系统。但还没有建设完善整个停车诱导 子系统，还没有发挥出最大的效益。 由于城市内不同区域停车需求的不尽相同，因此相适应的停车场库其分 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文 2 国内外交通诱导系统现状 布建设也有其自身特点。针对我国特大城市具体的停车矛盾，考虑到停车诱 导信息的连续性及有效性，在停车诱导显示诱导牌布设时应充分结合城市道 路路网结构和停车场库分布的特点，扩大停车诱导信息发布的范围，在承担 主要交通流量的道路上进行停车诱导信息的发布，由此提出停车诱导系统显 示牌诱导一般可分为二到四级进行建设，控制和诱导规模小的城市或者地区 可以采用两级、或者三级控制；大城市或者对诱导需求较高的城市和地区可 以进行四级控制。四级控制主要包括停车区域诱导、区域入口诱导、主要路 口诱导、停车场库入口诱导。二三级控制是在实际条件下将四级控制简化， 取其中的一部分即可。 结合上述介绍，就目前北京市的交通诱导系统来看，整个系统还很不完 善。交通流诱导系统现在已经初具规模，但仍然有很多地方需要完善，如： 发布内容、发布的范围、可变情报板设置位置等。停车诱导系统现在仅仅完 成了示范工程，取得了较好的效果，还要在整个北京市推广使用。所以，整 个交通诱导系统的发展前景广阔，需要研究的内容很多，任务艰巨。 北京交通大学交通运输学院硕士学位论文3 交通诱导装置规划布局理论与方法 3 交通诱导装置规划布局理论与方法 3 1 交通诱导系统的目标 交通拥堵问题是阻碍北京市发展的一个瓶颈，为了缓解交通拥堵，在过 去的几年里北京市公安局公安交通管理局做了大量的工作尤其在信息诱 导方面，建设了快速路交通诱导室外屏发布系统，为驾驶人提供了动静态的 交通信息，取得了良好的效果。但是，对于北京五环内6 5 0 多平方公里的面 积，1 4 0 0 万的常住人口，2 5 8 3 万辆的机动车保有量，以及相比东京和巴黎 高出2 3 倍的出行量，诱导设施总量依然不足( 可变情报板的设置密度为日 奉东京都的五分之一) ，系统性和整体性不完善。远远不能满足交通流量持续 增长及广大人民群众对交通信息量的需求，部分区域的交通拥堵依旧非常严 重。 在目前路网结构及道路条件的情况下，要缓解北京市的交通矛盾，采用 信息化管理手段，积极推进智能交通系统的建设，加强流量在路网系统中的 疏导、调节，从整体上优化整个交通系统，将是一个有效的方法。而交通诱 导系统就是其中之一，通过交通诱导系统的建设，最终要达到交通需求科学 管理、交通资源合理分配、交通系统安全高效运行的目标。 北京现有的交通诱导系统就是应该在己建系统的基础上，继续扩大和完 善交通诱导室外屏发布系统的建设，使其发挥系统效应、规模效应、整体效 善交通诱导室外屏发布系统的建设，使其发挥系统效应、规模效应、整体效 应。 北京交通丈学交通运输学院硕士学位论文3 交通诱导装置规划布局理论与方法 3 1 1 系统总体目标 ( 1 ) 系统性目标：突出系统整体性，设计遵循系统的思想，利用系统现 有的基础，并充分考虑系统扩展，实现系统整体功能的提升。 ( 2 ) 先进性目标：