交通管理信息服务与诱导系统规划研究 北京vms

1、 交通管理信息服务与诱导系统规划研究 目 录1 概述11.1 研究的背景11.2 主要研究内容31.3 研究的技术路线42国内外VMS 布局设置规划的现状62.1 定义、功能及形式62.2 发达国家大城市的 VMS 设置情况72.3 我国大城市 VMS 的布局设置现状132.4 VMS 布局设置理论研究状况203 VMS 布局设置理论与方法223.1 VMS 布局设置的目标223.2 VMS 布局设置的理论与方法233.2.1 VMS 布设的一般原则233.2.2 VMS 布设的理论和方法234北京市VMS 布局方案354.1 北京市道路网现状及规划354.1.1北京市道路网建设现状35道路基

2、本情况35城市道路功能分类现状37机动车保有量增长情况374.1.24.1.34.1.44.2 北京市道路网运营现状39车辆运行速度39道路流量45交通构成554.2.14.2.24.2.3i 4.3 北京市道路网规划56北京市道路立交桥56城市快速路出入口57北京市道路信号交叉口574.3.14.3.24.3.34.4 规划路网交通需求584.5 重要度计算594.5.1路网构造及其计算机描述59重要度计算59计算结果604.5.24.5.34.6 布局方案634.7 VMS 信息服务674.7.1检测器的布设现状及规划67VMS 信息来源68VMS 信息服务694.7.24.7.35投资估

3、算715.1 编制说明715.1.1 编制依据715.1.2 投资估算费用及标准715.2 投资估算与资金筹措725.2.1 投资估算725.2.2 资金筹措726 对外信息发布平台建设规划746.1 车载导航系统746.2 车载导航系统的功能、步骤756.3 实时路况媒体播报766.3 对外信息发布平台投资预算78ii 7 北京市VMS 布局设置效益评价817.1 VMS 效益分析817.2 效益评价指标体系的建立827.2.1VMS 对路网系统运行效率的提高82VMS 对交通系统的改善带来的社会效益82VMS 效益综合评价指标体系837.2.27.2.37.3 指标的量化计算837.3.1

4、 路网运行效率评价指标量化837.3.2 社会效益评价指标定性分析877.4 北京市 VMS 效益评价示例897.4.1评价地点描述89路网运行效率评价计算90社会效益评价计算95VMS 效益评价总结997.4.27.4.37.4.48 结论及展望1008.1 研究的主要结论1008.2 展望及建议100参考文献102iii 1概述实时交通信息服务与诱导是应对北京市日趋饱和的交通形势的重要手段之一，系统通过显示屏等多种方式向交通参与者发布实时路况、交通管制等信息，引导驾驶员调整行车路线，均衡交通流量，缓解交通拥堵，从而减少出行时间、降低交通污染。快速路交 通 流检测信息122信息旅行时间检测信

5、息信号检测信息 人工录入信息 指挥中心信息 视频信息 其它信息实时交通信息服务与诱导 实时路况媒体播报室外信息显示屏发布 车载导航1.1 研究的背景作为一个拥有 1500 万人口的特大城市，北京交通需求十分旺盛。截至 2006 年 11 月底，北京汽车保有量达到 284.8 万辆。按照目前城市交通发展趋势，2008 年北京市机动车保有量将超过 300 万辆。市区快速路和主干道负担的交通量呈逐 年增长的趋势，二环主路 2005 年日均流量的增幅为 2.53%，2006 年又上升 3.89%， 全年日均流量达到 149388 辆/日。长安大街 2005 年日均流量上升幅度达到 12.9%，2006

6、 年在此基础上再增长 2%。平安大街连续两年日均流量增幅超过 3%。 1预测模型交通预报交通信息交通流检测信息 三环路、前三门大街近两年的日均流量增幅均接近 2%。市内主要道路的交通负荷日趋紧张，交通流分布不均衡，交通问题日益突出，目前的交通管理水平越来 越不适应现代化大都市的发展要求。2008 年北京奥运会期间，交通服务对象种类多、数量大、标准高,交通规模 将超过悉尼和雅典奥运会。奥运比赛场馆、驻地遍布全市，交通需求在时间和空 间上相对集中，交通总量将达到北京的历史最高峰，交通管理难度极大。可变情报板(VMS-variable message sign）作为北京市先进交通信息服务系统(ATI

7、S-advanced traffic information system）和先进交通管理系统(ATMS -advanced traffic management system）的组成部分之一，可以为交通参与者提供行驶前方道路的交通信息，包括交通状况(畅通、拥挤、拥堵和行程时间等）和紧急(交 通事故、临时交通管制和天气等）等，以有效引导交通参与者的路径选择行为，均衡交通流、减少行驶时间损失，提高路网的运行效率。北京市目前已有 78 块 VMS 投入使用，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。2007 年计划增设55 块，2008 年北京奥运会前增设

8、 45 块，形成 178 块规模的 VMS 系统，并且已经形成具体的布局方案。然而，随着北京市道路网建设规模的不断扩大和智能交 通系统建设的不断深入，对 VMS 的布局设置理论和方法、设置规模和范围应该进行系统性研究，以给出合理的设置规划方案，为工程设置实施提供基础依据。然而，北京市道路交通问题一直困扰着北京市的发展，为了缓解交通问题，除了进行交通基础设施的建设之外，先进的交通管理设施也是必不可少的部分之 一。2008 年奥运会，对北京是机会也是挑战。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的关键。现代化的交通管理技术从 1996 年亚特兰大奥运会

9、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 2000 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施，已经成为各界的共识。作为 2008 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。 2 这些都对北京的交通管理信息服务提出更高的要求，迫切需要健全和完善交 通管理信息服务系统，通过实时地采集和发送交通信息，适时地引导交通流量合 理分布，从而达到高效率利用道路网络。通过本研究方案的实施，旨在为用户提供实时的交通信息服务，并通过该信 息调整路上的交通流

10、分配，优化交通系统资源，提高交通系统的利用效率，为北 京奥运提供后勤保障、提高市民的出行质量和北京的国际形象、确保交通安全、创建和谐的交通社会。1.2 主要研究内容(1)北京市 VMS 系统建设现状分析北京市近年 VMS 装置的设置及信息源的建设情况，包括：VMS 的类型， 设置的理论与方法，设置位置和数量，设置的效果，VMS 信息供给源的种类和结构，分析现行设置中存在的问题等，为布局设置规划研究提供基础。 (2)北京市道路系统建设与规划分析把握作为使用VMS 的基础设施道路交通系统的建设现状和建设规划(2010 年)，包括VMS 设置可能的现状和规划道路网的结构体系(分类高速公路、国道、快速

11、路、主干道、次干道），从路网的拓扑结构方面考虑 VMS 的合理设 置。 (3)北京市道路交通系统运营及规划状况VMS 系统设置的主要目的是通过提供道路网交通状态的实时信息诱导交通参与者选择合适的行驶路径，以均衡道路网络交通流，减少交通拥堵，提高道路网的运行效率。因此，道路交通系统的运营状况以及规划道路网的预测交通需求 状况是 VMS 设置的主要影响因素。分析和把握现状运营状况和将来需求状况，从诱导交通流的需求角度考虑 VMS 的合理设置。 (4)国内外特大城市道路 VMS 布局设置及规划状况工业先进国家的特大城市具有长期发展 VMS 的历史和经验以及发展规划。收集、整理、分析美国纽约、英国伦敦

12、、日本东京和大阪以及韩国首尔等与北京具有可比性的特大城市 VMS 设置和规划情况，对本研究的开展起到参考和借鉴3 作用。(5)VMS 设置规划的理论与方法在分析、归纳和总结既有的 VMS 布局设置规划理论与方法的基础上，考虑道路网拓扑结构、交通流量、出行者对 VMS 信息的认知和行为特性等提出 VMS 设置布局优化的理论与方法。 (6)北京市 VMS 布局设置规划方案应用规划理论与方法，针对北京市的具体情况提出 VMS 设置布局的总体方案(2010 年）和分年度(2008 年、2009 年和 2010 年）设置方案、VMS 的建议类型、显示信息的形式和内容以及建设费用的概算。 (7)其它交通管

13、理信息服务与诱导系统设施建设规划研究其它实时交通管理信息服务媒体，如互联网、车载导航、手机/PDA、广 播电视媒体等的建设规划，效益评价以及建设费用的概算。(8)北京市交通管理信息服务与诱导系统规划评价建立 VMS 布局设置规划评价框架和评价指标体系，结合问卷调查(意向调 查）方式和交通流模拟仿真技术分析评价布局设置规划方案的效果。 1.3研究的技术路线4 图 1研究的技术路线5北京市 VMS 布局设置规划方案评价 北京市 VMS 布局设置规划方案 北京市道路网规划方案 北京市交通网交通需求 交通参与者的信息认知模型 交通参与者交通行为模型 VMS 布局设置规划理论与方法 国内外特大城市 VM

14、S 布局设置现状 北京市 VMS 布局设置现状 北京市道路网现状 北京市道路交通网络运营状况 2 国内外 VMS 布局设置规划的现状2.1 定义、功能及形式可变情报板的定义：根据人民国家标准智能运输系统通用术语（申 请中）将可变情报板定义为：一般设置在路侧，采用电子或机械方式动态显示文 字、数字或符号，向出行者发布最新交通运行状况、道路条件、交通设施使用状 况、气象和环境条件等交通信息，提供路径诱导的外场显示板式信息设备。可变情报板的作用：可变情报板可对交通流做出合理的诱导，优化交通流的时空 分布，提高交通资源的利用效率。可变情报板的形式：按照结构形式的不同，可变情报板有以下六种形式的标志：加

15、闪光灯的固定标志、背景光源式标志、电子机械式标志、光源式标志、光源/电子机械式标志、手动式标志。 可变标志(variable sign)的定义：一种新型的、通过道路信息来变化图案的交通标志。包括可变车道控制标志、可变限速标志、可变交通标志等。 可变标志的作用：可变车道控制标志用在变向车道上，定时地改变车道行车方向 和车道数。可变限速标志根据环境、道路、交通条件的不同，设置并显示不同的 限速标准。可变交通标志是在天气变化、交通事故、道路施工等情况下，随时变 化标志的图案，使驾驶员根据情况选择行驶路线，从而合理调节交通流，减小异 常情况对交通造成的影响。美国可变情报板的定义：是依靠运输部发布的情报

16、，向驾驶人提供实时的道路状 况的一种系统。它有六个被公认的主要的情况，每一个都有各自独立控制参数MI。具体如下： 1）与道路或道路周边交通相关的偶发(MI = 1)。交通可包括车辆故障、失灵或碰撞、有害物质外泄等； 2） 预料中的偶发MI = 2;3） 预料中的偶发通发生导致道路通行能力下降（短期道路施工建设）：通发生没有导致道路通行能力下降（特殊，例如 集市、足球比赛等）：MI = 3;6 4） 不利于驾驶的天气状况（大雾，雨雪等）所引起的环境问题: MI = 4;5） 计划中的日常性（主要道路建设）: MI = 5;6） VMS 相关设施(自动停车管理系统，速度显示板，收费口引导牌，匝道监

17、测器，卡车检查称重站，停车设施，车道控制标志) : MI = 6。 日本可变情报板的定义：是将时刻变化着的道路交通信息通过视觉服务给驾驶人 的装置。按照视觉内容分为文字式、图形式和文字图形组合式以及行程时间显示 式；按照设置位置分为一般道路、高速公路出入口匝道、高速公路正线和正线分 歧部设置式。2.2 发达国家大城市的 VMS 设置情况VMS 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，并建设成一定规模。例如，日本阪神高速公路（城市快速路）公团从 1972 年开始设置了 VMS37。VMS 的形式有文字式、图形式和文字与图形组合式 3 种。显示内容上有交通显示和行程时间显示 2

18、 种。表 2-1 表示了几个发达国家主要城市 VMS 的设置类型。 由表 2-1 可以看出，日本 VMS 的种类最为齐全。行程时间信息也于 20 世纪 80 年代末开始研发，并最先应用到日本的城市快速路上。 表 2-1 发达国家 VMS 设置类型(O ：有，：无） 以下以几个具有代表性和比较性的城市和地区为例说明其VMS 的发展和规 划情况。 (1)日本东京及京阪神地区市圈421）东VMS 的发展依赖于智能化的交通信息获取技术。日本在全国范围内设置了7诱导形式国家 文字式 图形式 组合式 日本 OOO美国 OO德国 O英国 OO法国 OO 约 20 万个交通信息采集装置，如超声波检测器、红外线

19、检测器、环形线圈检测器、光信标检测器等。在这些检测器的支持下，设置布局了 VMS，结合本国实际，取得了比较明显的效益。 从日本的道路交通管理体制上，国道和一般城市道路交通由管理，城市 快速路由高速道路公团管理，高速公路由高速道路公团管理。 、千叶县、琦玉县和神奈川县）面积约 13280 万 km2， ），城市快速路的营业里程约为 283km，高速公路 东市圈（含东道路约 24000km（仅东412km。机动车保有量约 462 万辆（仅东），车辆检测器按照间隔约 300m 成对间隔 5m 设置。东市快速路上 VMS 分别设置于主线和入口匝道处。 表 2-2 表示东京各类 VMS 的设置数量，即一

20、般道路 178 块，高速公路入口处 338 块，主线 332 块，共计 848 块。图 2-1 表示了日本 VMS 的形式，图 2-2 表示 东市快速路图形式和行程时间 VMS 的布局设置情况。表 2-2日本东京 VMS 设置的基本情况8一般道路 文字式 178 块 入口处 图形式 94 块 文字式 214 块 组合式 30 块 高速公路 图形式 34 块 文字式 248 块 组合式 50 块 合计 848 块 图形式图 2-1(a)图 2-1(b) 文字式图 2-1(c)组合式图 2-2(a)东京图形式 VMS 的设置地点9 图 2-2(b) 东京行程时间 VMS 的设置地点2）京阪神(、大

21、阪、神户）地区日本的京阪神地区是仅次于东京地区的发达地区，包括 2 府（府和大阪府）5 县（兵库县、滋贺县、福井县、奈良县及和歌山县）面积约 31500km2,具有奈良和两个古都，历史、文化、产业繁荣。 与东京地区相同，该地区的道路也分为管理的一般道路、高速公路公团 管理的高速公路和城市快速路公团管理的城市快速路。城市快速路约 280km，高速公路 793km，机动车保有量 675 万辆（仅大阪府和兵库县）。表 2-3 表示了该地区 VMS 的设置情况，即共设置了 817 块。 表 2-3 日本京阪神地区 VMS 设置的基本情况36-37 10一般道路和高速公路48 文字式 402 块 城市快

22、速路 图形式 6 块 文字式 302 块 组合式 107 块 小计 415 块 合计 817 块 图 2-3 表示了日本阪神高速道路(城市快速路）公团管辖范围内 VMS 的布局 设置情况。该公团管辖的城市快速路规模与东京大致相同。3）日本 VMS 的类型日本 VMS 按照设置地点可以分为一般道路、高速公路入口、高速公路正线和 高速公路出口；按照 VMS 显示信息的内容分为文字式、图形式、文字和图形组合 式以及行程时间显示式等。如表 2-4 所示。表 2-4日本 VMS 的类型（东京首都高速公路公团）如左图所示，VMS 表示着标志牌中入口的开闭状况。此外，有时表示利用首都高速到主要地点的行程时间

23、。 左图出显示入口开闭状态外，还用简易图形表示首都高速道路网，并传递其上的交通状态。通过观察该交通状态，可以帮助驾驶人判断是否利用首都高速。用文字表示入口及入口附近的禁止通行、交通拥堵等交通信息。可以帮助驾驶人通过在入口前观察 VMS 上的交通状況，决定是利用首都高速还是绕行到其他入口。 左图是在首都高速网的简易图形上显示交通状况，设置于立交的分岐点前，帮助驾驶人通过观察各路径的交通状况，作出首都高速上的路径选择的判断。11畅通（车速 40km/h 以上），灯不亮高速公路正线（图形式） 高速公路入口（文字式） 一般道路情报般（文字和图形组合式） 一般道路情报般（文字式） 在正线立交分岐前，显示

24、多条路径的行程时间。通过显示到达同一目的地多条路径的行程时间，帮助驾驶人选择路径。在正线立交分岐前，用文字显示禁行和拥堵等交通状况。通过再分岐点前提供各路径的信息，帮助驾驶人选择路径。在出口前，分别显示利用一般道路和首都高速到达主要地点时的行程时间。通过显示利用一般道路和首都高速的行程时间，帮助驾驶人判断是否选择一般道路迂回。在出口前，利用文字显示禁行和拥堵等交通状况。帮助驾驶人在出口前观察到交通状况，判断是否避开正线的交通拥堵而迂回一般道路行驶。(2)英国伦敦伦敦的可变情报板的设置是从 1994 年开始的，当时在通往伦敦中心区的主要干道上安装了 12 块可变情报板，这些可变情报板用来提醒驾驶

25、员行驶前方的 紧急。到 1999 年，伦敦共有 45 块 VMS。 12高速公路出口前（文字式） 高速公路出口前（行程时间显示式） 高速公路正线分歧部（文字式） 高速公路匝道分歧点前（行程时间显示式） 拥挤（车速 2040km/h），橙色 拥堵（车速小于 20km/h）红色 禁行红色（点灯） 交通事故红色（闪亮） 近年来，在伦敦的智能交通建设获得快速发展的同时，伴随着中心区道路的 拥挤收费政策的实施，VMS 的布局设置也达到了相当的规模和质量。目前，已经 设置了 100 块 VMS，其布局如图 2-4 所示。图 2-4 英国伦敦的 VMS 布局设置(3)美国纽约等都市圈美国是智能交通发展最好的

26、国家之一。目前在全国的道路上设置了 2255 块VMS，其中固定式 1799 块、活动式 456 块。主要都市圈 VMS 的布局设置情况如表 2-5 所示。表 2-5 美国主要都市圈 VMS 布局设置情况2.3 我国大城市 VMS 的布局设置现状(1）上海上海市面积约 6340 平方公里，道路约 7000 公里，城市快速路里程约为 24013都市圈名称 VMS 数量 备注 纽约 351 含纽约、北新泽西、东南康乃狄克 洛杉矶 244 含洛杉矶、里弗赛德和阿拉罕 圣安东尼奥 234 圣安东尼奥 华盛顿特区 7 Washinton DC 公里，机动车保有量约 100 万辆。上海 VMS 的建设始于

27、 2003 年，由上海市建委、同济大学和上海市市政工程管理处共同实施了高架路交通管理系统示范 工程。2003 年 10 月，高架道路交通诱导示范工程开始运行，该工程建立的ATIS 是一个由种类形式、功能不同的 VMS 组成的 VMS 系统，该系统由大型(L型）情报板、中型(M 型）情报板、小型(S 型）情报板组成，其中大型情报板 1块、中型情报板 2 块、小型情报板 9 块。一块 16m2 大型情报板板挂在高架龙门架上，不仅使“申”字型高架路的路况信息尽收眼底，起到了广域诱导作用， 而且这块大型情报板上还能显示外环高速公路的路况信息；两块 9m2 中型情报板安装在下匝道附近，显示了前方 3 个

28、下匝道的路况信息，告知驾驶员前方路段和匝道的信息，起到了局部诱导作用；九块 4m2 的小型情报板设在入口匝道相关的地面道路上，主要作用是告知驾驶员有关入口匝道的状态(关闭开放限流）， 从而使驾驶员能根据具体路况信息判定是否上高架，避免因为车辆临时改道而增加车流密度。此外，上海外环线安装了 A 型情报板 19 块(单色 8 块，双色 9 块， 全彩色 2 块）和 F 型情报板 19 块(单色 11 块、双色 8 块）。A 型情报板设置在互通式立交或出口匝道上游 300m-500m 处，安装在主线龙门架上，以字符方式显示前方路段的交通状况(畅通、拥挤、堵塞）、车辆在前进方向两区行程时间、路面状况、

29、交通控制信息、天气状况和其他信息，对流出交通进行诱导和提示。F型情报板设置在交叉道路进入外环线的匝道上游，用于指示外环交通状况、行程 时间及相关交通信息等。2004 年，先后完成了高架路和南北高架路新增 8 块情报的建设及内环 高架 17 块情报板的建设，从而达到中心区高架道路全覆盖的目标。 2005 年 11 月，先后完成了南北高架北延伸段、逸仙路高架的情报板布设，至此，包括内环、南北、逸仙、沪闵高架的上海中心城区快速路总共安装 了大型(L 型）、中型(M 型）、小型(S 型）和 A 型 4 种类型的可变情报板 53 块。其中，大型情报板设在高架道路的主线上，提供与驾驶员行车方向相同的广区域

30、 高架道路以及直接相连的越江桥隧的信息，用于广域诱导，帮助驾驶员在不同高 架道路间选择路径；中型情报板设在高架道路主线上的出口匝道上游，主要以局 部诱导为主，告知驾驶员前方路段和匝道的信息；小型情报板设在入口匝道相关 的地面道路上，主要作用是告知驾驶员有关入口匝道的状态(关闭开放限 14 流）；A 型情报板设在高架道路主线上，主要与上述情报板配合发布文字信息。 2006 年 2 月，上海开始逐步把 VMS 拓展到越江桥隧和线。为发挥上海 市中心城快速路网整体交通效益，结合 2005 年在武宁路地面道路设置交通信息标志的试验工作经验，2006 年 4 月，上海市市政工程管理处组织完成了“上海市中

31、心城快速路沿线地面道路诱导系统完善工程可行性研究”。该报告主要在快速路沿线相关地面道路安装 8 块大型可变情报板，具置为：内环高架道路外侧的吴中路、金沙江路、沪太路；南北高架西侧的徐家汇路、东西两侧的天目路； 高架虹桥机场出口；沪闵高架上海南站出口。这些可变情报板用于发布快速 路网的交通信息，诱导地面道路车辆合理选择行驶路线，实现高架道路上下交通 诱导联动。2006 年 10 月中旬，市政部门在高架道路 30 个匝道口新增设了可变情报板，这些可变情报板实时显示主线交通状况，同时，市政部门也在长达 34km 的浦西段(周家嘴路虹梅路立交）设置了 21 块可变情报板，其中包括 8 块文字型可变情报

32、板、13 块“图形+文字”的可变情报板。8 块文字型可变情报板 分别设置于军工路立交外侧出口匝道、逸仙路外侧下匝道附近、共和新路立 交外侧出口匝道、沪嘉立交外侧出口匝道、吴中路外侧出口匝道、周家嘴路内侧 下匝道、国定路内侧下匝道、大柏树立交内侧出口匝道。13 块“图形文字”的可变情报板分别设置于国和路外侧下匝道、广粤路内侧和外侧下匝道、真南路 内侧和外侧下匝道、金沙江路内侧和外侧下匝道、天山西路外侧下匝道、漕宝路 内侧和外侧下匝道、军工路立交内侧下匝道、万荣路内侧下匝道、仙霞路内侧下 匝道。截至 2006 年底，上海市总共设置了各类 VMS162 块，覆盖了上海市的整个 快速路系统，为快速路路

33、网流量的动态均衡创造了条件。 (2)北京北京的 VMS 建设始于 1999 年，是随着环路交通信息采集/处理/发布系统的 安装运营逐步开始的，1999-2004 年，设置了 49 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。2005 年设置 29 块，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 78 块，分布于二、三、四环路及快速路联络线15 和中关村大街、五环京高速公路方向，系统可实时发布二环路、三环路、四 环路、联络线等快速路和

34、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。其布局设置如图 2-5 所示，详细情况如表 2-5 所示。目前，北京的 VMS 形式有图形式和文字式两种，如图 2-4 所示。表 2-6 表示 VMS 表示信息的内容。北京近年 VMS 建设获得了快速的发展，并在道路交通管理中起到了非常积极 的作用，保证了居民的日常出行和货物的正常运输，支撑了城市经济的可持续发 展。然而，与先进国家的同类城市以及上海比较，尚存在较大差距，与北京的国 际化地位和科技奥运的精神尚缺乏匹配。主要有：数量相对较少、缺少系统的、长远的发展规划，信

35、息服务的范围和质量有待进一步提高，应用管理模式需进一 步改善提高等。表 2-5 北京 VMS 设置现状编号 名称 类型 安装位置 流向 1中关村一桥北 点阵式(192112） 联络线，中关村桥北 北向南 2蓟门桥北 点阵式(192112） 三环路，蓟门桥北 北向南 3马甸桥北 点阵式(51264） 三环路，马甸桥北 北向南 4北太平庄桥阵式(51264） 三环路，北太平庄桥西 西向东 5联想桥阵式(192112） 三环路，联想桥西 东向西 6点阵式(192112） 花园桥北 三环路，花园桥南 南向北 7点阵式(192112） 岳各庄桥北 四环路，岳各庄桥北路东 南向北 8点阵式(192112）

36、 南坞桥南 四环路，南坞桥南路西 北向南 9火器营桥东 点阵式(192112） 四环路，火器营桥北路东 西向东 10学院桥阵式(192112） 四环路，学院桥西路南，北航门西向东 11莲花桥南 点阵式(192112） 三环路，莲花桥南路东 南向北 12安贞桥东 点阵式(192112） 三环路，安贞桥东路北 东向西 13紫竹桥北 点阵式(192112） 三环路，紫竹桥北路西 北向南 14四季青桥阵式(192112） 四季青桥东路南 西向东 15北太平桥北 点阵式(256160） 北向南 北太平桥北花园东路国安剧院南 16 16肖家河桥北 点阵式(256160） 肖家河桥北农大路口南 北向南 17

37、广渠门桥南 点阵式(51264） 二环路，广渠门桥南 南向北 18点阵式(51264） 门桥南 二环路，门桥南 南向北 19点阵式(192112） 建国门桥东 二环路，建国门桥东 东向西 20阵式(192112） 复兴门桥二环路，复兴门桥西 西向东 21点阵式(192112） 西便门桥东 二环路，西便门桥东 东向西 22西直门桥南 点阵式(192112） 二环路，西直门桥南 北向南 23阜成门桥北 点阵式(192112） 二环路，阜成门桥北 南向北 24积水潭桥阵式(192112） 二环路，积水潭桥西 东向西 25雍和宫桥东 点阵式(192112） 二环路，雍和宫桥东 西向东 26朝阳门桥北

38、点阵式(192112） 二环路，朝阳门桥北 南向北 27朝阳门桥南 点阵式(192112） 二环路，朝阳门桥南 北向南 28右安门桥东 点阵式(51264） 二环路，右安门桥东 东向西 29点阵式(192112） 航天桥南 三环路，航天桥南 北向南 30阵式(192112） 新兴桥三环路，新兴桥西 西向东 31阵式(192112） 刘家窑桥三环路，刘家窑桥西 西向东 32点阵式(192112） 广渠门桥北 二环路，广渠门桥北路西 北向南 33永定门桥东 点阵式(192112） 二环路，永定门桥东路南 西向东 34白纸坊桥北 点阵式(192112） 二环路，白纸坊桥北路西 北向南 35复兴门桥东

39、 点阵式(240144） 复兴门桥东长安街长话局门前 东向西 36建国门桥阵式(240144） 建国门桥西长安街前 西向东 37官园桥东 点阵式(240144） 官园桥东平安大街 东向西 38十条桥阵式(240144） 十条桥西平安大街万信大厦 西向东 39门桥东 点阵式(240144） 门桥东两广路牛街西 东向西 40广渠门桥阵式(256160） 广渠门桥西两广路磁器口东 西向东 41点阵式(256160） 白石桥东 白石桥东印钞造币总公司西 东向西 42阵式(192112） 三元西桥三环路，三元西桥西 西向东 43点阵式(192112） 三元东桥东 三环路，三元东桥东 南向北 44长虹桥南

40、 点阵式(51264） 三环路，长虹桥南 北向南 17 1845潘家园桥北 点阵式(192112） 三环路，潘家园桥北 南向北 46国贸桥东 点阵式(192112） 三环路，国贸桥东 东向西 47健翔桥东 点阵式(192112） 四环路，健翔桥东路北 东向西 48惠新东桥东 点阵式(192112） 四环路，惠新东桥东路南 西向东 49望京桥东 点阵式(192112） 四环路，望京桥东路北 东向西 50东风北桥南 点阵式(192112） 四环路，东风北桥南路西 北向南 51大郊亭桥南 点阵式(192112） 四环路，大郊亭桥南 南向北 52窑洼湖桥北 点阵式(192112） 四环路，窑洼湖桥北

41、北向南 53小红门桥阵式(192112） 四环路，小红门桥西 西向东 54安贞桥北 点阵式(240144） 安贞桥北安定路中关村汽车市场 北向南 55青年路口阵式(240144） 朝阳北路青年路口西 东向西 5方桥北 点阵式(192112） 四环路，四方桥北 北向南 57平房桥东 点阵式(192112） 姚家园路：东五环平房桥东，第一丁字路口西北角 东向西 58白家楼桥东 点阵式(192112） 朝阳北路：东五环白家楼桥东， 路北第一出口东 东向西 59远通桥东 点阵式(192112） 京通高速：广播学院大门口西侧东向西 60五方桥东 点阵式(192112） 京沈高速：收费站西，东马各庄桥西约

42、 100 米，龙门架东 50 米东向西 61大羊坊桥东 点阵式(192112） 京津塘高速：收费站南第一路口处，治安检查站门口 东向西 62六里桥阵式(192112） 三环路，六里桥西 西向东 63玉泉营桥东 点阵式(51264） 三环路，玉泉营东 东向西 64玉泉营桥南 点阵式(51264） 三环路，玉泉营南 南向北 65四环路，马家楼桥东，公益桥西天桥东灯杆东侧 东向西 阵式(192112） 66丰台大桥南 点阵式(192112） 四环丰台大桥南(正阳桥），丰台南桥北桥头(四环主路） 北向南 67桥北 点阵式(240144） 桥南马家堡西路 南向北 68刘家窑桥北 点阵式(256160）

43、玉蜓桥南蒲黄榆路刘家窑桥北 南向北 69大红门桥南 点阵式(256160） 南苑路大红门桥南久敬庄路口南 南向北 70莲玉桥东 点阵式(240144） 莲花池立交西四环路外 西向东 71西红门南桥南 点阵式(192112） 京开高速：大兴工业园区收费站南向北 北，第一天桥南 30 米 72卢沟新桥阵式(192112） 京石高速：杜家坎收费站西 西向东 73良乡北关 点阵式(288208） 良乡北关路口 北向南 六环路外服务区出口南八达岭74西沙屯桥北 点阵式(256160） 北向南 高速方向 五环外清河桥南桥头八达岭高75点阵式(256160） 上清桥北 北向南 速方向 76衙门口桥阵式(32

44、0160） 莲花西路衙门口桥西 西向东 长安街西延：八角桥西，太阳岛宾馆门前路南 77阵式(192112） 西向东 78晋元桥阵式(192112） 晋元桥西：杨庄路口 西向东 表 2-6北京 VMS 的类型及其信息内容文字式图形式图 2-4 北京 VMS 的形式19图形式 文字式 状态、速度范围 绿色 行驶畅通 畅通、40 公里/小时以上 黄色 车多流量大 拥挤、20-40 公里小时 红色 行驶缓慢 拥堵、20 公里/小时以下 红色禁止通行 停滞 2.4 VMS 布局设置理论研究状况国外从在 20 世纪 70 年始研究 VMS 的布局设置问题。日本阪神高速公路公团从 1972 年开始对 VMS

45、 的信息实现了自动控制37，以后每年都投入经费进行系列性研究。1990 年完成的研究报告，通过实验等手段，系统研究了图形式和文字式 VMS 具体结构尺寸、显示信息及设置场所等，确立了该公团目前使用的 VMS 的形式。松尾（T. Matsuo）37深入研究了 VMS 服务信息问题，给出了如下显示的数学模型。 k*= k | maxL k (2-1)Lk = (Pk Qk )(2-2)式中，k*为应该显示的信息；Pk 为置地点到k 发生地点的交通到达率。 k 的交通阻塞度；Qk 为从 VMS 的设秋山（T. Akiyama）利用专家系统和模糊理论对 VMS 的信息服务及服务效果（对出行者选择行为的

46、影响）进行了深入研究38，给出了自动信息服务的专家系统，以及利用两阶段法对 VMS 的设置进行了评价。 对有无 VMS 的评价(第一阶段)指标：VMS 数量和 VMS 中的信息数 对显示信息内容的评价（第二阶段）指标：信息的重要度、信息的有效度和信息的价值。信息的重要度为信息对出行者的影响程度；信息的有效度为对于设 置在匝道附近的 VMS 而言，通过 VMS 处的车辆数与通过匝道处车辆之比；信息的价值为重要的信息是否服务给出行者的度量，用信息的重要度与信息的有效 度之积表示。 M. McDonald（1998）40 通过实验研究了英国南安普敦地区 VMS 设置的效果，并对 VMS 的结构尺寸的

47、改进提出了建议。 澳大利亚新南威尔士道路交通局(RTA，2006)41给出了 VMS 布局设置的导则，其主要针对 VMS 的结构尺寸和设置场所给出了具体的规范性条款。 针对从规划的角度对 VMS 布局设置进行理论研究问题，目前研究的较少。参考文献42,45-47针对北京市的 VMS 设置问题给出了如下理论模型，但是尚没能将其应用于布局规划之中。max F = maxb *f(2-3a）arrarrR20 za = ls.t.(2-3b）aAza = 0,1.a A(2-3c)其中，F 为 VMS 产生的效用；R 为所有路径的集合；r 为路径；A 为所有路段的集合；ra 为路段 a 上的 VMS

48、 对路径 r 车流的影响指数；fr 为路径上 r 的车流量；l 为 VMS 的数量。 21 3 VMS 布局设置理论与方法在分析、归纳和总结既有的 VMS 布局设置规划的理论与方法的基础上，考虑道路网拓扑结构、交通流量、出行者对 VMS 信息的认知和行为特性等提出 VMS 设置布局优化的理论与方法。 3.1 VMS 布局设置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 VMS 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 16800km2 的面积，约 300 万辆的

49、机动车保有量，以及相比东京 和巴黎高出 2-3 倍的出行量，VMS 的设置密度仅为日本东京的十分之一。远远不 能满通流量持续增长及交通参与者对交通信息量的需求。在路网结构及道路条件下，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，是一 种有效的方法。VMS 就是其中之一。通过 VMS 的建设，达到交通需求科学管理、 交通资源合理分配、交通流量均衡、交通系统安全高效运行的目标，总体目标如 下：(1) 系统性：突出系统整体性，设计遵循系统的思想，利用系统现有基础并 充分考虑系统扩展，实现系统整体功能的提升。(2) 先进性：设计先进合理

50、，采用符合发展趋势并成熟的技术，选用的关键 材料及设备有良好的可靠性、通用性和开放性。(3) 实用性：在满通管理使用要求的前提下，力求实用，尽量降低工程 成本，选择性能价格比高的技术方案和产品。此外，VMS 布局设置的具体目标有： (1) 通过可变情报板，辅以可变交通标志、交通广播等方式实现车辆外部交 通信息的服务和诱导，为出行者提供实时的交通状况信息。(2) 交通信息的查询服务。出行者可以借助于其他媒体，如自动电话、Internet22 网等，查询道路交通信息，包括 VMS 的交通信息。 (3) 遇到交通事故等异常或交通拥堵等交通状况时，推荐绕行路线。(4) 通过图形、文字、行程时间服务等形式进行信息诱导。3.2 VMS 布局设置的理论与方法3.2.1 VMS 布设的一般原则主要考虑交通量大且服务水平较高的环路、快速路联络线、主干道以及部分 次干道。同时