智能交通技术在的全球应用发展及实例

2013-12-17 16:09:34来源: 中国行业研究网

    交通运输是经济的生命力。如果没有交通运输系统将人和货物运进、运出或者在周围移动,那么城市就不可能存在。交通运输一直是全球化的主要驱动力,它让距离不断缩小、促使整个新经济的出现并改善了数以百万计的人的生活质量。几乎每一天人们都离不开交通:需要坐公交、地铁或者开车去上班,需要骑车去上学,需要坐飞机出差等等。即使不出家门,生活也被交通行业影响,几乎所有的有形的物品——食品、服装、医药、汽车、计算机——都是从世界上其他地方运送到你的所在地。然而,现在许多交通运输系统的能力不足以满足21世纪的需求。 

    几年前,IBM公司发起一场名为“智慧地球”的运动,宣称数字技术能让能源、交通、城市等诸多领域更加智能化。各国政府也见风使舵,许多国家已经将大量的激励方案用于智能基础设施项目上,还有一些国家将智能系统放在产业政策的优先位置。

    IBM的一项研究报告表明,随着世界变得更加城市化,到2050年,将有70%的人口生活在城市中。伴随着城市的增长,很多城市都在努力解决增加的交通流量和拥堵问题。目前,交通已成为市政规划者的迫切的优先事项,他们需要改善交通流量,以建设更加清洁、更少拥堵的城市。PikeResearch一份对全球130个智慧城市项目的追踪报告表明,目前有50%以上的智慧城市项目集中于交通运输和城市机动性方面的创新。在智慧城市规划者需要优先考虑的项目列表中,为现代城市制定一个环保、经济高效并能被选民接受的机动性战略一直处于首位。尽管各国政府都在努力寻求减少债务、收紧预算,但智能交通系统行业在未来几年的投资仍将会增加。

    MarketsandMarket公司的一份市场研究报告表明,智能交通市场整体在2012年的价值约为267亿美元,预计到2018年达到1023.1亿美元,从2013年到2018年的复合年增长率为23.6%。尤其值得注意的是,交通解决方案市场,其复合年增长率达22.5%,到2018年预计价值达到666.2亿美元。拉丁美洲、中东和非洲、东欧和独联体国家的增长最快,在2013年到2018年的增长率分别达到45.8%、39.1%和31.4%。

    欧美智能交通机构

    ERTICO-ITS欧洲是在欧洲联盟委员会、交通运输部和欧洲工业的领导成员的倡议下成立的一个多行业的公私合作关系,旨在进行智能交通系统服务(ITS)的开发和部署的机构。该组织将公共当局、业界人士、基础设施运营商、用户、国家智能交通系统服务协会以及其他组织联系起来,共同为实现“智能移动”而努力。ERTICO工作方案的重点举措是为了改善运输安全、加强防护、提高网络效率,同时要考虑减少对环境的影响。

    在美国,每个州都有一个智能交通系统(ITS)分会,它会组织州内每个交通部门(州、市、镇、县)都派代表出席年度会议,以促进和展示其在智能交通系统方面的技术和理念。

    智能交通技术的应用及实例

    从古到今,任何交通运输系统都由三种元素组成:交通工具(汽车、船舶、飞机)、道路(公路、铁路、航道)和终端(车站、停车场、机场、海港)。人口增长、前所未有的城市化和持续的全球化给该系统中的所有元素以巨大的压力,逼迫它们到了超出其使用寿命内的能力的地步。在过去的两个世纪中,交通运输的发展——从运河、铁路、汽车、到飞机——创造了现代世界,并且为企业、为社会以及为我们如何生活迎来了一个新的时代。我们必须重塑交通运输,以满足21世纪的需求。

    现有的物理交通运输系统可以用传感器、仪表、电器、照相机、智能手机、生物识别设备等装备起来,从而能够衡量、感知和看到所有事物的确切情况。这些装备可以感知正在发生的事情,无论是火车轮毂轴承的温度,放错了位置的手提箱,还是桥梁的金属疲劳。同时,先进的分析系统可以检测出模式和关系,并启用接近实时的连续决策。因此,我们可以更好地规划路线和行程,优化车辆、设备和设施,以扩大能力。

    智能交通系统根据应用技术的不同而不同,从基本的管理系统,如汽车导航、交通信号控制系统、集装箱管理系统、可变信息标志、自动车牌识别或高速摄像机,到监控应用,如保安闭路电视系统,再到更先进的集成其他若干来源的实时数据和反馈的应用,如停车场的引导和信息系统、气象信息、桥梁除冰系统等。此外,正在发展的预测技术使得先进的建模以及与历史基准数据的对比成为可能。智能交通技术的应用主要包括以下几种:

    【车载紧急呼叫系统】车载紧急呼叫是在发生事故后,由车乘人员手动生成或者是通过车载传感器自动激活的紧急电话。当激活时,车载紧急呼叫装置会建立起紧急呼叫,将语音和数据直接传送到最近的急救点。数据包括与事故相关的各种信息,如时间、精确位置、车辆行驶方向以及车辆识别等。

    【自动道路执法】交通执法摄像系统用于探测和识别不遵守车速限制或其他法律规定的车辆,并且根据车牌号自动开出罚单。这类系统包括识别超速行驶车辆的高速摄像机、探测红灯时越过停止线或指定停车区域的红灯摄像机、识别在公交专用车道上行驶的车辆的公交车道摄像机、识别非法穿越铁路的车辆的平交路口摄像机、识别车辆越过双白线的双白线摄像机、识别违反高占用车道规定的高占用车道摄像机等。

    【可变限速】最近一些司法管辖区已经开始根据道路拥堵和其他一些因素对道路实行可变限制。通常情况下,这种限速只是在恶劣情况下要求降低车速,而不是在道路情况良好时允许提高车速。一个应用案例就是环绕伦敦的英国M25公路。M25全长188公里,是英国高速公路网络中最繁忙的公路之一。在2003年,位于伦敦希思罗机场附近的车流量曾经达到一天19.6万辆;而在2007年,路的西半段的平均日车流量达14.7万辆。自1995年开始,M25公路上最繁忙的23公里就开始使用可变限速和自动道路执法。初步结果表明,该举措节省了行车时间,使交通更加顺畅,同时事故数有所下降。

    【防撞系统】日本的高速公路上安装了传感器,可以通知驾驶员前方有车辆停滞,从而防止碰撞事故的发生。

    【动态交通灯序列】在多车辆、多车道和多路的交界区,该系统可提供一种有效的时间管理方案,为每个通道制定动态的时间计划。系统实时运行时能够根据每个通道上的车辆数量和路况来做出效仿执勤的交警人员的判断。

    智能交通的作用及其在全球的发展

    智能交通系统(ITS)是一种先进的应用,旨在提供有关不同模式的运输和交通管理的创新服务,并使各类用户能够更好地得到信息从而更安全、更协调和更“聪明”地使用交通运输网络。

    目前,世界人口的一半居住在城市,人们每天需要在居住地和工作地之间穿梭。为确保所有这些人安全及时地到达工作场所,智能交通运输系统在人口密集的城市中发挥着至关重要的作用。全球智能交通系统市场也目睹了越来越多的政府主动推动智能交通系统发展的举措。

    越来越多的道路交通事故和交通拥堵情况是迫使全球各国政府花费巨资改善道路交通的一个主要因素。仅在美国,每年浪费的燃料和时间的总成本就高达872亿美元,其中包括42亿小时的交通时间浪费和28亿加仑的燃料浪费。在欧盟,交通拥堵成本占其GDP的1%以上,或者说每年超过1千亿欧元。然而,我们不能依靠兴建更多的道路、桥梁和轨道交通来解决交通拥堵。正如澳大利亚昆士兰州高速公路首席执行官PhilMumford先生所言,“我们看到的模式是每次新建一条路,使用就会增加,然后又重新造成拥堵。我们需要更聪明地管理交通流量、机场容量、铁路系统和航道”。而智能交通正是一种能够不做大的新资本投资,却能最大限度地利用现有交通系统的办法。根据PikeResearch的报告,在智能交通中投资最大的领域将会是智能交通管理系统,这其中包括一系列的应用,例如旅客信息、拥堵收费和自适应信号。预计到2017年,这些系统将会无处不在,几乎在每个主要城市都能提供这样的服务。同时,随着城市中增加的替代路线或可预测的交通缓和,这些系统会变得越来越有活力。

    在发达国家,最近政府在智能交通系统领域的活动——特别是在美国——进一步被日益受到重视的国土安全所驱动。许多拟议的智能交通系统还涉及公路监控,这是国土安全的首要任务。此外,在由因自然灾害或威胁而造成的大的伤亡事故中,智能交通系统可以发挥重要作用,帮助迅速大规模地疏散市中心的群众。智能交通系统中涉及的大部分的基础设施和规划都与国土安全系统相匹配。

    2012年8月,美国运输部宣布计划进行世界上最大的真实世界的智能车辆测试,包括车辆对车辆(V2V)和车辆对基础设施(V2I)的通信。测试包括在密歇根州安阿伯地区的近3千辆通用和福特的小汽车、公共汽车和卡车。这些努力旨在推动安全技术进步,从而可以帮助车辆避免碰撞,同时改善交通通信。

    在发展中国家,从农村到城市的迁移进展不同。发展中国家许多地区的城市化并未伴随显著的机动化和郊区的形成。虽然只有一小部分的人口可以买得起汽车,但汽车大大增加了这些多式联运的交通系统的拥堵。同时,它们也产生大量的空气污染,构成重大安全风险并加剧了社会中的不平等感。高人口密度可以由步行、自行车交通、摩托车、公交车和火车构成的多式联运系统来支持。而发展中国家的其他地区仍然主要是正在飞速地城市化和工业化的农村。在这些地区,随着人口的机动化,机动化的基础设施也在开发建设中。财富的巨大差距意味着只有一小部分人口可以机动化,因此穷人的高度密集的多式联运交通系统与富人的高度机动化的交通系统交叉在一起。

    无可否认,我们的星球越来越智慧,智能正在注入世界的各个方面,而全球都在走向智能交通中的生活。

    智能交通能帮助预测需求并优化可用容量。使用分析工具,交通运输提供商可以预测需求,调整能力和部署资产,不断适应跨整个网络的运作。比如与IBM合作,瑞典首都斯德哥尔摩从2007年开始使用拥堵计费系统。经过一年的使用,早晨通往斯德哥尔摩市的车辆排队时间减半,城市交通量下降了18%,内城二氧化碳排放减少了14%~18%。在新加坡,智能卡系统能使陆路交通管理局制定最优路线和班次,减少交通堵塞,提高公共交通的吸引力。

    智能交通大大提高了端到端的旅行者体验。不论交通运输提供商是为城市交通、长途旅行还是货运业务服务,技术都可以按照客户喜好的方式和频率,向他们提供需要的信息和服务,从而提高满意度并最终加强客户忠诚度。加拿大航空开发的智能手机应用程序能让旅客下载电子登机牌、办理登机、获取飞行状态、预订租车等。这一应用使得手机办理登机增加了60%,并且有93%的加拿大航空的旅客说自助服务提升了他们的旅行体验;另外,该应用程序还可以节省80%的办理登机成本。

    智能交通能在提高运营效率的同时降低对环境的不良影响。目前交通运输基础设施的很大一部分已经有几十年了,交通官员们往往需要管理这些复杂老化设备与较新资产的混合体。通过分析来自智能交通系统的数据,就可以知道何时设备过度需要维修;在任何给定的时刻,都可以知道资产的具体位置和状况。法国国营铁路公司(SNCF)管理客运和货运铁路以及城市公共汽车和电车。公司每天经营1.4万辆列车,包括高速TGV和部分巴黎及区域过境系统。通过使用智能传感器的预测性维修系统,法国国营铁路公司预防事故的发生、减少延误并降低了估计大约30%的维修成本。

    智能交通有安全和保障。安全仍然是所有交通运输公司关注的首要问题。事实上,航空公司每年在安全上的花费每年约为59亿美元,而机场将它们的营运成本的60%以上用于安保。DHL基于无线射频技术(RFID)的系统监控制药发货从出发到抵达的各点的温度,帮助客户保持产品的新鲜度并产生新的收入增长源。

    智能交通还可以帮助国家经济复苏。信息技术与创新基金会最近的一项研究发现,在美国,每在交通基础设施建设上投资12.5亿美元,就会创造并支持3.5万个就业机会。

    总而言之,智能交通意味着对空中、陆地和海上的先进的交通管理。它围绕旅客进行优化,连接整个系统中的所有元素并实时传达状态信息。

    未来如何更好地发展智能交通

    城市、交通运营商和其他交通运输资产的业主将智能交通技术作为工具,来帮助他们提高流动性、减少燃油消耗、降低碳排放量、改善安全性并加强经济竞争力。

    目前,交通运输中的许多组件和子系统还没有被装备起来,或者是由于各地的装备不同而造成无法确定地知道它们的当前状态。这不仅是大量的时间和金钱的浪费,还会造成质量的不一致和多个错误机会。显而易见,需求只会增长,特别是随着人口的增长和城市化进程不断扩大,交通工具和城市的装备化以及个人移动设备的赋权将继续呈指数级增长。我们需要从交通运输网络中得到更多的物理和数字化能力。将来,更智能的交通甚至会将先进的建模应用到以前不可预知的情况中,比如跨大西洋的火山灰流动,从而更好地安排全球交通。

    要发展智能交通,有几个关键点:

    首先是标准:必须建立达成一致的交通运输数据标准,惟有如此才能将整个系统中的流程和数据互相联系起来。

    其次,要有意地设计智能交通系统:旅客的时间、安全和经历应该是智能交通系统的设计出发点。需要通过设计,将互联互通、系统认知、分析和安保等重要标准从一开始就嵌入到系统中。

    再次,转化到真正的交通运输系统将允许和需要更多的合作:一个多样化的、有多方利益相关者的世界需要所有各方在日常基础上比肩合作。

    最后,是政策与伦理:从技术的新模式,到不断变化的合作形式,到现代生活中个人角色的变化,再到对可持续生活的新期望,都表明,我们正在进入一个非常不同的世界。

    我们必须从伦理和社会的角度出发,明确如何经营管理组织和行业的指导方针,并围绕此方针共同努力。

    智能交通并不是宏伟的、未来的理想,相反,智能交通很实用。不可否认,许多影响交通运输的有争议的问题的辩论——从能源、安全,到气候变化、经济——仍将继续。但无论最终哪个观点占上风,其结果都会是让系统更聪明,即更透明、更高效、更方便、更有弹性、更具创新性,让交通运输更聪明地符合所有人的利益。

 

关键字:智能

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2013/1217/article_6558.html
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