智能运输系统概论第15章

智能运输系统概论（第三版）普通高等教育“十一五”国家级规划教材21世纪交通版高等学校教材杨兆升于德新主编史其信高世廉主审智能运输系统概论目录第11章先进的公共交通系统第12章先进的交通管理系统第13章城市交通信号控制系统第14章电子收费系统第15章高速公路交通事件管理系统第16章应急指挥调度系统第17章智能车辆与自动驾驶系统第18章交通需求管理第19章智能运输系统标准化第20章ITS评价智能运输系统概论第15章高速公路交通事件管理系统概述15.1交通事件管理15.2事件管理系统国内外现状15.3我国的事件管理系统框架15.4小结15.5智能运输系统概论15.1概述事件管理系统是高速公路监控系统的一个重要子系统，主要是用来减少事件所造成的影响。早在20世纪60年代就在美国芝加哥实施，目前世界各地许多的城市高速公路、隧道和收费高速公路的事件管理系统已运行多年，都包括一些通用的要素或步骤：事件检测、鉴别、反应、清除、现场交通管理以及向驾驶员提供信息。事件管理系统就需要一个包含监视、紧急服务和信息提供功能的广泛的系统。智能运输系统概论15.1概述1）高速公路系统的监视：车辆检测系统、闭路电视、空中监视、紧急电话系统、民用无线电、警察巡逻和服务巡逻等。2）偶发事件紧急服务：警察服务、救护车服务、消防服务、车辆修理服务3）驾驶员信息系统：向驾驶员通报道路情况，使其可能采取适当的行动。标志和无线电通信就是通常的信息来源。组成与功能智能运输系统概论15.1.1我国高速公路运行中存在的问题及原因实行交通限制实行分隔行驶严格控制出入高标准的线形各种管理、控制、收费、服务和安全等设施多密集型的管理高速公路的一般特征智能运输系统概论15.1.1我国高速公路运行中存在的问题及原因近年来交通需求量的持续高速增长，使高峰期的入城和市区高速公路拥挤、阻塞日益严重，而城间高速公路又往往事故频发。1）交通拥挤是指交通需求超过某道路的通行能力时，超过部分的交通滞留在道路上的交通现象。根本原因是交通供求关系不平衡。在造成交通拥挤的许多因素中，大部分可以归纳为以下两类：（1）常发性的过大交通需求；（2）偶发性暂时通行能力降低，例如各种突发事件、事故和道路养护活动等。智能运输系统概论15.1.1我国高速公路运行中存在的问题及原因2）交通安全问题导致交通事故发生的因素是多方面的，包括驾驶员的错误判断、车辆故障、驾驶员不熟悉高速公路驾驶方法、恶劣的天气条件和公路几何特征等等。交通量的增大，特别是交通拥挤现象的出现，也将导致事故的增加。反过来，交通事故的发生又会大大加剧交通拥挤状况。一旦发生事故如不及时处理，造成的堵塞比普通公路要严重得多。拥挤是造成交通事故的重要原因之一。智能运输系统概论15.1.1我国高速公路运行中存在的问题及原因3）环境问题据统计，一些大城市汽车排出的污染物占大气污染总量的60％以上，其影响比工厂更甚。交通噪声是城市和大交通量高速公路的主要声源，约占70％。4）能源问题我国用于汽车运输的汽油消耗量占总量的90％，柴油消耗量占总量的10％-15％，汽车运输燃料成本占运输成本的30％-35％。在拥挤状态下的能耗是最优状态下的两倍。北京二环部分出、入口实景智能运输系统概论15.1.1我国高速公路运行中存在的问题及原因导致上述问题的原因概括为以下几点：我国由于国家仍没有专门的高速公路管理体制和法规；缺乏高速公路监视、控制和管理设施，相应的监控、管理技术水平低下，造成高速公路通行能力人为降低、突发事件和事故服务效率低等；驾驶员缺乏高速公路行车知识，不少驾驶员沿袭在普通公路上行车的习惯，超速行驶，不按规定保持车距，随意停车，违章超车、变道，任意上下乘客等常常酿成重大交通事故。智能运输系统概论15.1.2解决对策1）交通拥挤控制策略常发性拥挤的对策扩大供给控制需求交通拥挤对策扩大供给路网建设几何改善控制需求车辆需求出行需求匝道控制主线控制优先通行控制通道控制拥挤收费分散高峰期合乘提高公交服务水平提供丰富的出行前和途中交通信息常发性交通拥挤的控制策略智能运输系统概论15.1.2解决对策偶发性拥挤的对策尽早地发现事件、确认事件的性质并及时采取救援措施和为其他驾驶员提供相关信息。这也就是要建立一个完善的事件管理系统，对事件实现快速、高效、恰当的处理。2）高速公路事件管理和智能运输系统高速公路管理系统的目标：精确监视高速公路的运行情况，及时作出恰当的交通控制决策；减小高速公路上常发性拥挤的影响和发生频率；智能运输系统概论15.1.2解决对策把偶发性拥挤的严重性和持续时间降低到最小；获得最高的高速公路运行效率和公共安全；向高速公路使用者提供适当的信息，使他们能够选择出行的路径和出行方式。车辆检测器闭路电视环境检测事件检测车道限制可逆车道标志车道使用控制路肩使用车辆转移方案工作区域事件管理驾驶员援助巡逻特殊事件/重要紧急情况事件清理方案高速公路控制中心计算机互联网交互式咨询终端信息发布车道控制信号电话（热线）高速公路咨询广播广播/TV车载机可变信息板匝道控制匝道限制匝道关闭监视系统高速公路管理功能智能运输系统概论15.1.2解决对策高速公路管理系统的收益行程时间降低13%~48%行程速度降低16%~62%通行能力增加8%~25%事故总数增加24%~50%燃油消耗减少拥挤时的燃油消耗41%排放（底特律的研究）每年减少CO排放量122000t每年减少HC排放量1400t每年减少NOx排放量1200t智能运输系统概论第15章高速公路交通事件管理系统概述15.1交通事件管理15.2事件管理系统国内外现状15.3我国的事件管理系统框架15.4小结14.5智能运输系统概论15.2.1交通事件交通事件是指导致道路通行能力下降或交通需求不正常升高的非周期性发生的情况。可预测的事件不可预测的事件道路养护道路修筑大型活动（体育比赛、游行、音乐会等）事故、车辆抛锚、恶劣的天气（雨、雪、冰、雾）、桥梁或道路坍塌、货物散落事件的类型智能运输系统概论15.2.1交通事件事件条件下可获得的道路通行能力（％）高速公路单方向的车道数路肩上车辆抛锚路肩上事故阻塞车道数（个）12320.950.810.350.00N/A30.990.830.490.170.0040.990.850.580.250.1350.990.870.650.400.2060.990.890.710.500.2570.990.910.750.570.3680.990.930.780.630.41智能运输系统概论15.2.2交通事件管理的含义在美国《交通事件管理手册》中事件管理定义为“系统地、有计划地、协调地使用人力、法规、救援设备和技术手段来减小事件的持续时间和它的影响，改善驾驶员、事件当事人和事件处理人员的人身安全”。美国的国家ITS框架中把“事件管理”用户服务描述为：“事件管理用户服务使用先进的传感设备、数据处理和通信技术提高运输和公共安全部门的事件管理能力。事件管理就是通过有效地减少事件检测和确认的时间，采取恰当的事件响应措施，安全地清除事件，使受到影响的交通流恢复原有的通行能力，以此来提高高速公路的运行效率和安全性。智能运输系统概论15.2.3交通事件管理的目的和目标事件管理的根本目的是使受到事件干扰的交通流恢复正常。目标是在最短的时间内完成事件管理的各项活动，减小事件的影响。目的目标减少二次事故提高事件处理人员的安全积极提供并鼓励使用替代路线减少事件响应部门的负担减少事件检测时间减少事件响应时间提供更多的驾驶员信息加快事件清除过程减少车道关闭数量减少道路或车道的关闭时间智能运输系统概论15.2.4交通事件管理实施技术——事件检测（1）事件监测技术的类型驾驶员移动电话呼叫事件管理人员观看闭路电视（ClosedCircuitTV，简称CCTV）监视图像；结合检测软件的自动车辆识别（AutomaticVehicleIdentification，简称AVI）；交通流电子检测装置（如，视频图像、环形线圈或雷达）和检测交通异常的事件检测算法；驾驶员求助电话或路边紧急电话；交通警察巡逻队；智能运输系统概论15.2.4交通事件管理实施技术——事件检测交通警察巡逻队；交通部门或其他单位工作人员通过对讲机的报告；交通状态报告服务；车队（公交车、卡车）报告。交通事件检测技术自动检测技术非自动检测技术市民报告专职人员报告间接方法直接方法闭路电视航空监视基于常规车辆检测器的方法基于非常规车辆检测器的方法基于视频图像识别的方法驾驶员移动电话呼叫的报告路边紧急电话呼救事件紧急呼救热线交通警察巡逻队报告交通管理和道路养护巡逻队报告其他服务部门人员的报告固定观察人员\志愿者报告事件检测技术的分类智能运输系统概论15.2.4交通事件管理实施技术——事件确认事件确认就是要确认一个事件已经发生，确定它的确切位置，获得尽可能多的与事件相关的细节信息。确认还包括收集足够的信息制定第一步的响应措施。事件确认方法如下：事件管理人员观看闭路电视（CCTV）监视图像；派遣现场处理人员（交通警察或其他救援服务人员）；与警用飞机、媒体和信息提供者联系；综合来自于多个移动求救电话的信息。不同的事件检测技术对应于不同的事件确认方法。智能运输系统概论驾驶员信息可以定义为能允许驾驶员做出有信息根据的旅行信息。不仅包括事件信息，而且还有常发性拥挤信息、特殊事件（运动会、国宾队等）信息、旅行方式选择信息和其他影响旅行决定因素的信息。用于信息发布的技术具体如下：商业广播﹑交通信息台﹑可变信息板（VariableMessageSigns，简称VMS）﹑电话信息系统﹑车载或手持路径诱导系统﹑电视交通信息报告﹑互联网/在线服务﹑信息服务提供者（InformationServiceProviders，简称ISP）所提供的各种信息发布方法。15.2.4交通事件管理实施技术——驾驶员信息智能运输系统概论事件响应是一旦确认有事件发生，即启动、协调和管理适当的人员、设备、通信和驾驶员信息媒介。提高事件响应能力的技术多种多样，以下是其中一些典型的技术。部门内和部门之间的通信设备存储地点部门间的协议先进的事件响应车辆15.2.4交通事件管理实施技术——事件响应智能运输系统概论现场管理是精确评估事件，建立适当的处理顺序（优先等级），通知和协调相关部门，维持良好的通信连接，安全、快速、高效地清除事件的工作过程。保证救援人员、事件受害者和其他驾驶员的安全是事件现场管理的首要目标。现场管理还要协调响应人员的活动、降低事件对交通系统的影响，增进部门间的通信联系与协作，使人员和设备的利用效率最大化等。15.2.4交通事件管理实施技术——现场管理智能运输系统概论交通事件管理指在受到事件影响的区域内进行交通控制，使用交通控制设施并动用人员对事件现场及周围交通问题进行管理。减少进行适当的交通管理所必需的时间措施：组建严重事件的响应队伍（专职或业余的）配备合适的设备预先制定发生不同事件时的交通流分配计划可移动标志车等准备工作15.2.4交通事件管理实施技术——交通事件管理智能运输系统概论事件清除是清理影响正常交通流或致使车道强制关闭的碰撞车辆残骸、碎片或其他障碍物，并使道路的通行能力恢复到事件前状态的过程。有时，也包括道路交通设施的临时或长期维修。进一步目标：安全、快速地恢复到事件发生前的道路通行能力；使驾驶员的延误降到最低；有效利用各种事件清除资源；提高事件响应人员和事件当事人的安全；在事件清除过程中避免道路交通设施和个人财产不必要的损失。15.2.4交通事件管理实施技术——事件清除智能运输系统概论第15章高速公路交通事件管理系统概述15.1交通事件管理15.2事件管理系统国内外现状15.3我国的事件管理系统框架15.4小结15.5智能运输系统概论15.3.1国外现状事件管理系统是高速公路管理系统的一个重要子系统，早在60年代就在美国芝加哥实施。在澳大利亚，悉尼市建立了把高速公路网络（有320个CCTV监视器和以500m间隔布置的检测线圈）同城市交通信号系统（SCATS