先进的城市公共交通系统

先进的城市交通管理系统(CATMS)综合信息传输解决方案
来源：本站原创 点击数：13 发布时间：2003年04月01日



【主要内容】：本文主要介绍现代化城市综合信息管理的基本情况和信息集中传输的解决方案，本方案曾使用在多个城市道路交通管理系统中，是目前解决城市道路多信息综合集中传输的最佳方案之一，希望本文的介绍能得到同行的更多协助和完善。

【关 键 词】：城市交通管理、多信息集中传输、综合解决方案

作者：聂春文 1991年毕业于成都理工大学，自工作以来一直在曙光集团公司工作，从事光纤视频技术在现代城市道路交通综合管理中的应用和在现代军队建设中的应用等,曾经历了数十项工程项目的总体设计和施工。



正文：
一、 先进的交通管理系统概况
1．交通管理系统
在世界的大部分城市地区，作为交通管理系统的一个基本实施手段——信号控制系统用于主干街道和公路已达一百年之久；这些系统提供了分时控制来疏缓交通流。它们一般是在一个方向上工作，对已知的交通高峰负荷模式进行管理。这种系统没有提供一个较大的地区范围内不同方向交通流的协调控制。
所谓交通控制就是运用人工或电子技术，对动态的交通进行准确的调度，使其安全通畅地运行。所谓交通管理就是按交通法规，根据道路的交通情况，合理地引导、限制和组织交通流。交通监测，它是一个信息采集、分析处理的过程，是进行有效的交通控制与管理的前提。交通控制和管理的先决条件是对系统范围内的交通状况的监测和传输集中处理。早期交通信号控制模式和高速公路匝道人口隔离控制交通流模式是根据以往历史高峰交通期的交通模式来确定的，它不能动态地反映出实际交通状况，尤其不能反映严重的突发交通拥挤事件，而这最易导致交通事故。这种情况正需要采取特殊措施来避免大量的交通延误。所以，对区域范围内目前交通状况的监视与事故调查应作为改善交通管理控制的出发点。有几种方法已广泛用于公路监测，例如：电感式环形线圈检测器可获得汽车数量和大概速度；闭路电视(CCTV)摄像机可进行重点交叉口处或易发事故地段的直观监视；CCTV摄像机的计算机图像处理程序可以自动监视并计数经过的汽车的通过量，122系统可对交通安全提供保障，电子警察系统可对违章车辆进行教育和处罚以及车牌识别系统处理在逃车辆等。
“监视”是交通信息中心所要完成的功能，就是要建立交通运输信息数据库将交通运行状况可视化；“控制”就是在控制中心生成交通调度方案；“管理

”就是通过控制中心使交通控制方案得到具体实施。这就是交通管理系统冲三者之间的关系。
2、信息决策需要信息先集中，集中就需要传输手段，我们曙光集团公司为解决多信号的集中传输和管理专业研制和生产了一种城市道路交通监控专用的SOFN2000型视频、音频和数据光端机。它可以将交通路口的检测数据、闭路电视(CCTV)监控图象、122系统系统、电子警察系统、和车牌识别系统以及语音对讲等多系统的需求在双芯或单芯光纤中进行集中传输。并成功地用于许多城市道路建设之中。
二、先进的交通管理系统
先进的交通管理系统(ATMS--Advanced Traffic Manage—ment Systems)就是从应用计算机和通信技术、视频技术等发展到将交通管理系统和车辆作为一个整体的系统。
先进的交通管理系统的实施首先要建立现代化的交通工程设施，如安装微机化的交通控制设备，新式的道路交通检测器与监视系统，以及把这些设备用可靠的通信骨干光纤网络结合成整体，在此基础之上，逐渐增强路、车系统运行的可视性。这个发展过程的特点包括分析各种来源交通情报的软件的发展、快速探测公路交通事故的设备的发展，以及感知并预测未来交通拥塞并且给出交通管理最佳策略的专家系统的发展。
将车辆作为管理系统的一部分，就是利用它作为交通探测器，这被广泛认为是先进的交通管理系统成功的关键。对上述数据进行收集和处里可以得到某一特定的路网上各路段车辆的通行时间。
先进的交通管理系统的目标是改善现有路网运行状况，提高苴路的有效利用率和交通流量，减少道路的交通拥挤程度、交通事故的发生率以及因交通拥挤、事故等造成的出行时间延长，降低油耗、减少废气排放保证城市的环保卫生等。先进的交通系统主要是为了提高交通皆理部门的管理效率，先进的交通信息系统则主要是为了增强出行者的出行便利。
三、先进的交通管理系统的组成及其工作原理
先进的交通管理系统是由一系列的监视道路状况、支持交通管理与出行建议系统所组成。典型的系统组成如下图1所示。


信息传输系统主要是通过光纤、电缆、微波等传输媒介，在终端与交通控制中心之间传输数据、语音和图像等信息。
信息处理系统(包括交通控制中心的各级计算机硬件与软件)，主要对数据、语音、图像等信息进行处理和分析，生成并不断更新交通运输信息数据库，提出交通控制方案，并通过相应的设备对有关路段内的交通流做出相应的管理与调度。
图中，箭头背向交通控制中心的组件都包含于信息提供系统中，如可变情报

板、交通广播等。信息提供系统是交通控制方案得以实施的工具，主要是向出行者或管理人员提供有关交通运输情报，主动调节交通流。



四、信息采集系统
交通控制中心进行交通控制及管理的根据与基础是获得并综合各种交通信息、道路信息、气象信息，这些信息均由图所示的各类信息采集终端并由光纤传输网络提供给交通控制中心。



1车辆检测器
完成交通量、车道占有率、车速等参数的检测，是交通管理与控制的基本依据，其是通过各类车辆检测器来测定的。如：视频检测器、环形线圈检测器、磁性检测器、雷达检测器、超声波检测器等。

2、122紧急系统
在城市交通主要通道路口或场所设置紧急122系统电话，主要供车辆发生事故或故障后与控制中心迅速取得联系，请求指示或求援。紧急电话视实际环境而设，一般城市高速公路500m设置一部，当发生交通事故请求支援时便可与控制中心通话，但它不同市内电话网直接相接。

3、气象检测器
气象检测器主要用来观测雾和冰冻，也可用来测量不同深度下的路表温度及浓雾、风向、风力、雨量、路面积雪及冰冻状态等。



4、交通探测车
在车辆上装备有导航系统的办法，在路网中不断巡回，自动向控制中心汇报实时的路段通行时间、车辆位置，它还有助于及时发现事故及道路设施损坏的情况等。

5、视频监测系统
电视监视是先进的城市道路交通管理系统信息采集的一个重要组成部分，同时，对管理人员来说，它又是一个信息提供系统。通常在城市道路的一些主要路口和事故易发地段安装电视图像摄像机来监视这些区段的交通状况。一旦发生交通事故或出现车辆故障，能及时提供事故现场图像信息以便对事故进行确认。以便控制中心迅速作出反应，协调管理和事后处理。图像监控具有图像逼真、直观、清晰等特点，所以控制中心便于调度和指挥。若再添置图像处理系统，还可用来统计交通参数。闭路电视系统也能观察监控设备如紧急电话，当一个危险信号发出时，控制台上的监视器就被切换显示危险区域。
通常电视摄像机安装在车辆密度大、车流量大的区域或重要路口重要部门以及政府大门口处和隧道口、收费口、大桥等地段。摄像机镜头可覆盖整个区段，可监视全线交通运行情况。
图九所示电视系统包括摄像机、镜头、云台、俯仰设备，视频矩阵，监视器和外围设备及通信设备等。
采集系统还有如电子警察、车牌识别系统等，这里就不在一一例举了。

五、信息传输系统
信息

传输系统由综合业务交换、通信传输、移动通信三个部分组成。在控制中心与信息采集、提供系统终端之间，需要借助于信息传输系统进行联系。为了确保系统内部数据、语音、图像信息准确、及时地传输，以满足运营管理的通信需求，通常需要建立城市道路综合通信专用网-光纤传输网和其它专网相集合而构成。本文重点介绍光纤传输网。



光纤网络传输系统
在光纤网络传输中，根据信号的不同和传输设备的不同，它有数字光纤设备或模拟光纤设备之分，在城市道路管理的综合网络建设中，为了节省投资，本方案设计采用多信息混合传输方案，详见以下拓扑结构图：

光纤通信的特点是传输容量大、抗干扰能力强、保密性高、防雷性能好、中继距离远，所以广泛应用于通信及图像、网络信息的传输。光纤传输系统由光发射机、光接收机、光中继器、远供电源，光纤(缆)及其它无源器件等组成。

光纤传输CCTV信号及中心管理拓扑图-图3：

城市道路交通控制中心(TCC--Traffic Control Center)是一个广域通信网络的轴心，这个通信网络包括并由中心控制系统内城市道路交通所有的传感器以及信息、信号标志。同时，交通控制中心还控制其它交通信息源与信息中心的连接。这种轴心作用通过中心通信控制计算机来实现，通信控制计算机主要由系统计算机和监控台两大部分组成。监控台由显示设备、传输接口、状态转换、故障判别和故障显示等部分构成。这些信息的安全传输都离不开光纤网络的中枢纽带作用，因此综合信息的传输以及解决传输的方案是十分重要也是必要的。