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智能运输系统的技术评价

时间:2022-11-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:根据中国ITS框架研究大纲,智能运输系统的技术领域可划分为以下几个部分:在物理框架中,考虑信息服务商与交通管理中心、紧急事件管理中心的接口,帮助整体完成广域有线通信、广域无线通信的工作。ITS的技术评价主要可从两方面进行:基于体系结构各部分特征的系统性能评价,即以定性分析为主的评价;基于ITS各部分系统设计的运行性能评价,即定性与定量相结合的评价。ITS技术评价体系如图12-3所示。

关于ITS的技术评价,是从技术的角度出发,试图通过对项目各技术指标的分析和计算,从系统的功能和技术层面对智能交通运输系统的科学性、合理性、可发展性以及适用性和可实现性等方面进行综合的评价。评价可采取系统与单项结合、定量与定性结合的方法。系统与单项结合评价法,即关于ITS整个系统的综合评价和各子系统的评价,前者是对整个系统的把握和综合评估,而后者是前者的基础,更多地影响到系统的实现,因此,两者是相关的。

另外,评价对象所含内容广泛,这里仅侧重于ITS关键子系统的技术评价。

12.4.2.1 技术评价的基本前提条件和原则

1)基本前提条件

ITS技术评价的基本前提条件是,ITS系统和子系统基本框架(逻辑框架、物理框架)的建立、系统和技术的存在性等。

2)基本原则

为了达到评价的目的,ITS技术评价应遵循以下基本原则:

(1)科学性。

ITS应建立在科学的原理和技术之上,因此,科学性是系统技术评价的首要原则。

(2)实用性。

直接或间接地解决(或缓解)交通问题的实用性是对ITS的基本要求。同时,系统的实用性还表现在系统适用性方面,如ITS及其子系统能否适应于中国(或特定城市)的实际情况(实际的交通情况和建设系统的条件)等。

(3)可测性。

系统的评价将通过若干具体的指标体现,为了能清晰地对系统作出评价,所选取的评价指标必须能够通过某些直接或间接的方法得到定量的值。

(4)独立性。

智能运输系统是一个复杂的、多层次、多因素的系统。为了能准确地评价系统特定的功能和技术,应避免评价指标的相互关联和重叠。

(5)可比性。

可比性原则反映了系统及其评价指标的敏感程度。所选用的评价指标应具有较高的敏感性,能客观地反映出不同方案下所取得的效果的差异,从而为提高系统的技术水平提供决策支持。

(6)整合性。

此原则反映了系统及其子系统和技术间的匹配与协同程度,相关指标的取用应能反映这一原则。

(7)扩展性。

由于ITS广泛地集成了先进的高新技术,且系统庞大,因此,系统的兼容性和扩展性原则对于确保系统的可发展性具有极其重要的意义。

(8)完备性。

该原则体现了评价指标所反映的系统技术性能的全面性。评价指标体系中各个评价指标所评价的内容应尽可能地涵盖智能运输系统的各种属性,如方便、有效、经济、安全等。

12.4.2.2 评价对象及其技术评价体系

1)评价对象

ITS的评价对象可按技术领域划分。根据中国ITS框架研究大纲,智能运输系统的技术领域可划分为以下几个部分:

(1)通用技术平台。

主要领域:通用地理信息平台(桌面、车载)及其与定位结合的技术、环境和尾气排放管理。

(2)通信信息。

主要领域:出行前信息、行驶中驾驶员信息、行驶中公共交通信息、个性化信息服务、路线诱导及导航。

在物理框架中,考虑信息服务商与交通管理中心、紧急事件管理中心的接口,帮助整体完成广域有线通信、广域无线通信的工作。

(3)车辆。

主要内容:视野的扩展、自动车辆驾驶、纵向防撞、横向防撞、安全状况(检测)、碰撞前的保护措施和智能公路。

与通信信息组协调考虑信息终端等车载设备的交叉问题。

(4)运输管理。

主要内容:商用车辆的管理、路边自动安全检测、商用车辆的车载安全监测、商用车辆的车队管理、公共交通管理、公共交通需求、共乘管理,也可分为货物运输和旅客运输两个组成部分开展工作。

(5)交通管理和规划。

主要内容:交通控制、紧急事件管理、需求管理、交通法规的监督和执行、交通运输规划支持、基础设施的维护管理。

在物理结构中,考虑交通管理中心与其他中心的接口,考虑道路、铁路、水运、航空管理中心接口。

(6)电子收费。

主要内容:电子交通交易等。

(7)紧急事件和安全。

主要内容:紧急情况的确认及个人安全、紧急车辆管理,危险品及事故的通告,出行安全,对易受袭击道路使用者的安全措施和智能枢纽。在物理结构中,考虑紧急事件管理中心换型和对外接口。

(8)综合运输(枢纽)。

主要内容:综合枢纽、多式联运管理。

(9)智能公路。

主要对象:先进的车-路信息与运行系统等。

2)ITS技术评价体系

ITS的技术评价主要可从两方面进行:基于体系结构各部分特征的系统性能评价,即以定性分析为主的评价;基于ITS各部分系统设计的运行性能评价,即定性与定量相结合的评价。ITS技术评价体系如图12-3所示。下面对指标层的每一项加以解释。

(1)系统性能评价。

①对ITS用户的支持:该指标是为了评价ITS体系结构的系统功能是否满足不同用户的需求。在中国的大部分城市,应充分考虑自行车交通用户及公共交通用户的需求。

②系统的灵活性和可扩展性:该指标主要指体系结构在技术上是否具有灵活性和可扩展性。灵活性指体系结构对不同类型技术的兼容和限制程度,评价指标及其描述如图12-3所示。

图12-3 ITS技术评价体系

③车辆性能:可分三种情况表示——高收益、中等或低收益、极少或无收益。

④系统功能的多级性:为达到系统功能的多级性的目的,体系结构首先必须模式化,以便于把不同的功能分配到体系结构中不同的领域。在评价系统功能的多级性时,可以从下列两个子指标进行评价:

a.技术水平的兼容性:在体系结构的每一市场包内和市场包之间,结构功能能够兼容从低级到高级、差异变化大的各类技术;

b.界面的标准化:为了鼓励ITS产品和服务的多级化,必须使ITS的产品具有可互换性和兼容性,从而界面的标准化显得至关重要。

⑤实施的递进性:该指标主要包含以下两方面:ITS体系结构与现有设施的包容性和可协调性;随着ITS相关技术的进步,ITS体系结构的可发展性。

(2)运行性能评价。

①交通预测模型的精确性:ITS的目标之一是更好地理解交通模式,以便预测交通流量和拥堵条件。为了达到这一目的,通常需要解决以下三个问题:哪些数据可以用来预测交通模式;如何实时处理交通数据,提供即将到来的交通条件的重要信息;交通预测能力对运输系统效益的影响。针对以上三类需求,给出该指标的三个子指标:数据采集技术、交通预测中交通数据的处理和算法、对运输系统效益的影响。

②交通监测和控制的效率:在该指标体系结构中,交通管理子系统实时收集、处理和发布大量的出行方式和系统运行信息,包括以下两个子指标:数据的收集和实时传输的能力、数据的实时处理能力。

③交通管理中心的效率:该指标指交通管理中心(TMC)之间的协调水平,以及交通管理中心(TMC)和其他相关的管理中心之间(如信息提供者、公共交通管理中心、紧急事故管理中心等)的协调和协作水平。

④信息传输方式的有效性:信息传输方式一般可以分为两种:有线通信和无线通信。由于有线通信相对于无线通信不存在传输容量的限制,也很少会发生传输障碍(除非线路被截断),所以评价的重点是无线通信方式。对于无线通信可以用以下主要指标进行评价,即总流量、线路平均流量、线路延误统计。

⑤通信系统容量的充分性:主要评价有线通信与无线通信中所能容纳的最大的信息通信量及信道总数,容量越大,可以供给覆盖范围内更多的用户进行通信及数据下载。

⑥系统的安全性能:该指标主要包含两方面:通信安全和数据库信息安全。人们将不同系统的安全级别划分为4个等级:D、C、B、A,安全级别依次升高。更高一级的安全等级除了包含低级级别的条款之外,还包括额外的条款。

⑦地图更新能力:该指标指ITS体系结构中,用户通过一些方式定期进行地图更新的便利性和快捷性。

⑧系统可靠性和可维护性:系统的可靠性及可维护性指标主要指在体系结构内是否会出现一些风险,导致服务和系统性能的不稳定。在系统结构中,许多情况是很可能的,但在实际中可以通过好的设计来降低这种风险。

⑨降级模式下的系统安全和可利用性:该指标主要指ITS体系结构中,在系统实施的过程中降级服务的能力。在降级服务模式中,不仅有服务的降级,还有到达最终用户时错误信息的升级。当系统在降级模式中有毫无意义和错误的信息通过时,其运行的可靠性会有较大变化。这将影响服务损失的风险,或者会影响服务设备的可靠性。

12.4.2.3 评价指标体系

单项评价指标用于评价系统技术的可行性。综合技术评价用于不同方案的比选。

1)综合技术评价指标体系的结构

根据以上ITS技术评价的原则,以及相关技术所应当提供的服务种类,可以按照系统的技术要求来选择评价指标。

2)综合技术评价指标体系的结构

针对综合评价的对象以及智能运输系统的模块划分,可以将智能运输系统划分为若干个子系统进行分析,综合技术评价指标的结构如图12-4所示。

图12-4 综合技术评价指标的结构

以上结构体系将有利于用层次分析法对系统进行分析与评价。

3)评价指标集

按照图12-4所示的评价体系结构,在每一个子系统下面可选取适当的评价指标集,对该子系统的技术水平进行评价。关于指标集可基于技术评价的系统性能评价和运行性能评价的基本考虑来加以确定。其中定性评价内容可通过描述来表现。

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