ITS在BRT系统中的应用研究以郑州为例
ITS在BRT系统中的应用研究以郑州为例
马嘉良
(中国人民公安大学交通管理工程系 北京 102623)
摘要：面对日益增长的交通需求、城市交通拥堵问题、城市公共交通系统优化的压力以及环境污染能源紧缺等问题，郑州市政府及所属的郑州公交总公司引入发展了具有创造性的公交服务模式—BRT系统。在此背景下，综合分析郑州市BRT系统中ITS的应用现状并结合郑州市公共交通系统的特点提出相应的改进措施。
关键词：郑州市BRT-ITS系统；自动定位；乘客信息服务；RFID；车后视频监控
1. 引言
快速公共交通系统（Bus Rapid Transit,简称BRT）是目前世界成功推广的一种新型公共交通措施，是一种介于快速轨道交通与常规公交之间的新型公共客运系统。BRT享有道路优先权，灵活的集成车站、车辆、运营、智能技术和乘客服务等要素，具有快捷、舒适、成本低、大运量及绿环保等特征。快速公共汽车系统具有三项构成要素：
（1）设施要素：车道、车站；
（2）运营要素：线路、车辆；
（3）管理要素：收费系统、ITS智能管理系统。
BRT与常规公交相比，主要具有运量大、速度快、服务水平高等优点；与地铁、轻轨相比具有造价低、灵活性高、建设周期短等优点。其将与轨道交通一同成为我国特大城市和大型城市公共交通的骨干系统。同时由于BRT造价较低，更适合我国大、中型城市的经济实力和交通需求，ITS在其中的应用使它具有智能、高效、操作性强的特点，具有较好的应用前景。
2.郑州市BRT-ITS系统现状
2.1 BRT-ITS系统概述
智能交通系统(ITS ) 是上个世纪70 年代提出的概念。当时由于条件所限, 大部分仍然停留在概念阶段。从上个世纪90 年代开始, 随着通信技术、计算机处理技术及自动控制技术的飞速发展,ITS 技术也开始快速发展, ITS 的应用也逐渐普及。作为城市公交的一个崭新形式, BRT 需要ITS 的强有力支持, 具体来说ITS 需要为BRT 提供以下保障:
(1) BRT专用车辆的优先性
(2) BRT专用道路的路权
(3)运营管理系统的智能化及高效性
(4)通信调度系统的先进性
(5)BRT系统的安全性
(6)历史运营数据的分析及决策支持
BRT 一ITS 系统需要运用到的技术包括:
(1)光通信技术
(2)无线通信技术
(3)大型软件设计技术
(4)GPS技术
(5)音/ 视频处理技术.
(6)自动控制技术.
(7)先进传感器技术
从组成视角看, 它分为以下四个部分:
(1)BRT专用道路
(2)BRT专用车辆
(3)BRT专用车站
(4)BRT运营管理中心
2.2 BRT站点线网发展现状
郑州市近些年来机动车保有量持续增长，外来流动性人口数量翻倍，交通需求与日俱增，城市交通高峰时段拥堵现象严重，在2009年引入BRT环城快速公交与已有的公交网络相互结合
共同，形成城市中心地区普通公交的密集网状线路与城市外围环线BRT环形线路、对角交通线路和单边放射线路的交织，使公交出行全面链接无盲区。
郑州市目前有136万辆机动车，2008年一年就增加了12万辆，2009年增加了近18万辆。郑州BRT于2009年5月28号开通，郑州BRT共有1条主线，8条支线。主线为二环环线，途经农业路，桐柏路，航海路，未来路，中州大道，全长30公里，设有中央专用道以及中央侧式站台，支线全长110.5公里，覆盖郑州大部分城区。
  郑州快速公交的一条主线（B1线）配备了65台BRT专线车，开通半年，仅B1一条线65台车的客流量就达到12万人次，最高峰时，仅B1一条线65台车，一天就运送市民17．8万人次。目前，每天BRT运营的人数是21万人次，普通公交一条新线路至少有一年的客流培育期，有的培育期需要3年才能达到理想要求，但郑州快速公交则打破了这个规律，其开通后，在短短不到1年的时间内，不但把传统公交客流拉到了快速公交上，还把大量的电动车、自行车、私家车等摇摆客流也吸引到快速公交。
  根据郑州市的规划，郑州将对快速公交一期线网增加支线和主线公交车的数量，同时建设二期线网，二期线网主要有两条线路，一条是从马寨开发区到郑州经济技术开发区，最终会一直延伸到中牟，另一条是从郑州西大学城到郑东新区。
图1 BRT站点线网图
2.3 ITS应用现状
2.3.1车载定位系统
郑州市BRT专用公交车均安装有GPS车载定位装置以及出入门处的监控摄像头，利用车辆定位算法技术分析处理由GPS、传感器、通信网络等技术从智能车辆的自动定位装置所获取的数据，将处理后的信息发送给车辆运营调度中心，进行车辆的排班调度及信号控制，并为出
行者提供交通信息服务。其车载系统主要有三个组成部分：
（1）车辆位置确定系统，如GPS、传感器
（2）通讯网络系统，如Radio Systems
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（3）储存、处理、发布交通数据的控制中心
现在已经实现的辅助监控功能有:
（1）实时动态监控车辆的运行轨迹
（2）历史运营情况回放
（3）车辆是否按规定发车
（4）车辆是否在线路上运营
（5）满载系数是否超标
（6）有没有按规定停站
（7）停站时间和位置是否合理
（8）行驶时车门是否关妥
（9）各路段是否遵守车速限制
（10）各路段行驶时间是否符合计划要求
通过对车队运营的实时监控, 一方面可以实时确定车辆的各项运行参数, 另一方面也确保了车辆在运行过程中的安全, 真正在起到运营管理辅助的功能上提高公共交通工具对公众的服务水平。
在车辆出入门处安装的监控摄像头主要针对车辆在运营过程中的异常情况, 并且每一次的异常都将被长期保存进数据库系统中, 将来可以通过查询分析的功能进行检索。
2.3.2乘客信息服务系统
郑州市BRT-ITS系统共有以下三种信息服务方式：
（1）车辆内置的电子站点信息提示板。在车辆前部和后部分别安装有指示该线路公交车沿线站点的电子信息牌，牌上显示该车辆实时到站地点，使车内乘客可以实时、准确地掌握车辆行驶到达地点，避免过站获其他错站下车。
图2车载电子站点信息提示板
（2）车站电子站牌。在每一个BRT公交站内部都安装有两到三个电子站牌，除了显示各个线路的车辆行驶路线，还提供有各个线路车辆最近的一班车辆到达该站点的剩余时间，是站内候车的乘客能够及时了解车辆到达状况，做好登车准备。
图3站内电子站牌
（3）公交公司网络信息服务平台。公交公司设立了官方网页为广大市民提供BRT公交的各方面信息，利用车辆定位与控制技术，控制中心储存、处理收集的交通数据并通过实时发布。
图4信息平台
乘客信息服务系统为出行者最易接触的ITS技术系统可以为出行者提供实时的交通信息服务，包括车站或站牌的信息服务系统、车载的信息服务系统、远程公交信息网络服务系统等。
乘客信息服务系统能够准确、及时地提供必需的乘车信息，提高乘客对公交服务的满意程度，最大限度的吸引交通需求，促进城市公共交通的发展，缓解城市交通压力。
3.郑州市BRT-ITS系统的不足
郑州市的快速公交系统从2009年开始引入起步较晚，其中ITS的应用主要体现在车辆运行必须的方面，现阶段郑州市BRT-ITS系统主要存在以下两点不足：
（1）信号优先权的缺失。现阶段郑州市BRT公交车在交叉口通行时也需要和社会车辆一起等待通行信号，有时甚至在一条长直路线上通行需要连续等待三个以上红灯。以紫金山路为例，全长约五公里，自与商城路交叉口开始到与花园路的过度交接处每200米就有一个信号控制的交叉路口，在高峰时段要和社会车辆一起等待红灯有时要连续等上四五个红灯才能通
过。这大大增加了BRT公交车的通行时间，降低了行程车速，使BRT达不到建设目标。
（2）BRT专用车道的保护不足。现阶段郑州市专设了多条BRT专用车道，并禁止一切社会车辆通行，在一条路段的两端分别设置了监控摄像头查处违法占用BRT专用车道的社会车辆。但是，专用车道与允许社会车辆通行的普通车道没有进行物理隔离，并且在路段中部没有任何的监控设施，导致个别社会车辆钻空子在路段中部占用BRT专用车道而不受任何处罚与制约。
4.ITS在郑州市BRT系统中的发展
4.1 信号优先权的保护
交通信号优先技术指在信控交叉口让BRT公交车优先通行，避免和普通社会车辆一起等待通行信号，提高了车辆平均速度，降低行车延误，保障其快速优先，公交信号优先技术主要分被动优先、主动优先与实时优先三类。

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