德国主动交通流管控系统调研(下)
技术< TECHNOLOGY
DOI :10.13439/jki.itsc.2021.05.005
德国主动交通流管控系统调研（下)
孙芙灵
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710000)
摘要：本文以德国北威州和黑森州为例，介绍了近年来德国以A T M系统为基础在高速公路信息化服务方面的主要应用德国采用多种技术手段提供交通信息服务，包括网站、A P P、广播电台、RDS-T M C、车联网等，數据源统一由A T M交通控制中心提供
关键词：A T M系统；高速公路信息化；交通流管控
在《德国主动交通流管控系统调研（上）》一文中，笔 者调研了德国的主动交通流管控系统（ATM active traffic management)控制措施的技术原理、功能特点以及应用情况。经 过几十年的发展，德国ATM系统在基础设施建设上（检测器-可变 信息标志-ATM软件）已经成熟和完善。本篇主要介绍近年来德国 以ATM系统为基础在高速公路信息化服务方面的主要应用。
—、概述
德国各区域的交通控制中心是所有交通相关数据和信息的汇 集点，包括实时采集的来自高速公路现场的交通流检测器、气象 检测器、浮动车、车联网数据以及实时的视频监控图像，此外还 包括来自驾驶员的紧急电话、现场巡逻交通警察的电话以及其他 部门的分析报告等各类信息。交通控制中心ATM系统的首要任 务是面对突发或常发交通事件及交通事故时提供及时的交通流管 控，即对数据进行分析和处理，并将ATM各类交通流管控措施的 指令下发到外场龙门架的LED可变信息标志上，比如速度和谐、分车道动态限速、临时开放硬路肩、各类事件响应处理等。
交通控制中心的第二项任务是利用更多渠道发布交通信息，帮助驾驶员做好出行前的路径规划，比如将各类信息通过各个接 口发给对接的第三方部门或合作伙伴（包括交通警察、火警、互 联网信息服务运营商、广播电台等）。
近年来，德国跨州长距离出行的交通量增长迅速，在此情况 下，除了 ATM交通流管控措施外，高速公路部门还需提供更多的 信息化服务，才能让驾驶员提前规划好路径，或实时更改路径以 避免事件、事故、施工造成的拥堵。据了解，从2021年1月1曰零 时起，德国境内所有联邦高速均转由德国联邦政府直属的国家高 速公路公司（Autobahn GmbH)负责运营。这次改革的主要目的 是统一汇集各地的交通流数据，准确计算并预侧跨州交通的旅行 时间、交通量等数据，以此为依据重新安排高速公路的运维曰程和时间（避开高峰期），M终通过系统将目的地沿线高速上的各 类交通啦件信息统一精准地发布给驾驶员。
二、德国高速公路信息服务主要内容
本文主要介绍德国北威州和黒森州的情况。
(一）基本情况
北威州是德国人口巖密集的地区，同时也是交通M繁忙的地 区。北威州交通部统计数据显示北威州高速公路的平均AADT超 过61000辆/天，比全德国的平均水平（50000辆/天）高22%。在 一些高流量地区，如A3高速的科隆-霍马互通，科隆-东部互通，AADT能到达170000辆/天，即平均每分钟120辆。北威州高速公路 里程占德国全境高速公路总里程的17% (截至2017年）'由于高流量带来的交通拥堵问题，因此北威州是德国M早启 用ATM交通流管控系统的区域之一。北威州高速公路交通控制中 心于1993年开始正式运营，其中心大楼位于勒沃库森。它负责北 威州2200多公里的高速公路规划、建设和维护，以及负责北威州 高速公路管控系统的运营。
黑森州也是德国和欧洲M重要的交通要塞之一，多条重要的 国际交通干道穿越黑森州，例如：每天有超过37万辆汽车通过法 兰克福Kreuz互通，比德国任何其他地方都要多r a。黑森州交通控 制中心（Verkehrszentrale Hessen，简称 “VZH”）是欧洲M先进 的交通控制中心之一，该中心的主要功能是全天候集中记录、分 析和控制黒森州内联邦公路的交通流，以提高交通安全和优化交 通流。
(二）交通控制中心（V H Z N R W>
1、主动交通流管控（ATM)
北威州已在境内555公里的高速公路建设了 ATM主动交通流 管控系统，其中包括97个面道控制系统以及总长25公里的临时开 放硬路肩。这些均由位于勒沃库森的北威州交通控制中心进行统
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图2
北威州交通控制中心
A T M
系统
-调控，该控制中心每班次由4个操作员对ATM 系统进行监控， 每天3班轮换|31。北威州交通控制中心如图1所示，北威州交通控 制中心ATM 系统如图2所示。
图3黑森州交通控制中心
图4
黑森州交通控制中心系统
黑森州已在400公里的高速公路上建立了 ATM 主动交通流管 控系统，其中包括108公里的临时开放硬路肩，该中心的操作室 共有9个工作台，11名操作员进行3班轮换:，黑森州交通控制中心 如图3所示，黑森州交通控制中心系统如图4所示。
这两个州交通控制中心均建设了全部的ATM 管控措施，尤其 包括域新的动态路径诱导系统：在采集到多条高速公路的交通流 数据后，使用传统的路侧可变信息标志（棱镜式）或通过LED 动 态诱导标志的形式集成拥堵信息，发布路径诱导这些功能措施
的详细介绍请见文章《德国主动交通流管控系统凋研（上）》。
2、交通信息服务（Verkehrsinformationen  )
在建立大量ATM 系统后，德国高速公路同行开始研究如何给 驾驶员提供更好的交通信息服务。传统ATM 系统通过龙门架上的 LED 动态显示屏给路上的驾驶员提供管控指令和实时的旅行时间 等信息。在出行前的路径规划方面，则需要更多其他手段提供技 术支撑，例如能够让驾驶员避开当前拥堵点选择备用路线。
高速公路免费几天德国高速公路的基础设施建设基本建于I 960年代和1970年 代，随着经济的发展，高速公路的流量越来越大，尤其是货车比 例增高，高速公路的现代化改造和施工项目也随之增多。根据调 研，目前北威州高速公路上50%的拥堵都是由于养护施工时造成 的瓶颈点产生的。黑森州这一数据在20%左右，德国平均在30%- 40%141，所以施工信息的详细内容和及时发布是德国高速公路交 通信息服务重要内容之一。
在北威州和黑森州，高速公路上的货车比例很高且驾驶时间
较长，因此对高速公路附近货车停车场信息的需求更高，所以这 一点是这两个州在进行交通信息服务时关注的重要内容。
交通控制中心首先通过ATM 系统进行交通流的分析研判， 在系统自动或操作员人工下发交通流管控措施后，控制中心的操 作员手动输入交通信息，或由ATM 系统自动将各类交通信息通 过接口传送到由德国联邦高速公路研究所建立的公共数据平台 (Mobility  Data  Marketplace )中，其他部门可免费从该平台调 取这些交通信息从而发布交通报告。德国公共数据平台MDM 如 图5所示。
MDM-Piattform
卷一
Verkehrsdater
S e n sib le  D a te n
(2. B. FCD)
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图5德国公
共数据平台
M D M
当前德国北威州和黑森州交通控制中心可提供的交通信a 服 务手段包括自建门户网站、官方及第三方手机APP 、广播电台等.
(1 )自建门户网站（w w w .v e r k e h r .n r w ，h t t p s :// verkehrsservice .hessen .d e )
北威州和黑森州各自开发了一个基于地图的可视化信息平台
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技术 < TECHNOLOGY
图9黑森州交通信息服务门户网站界面（2)
黑森州交通信息服务门户网站界面如图8、图9所示：在黑 森州交通信息服务平台可查询高速公路上LED 动态路径指示屏 (dWiSta  )上的实时旅行时间和路径诱导（如图8所示），还
有各个小车停车场或货车专用停车场的位置和空位信息（如图 9所示）。
(2 )官方及第三方手机APP  ( Verkehr .NRW ，Waze ， GoogleMap  )
VERKEHR.NRW
C
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VERKEHR.NRW
C
B
图10手机端
A P P _V e r k e h r .N R W
界面
北威州道路建设办公室下北威州交通控制中心开发的手机端 APP - “Verkehr .NRW ”（如图10所示）是北威州出行者的重要补 充。该APP 是将网页端的功能完全移植到手机端，包括数字地图 为基础的路径推荐、实时及预测的旅行时间、实时交通車件与施 工点位H 及视频流等信息。黑森州没有官方APP 。
除了官方开发的APP 外，德国有些地区的交通控制中心还通 过特定的接口（ DATEX  II 等欧洲标准接口协议）将信息发布给 MDM ，第三方的互联网运营商如谷歌地图、Waze 等从MDM 获取 数据，然后在自己的APP 上生成相应的交通报告及路径诱导等功
能，如通过图标以及不同路段颜进行详细标识、通过当地的标
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图6北威州交通信息服务门户网站界面（1)D -a
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北威州交通信息服务门户网站界面如图6、图7所示北威 州交通信息服务门户网站可提供目前辖区内高速公路上实时的交 通状况和所有的施工工地信息（如图7所示），北威州网站左边 栏显示了由于施工需要封闭的高速公路的円期、时间、地点、方 向，主页面上则通过各类图例显示所有的交通信息（比如施工点 位、道路封闭位置等）。该网站还提供大约200多个高速公路沿 线闭路电视的实时视频流，此外提供路径旅行时间查询功能（包 括小汽车、公交&火车和自行车三沖出行方式），以及停车场位 过信息、充电粧位置信息等。
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图8
黑森州交通信息服务门户网站界
面
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志标准集成到系统中进行表示等。
(3)广播电台（WDR，Hit  Radio  FFH 等)
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黑森州交通控制中心内的广播电台坐席
广播电台在德国仍然是一个重要的交通信息传播载体，通 常交通控制中心会固定一位坐席专门为当地广播电台人员服务， 黑森州交通控制中心内的广播电台坐席如图11所示。广播电台人 员同样可以观察视频墙上各条高速公路上的交通状态，同时通过 ATM 系统提供的交通信息接口获取各类信息，包括交通控制中心 下发的实时交通流管控信息、交通警察系统提供的管制信息，以 及应急部门提供的应急服务信息等。工作人员一般从皁上6点开 始播报新的拥堵信息、交通管制是否开始或解除、以及提供新的 绕行路线等。
(4 ) RDS-TM C
RDS -TMC 服务在德国高速公路应用广泛，交通控制中心的 ATM 系统在实时收集的交通流数据基础上，基于交通状态识别 等算法，通过RDS -TMC 的格式标准自动为交通预警电台生成交 通信息。
(5)车联网（C -1TS 测试项目）
在德国，车联网技术被认为是交通信息服务的下一个发展 方向。目前德N 在高速公路车联网信息服务方面还处于测试研
发 阶段。德国和其他欧洲国家…起建立了C-ITS  (协同-智能交通系 统）试点项目，旨在开发基于V 2X 、V 2I 、5G 等技术的交通信息服 务。到目前为止，在黑森州的大型试验场实现了将浮动车数据和 R •统及M 流检测器融合，然后将ATM 交通流管控信息通过V 2X 通 讯技术传送到车内。德国ATM 系统结合V 2X 技术试点项目如图12 所示。
三、总结
从1970年第一个手动式ATM 交通流管控系统至今，德国ATM 系统已有50多年的历史，系统体系建立及应用已经非常成熟。笔 者在与德国同行专家凋研沟通时发现，其建设思路主要以问题为 异向，即采取ATM 措施之前，先分析项目或高速公路管理中遇到 的主要问题，裉据问题，再确定需要实施的管控方案德国交通 流量非常大，因此交通拥堵情况很难通过对现有高速公路改扩建
图12德国
A T M
系统结合
V 2X
技术试点项目
进行缓解。在这些限制条件下，德国更多从传统交通工程理论出 发，配合计算机技术、通讯技术，幵发出速度和谐、临时开放硬 路肩等交通流管控措施。
近年来，德国在现有基础上，逐渐在交通信息服务方面发 力，幵始研发利用车联网、5G 等通讯技术，将更有效的交通信息 发布给出行人员。
从调研中看到，ATM 并不只是一个软件系统，其相当于一个 完整的工业体系，包括前期的交通流分析与交通工程设计、中期 的ATM 硬件和软件的幵发调试、后期交通控制中心的运营及控制 中心操作员对ATM 系统的监控和指令下发，以及与其他部门（警 察、应急、消防、救援、医疗等）的协作，每个环节紧密结合， 通力合作，才能达到理想效果。
另外，通过数据发现，德国高速公路的流量非常大，并非之 前想象的由于人口少，因此流量少、不拥堵。德国同行从ATM 系 统中调取了法兰克福附近A 2高速（单向3车道）一个普通星期五 的流量数据，从12点到18点平均单车道小时流量1440辆，标准差 68，算下来饱和度0.72。所以如何结合传统交通工程理论和ATM 技术，让高速公路保持长时间的高流量稳定状态是需要仔细研究 的。如何把欧洲成熟的主动交通流管控技术应用到国内，助力我 国高速公路交通监控系统和指挥系统的发展，仍需开展很多技术 政策、标准规范、理论研究方面的工作。
参考
献
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-w i e  —s tra s s e n  —n rw  —v o n -o p la d e n  —a u 5-g e g e n -d e n  — f e r ie n s t a u  —k a e m p ft — 30956086?cb= 16!6057047920.
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