2025年杨晓光:基于交通设计和数据的交通管理精细化与智能化系统

杨晓光:基于交通设计和数据的交通管理精细化与智能化系统2017 年 2 月 25 日 江西智能交通论坛在南昌隆重召开 同济大学教授 博士生导师杨晓光发表了 基于交通设计和数据的交通管理精细化与智能化系统 主题演讲 全部发言时间 45 分钟 索取全部发言录音请留言 以下为杨晓光演讲实录 部分 经赛文交通网

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2017年2月25日,江西智能交通论坛在南昌隆重召开。同济大学教授、博士生导师杨晓光发表了《基于交通设计和数据的交通管理精细化与智能化系统》主题演讲。 

(全部发言时间45分钟,索取全部发言录音请留言)

以下为杨晓光演讲实录(部分),经赛文交通网(china_7its)编辑整理: 

我将交通设计和智能交通两块整合在一起从五个方面给大家做一个汇报。 

一、交通运输系统和问题    

不管是交通运输还是交通系统以及交通管理,包括精细化管理或者智能化管理,其最终的目的都是为了改善交通问题。什么是“交通”?交通是人和物的移动。什么是“运输”?运输是用交通工具把人和物从一处运送到另外一处。所以我们平常在讨论问题的时候,一定要弄清楚这两个不同的概念。 

如果说人类将面临什么问题和挑战?我认为一个是社会问题,一个是生存问题,还有一个就是资源问题。生存和发展就需要人类的移动,一旦移动就会面临交通阻塞、安全事故及资源消耗等等。我们人类从来没有停止过去探讨和改善交通问题的办法。 

具体一点,交通实际应是一个系统。 

教科书上的概念已经比较狭窄了,如今我们必须把交通系统上升为至少六大要素:人和物、交通工具、交通设施、交通环境、交通规则和交通信息。人和物需要移动,移动需要交通工具,交通工具需要在交通设施上运行,另外还需要交通环境。而一个交通系统要运动的话,还需要按照一定的规则,而这种规则包括道路安全法等各种各样的法律以及政策等。还有一个重要的问题就是交通系统和要素之间,实际上需要并存在一些关联,这些关联即体现为一些信息的沟通。 

要想在一座城市或一个区域里面实现人和物移动,实际上有多种交通方式,而这些交通方式在一座城市里面的有机结合,便最终构成了由多种交通方式逐步由小运量到中运量再到大运量移动的综合交通运输体系。 

特别要强调,平时讲交通很容易说到“道路交通”,实际上也没错,但是我们必须知道交通系统不仅仅是道路交通,而道路交通又是非常关键的一个模式。道路交通是连接综合交通及其起终点的基本方式,其构成不仅包括物理要素更有交通出行者等人为和社会要素。  

我们以前做了很多努力,实现人和物不断在各种各样的空间、时间上的移动和交换。包括在交通工具和交通设施间,并通过各种各样的管理,希望实现“零”换乘。这个“零”的概念不仅是空间,还有时间以及各种各样的服务上。但是因为收到物理因素和体制等因素的局限,交通的连续性必然受到影响。而信息可以让综合交通的各要素高度地连续起来,信息可以横跨各种交通方式、各种时空。 

另外一个问题,就是交通从什么地方来,到什么地方去?为什么有那么大的量?我们必须将其与城市结合起来讨论。 a5a9c1843a0418f5eb7c08cab62d456e.png

这里特别强调,交通运输与城市发展之间的互动作用。这种互动作用实际上是就是城市的动与静的关系。 6c96a908df1f4297ff1c4388600b123e.png

但我们对交通问题如何判断和认识呢?这里收集了几张图片,如下图。 e50b9515f3122ad2ad6996e50607dd39.png

我归纳了交通问题大概有五个方面。阻塞问题、事故问题、环境污染问题,还有不方便问题和特殊交通问题等等。而这所有问题里面最关键的还是阻塞问题,当然阻塞问题会延伸出环境污染问题,比如能耗等。交通问题涉及到方方面面,我们在城市里面观察会发现,各种各样的现象层出不穷,特别是交通事故非常严峻。 

还有一个是关于城市紧急交通事件问题。如紧急事件,包括突发、异常、重大的事件等。救援管理,是应对紧急事件的关键措施之一,还有事后措施等。其管理系统,以减少紧急事件损失、恢复正常状态、避免事件再发生为目的,实现救援管理的综合化。 

还有旅游交通问题。比如国内黄金周,一年至少2次,这种情况对城市交通或区域交通的冲击都不小。平常我们每天所碰到的交通问题,实际上都在消耗社会资源。美国曾做过一个统计:2003年全年美国人总损失时间是37亿小时,虚耗燃料是23亿加仑,造成的损失是630亿美元。这种计算我认为是有问题的,假如把37亿小时,按照每个人的期望寿命80岁来计算,虚拟死亡人数能达到几千人!其实这不仅仅是630亿美元的问题。  

那么中国的损失大概是多少?各种数据研究表明:中国交通综合损失约占GDP的3%-5%。没记错的话,我国教育投资约占GDP的3%左右,我国教育投资差不多就被交通的损失所损耗掉了。 

二、交通管理意义与定位 

什么是“管理”?是指管理主体组织并利用其各个要素(人、财、物、信息和时空),借助管理手段,完成该组织目标的过程。管理主体大到国家,小到某一个部门。管理的手段大概有六个方面:强制的手段、交换的手段、惩罚的手段、激励的手段、沟通的手段和说服的手段。 

管理还有6个环节。首先我们必须要确定管理规则,然后是管理资源配置,还有目标的设立和分解,以及组织和实施,再一个就是过程控制和效果的评价、总结和处理。    

交通管理主体是谁?应是公安交通管理局、交通运输局、城市管理执法局等。另外一个问题就是交通管理的手段是什么?这里面有很多,运用各种手段、方法和技术及规则和法规等等。最后管理目的是什么?我的理解是改善交通的通畅性、效率性(投入产出加大化)、安全性、环保性以及便利性。所以我们需要协调交通系统里面的供需,使其达到**的一种平衡。 

还有一个**利用系统资源,包括时间资源、设施资源、空间资源等等,还有实现静态的交通设施和动态交通协调,然后要规范系统里面的秩序,规范和协调交通行为者和系统的关系等等。 

现在讲的比较多的一个概念是“交通组织管理”。其实交通组织管理仅是管理里面的一部分,这一部分包括行人交通组织,自行车交通组织,公共汽车交通组织,机动车交通组织;静态交通组织、动态交通组织;乃至枢纽交通组织、快速路交通组织、立体与平面交通组织等。 

我们的管理实际上还存在着上下位关系,就是交通管理应对设施的建设、城市与交通规划具有反馈作用。 

我总结了典型的交通管理有5点。 

第一个是交通系统管理,就是把交通系统内所有的要素和资源调动起来,进行**化的管理;第二个是交通需求管理;第三个是交通控制管理;第四个是主动交通管理。主动管理就是我们预防性地回溯其交通问题源,向上游主动采取措施。第五个是交通行为管理。这些管理需要基础,就是需要良好的交通基础设施和条件,有一个说法叫“七分建设、三分管理”,讲得就是这个道理,但是客观上多是“三分建设,靠七分管理”。所以交警比较辛苦。 

而管理和执法实际上都需要消耗成本,所以交警要想方设法降低管理和执法成本,这里就需要向规划建设及公共政策找资源。 

关于管理的意义我也归纳了一些。如需求管理,如何去减少无谓的需求量,提高设施的利用效率,寻求供需的平衡。这里就需要有规划的措施、有公共政策、有技术的运用等等。从安全角度看,与通行环境有关的两类安全隐患,一个是显性,另外一个是隐性。显性的容易发现,隐性的则需要用心关注。还有与通行环境有关的两类危险行为,主动的和被动的。 

其实管理里面还划分“常态”和“非常态”两类。“非常态”包括突发性事故等,“常态”就是日常所遇到的规律性问题。“常态”的管理措施和“非常态”的管理措施存在差异。 

三、交通管理精细化意涵 

我个人理解交通管理的精细化分为三点。分别是细分交通管理、精准交通管理和精致交通管理。 

第一方面,细分交通管理,从时间上细分,首先是动态的,按照年、月、周、日、时、分、秒实施管理,如信号控制就是时间细分。从空间的细分是按网络、连线、交叉口、车道级等。还有对象细分,不同的出行者,有步行、骑行、驾驶、旅行等各种各样的出行选择,实际上所有的精细化就是要针对这些人的需求来考虑。最后是时空的结合,按不同的时空分别实施管理。 

第二方面,精准交通管理,我理解精准的交通管理有两个层面。一个是针对性精准,点到问题的“七寸”。还有一个是科学化管理。 

第三方面,精致交通管理,什么叫精致?就是和谐的、人性化、品质化、经典化的交通管理。

关于交通组织优化流程。首先要进行现状的问题调查与分析,然后是组织方案设计,这个组织过程需要反复进行,并反复回馈,最终形成**方案。 

四、交通设计与交通管理

交通设计的概念我国要追溯到1983年,那是中国改革开放以后,中国第一部道路设计规范的编写。设计就是按照任务的目的和要求,预先定出工作方案和计划,绘出图样。这在诸多领域被应用,如城市设计、建筑设计等。以建筑设计为例,其基本含义是以“适用、经济、在可能条件下注意美观”等为原则。 

在2000年开始的畅通工程实施阶段,我们团队推出了一本《城市道路交通设计指南》,里面第一次系统地给出了交通设计是实现交通功能、性能和系统**的一种设计,不同于传统的土木工程基于力学和材料学的设计。

简单归纳:设计需要有基础,它的基础就是上位规划的一些成果等。它的目的是安全通畅和系统**等。还有做设计是有资源约束的,如空间资源、时间资源和投资等,不应任性的。

我们需要整合资源、梳理功能、缓解阻塞、保障安全、创造和谐。但这不是口号,应是落地的,也就是必须落到设计方案层!ee1e3dc7fff8c9a77340713536734612.png

这是一个最经典的交通设计框架(如下图),该进入该交叉口的车辆常超速,虽然有限速标志。交通设计师把路面铺设计成黑白相交,让其白色部分与路缘石颜色相近,结果神奇地产生了降低车速的效果。

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这是(如下图)是我曾经拍的大连交警支队前的一个信号灯,斑马线上写有“向左看”,创意蛮好。但若能将行人信号灯放在人行横道的左侧是否就更能达到此效果呢? 

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常听大家说中国的交通是混合交通,但细想下来,全世界的交通都是混合的,或许是想说我们诸多城市的交通是混**通。如下图,路面交通都有混合,但为什么一混合就混乱?实际上是交叉口的基础设施及其交通设计没处理好。 60845b31400307cc50a15bffb5964cc4.png

五、基于数据的智能化交通管理系统 

现在我们很多城市说是做了ITS,其实做的是“IT+S”。就是把那几个部件连在一起,信号通了,或达成了系统的连接和联通。但我们要问:这些系统对改善交通产生了什么效果? 

其实“交通数字化”是指用0和1两个数字编码来表达和传输交通信息等一切信息的一种综合性技术; 

还有“网络化”,网络化是指各种通讯工具和转播媒介通过计算机连接成统一的网络。这个网络有互联网、物联网和车联网等。 

还有一个就是“信息化”,信息化是运用各种高新技术将各类交通信息从采集、处理到提供服务加以系统化。 

最后是“智能化”,所谓智能化与人有关系,所以要有逻辑推理。系统是否满足逻辑推理、逻辑判断、决策运用这三点,如果无法满足就不能叫智能交通。    

现在的管理已经开始由原来被动转变成主动,一切都是以服务为导向。 

最后总结下:设计是工程建设的“灵魂”。交通是一个复杂的巨系统,交通设计乃交通工程、改善交通之魂。精细化的核心意义是精准化与精致化以及专业化和科学化。交通设计与数据是交通管理精细化与智能化的关键基础和前提。

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