高速公路智能交通系統在我國可以說是伴隨高速公路建設一同發展起來的,早在上世紀90年代開始,有關部門就開始了對智能交通系統展開基礎性研發工作,并制定了相應的研究計劃,同時在圍繞道路交通建設的各種發展戰略規劃</a>中,也都將大力發展智能交通系統作為重要內容。伴隨我國高速公路建設的快速發展,高速公路智能交通系統已經逐漸發展成為成熟、有效的解決道路問題的主要手段。在我國道路設施難以滿足快速增長的運輸需求背景下,智能交通系統有效提高運輸效率、減少交通事故,同時在減少污染和降低能源消耗方面發揮了重要的作用。
一、高速公路智能交通系統的主要構成
傳統上,高速公路信息化工程、機電工程等是我國高速公路智能交通系統的主要構成部分,隨著發展,高速公路基礎設施的智能化管理和養護、高速路網智能監管和應急處置、高速公路智能化信息服務等正成為高速公路智能交通系統的重要內容。本文主要圍繞高速公路智能交通系統中的機電工程、信息化工程展開論述。機電工程目前仍然是高速公路智能交通系統的主要內容,由監控系統、通信系統和收費系統三大部分組成,各系統擔負著不同的功能,監控系統主要對高速公路收費、交通信息、氣象信息等方面進行監控和信息采集,通過在高速公路沿線、橋梁隧道、收費站點設置監控設備,并把其信號傳輸至監控中心集中監控,從而實現交通狀況的可視監控。通信系統的主要功能是實現道路交通信息傳輸和交換,為高速公路運營管理及監控、收費系統提供必要的話音業務及數據、圖像信息傳輸通道,它是保障高速公路安全、高速、暢通、舒適、高效運營及實現現代化交通管理必不可少的手段。收費系統的主要任務是保障高速公路按章收費。收費系統一般采用“收費車道—收費站—各運營公司收費中心—收費結算中心”的四級收費體制。各級站點的核心都為計算機設備,這些設備通過以太網交換機連成網絡。收費車道采集的原始收費數據,通過計算機網絡實時傳送到收費站,收費站將采集的數據集中后發送給收費結算中心和相應的運營公司的收費中心。
二、高速公路智能交通系統將保持需求旺盛
截止2010年底,我國高速公路網絡已經建成通車約7.4萬公里。根據2011年4月中國交通運輸部發布的《交通運輸“十二五”發展規劃》,到“十二五”末,我國國家高速公路網將基本建成,高速公路總里程將達到10.8萬公里。屆時將覆蓋90%以上的20萬以上城鎮人口城市。另據交通運輸部綜合規劃司司長孫國慶表示,“十二五”期間,我國交通基本建設投資總規模約6.2萬億元。在未來,伴隨我國高速公路仍將保持快速發展,高速公路智能交通系統的市場需求將保持旺盛態勢。
在高速公路建設過程中,智能交通系統相關的投入與道路建設總投資之間存在一定的比例關系,發達國家的智能交通系統投入占高速公路建設總投資的7%-10%左右,而我國高速公路智能交通仍處于發展階段,投資占整個基建工程投資額的1%~3%之間。目前我國高速公路建設的投資大約在6000-8000萬元/每公里,以保守投資額6000萬元/公里,智能交通占比1.5%來進行估算,每公里高速公路的智能交通投資為90萬元。另外,除了新建高速公路智能交通系統建設,對存量高速公路的智能交通系統運行維護和升級改造也存在巨大的需求空間。根據行業經驗,一般而言,對高速公路智能交通系統維護的投資將占到新建項目的3%左右,而我國高速公路已經進入集中升級改造的階段,每年需要升級改造的道路里程將不斷增加,目前每年所需升級改造的高速公路里程已經超過1萬公里,按照新建系統造價的30%計算,每年僅升級改造方面的市場需求就將超過30億元以上,考慮到通脹及對智能交通系統建設的重視程度不斷提高,未來幾年高速公路對智能交通系統的建設將存在巨大的需求。
根據我國近年來高速公路建設里程的變化情況,以及未來發展規劃,結合智能交通單位公里投資金額計算,我國高速公路智能交通系統的總投資額變化情況見下圖:
數據來源:根據交通運輸部數據整理
在高速公路智能交通系統建設項目中,對監控、收費和通信三大系統的設備采購費用占比較大,根據行業經驗,監控系統、收費系統和通信系統的采購費用分別占到整個智能交通系統投資的10%、15%和25%左右,剩余為基礎建設及人工等其他費用。據此計算,歷年來我國高速公路智能交通系統中對三大系統設備采購的資金規模見下圖:
需要強調的是,在高速公路三大體系中,收費系統作為核心的組成部分,雖然建設投資金額比重不是最高,但卻是維系我國高速公路發展的重要前提條件,盡管交通設施具有公益屬性,但依靠銀行貸款修建,收費還貸仍然是目前我國高速公路建設最重要的融資方式。而在高速公路智能交通系統中,收費系統主要以收費站為依托,各收費站設立相應數量的收費車道,同時每條收費車道都會配置欄桿機、發卡機、費額顯示器以及三燈等設備。另外,未來伴隨系統的不斷成熟,將會在全國范圍內得到快速的普及應用。從而將提高收費系統在機電工程造價中的比重。
根據高速公路機電系統建設的行業經驗,收費車道數與高速公路里程之間存在一定比例關系,一般為1~1.5公里對應一條車道。其中東部發達地區車道對應公里數較小,而西部偏遠地區較大。而在每年新建車道的同時,對原有陳舊設備的更新大約占到現存車道數量的5%左右。另一方面,由于收費系統需要保持24小時不間斷工作,相關設備的穩定性和安全性就顯得尤為重要。
隨著我國高速公路建設的快速發展以及科技的不斷進步,高速公路機電系統中的三大系統內容也不斷發生變化,如:緊急電話被移動通信所取代,收費系統逐步實現智能化管理,視頻監控日益受到重視,路網智能監管也開始推進和部署等等。與此同時,我國高速公路在經歷過一個建設高峰期之后,新建道路里程增速將會趨于緩和,對于智能交通系統的需求增速也會適當放緩,而伴隨既有高速公路的里程不斷增加,對道路交通運行服務的智能化需求不斷升級,對原有系統的維護和升級改造需求則會呈現明顯增長的態勢。
另外,高速公路智能交通系統中的其他重要內容如路網運行管理、公眾服務等內容也將出現旺盛的市場需求。過去一段時期,雖然我國高速公路通車里程快速增長,但是與之相應的公路運營管理手段、公眾服務等內容并沒有相應提高到適宜的水平,大部分地區普遍存在重建設、輕管理;重收費、輕服務;重硬件、輕軟件的現象。由此所帶來的道路交通問題和管理問題嚴重影響到高速公路的健康發展。未來伴隨機動車輛保有量的持續增長,對道路安全和提高路網的通行能力要求將不斷增加,將促使對路網運行管理、公眾服務等相關內容的市場需求快速增加。
目前,我國高速公路智能交通系統的應用處于較快發展的階段,不過相對于日本、美國等發達國家而言仍然存在較大的差距,伴隨國家對交通信息化的鼓勵政策,物聯網技術的發展,都將成為高速公路智能交通系統快速發展的推動力,而智能交通系統的發展也將極大的改善高速公路長期面臨的交通安全、環境污染和能源浪費等負面影響,成為社會經濟可持續發展的有力保障。
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