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前方拥堵 问路科技

  北京“治堵”新政已走过三个月历程。在对北京“治堵”百日观察中,已有“推行摇号购车治标但不治本”的说法。显然,在动用行政力“运动式”治堵之外,人们更应在多个层面反思,如何用系统思维看待交通,用先进的技术手段支撑交通系统高效运营,用简约的手段治理交通。

  交通系统的复杂性众所周知。静态的交通设施,动态的人流、车流,动中有静,静中有动,人们出行的自由意志、驾驶员各异的行为模式与道路交通资源约束、系统最优之间,无时无刻不在博弈。

  “按照北京市政府对交通投入的资金与目前北京的车辆总数和平均行驶里程数,的确不应该堵得那么厉害。”对此,智能交通领域专家、中科院自动化所研究员王飞跃在接受《科学时报》采访时表示,北京的交通问题难以单从某一方面来梳理清楚。

  2010年12月23日,北京宣布实施小客车数量调控措施,将以摇号方式分配车辆指标;早晚高峰时段禁止外地车进入五环内,并从2011年起实施。

  在新政实施三个月以来,汽车数量增长明显放缓,但北京市民买车的积极性仍然高涨。最近公布的第三轮购车摇号,近40万个参与摇号者中,仅有17600人中签,中签率近23∶1。

  限制汽车消费是一个强制性缓解堵车的措施,在今后势必会有所变化。但可以肯定的是,“交通拥堵问题,城市交通的属性特征及其自身发展规律,已经成了全世界公认的科学之谜。”中国工程院院士、中国人工智能学会理事长李德毅曾表示。

  为了缓解堵车,北京相继实行了奥运期间单双号限行、牌照管理、错峰上下班、差别化停车收费等措施,并确立公共交通的主体地位,如低票价、专用道等。

  “北京近些年陆续采取了一些不同形式、不同程度的交通需求政策调整,有的政策比较成功,有的不见效或者搁浅。”北京工业大学交通工程实验室教授陈艳艳对《科学时报》记者说。

  但是,北京快速增长的汽车保有量使得很多交通政策仅在实施不久之后,便不能再起到预期的效果。

  “最根本的问题是车多路少。错峰上下班本来应该很好地起到削峰填谷的作用,发布交通信息是在空间上把车均衡地分流。当没有谷可填的时候,错时上下班的作用就不大,如果每条路都堵,那分流措施也就没用了。”陈艳艳认为,之前的各种措施均没有对汽车数量进行强有力的限制,因而导致新措施出台。

  另外一方面,北京的道路比较稀疏,可供分流的道路不多。所以,即使知道前方路段堵塞也只能前行。“没有不太远的绕行路。诱导措施能起到作用,但有限。”陈艳艳表示。

  但是,交通的矛盾是供需两方面的,一方面路网难以承载需求,靠修路、扩路则永远满足不了这种快速增长的需求。陈艳艳认为,要通过智能技术手段来挖掘现有路线的潜力,比如,信号灯线控或面控,通过实时监测路面状况,来协调、联络和控制,可以有效提高和保障主干道的流量。

  “在现有路网下,到底能承载多少辆车?当然,这个课题会比较难,但正是现在需要做的,到目前为止这些数据仍是一笔糊涂账。”王飞跃表示。

  治堵新方案提出,2011年底前,完成中心城5240套交通标志、600公里交通标线公里交通隔离护栏增设任务;建设1700处信号灯,并全部配建违法监测设备。

  对于科学家来说,判断一件事物科学与否,一是要可以做实验,二是别人可以重复你的实验结果。“要判断交通措施是否科学,也需要这样的步骤。”王飞跃说,目前交通措施的科学性以及合理性,还只能通过实践来验证,代价很大。

  交通管理中会涉及到很多不可控因素。要使政策更具前瞻性,没有科学论证则难以保证其实施效果。“有必要建立一套大型智能交通系统,它可以实现将各种未出台的政策在其中模拟和测试。”王飞跃说,但就目前来看,世界上尚未有某个城市拥有类似的系统。

  目前在北京的环路上,安装着157个高清摄像头,它们可以自动记数,统计交通流量;当道路上发生事故、拥堵等9种意外事件时,系统便会自动对意外事件全程录像、自动报警。

  现在美国一些城市,信号灯控制做得很棒,通过大屏幕发布交通诱导信息。而北京现有228块信息板,每2分钟刷新一次,每天显示196万条实时路况信息。

  “现在交通部门所持有的数据都是在交通行为发生之后测得的数据,是治标不治本。”这样的数据只能代表当时的交通状况,但要如何从政策上调整和改善,拿这些数据是算不出来的。王飞跃说:“交通行为已经发生再采集数据,就如同一个中箭的人把露在外的箭杆剪断,但伤情依旧。”

  根据统计资料,北京的小客车平均行驶里程为每天45公里左右。“这个数据是统计到五环之内还是多远,实在不清楚。”王飞跃认为,智能交通系统的建立,一方面需要硬件支撑,另一方面更需要准确的数据采集。

  实际上,建立智能交通系统的硬件设备技术已经比较成熟,但难点在于,设想中的这样一套完整智能交通系统可以用来做各种各样的实验,对各种交通状况进行科学的评估,所需要的数据也相当复杂。包括社会因素、人的因素、基础设施因素等在内,而不是简单的仿真。

  智能交通控制系统也可以叫做计算机里的交通世界。“一项政策的好坏,完全可以通过这套系统体现出来。模拟系统中的城市叫标准城市,可以根据需要设定各种参数。”王飞跃说,

  例如,可把北京的人口规模、道路规模、交通规模全部输入进去,把政策作为一个变量,比如单双号限行,来观察其在这个标准城市中实施的效果。“把计算机变成一个交通实验室,这就是我们的思想。然后,根据其运行情况进行分析并指导现实的交通。”王飞跃说,这需要高性能计算机的海量计算。

  当然,如此庞大的智能交通系统不可能在较短时间之内就建设完成,按照王飞跃的想法,从小到大,由简入繁是未来该领域的走势,并且,要在现实中选出一个区域来做信息采集和验证。

  “在这个区域中,要严格执法,我们采集数据,得到一个清晰的交通流状况,包括它是如何产生的。随后,可以计算出该区域到底能承载多少辆汽车,路口的信号灯如何协调等量化信息。”王飞跃认为,应该选择在50万人口的区域开展此项工作。

  对于建立大型智能交通系统来说,管理部门的配合必不可少。以数据采集为例,就存在管理上的瓶颈。一位相关专家表示:“在与交通体系相关的部门中,数据被视为机密,并不能共享。”部门协调正是被学者视为疏堵最高境界的管理能力范畴,数据作为一种可贵的资源,没有哪个部门愿意主动出让。

  其实,2000年和2004年北京两次对交通普查以获取交通数据。但是,不同部门的数据不能共享,参与到北京交通研究的至少有清华大学、北方交大、中国科学院、北京工业大学等七八个科研院所和大学,也无一能获取全面、系统的资料。

  王飞跃也承认:“设想毕竟还是设想,我们终究不是交通部门,在现有资源下开展这项研究十分困难。只能一步一步来。”

  “每次坐出租车,我都会问司机为什么堵车。他们心里其实很明白,堵车的一个因素是因为司机不按交通规则行驶。”王飞跃说,在之前一项实验中,对路口的监测能明显发现,车辆越多,违规驾驶给交通带来的影响会越大。

  同样是大型城市的美国洛杉矶,其车辆总数至少为北京的两倍,约为1000万辆,交通形势却不及北京紧张。在王飞跃的印象中,路况良好源于洛杉矶的司机更守“规矩”。

  30年前,日本东京也曾被堵车难题困扰。然而现在,拥有1300多万人口,500万汽车保有量的东京,即便是在上下班高峰期也很难再看到堵车现象。

  “就干线路网来说,北京不比东京少。但走在东京的街头会发现,发达的公共交通设施,使人们有条件选择更科学更合理的出行方式;东京的司机严格遵守交通规则,也成为道路畅通的必要条件。”王飞跃表示。

  在荷兰一个很小的城市中,王飞跃曾经看到,一个并不繁忙的路口有20多个红绿灯,可见支线路丰富,各个方向都安装了信号灯,“这样的交通灯设置让你高低远近看都看得清清楚楚。我们有些路口,还要费劲去找,只放几个红绿灯,在找的这个过程中,就降低行驶速度,也许就会出交通事故。”王飞跃说。

  “交通不是一个纯工程问题,也不是一个纯技术问题,是一个社会和工程技术参半的问题。”在王飞跃看来,除了科技进步能让道路更畅通以外,科学且高水平的交通管理不可或缺。