关键词：智慧交通；研究视角；信息技术；交通运输；智慧城市建设 文献标识码：A
中图分类号：TP39 文章编号：1009-2374（2016）07-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.005
目前，在世界范围内，智慧城市建设工作开展得如火如荼，涉及交通、安防、政务管理、安全应急、公共服务、医疗、教育等城市运营管理的各个系统。其中智慧交通既是智慧城市建设的重要组成部分，也是提升政府有效治理能力的重要手段，因而对智慧交通的研究也成为我国城市交通治理和建设中的热点问题。本文通过检索中国知网的相关文献并进行梳理，归纳近五年智慧交通研究的主要内容，并对当前针对智慧交通研究的成果加以总结评价，指出其不足及未来研究发展趋势，以期推动智慧交通研究的发展和促进智慧交通建设的完善。
1 智慧交通的概念
智慧交通系统（Smatr Transportation System，简称STS）是智慧城市的核心部分，是整合能源、环境、土地资源，实现可持续发展的重要手段之一（曹小曙、杨文跃等，2015）。目前，我国对STS的研究尚处于初始阶段，未形成标准的定义。王庆滨提出，智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）是指利用先进的信息、通信技术将信息监控数据导入地面信息管理系统中进行管理而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统（王庆滨、钟荣华，2015）。然而，陈琨提出，智慧交通是智能交通从量变到质变的结果，智能交通是通过非常先进的通信和控制技术，以解决各种交通问题的重要手段，是对信息技术本身的运用，而智慧交通是智能交通发展的更高阶段（陈琨、杨建国，2014）。智慧交通与原来意义上的交通管理与工程有着本质的区别（蔡翠，2013）。智慧交通更强调如何将交通系统全面融合到城市总体发展和建设中，不局限于智能交通系统的现有功能，而是将海量交通信息进行挖掘、分析，强调系统的实时性、人机交互性和服务对象的广泛性（张盈盈、陈燕凌等，2014），强调以人为本、智能化决策分析（李础⑼跗缴等，2014），促进交通向更先进和谐的方向发展（张轮、杨文臣等，2014）。
从上述文献所反映的情况看，目前智慧交通的概念主要是从城市建设角度出发，包含所应用的技术、提供的服务和服务对象。其不足之处在于：一是智慧交通所要运用的技术概念理解不清，将不同层次的技术归并在一起，理论知识体系较混乱；二是服务对象不全面，受益主体范围有一定的局限性；三是智能化、智慧化无严格界定，客观上造成概念混淆。
2 智慧交通研究的重点领域
智慧交通是在国家大力推进综合交通运输体系建设的背景下提出的，其研究的对象主要涉及：一是与交通运输密切相关的执行层，如客货、交通基础设施、运载工具装备以及智能公路、车辆的运营管理等；二是政府的宏观决策层，如综合统计、规划与设计、建设、市场秩序管理、交通秩序管理、票务与支付服务、公共信息服务和安全应急等。
2.1 与交通运输密切相关的业务
治理超限超载是一个世界性难题。张新从顶层设计角度，提出科技治理超限超载的6大系统：监督考评监测系统、源头末端监测系统、重点路面监测系统、检测站监测系统、行政执法及电子监察系统、智能分析和决策支持系统（张新，2014）。
陈向东、杨斌分析了智慧轨道交通中“更透彻的感知”的发展方向与趋势，从“敏锐”“快捷”“可靠”“高效”“全面”和“智能”多个角度探讨了如何在智慧轨道交通行业运作和智能轨道交通系统中实现“更透彻的感知”（陈向东、杨斌，2012）。曾华觥⒅旎撤继岢隽恕爸腔酃斓澜煌ㄏ低臣芄埂保对智慧轨道交通系统理念、技术内涵及其构成进行了探索和概括（曾华觥⒅旎撤迹2012）。王健通过分析公共交通现状，对智慧巴士系统的运用和推广进行了介绍（王健，2012）。石文先提出了智慧空管系统总体框架，该系统主要由感知层、基础设施网络层、应用服务平台层、专业应用与决策支持层组成，并对系统所需的关键技术、支撑平台和应用前景进行了分析（石文先、朱新平，2013）。杨静指出将互联网技术引入地铁，在发挥地铁载客、聚客功能的同时，让乘客在运动中与城市各类信息交流、互动，为乘客呈现运动中的城市全景图，另外实现轨道交通媒体价值增值、转型，是轨道交通互联网时代的发展方向（杨静，2015）。史晓平、李华光以上海为例，分析了港口空间地理信息系统建设的必要性和可能性，并提出上海港空间地理信息系统建设的对策建议（史晓平、李华光，2015）。
黄敏以深圳为例，提出要以大交通为依托，以大数据为基础，以大监管为主线，以大信息为核心，推动智慧型、效能型、服务型交通运输部门的建设（黄敏，2015）。陆荧洲等对道路监控系统在城市智慧交通建设中的运用进行了研究（陆荧洲等，2015）。
2.2 政府宏观决策层面的研究
智慧交通是缓解交通拥堵、节能减排的有效手段之一。在智慧交通顶层规划上，我国主要是独立建设模式和数据大集中模式两种（李吹龋2015）。赵俊钰等提出了一种可落地的智慧交通总体架构建设思路（赵俊钰、刘芳玉等，2013）。
在智慧交通系统开发与设计上，徐蔓青、张滔、尹克坚、王雅琼等对智慧交通所依托的大数据平台的开发进行了研究，谭晓琳、顾慧、梁展凡等对智慧交通应用软件技术进行了研究，王峰、韩丽、徐波、马士玲等则从物联网角度对智慧交通系统设计进行了探究。
在公共信息服务上，信息安全应是智慧交通建设的前提（陈楠坪）。目前，我国智慧交通信息服务主要有四种模式：针对政府的交通管理系统平台，用户车联网（企业及个人），导航地图、打车软件等APP（企业及个人用户），智能汽车制造（个人及企业级用户）。但是，信息如何与业务实现深度融合才能发挥信息服务核心价值（阮晓东）。因此，孙斌提出了利用三维业务模型来促进智慧交通信息化建设。刘源设计出“智慧出行”系统架构，并可实现GPS浮动车交通信息采集、信息推送与语音播报、动态信息融合实时处理以及车辆协同交互优化，会产生积极的社会效益，提升城市智能交通的水平。张志宇、阮永华提出利用号牌识别技术、RFID电子车牌技术相结合的交通信息采集与服务系统方案，对城市交通信息采集点的布设模式进行深入研究。
在安全应急管理上，陈龙、樊博将物联网相关技术和管理学中相关理念相结合，提出了智慧城市交通安全监控管理的构架。
3 其他领域的研究
在其他方面，主要集中在对北京、上海、广州、南宁、镇江、扬州等经济较发达的城市智慧交通建设的实证研究，对二、三线城市如何推进智慧交通平台的搭建甚少，另外对国外智慧交通建设比较成功的国家或地区的研究也还不多。
另外，在对智慧交通人才培养方面，赵竹以交通安全与智能控制专业为例，就专业如何对接智慧交通产业的校企合作课程开发进行了研究，丰富了高职课程理论体系和智慧交通建设人才的培养方向。
4 评价和启示
综上所述，近五年，交通运输业界和学术界对智慧交通的研究主要集中在应用技术的研发与设计领域：一是交通信息网络平台，如地址匹配技术、车联网技术、交通传感网；二是动态车辆智慧化管理与服务，如车辆识别系统、行车引导系统、智能停车与诱导系统技术、智能公交系统、智能交通监控与管理系统；三是静态车辆智慧化管理与服务，如智能停车场、位置服务等。但对智慧交通建设的相关技术研究未形成鲜明的层次结构。总之，目前对智慧交通概念体系和应用价值体系的研究较少，缺乏全面、标准的理论体系。
另外，从研究的领域来看，目前对交通运输密切相关的公路、轨道交通、城市公交关注较多，而对航空、海运交通智慧化管理研究较少；对政府宏观规划与建设、信息服务、交通秩序管理关注较密切，而对智慧交通大数据的综合统计、交通基础设施建设、市场秩序的管理、票务和支付服务、安全应急研究、人才培养研究不多。从人本管理角度，目前对技术应用研究较多，对居民的出行需求、法律环境等的研究甚少。
因此，未来对智慧交通的研究还可进一步开拓和深化：一是强化理论研究，完善相关理论体系建设，对智慧交通的基本概念和原理做更深入的探讨，为智慧交通实践提供有效指导；二是加强对智慧交通建设和应用信息技术的创新研究，进一步探讨网络信息安全保障体系；三是扩大智慧交通研究视角，关注居民出行需求；四是加强交通运输类专业人才培养对接智慧交通产业的研究，重视跨学科人才教育。
参考文献
[1] 曹小曙，杨文越，黄晓燕.基于智慧交通的可达性与交通出行碳排放――理论与实证[J].地理科学进展，2015，34（4）.
[2] 王庆滨，钟荣华.智慧交通与城市发展研究[J].城市道路与防洪，2015，（6）.
[3] 陈琨，杨建国.智慧交通的内涵与特征研究[J].中国交通信息化，2014，（9）.
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[8] 张新.基于智慧交通的治超模式研究[J].中国交通信息化，2014，（9）.
[9] 陈向东，杨斌.智慧轨道交通――更透彻的感知[J].计算机应用，2012，32（5）.
关键词：城市 高速公路 交通控制
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
前言
高速公路的交通管理是对道路上车流和人流, 按有关规则和要求, 执行交通法规, 合理引导、限制和组织交通流的总称。交通控制是对动态交通流采用人工或电子技术如信号灯、监视系统等科学方法手段实行控制。现代交通的管理与控制, 简称“ 管制” 。通过交通管制, 使人流和车流在高速公路上迅速、安全地运行。实践证明, 高速公路只有在科学的管理和控制下才能实现快速、方便、舒适、安全、经济的运输效益。
一、静态控制和交通量动态预报相结合
我国高速公路的建设起步较晚,其设计能力远大于目前的交通量,道路本身的调节能力比较强,虽然匝道控制的静态控制设计方法比较简单,但通过和交通量预报相结合的静态控制方案比较适合我国高速公路的控制现状。
在时间T 计算时刻,首先通过Kalman Filter 预报法、神经元网络等预报法计算出高速公路的OD矩阵,也就是NXN 的起始—到达矩阵A ,即aij ,然后利用高速公路静态控制算法求出匝道控制变量ri ,根据ri 控制高速公路第i 个匝道车辆进入高速公路,时间间隔t + T 后,做下一步计算。时间根据高速公路车流的变化率来决定。其控制算法原理框图如图1 所示。
通过对传统的静态的匝道控制策略的改进,可以提高传统静态匝道控制算法的性能,增加算法的适应能力。这种改进型匝道控制器,对于我国现阶段高速公路的匝道控制具有很好的应用价值。
二、交通控制系统智能控制的设计方法
传统的匝道控制器的设计方法,要求把高速公路车流的非线性偏微分方程模型简化成一个线性差分方程模型。这种简化会影响控制器的性能,因此,许多学者考虑设计智能匝道控制器。
交通控制理论随着自动控制理论的发展而不断进步。因为,自动控制理论本身也是一门新兴的学科,它涉及数学、计算机、信息、电子等众多领域。交通控制系统是将自动控制理论、检测技术、通信技术以及视频技术等在交通领域进行综合应用。交通控制理论的发展是随着上述学科的发展而发展的,特别是随着自动控制理论的发展而发展。自动控制理论发展60 多年来,经历了经典控制理论到现代控制理论,又发展到现在的智能控制。交通控制理论也从当初的定时控制,发展到全局动态、并朝智能化的方向发展。而复杂的交通控制问题,凭单一的控制模式,仅采用数学工具或计算机仿真是难于解决的。人们在实际控制过程中看到熟练的调度人员、技术人员或专家均能较好地控制交通,如果把调度人员、技术人员或专家的经验知识和控制理论相集成,就相当于人直接参与交通控制,使控制效果达到或超过人的管理水平。这种方法就称为智能交通控制,是当前和今后交通控制发展的方向。智能控制器具有分层信息处理和决策机构。它实际上是对人的神经结构或专家决策机构的一种模仿。在复杂的大系统中,通常采用任务分块、控制分散的方式来处理。
智能控制器具有非线性。这是因为人的思维具有非线性,作为模仿人的思维进行决策的智能控制也具有非线性特点。智能控制器具有变结构特点。在控制过程中,根据当前的偏差及偏差变化率的大小和方向,在调整参数得不到满足时,以跃变方式改变控制器的结构,以改善系统的性能。
智能控制器具有总体自寻优特点。由于智能控制器具有在线特征辨识、特征记忆和拟人特点,所以,在整个控制过程中,计算机在线获取信息和实时处理并给出控制决策,通过不断优化参数和寻优控制器的最佳结构形式,以获取整体最优控制性能。由此可见,智能控制系统适合于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定和不存在已知算法的生产过程。而高速公路交通控制系统的动力模型,就是具有上述的特性,现在许多学者都致力于智能交通控制策略的研究,虽然智能控制理论本身还处于发展阶段,但交通控制的研究表明,智能控制是解决交通控制问题的有效途径,同时通过在交通控制系统中的应用反过来促进智能控制理论的发展。下面简要介绍在交通控制系统中具有广阔应用前景的变结构智能控制、模糊控制和神经元网络控制。
1 变结构的智能控制
Kashani HR 在1983 年提出了智能交通控制系统,该系统包括控制级、协调级和组织级。控制级负责识别交通模式,实时选择恰当的数学模型和性能指标进行优化和计算,以确定相应的匝道控制规律,协调级则通过在线学习,确定各匝道控制器的协调向量,并将协调向量与预报信息发送到控制级,同时接受来自组织级和控制级的信息。
2模糊控制
动态交通控制的模型是一个多变量、非线性和时变的大系统。系统的复杂性与人类要求的精确性之间形成了尖锐的矛盾。因此,要想精确地描述交通控制系统中复杂对象与系统的任何物理现象和运动状态的关系,实际上是不可能的。关键是如何在准确和简明之间取得平衡,而使问题的描述具有实际意义。模糊控制不仅适用于小规模线性单变量系统,而且逐渐向大规模、非线性复杂系统扩展,模糊控制特别适用于不确定性的复杂对象模型。模糊控制理论的研究和应用在现代交通控制领域中有着重要的地位和意义。同常规控制方案相比,模糊控制具有如下主要特点:
(1) 系统的鲁棒性强,尤其适用于时变、非线性、复杂对象;
(2) 模糊控制只要求掌握现场操作人员或有关专家的经验、知识或操作数据,不需要建立对象的数学模型,所以,适用于不易获得精确数学模型的对象或其结构参数不很清楚的场合;
(3) 模糊控制是一种语言变量控制器,其控制规律只用语言变量的形式定性地表达,不用传递函数与状态方程,只要对人们的控制经验加以总结,进而从中提炼出规则,直接给出语言变量,再应用推理方法进行观察与控制。
随着模糊数学与计算机控制技术的发展,模糊控制已在诸如自动控制、信息检测等各个领域中得到了很多成功应用。
3 神经元网络控制
从上面分析可以知道,交通控制系统是一个非线性、时变系统,若采用传统的控制理论,则只能在假设的条件下,实现控制交通的目的,其效果不是很理想。被控对象的不确定性和时变性一直是自动控制工作者面临的一个挑战性问题,其对策是自适应控制。当前线性系统的自适应控制问题已基本解决,但非线性系统的自适应控制还存在一些难点。由于神经网络具有很强的非线性逼近能力和自学能力,所以,神经网络的兴起为解决非线性系统的自适应扩展带来了生机。
随着人工神经元研究,人们发现神经元网络具有很强的非线性近似能力,利用N 个神经元网络可实现一个反馈控制。1994 年Prisini 提出了基于神经元网络的匝道控制器的设计方法。
智能控制理论尚处在发展之中,智能控制在交通控制工程中的成功应用将会大大推动智能运输系统的发展,同时,智能运输系统的发展将会不断丰富智能控制理论的内容。我们完全有理由相信,我国高速公路交通控制系统的发展前景是美好的。
三、系统应用案例
介绍高速公路危险品紧急事件信息化管理系统的主要功能,信息化管理的主要过程,以及在高速公路上实施该系统所必须的基础环境。
1信息化管理系统的主要功能
危险品紧急事件信息化管理系统是高速公路紧急事件管理系统的一个子系统,是对危险品紧急事件进行全过程的信息化管理,是道路管理者预防和处理危险品紧急事件的重要辅助管理系统。通过管理系统、人员、信息的三方配合、协调,共同完成高速公路危险品事件的快速、准确、专业化的处理过程,从而有效地保证危险品运输车辆和途经车辆的安全,降低交通延误和阻塞,提高道路的运营安全和效率水平,提高整个路段的通行能力。目前,该信息化管理系统具有以下主要功能:
(1) 快速接收、事件信息,提高各执行部门的事件响应速度;
(2) 提供预防、处理的专家决策方案,保证事件处理的正确、专业、安全;
(3) 缩短事件响应时间,减少交通延误;
(4) 降低对环境的影响,降低道路运行成本。控制和避免紧急事件发生是危险品紧急事件管
理的根本目标,更安全、更有效和更少的延误是处理过程的基本原则。该系统应用于高速公路及将来的高等级公路路网,有效地提高了道路的使用安全性和管理科学性。
结束语
高速公路的开通带动了该地区的经济起飞, 沿线住宅区迅猛发展, 居民生活不断提高和改善, 其参加社会活动和文娱活动的愿望加强, 交通也更便捷, 导致出行次数大幅增加。因此, 如何对高速公路交通流本身进行合理调控和引导, 避免和缓解高速公路上出现的交通拥挤, 从而保证高速公路始终运行在畅通安全的状态, 成为几十年来世界各国竞相研究和实验
的一大课题。
参考文献
[1] 张杰.城市交通流控制动态特性研究[D]. 天津大学 2007
[2] 杨少辉.城市快速路系统交通瓶颈形成、扩散特性与控制方法研究[D]. 吉林大学 2006
关键词 GIS 共用信息平台 智能交通管理系统
1 背景
为了解决我国城市的交通问题，改善城市交通系统的性能，一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现，另一方面需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。
城市智能交通管理系统由多个子系统组成，各个子系统的信息需求复杂多样，但有一些信息是可以共享的，通过共用信息平台可以使这部分信息增值，而且整个智能交通管理系统的信息通过共用信息平台的统一存储、组织、处理，能够更有效地保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余，提高系统中信息的利用率和传输速度。
2 以GIS作为共用信息平台
智能交通管理系统主要包括视频监控系统、电子警察系统、110／122接处警系统、车辆运营管理系统、路口控制系统、公共交通系统、GPS系统、交通诱导系统等。对整个系统而言，应充分发挥子系统的作用，并做到无缝集成。
地理信息系统(GIS:Geographic Information Sys-tem或Geo－Information System)作为一种综合处理和分析空间数据的技术系统，能够有效地对地球空间数据进行采集、存储、检索、建模、分析和输出。它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来。众所周知，交通信息与地理位置密切相关，利用GIS技术构筑智能交通管理系统的共用信息平台，不但能够使交通信息在空间上直观明了地显示出来，并能为这些信息的深层次挖掘和后续信息服务及辅助决策提供空间属性上的支持。
信息是智能交通管理系统中重要的基本元素，也是联接各个子系统的纽带。通常把交通信息划分为两类：静态交通信息和动态交通信息。静态交通信息是指包括道路信息、交通附属设施信息、停车场信息、车辆管理信息等随时间变化较小的信息，它又可以分为基础数据(如道路路网数据等)和历史数据(如车辆违章历史数据等)；动态信息主要指各类实时采集到的交通信息，如交通流量信息、视频监控信息、公交车位置信息等。利用GIS可对以上所有数据进行集成管理。针对智能交通管理系统对信息要求的特点，建立专属的地理信息数据库，通过网络互联与分布式数据库系统建立GIS平台。GIS作为整个系统的协调者，对数据和应用进行管理。
3 系统的技术框架
3．1 系统的总体架构
根据信息平台的一般架构，结合考虑GIS作为智能交通管理系统共用平台的要求，系统可采用三层体系结构：
(1）客户端。指的是信息平台的用户主体，包括道路使用者、道路建设者、交通管理者、运营管理者、公共安全负责部门、相关团体等。具体的服务对象由系统的建设者决定。
(2）应用服务层。以GIS作为城市交通智能管理系统的信息平台，由各个交通管理子系统采集交通数据，将这些原始数据以规定的格式返回，再对数据进行分类、抽取、挖掘和融合等处理，在数据存储的同时，将不同的信息按照规范的协议给相应的应用子系统。同时提供多种静态和动态交通信息查询接口，满足这些外部系统的交通信息需求。
(3）数据管理层。存储系统所需的基础数据，提供平台与各子系统之间的信息接口。
基于GIS平台的城市智能交通管理系统的组成如图2所示：
3．2 GIS共用平台的基本功能
各个子系统由于功能的不同，获得的交通数据也不同，但大多具有信息量大、情况复杂等特点。将这些来源不同、类型不同的大量信息融合在一起，从中提取具有更多特征的更深层次的信息，并最终在系统的管理决策核心中得到应用，是维持整个系统正常运作的关键环节。信息在智能交通管理系统中的综合利用如图3所示。
GIS共用平台作为整个智能交通管理系统的枢纽，它担负着信息汇总、融合和中转的职责。其基本功能表现在：
(1）信息采集功能。从各子系统按规定的格式提取共享数据，完成对静态交通信息和动态交通信息的重组，并保证数据的正确性、可读性，避免大量数据的冗余。
(2）信息融合功能。根据各个子系统间的功能要求和内在联系，对采集来的信息在一定的准则下加以分类、统计、关联，挖掘出更深层次的信息，以用于交通管理决策。
(3）信息提供与功能。按各子系统的要求，以规定的格式向子系统传输所需信息；根据服务请求和查询权限提供给客户数据、图形或图像等信息。4 主要问题与解决对策
以GIS作为智能交通管理系统的共用信息平台也存在着一些问题，主要体现在实时性和数据量过大两个方面。
智能交通管理系统要求共用信息平台能够实时刷新数据用于交通管理(如决策、指挥和调度等)和信息，从而对GIS平台提出了实时性的要求。另一方面，由于我国不允许将高精度的GIS数据刻入光盘，相当一部分地理信息基础数据需要通过无线下载方式获得，导致各子系统与平台间的数据交换量庞大，影响GIS平台的有效工作。
针对上面的两大问题可将地理信息分为基础地理信息（道路位置信息、单行道信息等）和交通属性信息（停车场位置、建筑物位置等），将大量的基础地理信息通过GIS共用信息平台通过专用短程通信（DSRC）方式下载至车载装置的内置内存介质，少量的属性信息从智能交通系统实时，通过多种通信方式送至车载设备。
对于数据量大的问题，可考虑采用数据压缩技术减少数据量，采用分布式数据库来管理数据以分担数据存储的空间，降低网络堵塞的可能性。对实时性要求高的数据通过网络在GIS平台和各子系统中传送，对实时性要求不高对数据定时传送到平台的数据库中。
5 结束语
本文探讨了基于GIS平台的城市智能交通管理系统构架问题，主要讨论系统的技术框架与主要功能及可能存在的主要问题与解决方法，对系统中的细节问题还有待进一步深入研究。
参考文献
〔1〕陈俊，宫鹏．实用地理信息系统?郾科学出版社，1998．2
〔2〕陆化普．解析城市交通?郾中国水利水电出版社，2001．9
〔3〕中国智能运输系统体系框架研究总报告?郾交通部公路科学研究所，2001．7
据悉，上海浦东智慧城市研究院通过进一步整合大学、企业等多方高端研究力量，在去年率先的《智慧城市指标体系1.0》基础上，从智慧城市的实践出发，进一步遴选和优化指标体系，形成了更具有实践意义和操作性的《指标体系2.0》。《指标体系2.0》主要可分为智慧城市基础设施、智慧城市公共管理和服务、智慧城市信息服务经济发展、智慧城市人文科学素养、智慧城市市民主观感知、智慧城市软环境建设等6个维度，包括18个二级要素、37个三级指标。为了便于广大读者学习、了解《指标体系2.0》，本刊全文刊发这一重要文件。
智慧城市评价指标体系2.0
智慧城市是指综合利用各类信息技术和产品，以“数字化、智能化、网络化、互动化、协同化、融合化”为主要特征，通过对城市内人与物及其行为的全面感知和互联互通，大幅优化并提升城市运行的效率和效益，实现生活更加便捷、环境更加友好、资源更加节约的可持续发展的城市。建设智慧城市，实现以“智慧”引领城市发展模式变革，将进一步促进信息技术在公共行政、社会管理、经济发展等领域的广泛应用和聚合发展，推动形成更为先进的区域发展理念和城市管理模式。因此，为进一步科学开展智慧城市建设评估，在前期研究的基础上，特制定《智慧城市评价指标体系2.0》（以下简称“指标体系”）。
一、相关说明
《智慧城市评价指标体系2.0》主要是在《智慧城市指标体系1.0》基础上，基于城市“智慧化”发展理念，统筹考虑城市信息化水平、综合竞争力、绿色低碳、人文科技等方面的因素综合而成，目的主要是为了较为准确的衡量和反映智慧城市建设的主要进度和发展水平，为进一步提升城市竞争力、促进经济社会转型发展提供有益参考。相关指标的确定主要本着以下原则：一是指标具有可采集性，历史和当前数据采集是可靠方便和科学的；二是指标具有代表性，可较全面反映某个方面的总体发展水平；三是具有可比性，不同城市间、城市不同历史阶段可根据指标进行科学比较；四是指标具有可扩展性，可根据实际发展情况对指标体系内容进行增减和修改。
二、指标体系
根据以上的原则以及现阶段智慧城市建设的主要内容，“指标体系”主要可分为智慧城市基础设施、智慧城市公共管理和服务、智慧城市信息服务经济发展、智慧城市人文科学素养、智慧城市市民主观感知、智慧城市软环境建设等6个维度，包括18个要素、37个指标。
1、智慧城市基础设施
指保障智慧城市各项功能通畅、安全、协同运作的相关基础设施。主要包括1个要素，3个指标。
1.1宽带网络建设水平。指各类有线和无线形式的宽带网络在城市中的建设应用水平。包括3个指标。
1.1.1家庭光纤可接入率。光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入覆盖率是反映了城市基础网络设施发展水平核心指标之一。
1.1.2主要公共场所无线网络覆盖率。指交通枢纽、商业集中区、公共活动中心等主要公共场所无线网络覆盖率。
1.1.3户均网络接入水平。指城市内每户家庭实际使用网络的平均带宽（包括各种家庭网络接入方式）。
2、智慧城市公共管理和服务
城市公共管理和服务是智慧城市建设的最核心领域，主要包括智慧化的政府行政、道路交通、医疗卫生、教育、环境监测、安全防控、能源管理、社会保障等方面的管理和服务，是城市居民生活智慧程度和幸福感的直接影响因素。主要包括8个要素，16个指标。
2.1智慧化的政府服务。指当地政府部门整合各类行政信息系统和资源、提供开放协同、高效互动的行政服务方面的发展水平。包括2个指标。
2.1.1行政审批事项网上办理水平。指可实现全程或部分环节网上办理的区域内行政审批事项占总数的比例。
2.1.2政府非公文网上流转率。指政府非公文通过网络进行流转和办理的比例。
2.2智慧化的交通管理。指通过信息化技术，改善车辆通行效率，提高交通流畅度，优化市民出行体验，使城市交通管理更为精细化和智能化。主要包括2个指标。
2.2.1智能公交站牌建设水平率。指智能化的电子公交站牌（指至少能提供车辆位置信息，包括轨道交通）在城市所有公交站牌中的比例。
2.2.2市民交通诱导信息使用率。本指标针对驾车出行的市民。指在驾车出行的市民中，经常使用交通诱导信息提示的比例。
2.3智慧化的医疗体系。指市民可切实享受到的具有便捷性、准确性的医疗卫生服务。主要包括2个指标。
2.3.1市民电子健康档案建档率。指拥有电子健康档案的市民所占的比例。
2.3.2病历电子化率。指城市内实现病历电子化的医院占医院总数的比例。
2.4智慧化的环境保护。通过各种传感终端和感知网络，对环境进行实施监控的水平。主要包括2个指标。
2.4.1环境质量自动化监测比例。指通过信息化手段对大气和水实现自动化实时监测的比例。
2.4.2重点污染源监控水平。对城市内重点污染源的信息化监控比例。
2.5智慧化的能源管理。指城市能源管理的智能化水平，这是体现城市绿色低碳的重要指标。包括3个指标。
2.5.1家庭智能表具安装率。指居民家庭中安装智能型电、水、气表具的比例。
2.5.2新能源汽车比例。指新能源汽车在城市所有机动车辆中所占比重。
2.5.3建筑物数字化节能比例。指城市乙级以上办公楼中采用信息化技术实现节能降耗的比例。
2.6智慧化的城市安全。包括城市应急联动、食品药品安全、安全生产、消防管理、防控犯罪等领域。主要包括2个指标。
2.6.1重大突发事件应急系统建设率。指城市管理各个领域中对重大突发事件信息化应急系统的建设水平。
2.6.2危化品运输监控率。指对各类危化品运输车辆的实时监控比例。
2.7智慧化的教育体系。指市民获得各类教育资源和信息的便捷、精准程度，以及教育设施的信息化程度。主要包括2个指标。
2.7.1城市教育支出水平。指用于教育方面的硬件和软件的财政性教育支出占地区GDP的比例。
2.7.2网络教学比例。指通过信息化手段接受网络教育的人群比例。
2.8智慧化的社区管理。指依托信息化手段，对社区（以居委为单位）管理中的居民管理、信息推送、养老服务等提供便捷。主要包括1个指标。
2.8.1社区综合信息服务能力。拥有各类综合性信息服务系统的社区在所有社区中所占的比例。
3、智慧城市信息服务经济发展
主要指由于智慧城市建设和发展而催生衍化或支撑智慧城市建设运行的信息服务业的发展情况。主要包括2个要素，5个指标。
3.1产业发展水平。指城市信息服务业发展的总体实力。主要包括2个指标。
3.1.1信息服务业增加值占地区生产总值比重。主要用于衡量信息服务业总体发展水平。
3.1.2信息服务业从业人员占社会从业人员总数的比例。智慧城市信息服务业从业人员占社会从业人员总数的比例。
3.2企业信息化运营水平。指通过信息化系统支撑企业生产经营的发展水平。主要包括3个指标。
3.2.1企业网站建站率。指拥有网站的企业占企业总数的比例。
3.2.2企业电子商务行为率。主要指企业在采购和销售等过程中是否具有电子商务行为。
3.2.3企业信息化系统使用率。指企业在研发、生产和管理过程中使用各类信息化系统的比例。
4、智慧城市人文科学素养
主要衡量市民对智慧城市发展理念的认知、对基本科学技术（包括信息化技术）的掌握，以及市民网络化程度等。主要包括3个要素，4个指标。
4.1市民收入水平。主要衡量城市居民富裕程度。包括1个指标。
4.1.1人均可支配收入。智慧城市的人均可支配收入。
4.2市民文化科学素养。主要衡量市民总体文化水平，以及基本科学文化知识在市民中的普及度。包括1个指标。
4.2.1大专及以上学历占总人口比重。主要用于衡量城市居民文化水平，是反映居民文化素质的重要指标。。
4.3市民生活网络化水平。指通过应用各种智慧化的应用系统、技术和产品，实现智慧化的生活。包括2个指标。
4.3.1市民上网率。指经常上网的市民在总体中所占的比例。
4.3.2家庭网购比例。指经常进行网络购物的家庭的比例。
5、智慧城市市民主观感知
主要以市民主观感知性的指标为主，采取抽样调研的形式，对智慧城市建设的相关重要方面进行评价和衡量（采用主观打分的方式，非常满意为10分，非常不满意为0分）。主要包括2个要素，6个指标。
5.1生活的便捷感。指市民在出行、就医、办事等各方面的便捷程度。包含3个指标。
5.1.1交通信息获取便捷度。主要指市民日常出行过程中获取各类交通信息的便捷程度。
5.1.2城市医疗信息获取便捷程度。主要指市民在就医过程中，获取各类医疗服务信息方面的满意程度。
5.1.3政府服务信息获取便捷程度。指市民通过信息手段获取政府管理服务相关信息的便捷程度。
5.2生活的安全感。主要指市民在城市生活中，对食品药品安全、环境安全、交通安全等方面智慧化程度的满意度。包括3个指标。
5.2.1食品药品安全电子监控满意度。指市民对食品药品的安全的电子监管和追溯的满意程度。
5.2.2环境安全信息监控满意度。指市民对城市环境污染治理和监控、突发事件等方面的信息化监控满意程度。
5.2.3交通安全信息系统满意度。指市民对城市交通安全信息系统建设（包括道路交通安全、轨道航空交通安全等）的满意程度。
6、智慧城市软环境建设
主要包括在智慧城市发展方面的规划设计、环境营造等。主要包括2个要素，3个指标。
6.1智慧城市规划设计。指当地政府部门对智慧城市建设的总体考虑和框架设计。包括2个指标。
6.1.1智慧城市发展规划。主要指当地政府是否已提出或实施智慧城市（或类似）的城市发展规划。
6.1.2智慧城市组织领导机制。主要指当地政府是否已经成立具有统筹协调功能的组织架构。
6.2智慧城市氛围营造。主要指是否积极召开具有一定影响力的论坛、会议和开展市民培训等。主要包括1个指标。
6.2.1智慧城市论坛会议及培训水平。主要指通过召开具有一定影响力的论坛、会议及培训营造智慧城市氛围情况。
三、备注
1、本“指标体系”所涉及的各项指标均所对应的时间期限为“十二五”期间（2011-2015年），“指标体系”将根据不同历史发展阶段的实际需求进行动态调整。
2、本“指标体系”所说的“城市”特指城市化区域，一般行政区划中乡镇不包含在内。
3、本“指标体系”所说的城市市民一般指城市常住人口。
上海浦东智慧城市发展研究院
中科院上海高等研究院
[论文摘 要]随着信息时代的到来,信息技术对我们社会的发展和经济增长的作用越来越明显,在经济增长中也开始作为一个独立的经济结构——信息经济,在经济增长中的作用有了明显的提高。一个比较系统的信息管理是一个城市发展的充分体现,充分利用信息技术和怎样使用现代信息资源,将影响为社会创造更多的财富,将成为社会经济发展进步的重要标志。现代管理信息系统是计算机应用的一个重要的领域。本文将系统地介绍在计算机被用在管理数据的情况下:城市交通综合管理的停车场系统管理及产生的社会经济效应。
为了解决我国城市的交通问题,改善城市交通系统的性能,一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现,另一方面需要通过采用科学的管理手段,把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能,从而改善整个道路交通的管理效率,提高道路设施的利用率,实现城市交通管理的科学性和有效性。
一、智能交通发展的现状
我国在ITS领域的研究起步较晚,但随着全球范围智能交通技术研究的兴起,进入20世纪80年代,我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面,北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统;另一方面,国家加大了自主开发的步伐,如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS,上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等;1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心,代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动,现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外,我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”,并逐步推广到全国100多个城市。
二、中国发展智能交通的必要性和紧迫性
中国是一个经济持续发展的发展中国家,改革开放以来,城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前,城市化水平不足19%,目前已经发展到超过30%,预测2010年将接近50%;机动车拥有量以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到13亿多辆。中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距,特别是大多数城市路网结构不合理,道路功能不完善,道路系统不健全。交通管理设施缺乏,管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是实现了监视功能,而远没有发挥控制功能的效应。
三、现代城市交通管理的现状及智能交通系统的经济效益
当今随着社会经济的发展,城市化进程加速,人口迅速向城市迁移聚集。人口、车辆数量不断的增长,但是有限的可用土地以及经济要素的制约却使得城市道路扩建增容有限,因此不可避免的带来一系列的交通问题。当今世界各地的大中城市无不存在着交通问题的困扰。交通拥堵使得人们每天将大量宝贵的时间消耗在路上、车中,同时也导致商业车辆在交通运输中延误,增加了运输成本。交通事故率也不断上升,每年都会带来巨大的人员伤亡和经济损失。
所谓的智能交通系统是指将先进的信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。它是由若干子系统所组成的,通过系统集成将道路、驾驶员和车辆有机地结合在一起,加强三者之间的联系。借助于系统的智能技术将各种交通方式的信息及道路状况进行登记、收集、分析,并通过远程通讯和信息技术,将这些信息实时提供给需要的人们,以增强行车安全,减少行车时间,并指导行车路线。
四、智能交通管理的应用方案及其带来的经济效益
1.电子不停车收费(ETC)
电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection,简称ETC)是一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。它应用RFID技术,通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短程通讯,在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下,自动完成收费处理全过程。不停车收费涉及交通基础设施投资的回收,又是缓解收费站交通堵塞的有效手段,而且在使用中收费卡的用量又很大,因此各个国家都优先投入不停车收费系统应用系统的开发,并且积极推广,目前在欧美应用已经比较成熟、普遍,我国也已经在广东、四川等地的高速公路上投入应用。通过应用不停车收费系统可以提高通过效率,防止收费站交通“瓶颈”的发生,同时通过RFID技术实现无人为干预的收费,有效地遏制了偷逃过路费,收费人员、循私作弊等行为,同时降低收费站的管理成本,更快地收回基础设施的投资。
2.城市交通调度管理系统(TMS)
车辆调度管理系统是智能交通系统的核心组成部分,采用先进的信息通讯技术,收集道路交通的动态、静态信息,并进行实时地分析,并根据分析结果安排车辆的行驶路线,出行时间,以达到充分利用有限的交通资源,提高车辆的使用效率,同时也可以了解车辆运行情况,加强车辆的管理。
应用RFID技术作为交通调度系统信息采集的有效手段。比如利用将RFID应用于公交车场管理系统,可以实现公交车进出站,信息自动、准确、远距离、不停车采集,使公交调度系统准确掌握公交停车场公交车进出的实时动态信息。通过实施该系统可有效提高公交车的管理水平,对采集的数据利用计算机进行研究分析,可以掌握车辆运用规律,杜绝车辆管理中存在的漏洞,实现公交车辆的智能化管理,提升城市形象。同时采用RFID作为技术手段具有很高的经济性,与全球卫星定位系统(GPS)等技术相比具有安装方便、适应性强、成本低,车辆无需改造等特点。同时一些地区和城市也开始将RFID应用于垃圾运输车辆、危险品运输车辆等特殊服务车辆的调度和管理。通过在车上安放电子标签,在特定路段的监控点放置识读设备来 监控车辆是否按照规定的路线行驶、在有泄漏等情况出现时及时发现事故车辆。
3.电子注册管理(EVR)
车辆的注册登记以及牌照管理一直以来都是交通管理部门的管理重点也是难点所在,黑车、假牌照等问题始终都没有得到根除。但是新技术也许会变得简单,采用RFID技术实现车辆电子注册管理系统就是有效解决这一问题的方法之一。车辆注册登记后加载RFID电子车牌,由于每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID,UID是在制作芯片时放在ROM中的,无法修改,所以可以实现防伪功能。同时标签可以被远距离识别,无需停车及人为干预就可以监查,因此可以规范车辆管理手段,加强对车辆的监查力度,实现车辆年检的智能化管理,加强对非法车辆的打击力度。现在该系统已经在军车等方面得到应用,取得了良好的社会和经济效益。
参考文献:
[1]黎德扬.社会交通与社会发展[M].北京:人民交通出版社,2001.
关键词：全智慧系统 低碳经济 发展模式 节能减排
相关文献概述
自本世纪初开始，低碳经济领域吸引了国内外许多学者，但至今未得出一致定义。有许多学者分别从经济、资源、政治、环境因素等视角对低碳经济进行界定。本文认为，低碳经济就是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染，获得更多的可持续发展的经济产出。此外，也有许多学者分别从技术、政策、机制等视角对低碳经济发展模式进行研究。如Kannan（2008）使用MARKAL能源系统等模型，模拟分析英国实现减排60%的目标的技术路径；Vrijnoed等（2009）认为，政策设计直接影响技术进步的效果，长期来看，CCS技术与可再生能源配套更具成本优势；付允、马永欢等（2008）从宏观、中观和微观三个层次论证了低碳经济发展模式是以低碳发展为发展方向，以节能减排为发展方式，以碳中和技术为发展方法的绿色经济发展模式；鲍健强、苗阳等（2008）从低碳产业、低碳农业、低碳工业、低碳城市和碳汇五个方面提出了多层次促进我国低碳经济发展的路径；朱四海（2009）则从人为碳通量、碳预算、低碳技术、能源结构四个方面构建低碳经济发展模式；韩雪梅、刘欢欢（2009）从提高能源利用效率、提高煤炭净化比重、充分发挥碳汇潜力以及加强国际经济技术合作四个方面阐述了西部低碳经济发展模式的实现途径。
何国伟（2009）率先解释了基于物联化、智能化、感知化、云架构的智慧系统；黄天航、刘瑞霖等（2010）从智慧经济、智慧居民、智慧供应链等角度探讨了智慧城市发展与低碳经济的关系；陈柳钦（2011）详细阐述了智慧城市的概念，并系统地分析了国内外低碳城市的发展现状；张旭等（2011）对智慧地球的发展战略进行了探讨，还对智慧地球在我国信息战略、信息产业、信息技术、信息安全等方面的影响进行了相关研究。总体而言，国内外对“智慧系统”的研究都还处于起步阶段。因此，如何从基于资源整合观的角度探讨“全智慧系统”与发展低碳经济的关系，具有十分重要的现实意义。
“全智慧系统”概念解读
自IBM公司提出“智慧地球”概念后，各种解读纷纷出现，但大多是从单一视角出发，缺乏系统整合。据此，本文针对低碳经济的发展趋势，基于系统观的角度提出了“全智慧系统”的概念，它主要由智慧环境系统、智慧能网系统、智慧交通系统、智慧管理系统四大部分构成，如表1所示。
（一）智慧环境系统
自然环境是人类赖以生存的前提和必要条件，发展低碳经济的根本目的就是要通过节能减排来改善日益恶化的自然生态环境。而智慧环境系统是通过综合利用传感器技术、无线通讯技术和数据挖掘技术，结合居民信息的回馈，收集一定区域内的气温、空气质量、水质、生物状况、植物状况等多项环境数据，再将这些数据经过分析处理，广泛用于环境监测和天气预报等，被越来越多的国家和地区纳入建设环境友好型社会的框架中。
（二）智慧能网系统
智慧能网系统是以城市社区为空间范围，集社区热能网、电能网、智能网为一体的能源供应网络系统。智慧能网系统是低碳能源建设的关键技术，是物联网在低碳城市中的应用，它可以在提高市民生活品质的前提下，大幅度节约能源，降低二氧化碳排放量。智慧能网系统在需要的时间和地点，以精确的数量供应需要的能源品种（热能、电能、自然光、风力等），满足城市的生产、生活、流通等所有领域的低碳能源需求。通过多个社区的智慧能网系统的互联运行，还可以实现区域内的低碳、环保、安全的能源保障战略。
（三）智慧交通系统
交通运输一直都是全球能源消耗的“主力军”，要发展低碳经济就必须减少交通运输中的碳排放量。所谓智慧交通系统就是将城市路网信息联接成网络，安装传感器、红外线设备，通过优化交通信号系统、电子扫描系统、城市快速路监控信息系统，接合式电子眼和ERP系统等提供历史交通数据和实时交通信息，对预先设定时段的交通流量进行预测。通过智慧交通系统可以优化交通运行流程，合理安排交通路线，大量减少因交通堵塞而造成的能源消耗。
（四）智慧管理系统
智慧管理系统是基于信息数字化、互联网、GIS等技术，通过标准化的流程和充分的信息共享，帮助管理者更好地开展科学决策。智慧管理系统被广泛应用于各地政府的电子政务管理过程中，它能够让市民更好地监督城市运行情况和管理情况，为市民网络参与城市管理提供机会，而且在线提交数据、办理业务也能够减少城市的交通压力，提高城市运作效率。通过欧洲多个城市电子政务开展的数据表明，城市开展电子政务等智慧管理项目与城市低碳经济发展有着密切关系。
基于“全智慧系统”的低碳经济发展模式
低碳经济发展模式即运用低碳经济理论组织经济活动，用低碳技术改造生产和生活方式，从而实现经济发展的低碳化。本文在“全智慧系统”的基础上，探索性地提出了基于智慧环境的低碳监测模式、基于智慧能网的低碳消费模式、基于智慧交通的低碳运输模式、基于智慧管理的低碳运营模式，如图1所示。
（一）基于智慧环境的低碳监测模式
基于智慧环境系统下的低碳监测模式是利用RFID、传感器、无线通讯等技术进行的动态拟合监测模式，能够对系列环境指标进行实时数据智能化处理。如在爱尔兰西海岸的“智慧湾”，IBM与当地环境保护署合作，通过收集和分析大量关于水质、潮汐、天气预测和环境信息等复杂数据。根据这些数据，从事水产养殖的农民可以按照权威的洋流和海洋水质信息安全地养殖水产品，出海打渔的渔民可以根据洋流和海浪预报选择去哪一片海域捕鱼，潮汐发电厂也可以更加合理地安排生产。
（二）基于智慧能网的低碳消费模式
在智慧能网系统的应用下，人们将建立一种更科学、更低碳的能源消费模式。通过与建筑或家庭的“智慧能网”的互通，可以根据气象参数以及网内企业、建筑、商场、宾馆、学校、医院、家庭、电动汽车等用能情况，确定系统中的风力发电、太阳能发电、产热、垃圾发电、热电联产系统热电比例以及燃料电池等，优化低碳能源和温差能源的使用条件。此外，智慧能网系统内不稳定的气候低碳能源（太阳能、风能等）与稳定的低碳能源（氢能、 生物质能）互为补充，最大限度地利用气候低碳能源，减少社区的二氧化碳排放。简言之，智慧能网使得城市的所有产能和用能设备智能对话、合理分工、具体负责，在节能、低碳、环保、安全的前提下保证生活用能。在基于智慧能网的低碳消费模式下，社区的办公建筑与住宅建筑的能量使用昼夜错峰互补；办公建筑与商业建筑的能量使用节假日错峰互补；产业与建筑也可以错峰互补，极大地减低了社区能网的用能峰值，节约能源。
（三）基于智慧交通的低碳运输模式
2010年，我国汽油消费全年大约7118万吨（增长7%），基本上为汽车消费；柴油全年消费约15729万吨（增长13%），按汽车消费51%计算，为8000万吨。可见，交通运输对能源的消耗量十分巨大，基于智慧交通的低碳运输模式对低碳经济发展十分重要，但运行模式有多种类型，甚至可以与政府税收有效结合。
（四）基于智慧管理的低碳运营模式
在该运营模式下可以使得市政服务更加智能，在提高管理效率的同时也大大节约了运营成本，降低了能耗。目前，瑞典、丹麦、挪威等北欧国家在智慧管理方面具有全球领先水平，而韩国则是亚洲国家在此方面的佼佼者。韩国以电子政务为代表的智慧管理系统从20世纪80年代开始发展，经历了信息数字化、政府部门信息技术应用和政府职能整合“一站式”对外服务三个阶段。韩国政府2000年启动的G4C（Government for Citizens，即面向公民的政府）和后续开展的项目G4B（Government for Businesses，即政府面向企业的服务），分别为公民和企业提供各类政府服务，并向用户提供政府拥有的信息资源，为广大民众提供方便并帮助企业提高竞争力。目前两大系统都已被广泛应用，产生每年1000亿韩元以上的价值。此外，IBM公司和马耳他当地政府合作建设了第一个全国性的智慧系统，负责全国水电市政服务的管理，不但实时监测水管爆裂、缓慢泄露、排水渠道堵塞、污水溢出等问题，甚至能对以上问题进行预测和预防。再加上GIS系统的支持，即便是出现了问题，也能快速锁定问题发生的位置，快速解决。该类系统的使用不仅可以缓解市政服务人员的工作压力，减低了50%由于管道泄露造成的水资源浪费，而且降低输水能耗。
结论
基于“全智慧系统”新视角，本文系统地总结出低碳经济的四种发展模式。研究表明，低碳经济的发展不仅需要培养全民的节能环保意识，也需要不断地通过科技创新进行支撑，特别是对国外经验的充分解读和有效借鉴，并在此基础上走出一条具有中国特色的低碳经济发展道路。尽管目前我国对智慧系统在基础理论和数据模型、低碳经济应用领域的研究还处于起步阶段，但发展低碳经济，共建人类美好家园，是实现可持续发展的必由之路。
参考文献：
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8.付允，马永欢，刘怡君，牛文元.低碳经济的发展模式研究[J].中国人口·资源与环境，2008（3）
关键词:智能;决策系统;教学方法
随着信息技术的应用和普及,“智能化”成为信息化后续发展的重要内容之一。在决策领域,20世纪80年代,一种以计算机为工具、应用决策科学及有关学科的理论与方法、以人机交互方式辅助决策者决策的决策支持系统(DSS)应运而生。但是,DSS只能辅助和支持决策者决策,其贡献局限于对可选方案的评价,只能对有量化特性的问题使用数据模型和数值计算方法来辅助决策,不具有表示复杂决策过程的能力,因此,促使人们提出将DSS与专家系统(ES)相结合,以分别发挥DSS的数值分析和ES的符号处理优势,从而将定性分析和定量分析有机结合起来,以既能进行知识处理,又能有效地解决半结构化和非结构化问题,这就是智能决策支持系统(IDSS)的产生背景。
随着人工智能和智能技术的发展,IDSS在广泛的工程技术、经济、管理、医疗和农业科学等诸多领域,得到广泛应用。了解、掌握智能决策的基本知识和技术是计算机科学、智能科学类专业大学生的基本要求,因此,智能决策类课程应运而生,并逐渐发展成为计算机、自动化、管理科学与工程和智能科学技术等专业的专业课之一[1-4]。
在我校,智能决策系统课程作为计算机科学与技术、软件工程、网络工程和其他电子信息类专业的专业限选或选修课程。目前,该课程的教学内容存在如下问题:一是教学内容繁,二是技术更新快,三是涉及的专业知识深,对学生的理论基础知识(特别是数学知识、计算机技术)要求极高,教学难度大。因此,学生在学习过程中不得要领,抓不住课程的核心,只见树木、不见森林,从而影响学生们的学习效果。本文就是在这样背景下,提出并开展教学研究的。
1教学内容改革
智能决策系统是一门计算机科学、管理科学、人工智能和应用数学交叉的新兴专业课程,其学分通常为2～2.5学分,即32～40学时,其中包括0.5学分的实验课程(8学时)。因此,如何在有限学时中容纳下本课程教学内容,完成本课程的教学目标,就成为首要问题。
通过实践和教学改革,我校本课程的理论教学内容主要包括下列6个知识单元。
1) 决策理论概述。主要内容有决策的概念、类型、基础、流程和目标。理论课时数4学时。
2) 决策系统。主要内容有决策支持系统的概念、结构、功能、主要部件与设计要点。理论课时数控制在6学时。
3) 决策模型。主要内容有数据仓库、知识管理、数据挖掘、智能算法和数据处理。理论课时数控制在6学时。
4) 智能决策系统。主要内容有计算智能基础、专家系统的概念和结构、智能决策系统的概念和结构、智能决策系统的设计要点。理论课时数控制在8学时。
5) 群体决策系统。主要内容有协同计算概述,群体决策系统的概念、结构、功能、群体决策过程与建模和实现方法。理论课时数控制在6学时。
6)智能决策系统的发展。主要包括基于网络的决策系统技术和应用,网络技术与基于Agent的决策系统,智慧地球与智能化企业。理论课时数控制在2学时。
实践教学内容包括4个实验,学时总数为8学时,其教学内容设置见本文§3。
2教学方法改革
教学方法是为完成一定的教学目的、教学任务所采取的教学途径或教学程序,是以解决教学任务为目的、师生共同进行认识和实践的方法体系。其方法体系主要包含多个基本要素,比如教、学、信息传输载体(包含文字、图形、图像、肢体语言、表情、感知等)和教学辅助设备等。教学过程就是要充分利用具有信息优势、知识优势的教师,将信息、知识、技能、技巧,系统集成地传输给暂时处于低信息状态的学生。决定这个传输过程顺利进行的至关重要因素有:教师的积极性与责任心和学生的求知欲与基础知识及其结构。从教育学和心理学角度看,课程教学方法改革就是围绕这两个因素展开[5],限于篇幅,本文的讨论仅从如何调动学生的求知欲着手。
2.1探索式教学方法
经过多年教学实践,本文实践了“探索式教学法”,此法强调因材施教,在教学全过程创设教学环境、培养学生创新精神。所谓探索式教学方法是指在教学过程中,在教师的启发、诱导下,学生自主学习和合作讨论,以学习课程知识和科学问题为探索目标,以学生熟悉和能接触到生活原型为研究对象,为学生提供自由表达、质疑、探索、讨论问题的环境,学生通过个体、小组、团队等多种形式完成解难、释疑、尝试学习活动,将学生自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学程序。探索式教学方法重视发展学生的创造性思维,培养自学能力,力图通过自我探索引导学生学会学习和初步掌握科学研究方法[6],培养学生的文献获取与加工能力、信息分析与加工利用能力、团队协作与沟通能力、语言表达与写作能力,和创新精神。为其终身学习和工作奠定良好基础。
尽管探索式教学法能够给教师的教学提供思想、理念指导,但是,针对不同教学对象和不同课程内容,其实际应用方法也会存在差异,这就是所谓的教无定法之说。本文以智能决策系统课程第1知识单元课外作业为例,尝试说明该法的具体应用方法,为保证该方法的实施效果,本文拟定了如下的教师操作流程:
1) 制定论文目标:培养学生综合利用参考文献和学会表达的能力。首先,要求学生学会获取、理解、过滤和分析信息;其次,要求学生掌握撰写科技论文的基本技巧;最后,要求学生在观众面前表达自己观点,学习说服听众、推销自己观点的技巧。
2) 论文基本要求:①围绕“关于信息技术对决策影响”的主题,学生自拟题目;②2周时间内,学生完成1 000字左右(2页A4幅面)的论文,其中内容需要包括摘要,关键词,问题或观点概述,目前发展状况,结论或结语;③制作演示幻灯片。
3) 提供信息查阅途径:通过网络教师自己已经掌握的文献资源和网络地址资源,指出查询方法和基本技巧。
4) 抽查式演讲:①使用幻灯片;②介绍主要内容;③结论;④点评、提问与回答。
5) 评价标准:①文档编制能力;②问题发现与分析能力;③表达与陈述能力。
在实施中,要防止出现如下情况:①题目太难或太容易,以免挫伤学生积极性;②提前告示和监督,防止学生偷懒或拷贝;③灵活掌握考评手段,鼓励创新,保护学生学习积极性。
2.2案例教学方法
案例教学法是在教师指导下,根据教学目标的要求,创设学生身临案例场境的教学氛围,使用案例来组织学生的学习、研究、实践等活动的教学方法。本课程利用该方法,加强了理论与实际的结合,为学生学习提供模仿案例,提高了学生对理论知识的理解和实践能力,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学法需要掌握好2个重要环节:
1) 案例选编。必须选择学生容易理解、常见的例子,案例选编必须围绕课程某个具体的教学目标,要适当加工,剔除与课程内容关联性小的内容和技术,降低难度,方便学生理解。同时,案例必须来自于实际,并且问题明确。
2) 案例讲解与分析。案例本身只是对实例的某些情况描述,表面上平铺直叙,但是,其中必须隐藏着多个问题,要引导学生积极思考、深入分析,以发现其中隐藏的问题,并找出问题产生的原因,提出解决方案。在思考和分析过程中,既要培养和开发学生智力,又要培养学生综合运用所学理论知识的能力。案例分析不能苛求解决问题的结果如何,而应该重点强调分析过程是否正确、方法是否恰当,案例讲解和分析的主要任务是培养学生发现问题、分析问题和逻辑思维等能力,通常解决问题的能力正是课程后续需要实施的教学目标。
本文在第4知识单元中,以6子棋计算机博弈系统为例,通过对6子棋计算机博弈平台的仿真实验,选择不同的博弈策略,比如不同的估值函数、不同的搜索策略等,获得不同的实验结果,实现人-机对战、机-机对战,让学生切实体会到机器智能的魔力及其智能系统的构造方法,有力地促进了学生对理论知识的理解,并激发了学生的学习兴趣。
3实验教学内容
3.1实验教学内容的设置
实验课是智能决策系统课程的重要环节,由于总课时有限,实验课时也就不多。但是,本校在专业课程中,仍然坚持设置了0.5学分的实验,以使学生能将理论知识与实践联系起来,使抽象的理论不再是深奥,提高学生灵活运用知识的能力。本课程实验学时为8学时,主要设置了表1中的3个实验。
3.2实验课的操作
为提高学生对课程理论知识的理解和应用设计能力,针对课程实验教学课时少和实验复杂特点,需要注意以下几点。
1) 简化平台、降低实验难度。实验教学过程重在是一个训练学生动手、动眼和动脑的过程,旨在培养学生好奇心和操作技能,以及观察问题、分析问题和解决问题能力。因此,在实验中,要尽量将实验平台简化,以将学生注意力集中于实验内容,保证实验效果。比如实验2,提供给学生智能交通灯控仿真平台,它实际上是一个软件模拟平台,能实现固定交管模式的全部功能,学生能通过标准接口建立自己设计的智能交通管理模式;又如实验3,以FIRA机器人足球5vs5比赛项目的仿真平台为实验平台,利用平台已设置的运球、传球、前进、后退、转动等命令,学生能通过这些命令建立足球机器人的路径规划和避障策略。
2) 科学分组、培养协作能力。由于实验3工作量比较大,需要多人协作完成,发挥集体智慧作用,因此,在实验3中,按照3～5人/组,实行组长负责制。组长监督、管理、协调本组实验过程,每个组员都有明确的任务,并对组长负责,组长对教师负责。实验3的课内实验设置4学时/2次,学时主要在课外完成实验3,历时1个月。
3) 设计算法、培养智能意识。引导学生,模仿人类智能,设计智能算法,实现简单的智能决策。由于课时有限,必须注意控制算法的简洁、实效,以使学生能在短时间内模拟实现简单的智能行为,着重引导学生分析业务行为,发现系统流程,构造智能算法,以此培养学生开发信息系统的智能意识。
4结语
智能决策系统是人工智能、计算机科学、自动控制科学交叉结合的一门新兴专业课程,对推动信息化向智能化方向发展具有重要意义。该课程作为在校主要面对电子信息、计算机专业学生,通过该课程学习,学生反映加深了对智能的理解,提高了对计算机技术应用的认识深度,培养了学生的智能化设计意识,激发了学生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能决策系统课程,但是,对其他信息技术课程,也具有积极的借鉴意义。
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Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses
ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng
(School of Computer Science, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)
关键词：交通，智能交通，ITS，GIS，GPS
中图分类号：C913文献标识码： A
交通工程学科是研究交通发生、发展、分布运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、营运、管理、安全的理论方法以及有关设施、装备、法律和法规，协调道路交通中人、车、路与环境之间的相互关系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术学科。
交通学科中的道路运输系统是有人、车、路、环境等几个要素组成的一个系统的、动态的、复杂的系统。
一、交通工程学科面临的问题
城市交通的拥堵问题是目前以及今后相当长的一段时间内交通工程学科必须应对的问题。探讨城市的交通拥堵问题，至少需要涉及的学科有系统工程、城市规划、土地利用规划、经济学、行为心理学、社会学、公共政策学、管理学等。跨学科的研究方法有移植、渗透与融合等，关键是如何将其应用于城市交通问题。
随着计算机技术、信息传感技术的飞速发展，智能交通系统应运而生。智能交通系统于90年代至21世纪初被引入交通工程领域，重点研究交通系统的智能化，并逐渐成为解决交通工程关键问题的主要方法。
二、智能交通系统的定义和组成
智能交通系统（Intelligent Transportation System， ITS）定义为：在比较完善的基础设施之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术和系统综合技术有效的集成，并应用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的、实时、准确、高效的地面运输系统。
智能交通系统按照组成部分来划分，主要包括如下几方面：
（1）交通检测技术：通过感应圈、红外、微波、闭路电视摄像、卫星定位技术，对交通车辆、道路进行检测，收集交通数据和图像信息；
（2）交通控制技术：包括先进的交通信号系统，匝道信号控制、信号灯控制等技术；
（3）通讯技术：包括高密度波分复用技术，光纤传输及接入技术，无线传输技术等；
（4）数据处理：车流数据、收费数据、监控信息数据等数据的处理；
（5）信息提供：提供出行信息，如交通状况、最佳行车路线等；
三、智能交通系统体系的主要功能
（1）信息采集：综合交通信息平台提供与各应用系统之间的通信联接和数据接口，从各应用系统中提取各类相关信息，用于后续的信息处理和信息服务。所提取的信息通常不是各应用系统的原始信息，而是经过各系统处理后的二次信息。这样一方面能减少平台信息处理的工作量，另外也能节省信息存储空间。
目前在交通工程领域采集数据主要利用传感技术，具体如下：
利用红外线，超声波，微波雷达，感应圈等传感器，对通过道路某一点的车辆，其数量、大小、重量、速度等进行统计分析。
利用浮动车系统，可以通过安装有GPS（全球定位系统）的公交车或计程车了解到该车辆通过某路段的时间速度，从而在一定程度上间接地推测出当前路面的交通状况。但是由于所获取的交通数据，其采样精度及密度均受制于有限的GPS设备，且无法获得浮动车以外其他车辆、行人等的交通数据，该技术对于微观交通行为的分析、管理优化，存在一定的局限性。
利用可见光摄像机，红外线摄像机等视频传感器，不仅能够对路段上车辆的通行状况，比如通过数量、大小、速度、颜色、车牌号等进行定量地统计，同时能够对某些特定行为，比如闯红灯、倒车、转弯， 交通事故等在一定程度上进行自动检测。特别是利用视频数据可以对这些特定行为的前因后果进行分析。
激光扫描仪是一种新兴的传感器。与视频等技术相比，激光测距扫描仪及其应用技术还大多处于研发阶段。
（2）信息处理：采用分类、统计、关联、序列分析等方法，将从各应用系统提取的信息进行处理和标准化，生成满足应用系统需要的特定格式的信息。
（3）信息存储：对各类交通信息按照一定的规则和组织方式进行保存，便于数据的查询、更新和维护。信息存储的形式可采用传统的关系型数据库方式，也可以采用数据仓库方式。另外，由于交通信息大多与地理属性有关，因此，利用GIS技术对部分数据进行组织、存储和显示，可以提高数据管理的效率。
（4）信息服务：综合交通信息平台的最终目的是为各应用系统提供其所需要的信息。由于不同的用户和应用系统可以获取或访问的信息各不相同，因此，需要建立完善的数据分层管理和权限管理，对无权获取特定信息的用户进行信息屏蔽，使不同用户既能获得各自所需要的数据，同时确保各应用系统数据交换和共享过程的安全性。
四、智能交通系统的主要构成
1．智能化交通管理系统
智能化交通信号控制系统和智能化交通监控系统，集成起来就构成了先进的交通管理系统的主要部分。
智能化的信号控制系统可以通过设在路上的传感器，检测路段和路口的交通状态，根据路口各个方向以及周围相邻路口的交通状态，改变路口各方向红绿灯信号的持续时间，使得路口的使用效率得以提高。智能化交通监控系统就是为此开发。它包括安装在主要交通干线上的摄像机和传感器(如电磁感应检测器、微波检测器、红外检测器、激光检测器等)、通信和传输系统、交通监控中心(包括数据存储、信息处理与显示、指挥控制等子系统)、信息系统和执行系统等。其功能主要包括：（1）对道路上的交通信息以及与交通相关信息的采集应该是尽量完整和实时的；（2）交通参与者(包括驾驶员、乘客、行人等)、交通管理者、交通工具、道路管理设施之间的信息交换可以做到实时和高效；（3）控制中心对执行系统的控制是强制和高效的（4）交通监控中心计算机系统(包括城市、高速公路的监控中心、运输管理中心等)配备有功能强大的软件和数据库，具备自学习、自适应的能力。
2．电子不停车收费技术
电子不停车收费系统(简称ETC)是智能交通系统中最先投入应用的系统之一，主要应用技术是自动车辆识别技术(英文简称AVI)。使用该种收费方式的用户必须在事前购买专用的电子标签并安装在前挡风玻璃上，当车辆驶入收费区域时，该系统安装在门架上或路侧的微波天线查询车载电子标签中存储的识别信息，如电子标签ID号码、车型、车主等信息，以辨别车辆是否可以通过不停车收费车道。在采用封闭式收费制式的高速公路上，在进入高速公路时，车道天线要向电子标签写入入口车站信息，在离开高速公路时，再读出入口信息以便系统计算通行费。
自动车型分类系统利用装在车道内和车道周围的各种传感器装置来测定通过车辆的类型，并与车载电子标签存储的车型数据进行核对，防止故意换卡违章使用，保障电脑系统按照正确的车型实现收费。
3．基于GPS和GIS的车辆定位与导航技术
GPS(Global positioning System)技术，即全球卫星定位系统技术，是利用分布在高空的多颗人造卫星对地面上的目标进行测定并进行定位和导航，它用于对船舶和飞机及其它飞行物的导航、对地面目标的精确定时和定位、地面和空中的交通管制以及空间和地面的灾害监测等。
GPS可以用于车辆导航，实现的主要功能有：车辆跟踪、航线设计、按计划航线进行导航、查询功能等。车辆导航系统主要由GPS接收机、微处理器、显示器、车辆导航软件和地理信息系统组成。GPS用于车辆运营管理，实现的主要功能有，查询功能、多屏幕，多车辆跟踪功能、指挥与车辆跟踪相结合、报警与意外处理等。
GIS(Geography Transportation System)技术，即地理信息系统，综合了数据库、计算机图形学、地理学、几何学等技术，以地理空间数据为基础，采用地理模型和分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，从而为存放和管理定位导航信息提供信息服务。GIS用于车辆导航与监控，实现的功能包括，电子地图显示功能、标注当前车位、地物信息分类索引、最佳路径选择、行车路线导航等。
GIS用于道路实网数据和属性数据以分路段的方式和地理坐标联系起来，可以对路面质量、路况和路面维护进行管理，另外也可以对桥梁、隧道及其他各种道路管理设施如信号装置、可变情报板等进行测量和管理，从而保证各项设施正常运转，交通管理和控制措施得以顺利实施。
在基于GPS+GIS的车辆定位与导航技术及应用方面，比较有市场前景的有两个方面。一是终端设备提供；二是增值运营服务。这两者相辅相成，终端设备市场的规模形成，离不开增值运营网络的建成与内容服务的增加，而增值运营服务的提供，最终又需要通过终端设备传递给用户。
目前，在国内增值运营服务这个市场正在逐渐为产业界所关注，但是，从发展的角度来说，目前缺少的是内容提供，而内容提供的瓶颈在于数据收集的手段有限。
五、结论
智能交通系统是随着人类科学技术的进步而不断发展的。同时实践也证明，智能交通系统是缓解现代交通问题的有效手段。随着人类社会进入信息时代，智能交通系统将是现代化交通运输体系的发展方向。
可以预见，智能交通系统的服务功能将更加完善，信息服务将呈现出多元化、个性化和细化发展；技术水平也将越来越高，系统处理、处置水平智能化程度将更高；系统的运营方式也将日趋多样化，系统运营将更加高效经济。
总之，随着智能交通系统的整合速度逐渐加快，多出行方式相关的ITS整合速度也将加快；智能化交通设施将得到逐步的发展；交通信息提供将更倾向于智能化发展水平。
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