智能交通系統在中國的發展趨勢與前景

張 任 謝 楊

(塔里木大學 信息工程學院，新疆 阿拉爾843300）

智能交通系統(Intelligent Transportation System)簡稱ITS，是以后交通系統的發展目標，在信息化逐漸提高的現在，原有的交通系統將逐漸的退出世界的舞臺，而集成了通信技術、信息技術、網絡技術、電子傳感技術、電子控制技術、計算機技術等的ITS 系統將成為未來的主導系統。 它不僅可以有效的減少交通事故，而且在交通環境方面將有其突出表現。 若成功實現，則車輛的行駛和控制可以實現遠程控制和自動控制，道路的實時情況既可以實時反饋又可以適時調整，并且，ITS 可以實現遠程可視化，將世界道路交通盡收眼底[1]。

1 我國ITS 的發展和現狀

1.1 發展ITS 的必要性

近年來，各發達國家和發展中國家已相繼建成了如蜘蛛網一般復雜便捷的現代化國家和城市公路網結構，但是世界經濟人口的發展不會止步，中國作為人口大國，日益出現路網通過能力不足的問題，隨之而來的交通擁擠和阻塞現象日趨嚴重，交通污染也逐漸突出，而ITS的出現使得我國的交通領域迎來了新的機遇[2]。

就當前而言，中國ITS 的發展主要存在以下幾個方面的問題：

（1）中國現在正處于迅猛發展的階段，就中國城市化水平而言，前后幾十年的變化相對明顯，就改革前夕的城市化水平不足19%，到目前的接近甚至超越30%，這是一個質的飛躍。 再結合當今世界的發展趨勢， 在中國擁有13 多億人、6000 多萬機動車的情勢下，ITS 將是中國走出交通“困難”的不二之選。

（2）現中國城市交通多以混合車輛、混合道路、而組成的復雜交通，據現有數據分析“2000 年自行車擁有量超過1.8 億輛，2012 年以超過2 億輛”如果以現有交通水平，自行車數量將繼續增加。

（3） 中國道路交通設施及其管理設施跟不上機動車的增長速度。整體表現為：多處城市道路結構不合理，城市道路功能不健全，道路管理系統、道路交通管理設施跟不上社會的步伐，管理機構有待完善。

（4）隨著無煙煤的大量應用、隨著汽車排量的加大、隨著交通擁堵的加重、隨著車輛的不斷老化……現代的環境污染問題以逐漸轉變為交通污染的問題，若是再不加以治理機動車尾氣污染將是未來城市居民的一大“生命殺手”。

（5）在汽車發展普及化化的中國，雖然中國公路通行里程已超過395 萬公里，在這里面高速公路總里程超過7.3 萬公里，國家高速公路骨架基本形成。 但是交通擁堵卻使得車輛密度不能均勻分布，造成大量的時間、經濟、財產損失。

（6）中國是堅持人類環境可持續化的，而交通污染日益成為新的主要污染源，ITS 的出現對此問題可以進行有效的解決。

1.2 ITS 在我國的發展歷程

我國的智能交通系統最早記錄于80 年代的公路收費系統的研制，這是我國第一次將計算機技術、通信技術和電子技術用于監控和管理系統，此后的十年開始我國將目光投向世界ITS 的發展，隨之而來的各種相關技術使得我國在衛星定位、 自動導航駕駛、 城市車用GPS 定位、城市車輛管理等系統也隨之建立并逐漸完善起來了。 到二十世紀初期電腦技術的跨越式發展，成為了奠定ITS 走向中國的重要技術支撐，“智能交通系統關鍵技術開發和示范工程”、“現代中心城市交通運輸與管理關鍵技術研究”、“衛星導航應用產業化專項”、“汽車電子產業化專項”、“下一代互聯網示范工程”等項目正是由此而來的。這些項目從本質上說都是切合中國的實際情況和當時的社會環境而制定的一系列政策，是當時國家最需要發展和建設的[3]。

近年來，我國的ITS 的研究、開發及應用都取得了顯著成效。其中有道路交通狀況的全天候監測、交通管理的悉尼自適應交通控制系統（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System， 簡 稱SCATS， 或 簡 稱SCATS 系統）、高速公路不停車計費、公共交通的智能化處理等。

在中國走可持續發展的道路上，先進的道路交通管理系統能夠幫助中國更好的在經濟全球化的影響下站穩腳跟， 切實的做好民生工作，對社會良好環境的創造有積極的作用。 相對而言ITS 也是解決我國交通問題的一劑良方。

2 國外ITS 的發展和現狀

2.1 美國ITS 的發展和現狀

美國的ITS 正式命名是在1994 年， 它的前身是智能車輛公路系統(Intelligent Vehicle Highway System, IVHS)。 美國對其研究的最早時間可以追溯到1950 年， 而對其大規模的研究應用和開發是在近十年左右。由相關數據顯示當前智能交通系統在美國的使用程度已達80%以上，而其附屬產品也是相當優秀，美國智能交通應用中51%的車輛安全系統、37%的電子計費、28%的公路及車輛管理系統、20%的導航定位系統、14%的商業車輛管理系統方面進步較大。 美國聯邦政府在1990～1997 年間出資于智能交通系統研究開發的年度預算總數為12.935 億美元， 而后二十年美國發展規劃投資預算約為400 億美元，美國ITS 的方式是從高層到基層，在America 的支持下提出全國統一的體系化結構。 就目前而言發展方式可以總結為：上層構思、市場支持、逐步實施。 并且，美國ITS 的研究和發展，注重與其他領域的相互合作與交流如汽車行業。 美國國家ITS 體系，現ITS 的主要方面包括七個基本系統，詳情如圖1 所示。

圖1 美國ITS 框架圖

2.2 日本ITS 的發展和現狀

日本就當前國家現狀與實際問題組建了包括建設省、 警視廳、運輸省在內的五個相關部門，就當前的車輛、道路、和交通智能化社團一起為國家道路交通服務。 并且致力于推動ITS 發展的行業學術組織。據數據顯示現在日本以ETC 和AHS 為未來發展的主導方向，并在長期的研究中將要把ETC 在某些道路試驗。 據此可以發現日本的智能公路目標早不僅是降低交通事故，而且在新型的交通系統方面有著強有力的競爭意識，并且還致力于緩解交通擁堵，并減少對環境的污染。日本目前有大約有1.2 億人口， 日車輛通行數量大約在7000 萬輛左右。 每年因交通事故而導致的死亡和傷病約有100 萬人以上，因此而導致的交通擁堵現狀致使損失53 億小時并因之帶來12 萬億日元的經濟損失。日本的ITS 框架體系是自1996 年7 月制定的，該框架描述了九個系統、二十一個項目、五十六個專題、一百七十二個子專題的相互關聯情況，其中的九個系統為自動計費、交通管理、安全駕駛等在內的多個高效的系統，詳情如表1 所示。目前，日本已基本完成國內智能交通建設的整體框架的前期工作，并據此重點結合日本現有國內情況和國際變化，來使其更能完美的適應日本現狀。

表1 日本智能交通系統構想主要內容

2.3 歐洲ITS 的發展和現狀

歐洲在ITS 方面的各項研究起步較早， 在二十世紀八十年代中期，歐洲等數十個國家投資五十多億美元聯合執行計劃，其目標是完善交通道路的硬件和軟件基礎，提升服務質量，而他們的主要研究方向包括：需求分析、交通和旅行數據提供系統、中央試城市交通管理系統、公共交通優化等。

歐洲ITS 早期的發展與日本有一定的相似之處，由開始的各系統獨立研發，造成整體的統一性與兼容性不足，其中以歐洲各國間的系統兼容性的程度最大， 就此， 歐洲進行了關于ITS 整體框架的研究（FRAME 計劃），這是一個將各國的ITS 體系整合的計劃，并實現ITS各開發國家之間、城市部門之間的協同開發，隨后，形成了相應的技術指標，為全用戶提供了全方位的，無縫的交通信息服務結構。所以歐洲的ITS 發展是在統一其技術指標的前提下進行的。 歐洲對于ITS 提出了ITS 和服務的概念，就此，歐洲協會集合道路、交通、衛星、計算機利用遠程通信與系統化的集成方式將對立的車、路、人，轉化為車與車、車與路、車與X 的合作系統。

近幾年來歐洲又努力提供無縫隙的服務、研制集成車內和個人通信系統、長時間在線接入服務、標準化等。現在的歐洲已將目光從單純的ITS 移向了高端的城市交通信息、城市移動信息技術、城市信息處理服務，并就當前的系統提供一些基本的遠程服務，如：緊急呼叫系統、遠程導航系統、交通系統等多方面的系統服務，對對國家的人、車、路的統一管理化有突破新的幫助。綜上分析，歐洲正朝著一體化、人性化、全天候的目標，正逐步建立起覆蓋全歐洲、甚至覆蓋全球范圍的立體式交通數據通信網[4]。

2.4 發達國家ITS 的特點總結

就美、日、歐等國家和地區的ITS 進程不難總結出一下幾個特點：

（1）ITS 的應用領域逐漸廣泛起來，在交通擁堵、交通管理、城市規劃、環境問題、生態建設等方面均有應用。 且還將繼續發展下去。

（2）將ITS 作為核心，并在其下設立相對應于本國的子系統，解決了大問題大處理，小問題小處理的最佳解決方案。

（3）各國ITS 的實施雖有不同，但總體而言卻是從上到下、政府引導、分步實施的過程。

（4）關注度方面，雖有國家關注其它領域但卻在少數，總體而言ITS 向著更廣泛、更實用、更經濟的方向前進。

（5）服務的及時性，各國現以努力實現ITS 系統各功能的全天候服務，并延長在線接入時間，提供標準化服務。

（6）多數國家正向著更廣泛、更具體、更全面的智能交通系統發展，并進一步講現代通信手段應用到其中，這將是一個新的發展趨勢。

對此根據我國現有的交通狀況給出以下幾點方向性建議：

（1）努力解決ITS 的基礎建設問題，實現從基礎建設ITS 的構想，并在少數地方試驗其成果，研究出適合中國國情的ITS 方案。

（2）重視其它領域在ITS 中的地位，傳感技術、通信技術、信息技術、網絡技術、計算機技術等也應與其相互結合實現共贏。

（3）開拓新的研究方向，在環境保護、生態研究、地理信息、實時定位、道路導航等方面ITS 也可以發揮重要作用。

（4）注重人的核心，無論是自動駕駛系統、自動控制系統、自動導航系統等都要做到以人為核心，不然將導致由信息不準確而產生的災難。 要在人—交通—車輛—環境之間取得平衡

（5）全國信息一體化，城市以道路為節點，省市以城市為節點，國家以省市為節點，實現全國信息一體化，建成能隨時自我調節的道路交通網絡。

（6）利用太空衛星、車載無線技術、城市地面信息技術建立覆蓋全球的道路交通信息系統，解決跨國公司、跨國車輛的通行問題。并使之成為現有的交通系統的主要支柱。

（7）將ITS 利用到實際生活中，建立相應的相應系統（公交安全系統、交通管理系統、機動車安全系統等）以保證人民生活的便捷性。

3 結語

ITS 的出現就是順應社會發展的需求，它不僅是社會、經濟和技術發展的產物，也是人們智慧結晶的體現，自從智能交通系統的概念提出之后，美國、日本、歐盟等國都花費了巨大力量研究開發及應用智能交通系統， 并期望能在21 世紀最大產業之一的ITS 領域擁有更大的份額。 目前北美、歐洲諸國及日本等多數國家在智能交通系統領域的進步都處于世界前列。就當今世界發展現狀來看它是符合當今世界的主題的，各國對ITS 的發展進度雖有不同，但歷史的發展趨勢是相同的。因此，在ITS 方面的研究不僅要著眼于眼下，而且要注重與世界各國的的交流和討論發展。 這是任何事物必然經歷的一個過程，也是改進之路的開始。

［1］陳桂香.國外智能交通系統的發展情況[J].公安部第一研究院,2012,8.

［2］武長順.我國智能交通對比國外國家的發展及反思[J].天津日報,2006-10-17 11:28:28.

［3］張智文.中國ITS 發展戰略構想[J].中國機電工業,2009(9).

［4］楊曉光,許建,白玉.信號控制交叉口自行車通行能力計算方法研究[J].公路交通科技,2010-10-15, 27(10).