ITS國際國內研究現狀分析

郭志瑜　電信科學技術研究院標準工程師王曉鹿　電信科學技術研究院標準工程師童　鑫　電信科學技術研究院標準工程師秦　飛　電信科學技術研究院標準工程師

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ITS國際國內研究現狀分析

郭志瑜電信科學技術研究院標準工程師
王曉鹿電信科學技術研究院標準工程師
童鑫電信科學技術研究院標準工程師
秦飛電信科學技術研究院標準工程師

摘要：回顧ITS議題在WRC-15周期內的研究情況及WRC大會上的最新進展，初步分析ITS在國際國內的研究現狀，并簡要介紹我國針對ITS議題安全相關業務提出的具有自主知識產權的LTE-V技術的研究進展和未來規劃。

關鍵詞：ITS；WRC-15；LTE-V

1　引言

1885年，德國人本茨和戴姆勒各自完成了裝有高速汽油發動機的機車和裝有二沖程汽油發動機的三輪車，并成功企業化。自此，人類社會進入汽車時代，隨著社會的發展，幾乎同時誕生于19世紀末的汽車技術和無線電通信技術在21世紀初出現了融合的趨勢。無線電通訊能夠組織大量的汽車、基礎設施和行人，組成一種大范圍內、全方位發揮作用的，實施準確、高效的綜合運輸和管理系統，能夠有效降低運輸時間經濟成本和交通風險。這種綜合運輸管理系統稱為智能交通系統（ITS，Intelligent Transportation System）。由于ITS能夠給社會帶來巨大的經濟福利、安全福利和技術發展福利，國際主要發達國家在20世紀末或21世紀初已經開始就相關議題展開大量研究，并獲得了初步成果。考慮到多個主管部門正在各區域規劃和實施ITS并已經確立了繁復多樣的應用和相關服務，為促進ITS在全球范圍內的應用，并在為公眾提供ITS設備和服務的過程中實現規模經濟，ITU-R的相關研究組已經開展了一些研究，并形成了若干建議書和報告書。

針對ITS的頻率問題，日本在APG15-4會議上首先提出希望在WRC-19新增一項有關ITS的研究議題，該議題旨在全球范圍內確定統一的ITS頻率。日本認為，考慮到ITS技術廣泛應用以及人們對安全駕駛需求的不斷增加，有必要從全球范圍上協調統一ITS的頻率，從而更好地實現跨境貨物、觀光等運輸，推進ITS通信設備在交通工具制造時實現生產線上的預安裝制造以便向全球各地銷售。從技術發展趨勢來看，未來ITS的高速發展是大勢所趨；在全球范圍內謀求頻段的協調一致也是大概率事件。針對該議題，我國主管機構廣泛征求了各方意見，積極關注相關議題的研究和討論進展。

在WRC-15大會上，經過各國代表的討論，通過了第237［COM6/13］（WRC-15）號決議，請2019年世界無線電通信大會（WRC-19），在顧及ITU-R研究結果的同時，在現有移動業務劃分下，為實施演進的ITS考慮可能的全球或區域統一頻段。該議題確定為WRC-19的1.12議題。在CPM19-1會議上，將進一步確定由WP5A負責WRC-191.12議題的研究工作。

2　ITS國際國內研究現狀分析

ITS的核心通信網絡為V2X，V2X承擔了車聯網各個節點之間的信息流通任務，在車聯網中扮演核心的信息通道角色。V2X是V2V（Vehicle to Vehicle）、V2I（Vehicleto Infrastructure）和V2P（Vehicleto Person）的合稱。V2V是車輛和車輛之間的通信與信息交互。V2I是車輛和道路基礎設施以及車輛和其他廣域網絡之間的通信與信息交互。V2P是車輛與行人之間的通信與信息交互。

2.1 ITS國際研究現狀分析

各主要發達國家和經濟體很早就認識到了ITS系統的潛在應用價值，因此很早就開展了相關研究。

美國從20世紀80年代開始智能交通系統ITS的研究和規劃。美國運輸部和ITSAmerica于2001年聯合編制了《美國國家智能交通系統10年發展規劃》，明確了區域間作為一個整體系統發展建設的主體。在已有的規劃下，美國ITS建設不斷完善，緩解了日益惡化的交通擁擠和無力繼續擴展交通基礎設施之間的矛盾。目前，美國ITS應用已經覆蓋了80%以上的交通設施，ITS體系結構較為完善。

歐盟具有成員國國土狹小的特點。因此，歐盟ITS的研究采取整個歐洲一體化的方針，經濟合作與發展組織為了促進ITS的發展并有效地協同整個歐洲的國際合作將ITS納入了始于1986年的“尤里卡”聯合研究和開發計劃，旨在建立跨歐洲的智能化道路網。歐盟于2001年將其未來10年的交通政策白皮書《歐洲2010交通政策：決策的時刻》納入了ITS計劃。2002年約克市成為第一個成功使用城市交通管理和控制系統（UTMC）的城市，UTMC是為了滿足經濟有效的城市交通管理的需求，它使得ITS系統在功能體系上成為了一種標準組件模式。2005—2009年，為迎接2012年倫敦奧運會，倫敦交通局投入了總額為100億英鎊的公共交通基礎設施投資規劃，在政府長期政策的支持下，目前倫敦已建成地上與地下、軌道交通與公路交通相交，集地鐵、火車、輕軌、公共汽車、出租車于一體的立體化交通網絡，并建立起了先進的智能交通系統。到目前為止，經過多年的研究和大規模投入，歐盟已建立較為完善的ITS標準系統。與此同時，歐盟主要發達國家的重點城市也建立了較為先進的智能交通系統。

日本是發展ITS較早的國家，1973年日本就提出了“綜合汽車交通控制系統”，研制出一套道路導航系統并進行了試驗。20世紀80年代，日本實施了“道路—汽車通信系統”和“先進機動車交通信息和通信系統”（后經改進，這兩個系統合并為“車輛信息和通信系統”）。20世紀80年代末到90年代，日本建立了“先進道路運輸系統”，在該項目的建設中形成了以道路車輛一體化來改善道路交通的概念。1997年1月，日本TC204委員會完成了DSRC標準制定工作，目前日本ETC用戶已經超過3300萬。2005年，日本不停車收費系統使用率達50%，近兩年ETC的使用率更是已超過85%。1996年開始試行道路交通情報通信系統（Vehicle Information and Communication System，VICS），至1998年，計劃擴展至東京圈、大阪地區等所有高速公路，2001年9月全國32個縣全部使用VICS。根據日本VICS中心的數據顯示，到2010年，VICS車載機保有量達3000萬臺，成為世界上有動態導航最大的系統。

2.2 ITS國內研究現狀分析

我國政府十分重視和支持智能交通技術的發展和應用，為加快高新技術在傳統行業的應用，科技部自1996年開始組織了一系列智能交通技術國際交流和合作，支持和推進國內智能交通技術的研究和開發。科技部于2001年聯合交通部、鐵道部、公安部、建設部、國家技術監督局等部門，成立了全國智能交通系統協調領導小組及辦公室，總體規劃道路、鐵路、水運、民航等行業智能交通發展戰略、標準制定和共性技術的研發和示范應用。同時，科技部相繼批復成立了國家智能交通系統工程研究中心、國家鐵路智能運輸系統工程中心、國家道路交通管理工程技術研究中心及智能交通協會。

ITS主要承載的業務大致可以分為兩大類，一類是涉及道路行駛安全的安全類業務，一類是一般信息傳輸的非安全類業務。由于安全類業務直接關系到人身安全，因此近來成為各國關注的重點。我國在該方向上也開展了大量研究，并在大唐、華為等公司主導下提出了具有自主知識產權的LTE-V技術。目前，該技術已經在3GPP、CCSA、C-ITS（中國智能交通產業聯盟）、TIAA（車載信息服務產業聯盟）等多個國際國內標準化或行業組織內開展標準制定或技術研究工作。

3GPP上設立了LTEV2X研究課題，涉及需求、空口技術和系統架構等3個層面，其中空口技術方面率先在2015年12月完成對V2V的WI立項，計劃于2016 年9月完成相關工作；V2I的立項預計于2016年6月啟動，2017年3月完成。系統架構方面預計于2016年初啟動WI立項，2016年底完成。

CCSA的多個研究組也在同期開展LTE-V的相關標準化制定和頻譜研究工作。其中WG3開展技術標準化工作，需求與系統架構計劃于2016年底完成標準化，空口技術計劃于2017年3月完成標準化。WG8開展頻譜研究工作，計劃2016年底完成初步研究。

此外，國內還有國家科技重大專項，部省合作項目等多種形式的研究或技術試驗項都將LTE-V技術作為重要研究內容。2016年度國家科技重大專項“新一代寬帶無線通信網”中也包含了子課題“LTE-V無線傳輸技術標準化及樣機研發驗證”。部省合作項目“基于寬帶移動互聯網的智能汽車與智慧交通應用示范項目”也將LTE-V作為重要內容，該項目將設立5個示范基地，可以支持LTE-V的技術驗證及示范。這一系列重大項目都將進一步促進LTE-V的技術成熟和產業完善。

3　結束語

本文簡要回顧了WRC-15周期內針對ITS議題的相關研究情況以及WRC-15大會上形成的最新決議，初步分析了ITS相關技術國際國內的研究現狀及未來趨勢。最后探討了ITS中涉及主動安全相關技術的研究進展，重點介紹了我國開發的具有自主知識產權的LTE-V技術的研究現狀和標準化情況。

參考文獻

［1］孫健，鄧克堂，高偉東.國外公交運營管理面面觀［N］.經濟日報，2007-5-28.

［2］CCSATC5 WG3.基于TD-LTE的車輛安全短程通信技術研究［R］.北京: CCSA，2014.

［3］ITU-R.智能交通系統—導則和目標: M.1890［R］. ITU-R，2011.

Analysis of international and domestic research status on ITS

Guo Zhiyu，Wang Xiaolu，Tong Xin，Qin Fei

Abstract：This paper reviewed the research status of ITS item inWRC-15 cycle and final resolution ofWRC-15 conference. It also analyzes the international and domestic research status on ITS safety-service relevant technique and mainly introduces theLTE-Vtechnique which is proposed and dominatedbyChinese companies.

Keywords：ITS；WRC-15；LTE-V（

收稿日期：2016-03-11）