城市智能交通系統發展模式探析

邵政熙 陳繼鋒

（湖南涉外經濟學院信息與機電工程學院，湖南 長沙 410205）

智能交通系統（ITS）是一種應用現代科技的交通系統，將信息技術、計算機技術、數據通信技術、傳感器技術、電子控制技術、自動控制理論、運籌學和人工智能等高科技與交通運輸、服務控制和車輛制造相結合，加強了車輛、道路和使用者間的聯系，實現了安全、高效、環保和節能的綜合目標[1]。

近年來，隨著信息技術的迅速發展，智能交通系統得以廣泛應用，極大地緩解了交通擁堵狀況，有效降低了交通事故的發生率。目前，國內智能交通市場預期規模已經達到2 300億元，大型及特大型城市智能交通系統發展尤為迅猛[2]。

1 我國智能交通系統發展模式分析

1.1 智能交通系統

1996年我國啟動了重點項目“智能運輸系統發展戰略研究”的工作，引進國外智能交通系統及設施。截至2022年，我國中型、大型及特大型城市都已基本建立交通指揮中心，并展開駕駛員信息系統、城市交通管理等智能交通技術研究。現階段，相關部門加大了對城市智能交通系統發展的扶持力度，并制訂了相關的標準規程。未來還將大力發展先進的交通管理系統、先進的公共交通系統、實時動態交通信息系統等智能交通系統。

1.1.1 智能交通管理系統

智能交通管理系統（ITMS）是智能交通系統在道路交通管理領域中的應用之一。智能交通管理系統通過對交通信息的采集、存儲、傳輸、處理、分析和應用，實現了科學、有效和標準化的交通控制和管理。智能交通管理系統能夠將交通管理從傳統的靜態方式向科學實時性的動態方式轉變，解決交通供給與需求之間存在的矛盾。在《推進“互聯網+”便捷交通 促進智能交通發展的實施方案》的推動下，未來中國的智能交通將真正進入產業化發展階段，同時能夠圍繞智能交通管理系統形成一條龐大的產業鏈[3]。

1.1.2 智能公共交通系統

智能公共交通系統（IPTS）是我國城市交通系統重要的組成部分，利用系統工程技術，將現代通信、信息、網絡、GPS、GIS等新技術集成應用于公共交通系統，通過構建現代化的信息管理系統和控制調度模式，實現公共交通調度、運營、管理的信息化、現代化和智能化[4]。智能公共交通系統是智能交通系統城市示范項目之一，該系統是緩解城市交通擁堵和提高城市公共交通服務水平的重要手段。應加大力度發展智能公共交通系統，以提高公共交通的靈活性和服務質量，吸引更多人使用公共交通工具出行，提高城市車輛運行效率[5]。

1.1.3 實時動態交通信息系統

實時動態交通信息系統（RTTIS）是智能交通系統的子系統之一，是一個新興的、擁有巨大潛力的市場，該系統能即時采集、處理、發布交通信息，保證信息發布時間間隔不超過10 s。同時，實時動態交通信息系統還能夠比對、分析歷史信息數據，以便交通管理人員和參與者能夠實時了解和掌握交通狀況的變化趨勢，切實解決城市交通問題，為出行者提供實時指引，幫助人們更有效地規避交通擁堵。未來應大力扶持實時動態交通信息產業，加速公眾出行交通信息服務市場的健康發展。

1.1.4 交通控制系統

交通控制系統（TCS）也被稱為交通信號控制或城市交通控制，是一種用于智能化管理城市交通信號燈的系統。該系統使用現代通信設備、信號裝置、傳感器和監控設備等實時檢測道路交通車輛數量，從而對車流量大、車速快的主要道路進行信號燈調節，以減少擁堵情況，優化交通流量，提高通行效率。

1.2 智能交通系統典型案例分析

我國有多個標志性智能交通系統項目，例如北京的道路交通控制、公共交通指揮與調度、高速公路管理和緊急事件管理系統[6]，廣州的智能交通指揮中心、交通信息共用主平臺、物流信息平臺和靜態交通管理系統等。

1.2.1 北京智能交通系統

北京市交通樞紐較為復雜、控制難度大，50%以上的交通流由七環路及數十條聯絡線組成。北京市政府近年來大量投入資金用于智能交通系統的建設。2001年，“科技奧運行動計劃”啟動，并全面啟動了關于智能交通系統規劃和實施計劃的研究。2004年，針對北京國際化特大型城市混合交通的特點，北京市正式開展建設以“一個中心、三個平臺”為基本框架，涵蓋八大信息化基礎應用保障系統、百余個子系統的智能交通管理系統[7]。

北京智能交通系統的發展分步進行，首先是發展交通管理系統，即收集城市快速路監控信息系統、車速信息系統等數據，提供交通地圖、路面狀況等信息，及時處理信息并提供給出行者與政府機構。其次是研發智能化公交調度指揮系統，通過電子工具將實時公共交通信息及時發送給出行者；最后是發展交通信息平臺建設，即在綜合交通管理系統與公共交通系統的同時，制訂緊急事件處理方案，提供緊急事件通告、車輛緊急調度、人員緊急疏散、交通誘導和傷員救護等服務。

1.2.2 廣州智能交通系統

近年來，廣州著重推動城市信息化、數字化建設，智能交通建設是城市建設的重要組成部分。2006年，廣州開始使用智能交通管理指揮中心，該中心的智能交通系統基本框架是“一個中心、兩個平臺、兩套網絡”，涵蓋15個子系統，主要任務包括建設與完善交通基礎信息數據庫，開發交通基礎信息采集系統和智能交通系統共用信息平臺，建設交通誘導、車輛調度和管理、公共交通優先服務、停車誘導以及電子售票系統。完善廣州市智能交通系統共用信息平臺，建立珠三角物流信息平臺和交通政務平臺，推動交通信息化建設不斷發展[8]。

廣州采用分級權限管理制度，以支隊指揮中心為智能交通系統發展主體，以大隊分控中心為用戶，前者主要負責交通宏觀管理、重大事故跨區協調與管理，后者負責道路交通組織與管理。在建設智能交通信息系統過程中，廣州政府和企業協同發展，按照“項目試點—完善提高—應用推廣”的發展思路，以優先發展項目為突破口，逐步推動廣州市交通信息化建設。

1.3 智能交通系統發展特點

1.3.1 政府為主企業為輔共同發展

國內城市智能交通系統的建設大部分都是由政府部門牽頭主導，企業作為系統建設主體推動發展的，負責單位分別為交通運輸部門、交通管理部門與有關企業。前兩類部門掌握決策權與大量交通行業數據資源，主要負責推動智能交通系統的發展、組織相關部門配合、規劃未來發展方向、提供資金支持，在系統的建設中發揮著舉足輕重的作用。企業作為建設主體，在政府的引導與支持下把握智能交通系統建設全局與發展動態，是系統建設成敗以及能否健康發展的關鍵因素。

1.3.2 發展綜合交通信息平臺為大勢所趨

近年來，人工智能、大數據、物聯網等科技革命的浪潮推動了新技術的快速發展和應用，為綜合交通信息平臺的建設提供了技術支撐和創新動力。

隨著城市化進程的加速，城市交通規模不斷擴大，人們對交通信息服務的需求也日益增加。建設綜合交通信息平臺可以更好地滿足用戶需求，同時提高駕駛人和交通警察的實時信息掌握能力，從而提高城市交通運行效率和安全性，促進城市交通的可持續發展。

1.3.3 智能交通系統發展缺乏適宜運營模式

國內城市智能交通系統主要委托承建單位或通過招標方式確定運行維護機構，資金依靠政府支持，運營人員以社會招聘的形式或通過招標的方式選取。目前，沒有相關的政策為企業運營智能交通系統所產生的信息資源提供市場化服務，企業也無法獲取這些信息資源為智能交通系統開發適宜的運營模式。智能交通系統包含了多個繁雜龐大的分支系統，包括出行者信息系統、交通管理系統、公共運輸系統、車輛控制和安全系統、不停車收費系統、應急管理系統以及商用車輛運營系統等，導致其在實際應用中易出現資源利用率較低、應用效果不如預期等問題，無法發揮相應經濟效益，進而難以實現商業化運營。

1.3.4 系統服務的覆蓋范圍存在局限性

目前智能交通系統主要分布在一些中部大城市和東部沿海發達地區，而一些中小城市和一些欠發達地區的智能交通系統并不完善。原因主要是地區經濟發展的差異、地區技術發展不平衡、資金投入的差異以及行政管理體制不完善。

實現交通信息服務的全覆蓋需要更多的城市和原始交通數據源，但將耗費大量時間、人力、物力和財力。相關部門掌握原始交通數據信息中的重要部分這使系統服務的覆蓋范圍存在一定局限性。同時，相關算法模型的工作量也將相應加大。

我國智能交通系統建設事業正在高速發展，但目前仍處于初級階段，與大規模產品工程化應用階段還存在一定距離。

2 各地區智能交通發展狀況對比

依據對北京、廣州智能交通發展狀況的分析，將其發展過程、性質、功能、優勢和弊端單獨列出進行橫向對比。

北京、廣州智能交通系統對比如表1所示。

表1 北京、廣州智能交通系統對比

3 關于我國加強城市智能交通系統發展的舉措

3.1 開發適合我國國情的智能交通系統

目前我國已經初步建立了智能交通基礎設施，包括道路交通視頻監控、車聯網、交通信號控制系統、公共交通調度指揮、交通信息和物流信息公用平臺等。進一步制訂符合實際情況的智能交通體系框架是智能交通發展的重要保證。為此，可以多角度地總結智慧交通技術的先進經驗，先從國內的成功案例中總結智能交通體系的頂層建設與分級建設的方法，并推廣至國內其他省份，幫助建設具有地區特色的智能交通系統；再將視野拓寬至國際范圍內，緊密關注國際前沿技術的發展趨勢，學習并引進較為成熟的智慧交通技術，以豐富和擴充我國目前的交通體系。

在城市層面上，應根據城市的特點制訂有針對性的智能交通建設方案。建設以優化出行體驗和提升出行便利度為目標的綜合交通運輸體系，提高出行服務質量，促進城市交通運輸的可持續發展。

3.2 促進各部門之間信息共享和交流

加強信息共享和交流，促進關鍵技術的研發創新，整合各方數據資源，建立互聯互通的數據共享平臺，促進智能交通的產業發展和提高部門工作效率，打破部門之間的壁壘。智能交通與物聯網、云計算、大數據的融合創新越來越深入。我國應提高自主創新能力，推進具有自主知識產權的技術產品的研發和應用，采取激勵措施、加大技術應用環境的投入、重視科研人才培養等方式，促進各部門之間信息共享和交流。

3.3 加強智能交通系統的數據管理和分析

加快數據中心的投資和建設，收集和儲存交通數據，并利用大數據技術、云計算和AI技術進行數據處理，如交通流量預測、路況分析等，以幫助交通管理等更好地制訂交通管理策略。建立標準數據庫，方便數據的橫向對比和預測，得出道路交通的改善策略，同時便于增強數據的一致性和可靠性。

隨著智能交通的快速發展，數據庫的地位越來越重要。應加快設立相應的數據保護政策和程序，保障數據的安全和隱私。建立智能交通模型，通過對數據的分析和建模，快速預測和模擬交通中下一步發生的現實狀況，有助于交通道路管理部門更好地了解城市交通的狀況和問題，優化交通規劃和設計，提高城市交通的效率和安全性。

3.4 企業、機構共同推動智能交通發展

企業和機構可以積極參與通信標準的制定和實施，企業可以提供技術方案和應用場景，機構可以提供標準制定和評估的技術支持和服務，雙方可以共同制定標準和推廣標準。例如，車輛間通信（V2V）、車路協同系統（V2X）、車輛到行人的通信（V2P）等，用來提高不同設備和系統在數據交換時的穩定性和效率。

企業和機構可以聯合組建智能交通產業聯盟，聯盟聚集智能交通行業企業和知名機構，共同探討行業趨勢和前沿，共同制定行業標準和推動產業創新。開展智能交通人才培養工作，培養智能交通專業的高素質人才。企業和機構可以共同開展科技研發工作，共同攻克技術難題，重點推進新興技術研發、網絡安全、完整出行、數據共享等智能交通行業技術的創新和運用。

4 結語

本文從三個角度對城市智能交通系統發展進行了分析。一是總結國內智能交通系統的發展歷程、研究成果和應用現狀，探討該行業的整體發展趨勢；二是深入探討我國部分特大型城市智能交通系統及其相應設施的發展現狀，總結其特點；三是分析智能交通系統代表性項目并提出發展建議。