智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1、智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)摘要：智能交通系統(tǒng)（ITS）是在傳統(tǒng)的交通工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型交通系 統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了人-車-路的有機(jī)結(jié)合和協(xié)調(diào)發(fā)展，從而形成一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效 的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)交通發(fā)展的可持續(xù)性。本文介紹了智能交通運(yùn)輸系統(tǒng) 的基本概念、研究?jī)?nèi)容,智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)在國(guó)外發(fā)展的現(xiàn)狀，以及我國(guó)智能交通 運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，總結(jié)了我國(guó)智能交通系統(tǒng)未來(lái)的發(fā) 展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)Development and Tendency of IntelligentTransportation SystemsAbstract： I ntelli

2、ge nt tran sportati on system is a new tran sport system developed on the basis of traditi onal traffic engin eeri ng. It realized the orga nic in tegrati on and coordi nated developme nt of huma n - vehicle - road, lead ing to the formati on of a real-time, accurate and efficie nt in tegrated tran

3、sport system, and ultimately the sustai nability of the developme nt of traffic.In the paper, the author gave an in troducti on of the con cept,the content of in tellige nt tran sportati on system, and in troduced developme nt situati on of ITS in America, Japa n, Europe and China.On the basis of ab

4、ove content, the future developme nt trend of Chin a's ITS was summarized.Keywords: Intelligent transportation system ;Overview of development;Trend1. 引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的普遍提高以及整個(gè)社會(huì)對(duì)交通運(yùn) 輸需求的日益增加，交通運(yùn)輸對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用不同程度地普遍存在于各個(gè) 國(guó)家和地區(qū)，如何解決交通擁擠和堵塞現(xiàn)象幾乎成了各國(guó)政府最為棘手的難題之 一。通過(guò)增加技術(shù)含量的方法提高現(xiàn)有道路的利用率、道路交通的安全程度以及道路

5、使用的舒適程度成為目前研究熱點(diǎn)，智能交通系統(tǒng)（ITS）應(yīng)運(yùn)而生,并且已成 為公認(rèn)的有效地解決交通運(yùn)輸領(lǐng)域問(wèn)題，特別是交通擁擠、交通阻塞、交通事故 和交通污染問(wèn)題的最佳途徑。2. 智能交通系統(tǒng)的概念與組成2.1智能交通系統(tǒng)的概念智能交通系統(tǒng)指的是在較完善的基礎(chǔ)設(shè)施（包括道路、港口、機(jī)場(chǎng)和通信）之 上，將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)以及 計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，從而建立起一種在大范圍、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。從智能交 通系統(tǒng)的概念可看出，ITS即為信息、傳感、通信與控制技術(shù)綜合運(yùn)用的產(chǎn)物， 其目標(biāo)是解決不斷

6、增加的交通需求與有限道路資源間的矛盾，使道路資源能夠被充分利用，提高人的出行效率，保障出行安全。ITS的目標(biāo)和功能為安全性、暢通性、環(huán)保性和舒適性?？梢蕴岣呓煌ㄟ\(yùn)輸?shù)?安全水平；減少交通堵塞，保持道路交通暢通；提高運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的通行能力；降低 交通運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的污染程度并節(jié)約能源；提高交通運(yùn)輸生產(chǎn)效率和經(jīng)營(yíng)效益。與 傳統(tǒng)的提高交通運(yùn)輸水平手段相比，ITS不是單純依靠建設(shè)更多的基礎(chǔ)設(shè)施、消 耗大量能源來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)和功能，而是在現(xiàn)有或較為完善的基礎(chǔ)設(shè)施之上，將先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，綜合地運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)和功能。2.2智能交通系統(tǒng)的組成當(dāng)車上裝備了自動(dòng)定位和

7、導(dǎo)航旅客利用該系統(tǒng)能夠在家里、,作為決策參考，以順利到達(dá)目2.2.1 先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng) 由信息、通訊及其他相關(guān)技術(shù)組成，該系統(tǒng)可 實(shí)時(shí)向交通參與者提供道路交通信息、 公共交通信息、換乘模式和時(shí)間、交通氣 象信息、停車場(chǎng)信息以及與出行相關(guān)的其他信息。 系統(tǒng)時(shí),該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動(dòng)選擇行使路線' 辦公室、車站等地點(diǎn)方便地獲取所需要的出行信息 的地。2.2.2 先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)主要給交通管理者使用，利用監(jiān)測(cè)、通訊及控制等 技術(shù),將交通監(jiān)測(cè)所得的交通狀況經(jīng)由通訊網(wǎng)路傳輸?shù)浇煌刂浦行?，中心再結(jié) 合其他方面所獲得的信息，制定和評(píng)估交通控制策略，執(zhí)行整體性的交通管理，以 達(dá)到運(yùn)輸效率最

8、大化及運(yùn)輸安全等目的，本系統(tǒng)主要特色是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)間協(xié)調(diào)與實(shí) 時(shí)控制的功能。2.2.3 先進(jìn)的公共交通系統(tǒng) 這個(gè)系統(tǒng)的主要目的是改善公共交通的效率，依 據(jù)公路自己的智能、信息網(wǎng)使公路上的交通流運(yùn)轉(zhuǎn)呈最佳狀態(tài)，并保證交通安全。它包括向公眾發(fā)布交通工具的實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)信息，以改善服務(wù)水平，提高營(yíng)運(yùn)效率，增 強(qiáng)公共運(yùn)輸?shù)奈Α?.2.4 先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)本系統(tǒng)結(jié)合傳感器、電腦、通訊及自動(dòng)控制技術(shù) 應(yīng)用于車輛及道路設(shè)施上，當(dāng)前可以分為兩個(gè)層次：一是車輛輔助安全駕駛系統(tǒng)， 二是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要特色系利用傳感器協(xié)助人類感觀功能的不足 ，減 少危險(xiǎn)的發(fā)生，提高自動(dòng)控制的程度，實(shí)施更安全、準(zhǔn)確、可靠的控制。

9、2.2.5 貨運(yùn)管理系統(tǒng)指以高速道路網(wǎng)和信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用物流理論 進(jìn)行管理的智能化的物流管理系統(tǒng)。以提升運(yùn)輸效率及安全，并減少運(yùn)輸成本， 提高生產(chǎn)力。2.2.6 電子收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)的電子信息技術(shù)使車輛能以較高的速度通過(guò)收 費(fèi)站，車輛的全部信息，包括車輛本身的技術(shù)參數(shù)、車主及工作單位、納稅情況及 銀行帳號(hào)等信息全部存入電子卡中，當(dāng)車輛通過(guò)收費(fèi)站時(shí)，車內(nèi)通訊器與收費(fèi)站 的天線進(jìn)行雙向無(wú)線通訊，由收費(fèi)站自動(dòng)通過(guò)車主的銀行帳號(hào)支取通行費(fèi)。2.2.7 緊急救援系統(tǒng)當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生交通事故后，該系統(tǒng)負(fù)責(zé)快速處理事故、及時(shí) 救治傷員、合理疏導(dǎo)交通。本系統(tǒng)包括車輛故障與事故求援、事故救援派遣以及 救援車輛

10、優(yōu)先通行等部分，使意外能在最短時(shí)間獲得解除，最大的降低傷害程度。3. 智能交通系統(tǒng)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀3.1美國(guó)ITS的發(fā)展現(xiàn)狀美國(guó)的ITS正式命名是在1994年,它的前身是智能車輛公路系(Intelligent Vehicle Highway System, IVHS)。美國(guó)對(duì)其研究的最早時(shí)間可以追溯到 1950 年，而對(duì)其大規(guī)模的研究應(yīng)用和開(kāi)發(fā)是在近十年左右。由相關(guān)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前智能交通系統(tǒng)在美國(guó)的使用程度已達(dá) 80鳩上，而其附屬產(chǎn)品也是相當(dāng)優(yōu)秀，美國(guó)智 能交通應(yīng)用中51%勺車輛安全系統(tǒng)、37%勺電子計(jì)費(fèi)、28%勺公路及車輛管理系統(tǒng)、 20%勺導(dǎo)航定位系統(tǒng)、14%勺商業(yè)車輛管理系統(tǒng)方面進(jìn)步較大。美國(guó)

11、聯(lián)邦政府在 1990至1997年間出資于智能交通系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)的年度預(yù)算總數(shù)為12.935億美元，而后二十年美國(guó)發(fā)展規(guī)劃投資預(yù)算約為 400億美元，美國(guó)ITS的方式是從 高層到基層，在America的支持下提出全國(guó)統(tǒng)一的體系化結(jié)構(gòu)。就目前而言發(fā)展方式可以總結(jié)為：上層構(gòu)思、市場(chǎng)支持、逐步實(shí)施。并且，美國(guó)ITS的研究 和發(fā)展，注重與其他領(lǐng)域的相互合作與交流如汽車行業(yè)。3.2日本ITS的發(fā)展現(xiàn)狀日本就當(dāng)前國(guó)家現(xiàn)狀與實(shí)際問(wèn)題組建了包括建設(shè)省、警視廳、運(yùn)輸省在內(nèi)的五個(gè)相關(guān)部門，就當(dāng)前的車輛、道路、和交通智能化社團(tuán)一起為國(guó)家道路交通服 務(wù)。并且致力于推動(dòng)ITS發(fā)展的行業(yè)學(xué)術(shù)組織。據(jù)數(shù)據(jù)顯示現(xiàn)在日本以ETC和

12、 AHS為未來(lái)發(fā)展的主導(dǎo)方向，并在長(zhǎng)期的研究中將要把ETC在某些道路試驗(yàn)。據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)日本的智能公路目標(biāo)早不僅是降低交通事故，而且在新型的交通系統(tǒng)方面有著強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，并且還致力于緩解交通擁堵，并減少對(duì)環(huán)境的污 染。日本目前有大約有1.2億人口，日車輛通行數(shù)量大約在7000萬(wàn)輛左右。 每年因交通事故而導(dǎo)致的死亡和傷病約有 100萬(wàn)人以上，因此而導(dǎo)致的交通擁 堵現(xiàn)狀致使損失53億小時(shí)并因之帶來(lái)12萬(wàn)億日元的經(jīng)濟(jì)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(gè)系統(tǒng)、二一個(gè)項(xiàng)目、 五十六個(gè)專題、一百七十二個(gè)子專題的相互關(guān)聯(lián)情況， 其中的九個(gè)系統(tǒng)為自動(dòng)計(jì) 費(fèi)、交通管理、安全駕駛

13、等在內(nèi)的多個(gè)高效的系統(tǒng)。目前，日本已基本完成國(guó)內(nèi) 智能交通建設(shè)的整體框架的前期工作，并據(jù)此重點(diǎn)結(jié)合日本現(xiàn)有國(guó)內(nèi)情況 和國(guó)際變化，來(lái)使其更能完美的適應(yīng)日本現(xiàn)狀。3.3歐洲ITS的發(fā)展現(xiàn)狀1988年由歐洲10多個(gè)國(guó)家投資50多億美元,聯(lián)合執(zhí)行一項(xiàng)旨在完善道路設(shè)施 提高服務(wù)質(zhì)量的DRIVE計(jì)劃,其含義是歐洲用于車輛安全的專用道路基礎(chǔ)設(shè)施， 現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第2階段的研究開(kāi)發(fā)。目前歐洲各國(guó)正在進(jìn)行 TELEMATIC的全面 應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作，計(jì)劃在全歐洲范圍內(nèi)建立專門的交通無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。智能交通 系統(tǒng)的交通管理、車輛行駛和電子收費(fèi)等都圍繞TELEMATIC和全歐洲無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)展開(kāi)。歐洲民間也聯(lián)合搞了一個(gè)叫

14、 PROMETHE的計(jì)劃,即歐洲高效安全交 通系統(tǒng)計(jì)劃。除此以外，新興的工業(yè)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家也已經(jīng)開(kāi)始智能交通系統(tǒng) 的全面研究和開(kāi)發(fā)。4. 智能交通系統(tǒng)我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題4.1我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)是在90年代初開(kāi)始關(guān)注國(guó)際上智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，并首先在城市道路 交通管理上開(kāi)展了一系列科學(xué)研究和工程實(shí)踐。1995年，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)國(guó) 際標(biāo)準(zhǔn)化組織智能交通系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC204)在中國(guó)的歸口部門為交通部 技術(shù)依托部門為交通部公路科學(xué)研究所。原國(guó)家科委從1996年開(kāi)始組織了 ITS領(lǐng)域的一系列國(guó)際交流和合作，支持在國(guó)內(nèi)開(kāi)展研究和開(kāi)發(fā)。1997年和1998年 由歐盟委員會(huì)信息總司和我

15、國(guó)國(guó)家科委共同組織在北京和布魯塞爾召開(kāi)了中歐 智能交通系統(tǒng)研討會(huì)，這些會(huì)議對(duì)我國(guó)有關(guān)方面和技術(shù)人員認(rèn)識(shí)智能交通系統(tǒng)起 到了很好的作用。智能交通系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用涉及綜合運(yùn)輸系統(tǒng)中的許多部門，為了便于協(xié)調(diào),2000年國(guó)家科技部組織交通部、鐵道部、公安部、建設(shè)部、國(guó)家 技術(shù)監(jiān)督局等有關(guān)部門，組建了我國(guó)ITS政府協(xié)調(diào)組織機(jī)構(gòu)，總體規(guī)劃包括公路、 鐵路、水運(yùn)、民航在內(nèi)的我國(guó)ITS發(fā)展戰(zhàn)略、標(biāo)準(zhǔn)制定和人才培訓(xùn)，組織ITS關(guān) 鍵技術(shù)的攻關(guān)和示范工程。1995年以后,我國(guó)關(guān)于ITS的研究、試驗(yàn)和國(guó)際交流活動(dòng)日益頻繁,許多院校、 企業(yè)相繼進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域,除交通部公路科學(xué)研究所和公安部交通管理科學(xué)研究所 長(zhǎng)期在從事

16、ITS相關(guān)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)外，清華大學(xué)、東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、北京交 通大學(xué)、中興通訊、中國(guó)普天、東軟集團(tuán)等相繼建立了ITS研發(fā)機(jī)構(gòu)。國(guó)家有關(guān)部門也將ITS列入“九五”、“十五”科技發(fā)展計(jì)劃和2010年長(zhǎng)期規(guī)劃中,并建立 了 10個(gè)全國(guó)智能交通示范城市。4.2存在的問(wèn)題（1）中國(guó)現(xiàn)在正處于迅猛發(fā)展的階段，就中國(guó)城市化水平而言，前后幾十年的變化相對(duì)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(gè)質(zhì)的飛躍。再結(jié)合當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢(shì)，在中國(guó)擁有13多億人、 6000多萬(wàn)機(jī)動(dòng)車的情勢(shì)下，ITS將是中國(guó)走出交通“困難”的不二之選。（2）現(xiàn)中國(guó)城市交通多以混合車輛、混合道路、而組成的復(fù)雜

17、交通，據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析“2000年自行車擁有量超過(guò)1.8億輛，2012年以超過(guò)2億輛”如果以 現(xiàn)有交通水平，自行車數(shù)量將繼續(xù)增加。（3） 中國(guó)道路交通設(shè)施及其管理設(shè)施跟不上機(jī)動(dòng)車的增長(zhǎng)速度。 整體表現(xiàn)為： 多處城市道路結(jié)構(gòu)不合理，城市道路功能不健全，道路管理系統(tǒng)、道路交通管理 設(shè)施跟不上社會(huì)的步伐，管理機(jī)構(gòu)有待完善。（4）隨著無(wú)煙煤的大量應(yīng)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(xiàn)代的環(huán)境污染問(wèn)題以逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻煌ㄎ廴镜膯?wèn)題，若是再不加以治理機(jī)動(dòng)車尾氣污染將是未來(lái)城市居民的一大“生命殺手”。（5）在汽車發(fā)展普及化化的中國(guó)，雖然中國(guó)公路通行里程已超過(guò) 395萬(wàn)公里， 在這里面

18、高速公路總里程超過(guò)7.3萬(wàn)公里，國(guó)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(shí)間、經(jīng)濟(jì)、財(cái)產(chǎn)損失。（6）中國(guó)是堅(jiān)持人類環(huán)境可持續(xù)化的，而交通污染日益成為新的主要污染源， ITS的出現(xiàn)對(duì)此問(wèn)題可以進(jìn)行有效的解決。5. 我國(guó)智能交通系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)（1）自動(dòng)駕駛系統(tǒng)20世紀(jì)80年代，美國(guó)、歐洲、日本在智能交通領(lǐng)域展開(kāi)研究，也推動(dòng)了無(wú)人 駕駛技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。通過(guò)一系列演示試驗(yàn)，無(wú)人駕駛技術(shù)的可行性及實(shí)用性 已被驗(yàn)證。谷歌的自動(dòng)駕駛汽車于 2012年已獲得美國(guó)內(nèi)華達(dá)州機(jī)動(dòng)車輛管理部 門頒發(fā)的駕駛許可證，部分車輛廠商也宣布在未來(lái)數(shù)年推出無(wú)人駕駛汽車。在國(guó)內(nèi)，2011

19、年由國(guó)防科技大學(xué)研制的無(wú)人駕駛汽車紅旗 HQ3從長(zhǎng)沙上高速， 自行開(kāi)往武漢，行程286km自主超車67次，平均時(shí)速87km/h,是一次成功的 試驗(yàn)。（2）大數(shù)據(jù)與智能交通大數(shù)據(jù)是繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后IT產(chǎn)業(yè)的又一次顛覆性革命。ITS的交通數(shù) 據(jù)來(lái)源廣泛、形式多樣，包括動(dòng)態(tài)的交通流數(shù)據(jù)、靜態(tài)的道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、交通氣 象信息等。如何從海量交通數(shù)據(jù)挖掘潛在有價(jià)值的信息，成為ITS充分發(fā)揮作用 的關(guān)鍵。因此，借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)解決交通問(wèn)題， 是ITS的內(nèi)在需求和新技術(shù)發(fā) 展的必然趨勢(shì)。（3）生態(tài)智能交通系統(tǒng)車輛的尾氣排放已成為大氣污染的一個(gè)主要原因。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已相繼提出基于ITS的交通節(jié)能減排體系及實(shí)施項(xiàng)目， 如美國(guó)IntelliDrive、日本Smartway、歐盟EcoMove等，其目標(biāo)在于減少環(huán)境污染和國(guó)家能源消耗， 實(shí)現(xiàn)交通的可持續(xù) 發(fā)展。由此可見(jiàn)，應(yīng)用ITS的先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的節(jié)能減排是未來(lái)交通污染 控制的發(fā)展方向。（4）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能交通近些年，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已滲透到ITS領(lǐng)域，一些基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的ITS 應(yīng)用服務(wù)相繼出現(xiàn)。隨著智能手機(jī)等移動(dòng)終端的不斷普及， 網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)已成為道路交通狀態(tài)信息采集的一種重要來(lái)源，可用于分析公眾的出行規(guī)律，獲取完整出行鏈信息，對(duì)交通檢測(cè)技術(shù)及方法的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。另外，ITS可利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)向公