智能交通系统的发展现状及趋势

智能交通系统的发展现状及趋势

摘要：智能交通系统(ITS)是在传统的交通工程基础上发展起来的新型交通系

统，它实现了人-车-路的有机结合和协调发展,从而形成一种实时、准确、高效的综合运输系统,最终实现交通发展的可持续性。本文介绍了智能交通运输系统的基本概念、研究内容,智能交通运输系统在国外发展的现状,以及我国智能交通运输系统的发展现状。在上述内容的基础上，总结了我国智能交通系统未来的发展趋势。

关键词：智能交通运输系统;发展现状;趋势

Development and Tendency of Intelligent

Transportation Systems

Abstract:Intelligent transportation system is a new transport system developed on

the basis of traditional traffic engineering. It realized the organic integration and coordinated development of human - vehicle - road, leading to the formation of a real-time, accurate and efficient integrated transport system, and ultimately the sustainability of the development of traffic.In the paper, the author gave an introduction of the concept,the content of intelligent transportation system, and

introduced development situation of ITS in America, Japan, Europe and China.On the basis of above content, the future development trend of China's ITS was summarized. Keywords: Intelligent transportation system ;Overview of development; Trend

1.引言

随着社会经济的不断发展和人们生活水平的普遍提高以及整个社会对交通运输需求的日益增加,交通运输对经济发展的制约作用不同程度地普遍存在于各个国家和地区,如何解决交通拥挤和堵塞现象几乎成了各国政府最为棘手的难题之一。通过增加技术含量的方法提高现有道路的利用率、道路交通的安全程度以及道路使用的舒适程度成为目前研究热点,智能交通系统(ITS)应运而生,并且已成为公认的有效地解决交通运输领域问题,特别是交通拥挤、交通阻塞、交通事故和交通污染问题的最佳途径。

2.智能交通系统的概念与组成

2.1智能交通系统的概念

智能交通系统指的是在较完善的基础设施（包括道路、港口、机场和通信）之上，将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，从而建立起一种在大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合运输和管理系统。从智能交通系统的概念可看出，ITS即为信息、传感、通信与控制技术综合运用的产物，其目标是解决不断增加的交通需求与有限道路资源间的矛盾，使道路资源能够被充分利用，提高人的出行效率，保障出行安全。

ITS的目标和功能为安全性、畅通性、环保性和舒适性。可以提高交通运输的安全水平；减少交通堵塞,保持道路交通畅通；提高运输网络的通行能力；降低交通运输对环境的污染程度并节约能源；提高交通运输生产效率和经营效益。与传统的提高交通运输水平手段相比,ITS不是单纯依靠建设更多的基础设施、消耗大量能源来实现上述目标和功能,而是在现有或较为完善的基础设施之上,将

先进的通信技术、信息技术、控制技术有机地结合起来,综合地运用于整个交通运输系统以实现其目标和功能。 2.2智能交通系统的组成

2.2.1 先进的交通信息服务系统 由信息、通讯及其他相关技术组成,该系统可实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘模式和时间、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息。当车上装备了自动定位和导航系统时,该系统可以帮助驾驶员自动选择行使路线。旅客利用该系统能够在家里、办公室、车站等地点方便地获取所需要的出行信息,作为决策参考,以顺利到达目的地。

2.2.2 先进的交通管理系统 主要给交通管理者使用,利用监测、通讯及控制等技术,将交通监测所得的交通状况经由通讯网路传输到交通控制中心,中心再结合其他方面所获得的信息,制定和评估交通控制策略,执行整体性的交通管理,以达到运输效率最大化及运输安全等目的,本系统主要特色是强调系统间协调与实时控制的功能。

2.2.3 先进的公共交通系统 这个系统的主要目的是改善公共交通的效率,依据公路自己的智能、信息网使公路上的交通流运转呈最佳状态,并保证交通安全。它包括向公众发布交通工具的实时运营信息,以改善服务水平,提高营运效率,增强公共运输的吸引力。

2.2.4 先进的车辆控制系统 本系统结合传感器、电脑、通讯及自动控制技术应用于车辆及道路设施上,当前可以分为两个层次:一是车辆辅助安全驾驶系统,二是自动驾驶系统。本系统主要特色系利用传感器协助人类感观功能的不足,减少危险的发生,提高自动控制的程度,实施更安全、准确、可靠的控制。

2.2.5 货运管理系统 指以高速道路网和信息管理系统为基础,利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。以提升运输效率及安全,并减少运输成本,提高生产力。

2.2.6 电子收费系统 运用先进的电子信息技术使车辆能以较高的速度通过收费站,车辆的全部信息,包括车辆本身的技术参数、车主及工作单位、纳税情况及银行帐号等信息全部存入电子卡中,当车辆通过收费站时,车内通讯器与收费站的天线进行双向无线通讯,由收费站自动通过车主的银行帐号支取通行费。 2.2.7 紧急救援系统 当道路发生交通事故后,该系统负责快速处理事故、及时救治伤员、合理疏导交通。本系统包括车辆故障与事故求援、事故救援派遣以及救援车辆优先通行等部分,使意外能在最短时间获得解除,最大的降低伤害程度。

3.智能交通系统国外发展现状

3.1美国ITS的发展现状

美国的ITS正式命名是在1994年,它的前身是智能车辆公路系(Intelligent Vehicle Highway System, IVHS)。美国对其研究的最早时间可以追溯到1950年，而对其大规模的研究应用和开发是在近十年左右。由相关数据显示当前智能交通系统在美国的使用程度已达80%以上，而其附属产品也是相当优秀，美国智能交通应用中51%的车辆安全系统、37%的电子计费、28%的公路及车辆管理系统、20%的导航定位系统、14%的商业车辆管理系统方面进步较大。美国联邦政府在 1990至1997 年间出资于智能交通系统研究开发的年度预算总数为12.935 亿美元，而后二十年美国发展规划投资预算约为 400 亿美元，美国ITS的方式是从高层到基层，在America的支持下提出全国统一的体系化结构。 就目前而言发展方式可以总结为：上层构思、市场支持、逐步实施。 并且，美国 ITS 的研究

和发展，注重与其他领域的相互合作与交流如汽车行业。 3.2日本ITS的发展现状

日本就当前国家现状与实际问题组建了包括建设省、 警视厅、运输省在内的五个相关部门，就当前的车辆、道路、和交通智能化社团一起为国家道路交通服务。 并且致力于推动 ITS 发展的行业学术组织。据数据显示现在日本以 ETC 和 AHS 为未来发展的主导方向，并在长期的研究中将要把 ETC 在某些道路试验。 据此可以发现日本的智能公路目标早不仅是降低交通事故，而且在新型的交通系统方面有着强有力的竞争意识，并且还致力于缓解交通拥堵，并减少对环境的污染。日本目前有大约有 1.2 亿人口， 日车辆通行数量大约在 7000 万辆左右。 每年因交通事故而导致的死亡和伤病约有 100 万人以上，因此而导致的交通拥堵现状致使损失 53 亿小时并因之带来 12 万亿日元的经济损失。 日本的 ITS 框架体系是自 1996 年 7 月制定的，该框架描述了九个系统、二十一个项目、五十六个专题、一百七十二个子专题的相互关联情况，其中的九个系统为自动计费、交通管理、安全驾驶等在内的多个高效的系统。目前，日本已基本完成国内智能交通建设的整体框架的前期工作，并据此重点结合日本现有国内情况 和国际变化，来使其更能完美的适应日本现状。 3.3欧洲ITS的发展现状

1988年由欧洲10多个国家投资50多亿美元,联合执行一项旨在完善道路设施,提高服务质量的DRIVE计划,其含义是欧洲用于车辆安全的专用道路基础设施，现在已经进入第2阶段的研究开发。目前欧洲各国正在进行TELEMATICS的全面应用开发工作,计划在全欧洲范围内建立专门的交通无线数据通信网。智能交通系统的交通管理、车辆行驶和电子收费等都围绕TELEMATICS和全欧洲无线数据通信网展开。欧洲民间也联合搞了一个叫PROMETHEUS的计划,即欧洲高效安全交通系统计划。除此以外,新兴的工业国家和发展中国家也已经开始智能交通系统的全面研究和开发。

4.智能交通系统我国发展现状及存在的问题

4.1我国发展现状

我国是在90年代初开始关注国际上智能交通系统的发展,并首先在城市道路交通管理上开展了一系列科学研究和工程实践。1995年,国家技术监督局批准国际标准化组织智能交通系统技术委员会(ISO/TC204)在中国的归口部门为交通部,技术依托部门为交通部公路科学研究所。原国家科委从l996年开始组织了ITS领域的一系列国际交流和合作,支持在国内开展研究和开发。1997年和l998年由欧盟委员会信息总司和我国国家科委共同组织在北京和布鲁塞尔召开了中欧智能交通系统研讨会,这些会议对我国有关方面和技术人员认识智能交通系统起到了很好的作用。智能交通系统的开发与应用涉及综合运输系统中的许多部门,为了便于协调,2000年国家科技部组织交通部、铁道部、公安部、建设部、国家技术监督局等有关部门,组建了我国ITS政府协调组织机构,总体规划包括公路、铁路、水运、民航在内的我国ITS发展战略、标准制定和人才培训,组织ITS关键技术的攻关和示范工程。

1995年以后,我国关于ITS的研究、试验和国际交流活动日益频繁,许多院校、企业相继进入这个领域,除交通部公路科学研究所和公安部交通管理科学研究所长期在从事ITS相关技术研究开发外,清华大学、东南大学、同济大学、北京交通大学、中兴通讯、中国普天、东软集团等相继建立了ITS研发机构。国家有关部门也将ITS列入“九五”、“十五”科技发展计划和2010年长期规划中,并建立

了10个全国智能交通示范城市。 4.2存在的问题

（1）中国现在正处于迅猛发展的阶段，就中国城市化水平而言，前后几十年的变化相对明显，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%，这是一个质的飞跃。再结合当今世界的发展趋势，在中国拥有 13 多亿人、6000多万机动车的情势下，ITS 将是中国走出交通“困难”的不二之选。 （2）现中国城市交通多以混合车辆、混合道路、而组成的复杂交通，据现有数据分析“2000年自行车拥有量超过1.8亿辆，2012 年以超过2 亿辆”如果以现有交通水平，自行车数量将继续增加。 （3）中国道路交通设施及其管理设施跟不上机动车的增长速度。整体表现为：多处城市道路结构不合理，城市道路功能不健全，道路管理系统、道路交通管理设施跟不上社会的步伐，管理机构有待完善。

（4）随着无烟煤的大量应用、随着汽车排量的加大、随着交通拥堵的加重、随着车辆的不断老化??现代的环境污染问题以逐渐转变为交通污染的问题，若是再不加以治理机动车尾气污染将是未来城市居民的一大“生命杀手”。 （5）在汽车发展普及化化的中国，虽然中国公路通行里程已超过395万公里，在这里面高速公路总里程超过7.3万公里，国家高速公路骨架基本形成。但是交通拥堵却使得车辆密度不能均匀分布，造成大量的时间、经济、财产损失。 （6）中国是坚持人类环境可持续化的，而交通污染日益成为新的主要污染源，ITS 的出现对此问题可以进行有效的解决。

5.我国智能交通系统未来的发展趋势

（1）自动驾驶系统

20世纪80年代，美国、欧洲、日本在智能交通领域展开研究，也推动了无人驾驶技术的实用化进程。通过一系列演示试验，无人驾驶技术的可行性及实用性已被验证。谷歌的自动驾驶汽车于2012年已获得美国内华达州机动车辆管理部门颁发的驾驶许可证，部分车辆厂商也宣布在未来数年推出无人驾驶汽车。 在国内，2011年由国防科技大学研制的无人驾驶汽车红旗HQ3从长沙上高速，自行开往武汉，行程286km，自主超车67次，平均时速87km/h，是一次成功的试验。

（2）大数据与智能交通

大数据是继云计算、物联网之后IT产业的又一次颠覆性革命。ITS的交通数据来源广泛、形式多样，包括动态的交通流数据、静态的道路基础数据、交通气象信息等。如何从海量交通数据挖掘潜在有价值的信息，成为ITS充分发挥作用的关键。因此，借助于大数据技术解决交通问题，是ITS的内在需求和新技术发展的必然趋势。

（3）生态智能交通系统

车辆的尾气排放已成为大气污染的一个主要原因。国外发达国家已相继提出基于ITS的交通节能减排体系及实施项目，如美国IntelliDrive、日本Smartway、欧盟EcoMove等，其目标在于减少环境污染和国家能源消耗，实现交通的可持续发展。由此可见，应用ITS的先进技术实现交通系统的节能减排是未来交通污染控制的发展方向。

（4）移动互联网与智能交通

近些年，移动互联网技术已渗透到ITS领域，一些基于移动互联网技术的ITS应用服务相继出现。随着智能手机等移动终端的不断普及，网络通信数据已成为

道路交通状态信息采集的一种重要来源，可用于分析公众的出行规律，获取完整出行链信息，对交通检测技术及方法的发展起到了推动作用。另外，ITS可利用移动互联网向公众提供可视化地图服务、导航信息、实时路况信息以及基于位置的服务，满足公众的多样化、个性化需求。近些年，基于移动互联网智能终端的与交通相关的APP得到快速发展，移动互联网技术将在公众出行中发挥越来越大的作用。

6.结语

智能交通系统是依据城市道路交通信息采集、处理、发布、决策的过程,运用各种先进的技术和科学方法,实现交通管理的自动化和智能化。ITS技术正在世界范围内蓬勃发展,其在解决交通安全、交通拥挤、交通环境和能耗等方面效果显著,同时也有利于基础投资成本的节约和劳动生产力的提高。我国应根据国情,分析和研制适用于中国国情的ITS系统,以促进经济、社会、环境和谐发展。

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