简称ITS,是以后交通系 统的发展目标,在信息化逐渐提高的现在,原有的交通系统将逐渐的退出世界的 舞台,而集成了通信技术、信息技术、网络技术、电子传感技术、电子控制技术、 计算机技术等的ITS 系统将成为未来的主导系统。它不仅可以有效的减少交通事 故,而且在交通环境方面将有其突出表现。若成功实现,则车辆的行驶和控制可 以实现远程控制和自动控制,道路的实时情况既可以实时反馈又可以适时调整, 并且,ITS 可以实现远程可视化,将世界道路交通尽收眼底[1]。 我国ITS的发展和现状 1.1 发展ITS 的必要性 近年来,各发达国家和发展中国家已相继建成了如蜘蛛网一般复杂便捷的现 代化国家和城市公路网结构,但是世界经济人口的发展不会止步,中国作为人口 大国,日益出现路网通过能力不足的问题,随之而来的交通拥挤和阻塞现象日趋 严重,交通污染也逐渐突出,而ITS 的出现使得我国的交通领域迎来了新的机遇 就当前而言,中国ITS的发展主要存在以下几个方面的问题: (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 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。 1.2 ITS 在我国的发展历程 我国的智能交通系统最早记录于 80 年代的公路收费系统的研制,这是我国 第一次将计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统,此后的十年开 始我国将目光投向世界ITS 的发展,随之而来的各种相关技术使得我国在卫星定 位、自动导航驾驶、城市车用 GPS 定位、城市车辆管理等系统也随之建立并逐 渐完善起来了。到二十世纪初期电脑技术的跨越式发展,成为了奠定ITS 走向中 国的重要技术支撑,“智能交通系统关键技术开发和示范工程”、“现代中心城市 交通运输与管理关键技术研究”、“卫星导航应用产业化专项”、“汽车电子产业化 专项”、“下一代互联网示范工程”等项目正是由此而来的。这些项目从本质上说 都是切合中国的实际情况和当时的社会环境而制定的一系列政策,是当时国家最 需要发展和建设的[3]。 近年来,我国的ITS 的研究、开发及应用都取得了显著成效。其中有道路交 通状况的全天候监测、交通管理的悉尼自适应交通控制系统(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System,简称SCATS,或简称SCATS 系统)、高速公路不停车计 费、公共交通的智能化处理等。 在中国走可持续发展的道路上,先进的道路交通管理系统能够帮助中国更好 的在经济全球化的影响下站稳脚跟,切实的做好民生工作,对社会良好环境的创 造有积极的作用。相对而言ITS 也是解决我国交通问题的一剂良方。 国外ITS的发展和现状 2.1 美国ITS 的发展和现状 美国的ITS 正式命名是在1994 年,它的前身是智能车辆公路系统(Intelligent Vehicle Highway System, IVHS)。美国对其研究的最早时间可以追溯到1950 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 1990~1997 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 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。美国国家ITS 体系,现ITS 要方面包括七个基本系统,详情如图1所示。 美国ITS框架图 2.2 日本ITS 的发展和现状 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 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 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,详情如表1 所示。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。 日本智能交通系统构想主要内容2.3 欧洲ITS 的发展和现状 欧洲在ITS 方面的各项研究起步较早,在二十世纪八十年代中期,欧洲等数 十个国家投资五十多亿美元联合执行计划,其目标是完善交通道路的硬件和软件 基础,提升服务质量,而他们的主要研究方向包括:需求分析、交通和旅行数据 提供系统、中央试城市交通管理系统、公共交通优化等。 欧洲ITS 早期的发展与日本有一定的相似之处,由开始的各系统独立研发, 造成整体的统一性与兼容性不足,其中以欧洲各国间的系统兼容性的程度最大, 就此,欧洲进行了关于 ITS 整体框架的研究(FRAME 计划),这是一个将各国 的ITS 体系整合的计划,并实现ITS 各开发国家之间、城市部门之间的协同开发, 随后,形成了相应的技术指标,为全用户提供了全方位的,无缝的交通信息服务 结构。所以欧洲的ITS 发展是在统一其技术指标的前提下进行的。欧洲对于ITS 提出了ITS 和服务的概念,就此,欧洲协会集合道路、交通、卫星、计算机利用 远程通信与系统化的集成方式将对立的车、路、人,转化为车与车、车与路、车 的合作系统。近几年来欧洲又努力提供无缝隙的服务、研制集成车内和个人通信系统、长 时间在线接入服务、标准化等。现在的欧洲已将目光从单纯的ITS 移向了高端的 城市交通信息、城市移动信息技术、城市信息处理服务,并就当前的系统提供一 些基本的远程服务,如:紧急呼叫系统、远程导航系统、交通系统等多方面的系 统服务,对对国家的人、车、路的统一管理化有突破新的帮助。综上分析,欧洲 正朝着一体化、人性化、全天候的目标,正逐步建立起覆盖全欧洲、甚至覆盖全 球范围的立体式交通数据通信网[4]。2.4 发达国家ITS 的特点总结 就美、日、欧等国家和地区的ITS 进程不难总结出一下几个特点: (1)ITS 的应用领域逐渐广泛起来,在交通拥堵、交通管理、城市规划、 环境问题、生态建设等方面均有应用。且还将继续发展下去。 ITS作为核心,并在其下设立相对应于本国的子系统,解决了大问 题大处理,小问题小处理的最佳解决方案。 (3)各国 ITS 的实施虽有不同,但总体而言却是从上到下、政府引导、分 步实施的过程。 (4)关注度方面,虽有国家关注其它领域但却在少数,总体而言 ITS 向着 更广泛、更实用、更经济的方向前进。 (5)服务的及时性,各国现以努力实现 ITS 系统各功能的全天候服务,并 延长在线接入时间,提供标准化服务。 (6)多数国家正向着更广泛、更具体、更全面的智能交通系统发展,并进 一步讲现代通信手段应用到其中,这将是一个新的发展趋势。 对此根据我国现有的交通状况给出以下几点方向性建议: (1)努力解决ITS 的基础建设问题,实现从基础建设 ITS 的构想,并在少 数地方试验其成果,研究出适合中国国情的ITS 方案。 (2)重视其它领域在 ITS 中的地位,传感技术、通信技术、信息技术、网 络技术、计算机技术等也应与其相互结合实现共赢。 (3)开拓新的研究方向,在环境保护、生态研究、地理信息、实时定位、 道路导航等方面ITS 也可以发挥重要作用。 (4)注重人的核心,无论是自动驾驶系统、自动控制系统、自动导航系统 等都要做到以人为核心,不然将导致由信息不准确而产生的灾难。要在人—交通 —车辆—环境之间取得平衡 (5)全国信息一体化,城市以道路为节点,省市以城市为节点,国家以省 市为节点,实现全国信息一体化,建成能随时自我调节的道路交通网络。 (6)利用太空卫星、车载无线技术、城市地面信息技术建立覆盖全球的道 路交通信息系统,解决跨国公司、跨国车辆的通行问题。并使之成为现有的交通 系统的主要支柱。 ITS利用到实际生活中,建立相应的相应系统(公交安全系统、交 通管理系统、机动车安全系统等)以保证人民生活的便捷性。 结语ITS 的出现就是顺应社会发展的需求,它不仅是社会、经济和技术发展的产 物,也是人们智慧结晶的体现,自从智能交通系统的概念提出之后,美国、日本、 欧盟等国都花费了巨大力量研究开发及应用智能交通系统,并期望能在21 世纪 最大产业之一的ITS 领域拥有更大的份额。目前北美、欧洲诸国及日本等多数国 家在智能交通系统领域的进步都处于世界前列。