于春全

智能交通系統(tǒng)（ITS）發(fā)展與創(chuàng)新

于春全

1　引言

隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公眾生活水平的提高，車輛大量增加，交通流量迅猛增長(zhǎng)，對(duì)交通質(zhì)和量的需求與日俱增。各城市都面臨著交通安全、交通擁堵、環(huán)境污染、資源制約等巨大的挑戰(zhàn)，如何應(yīng)對(duì)已成為各級(jí)政府面對(duì)的難題和社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題。智能交通系統(tǒng)（ITS）是當(dāng)今國(guó)際交通領(lǐng)域發(fā)展的前沿之一，它是高新技術(shù)在交通領(lǐng)域集成創(chuàng)新應(yīng)用的產(chǎn)物。在國(guó)際上發(fā)展不過十幾年的時(shí)間，已在許多國(guó)家和地區(qū)解決交通問題中發(fā)揮了明顯的作用，引起了包括城市交通運(yùn)輸、交通管理等各方面革命性的變化。我國(guó)主要城市近年來ITS發(fā)展迅猛，配合著城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與發(fā)展，ITS在提高交通效率、保障交通安全、緩解交通擁堵、改善環(huán)境等方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。

2　智能交通系統(tǒng)的概念

ITS比較普遍的說法就是將先進(jìn)的信息系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)、圖像分析技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及人工智能，有效綜合運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸和管理。ITS技術(shù)首先是從美國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家開始研究和發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家解決交通問題的思路是在其交通基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)基本建設(shè)完成的基礎(chǔ)上，通過運(yùn)用智能交通技術(shù)來擴(kuò)大交通容量，優(yōu)化交通出行，提高運(yùn)輸效率。作為發(fā)展中國(guó)家，交通基礎(chǔ)設(shè)施還不完善，在這個(gè)前提下，利用最新的ITS技術(shù)，通過提高道路的通行能力、挖掘交通設(shè)施的潛力，進(jìn)而提高交通的可靠性、安全性、穩(wěn)定性、有序化和便利、優(yōu)化公眾出行，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、超高速的無線網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的發(fā)展，提升了ITS的發(fā)展空間，使ITS成為城市交通乃至整個(gè)交通運(yùn)輸業(yè)提高能力、水平和效率的主要手段和發(fā)展趨勢(shì)。

3　我國(guó)ITS的應(yīng)用與發(fā)展

“十二五”時(shí)期，立足國(guó)情、運(yùn)用新技術(shù)手段，結(jié)合智慧城市建設(shè)，構(gòu)建了具有中國(guó)特色的新一代ITS。重點(diǎn)研究和開展的工作：

（1）不斷提升交通感知智能化水平，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的交通狀態(tài)感知體系，提高交通信息資源的綜合利用水平。為了加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，一是突破車路狀態(tài)感知與交互等關(guān)鍵技術(shù)，包括車輛動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、狀態(tài)實(shí)時(shí)獲取、環(huán)境智能感知、車路信息交互等一批前沿技術(shù)，提升交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)能力和水平；二是在提高交通基礎(chǔ)設(shè)施承載能力的同時(shí)，加快交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化管理升級(jí)；三是建設(shè)覆蓋主要道路、公交場(chǎng)站、高速路口、軌道交通站點(diǎn)、綜合運(yùn)輸樞紐的數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)，形成全路網(wǎng)智能監(jiān)控體系；四是推動(dòng)地面公交、軌道交通、民航、鐵路、交管、氣象、消防等部門的信息共享，支撐城市交通智能化協(xié)調(diào)管理、安全應(yīng)急指揮和規(guī)劃決策。

（2）重視面向公眾的綜合交通信息服務(wù)，改善和提高公眾出行的智能化服務(wù)水平。為滿足公眾出行多樣化、個(gè)性化、動(dòng)態(tài)化交通服務(wù)需求以及交通應(yīng)急救援、跨行業(yè)綜合交通服務(wù)需求，一是建立交通數(shù)據(jù)采集、更新、共享和信息發(fā)布制度，明確各相關(guān)方在數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及信息交換方面的責(zé)任和義務(wù)；二是建立公益服務(wù)與市場(chǎng)化增值服務(wù)相結(jié)合的交通信息資源開發(fā)利用機(jī)制，并逐步形成新的裝備和營(yíng)利點(diǎn)；三是應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、新一代寬帶移動(dòng)通信、泛在網(wǎng)絡(luò)、智能終端等新技術(shù)，大力推進(jìn)個(gè)性化的移動(dòng)服務(wù)發(fā)展，讓公眾“隨時(shí)隨地”享受到交通信息智能服務(wù)帶來的便利。

（3）建設(shè)跨區(qū)域、多模式的綜合交通電子支付系統(tǒng)。一是建立全國(guó)聯(lián)網(wǎng)電子收費(fèi)結(jié)算體系網(wǎng)絡(luò)信任平臺(tái)和國(guó)家高速公路聯(lián)網(wǎng)電子收費(fèi)清分結(jié)算和客戶服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍跨區(qū)域電子不停車收費(fèi)服務(wù)；二是加快交通一卡通跨區(qū)域、跨行業(yè)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)出行中的便捷支付；三是加快電子不停車收費(fèi)技術(shù)在城市擁堵、停車場(chǎng)等的推廣應(yīng)用，推動(dòng)公路與城市車輛收費(fèi)一體化，實(shí)現(xiàn)交通需求管理的科學(xué)化.未來的目標(biāo)是：形成跨區(qū)域、多模式的綜合交通電子支付體系，為公眾出行提供智能化的服務(wù)。

（4）加快構(gòu)建綠色交通運(yùn)輸體系。建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)是我國(guó)一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，交通是能源資源消費(fèi)和溫室氣體排放的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，構(gòu)建交通運(yùn)輸綠色發(fā)展的要求更加迫切。積極采用混合動(dòng)力汽車、替代燃料車等節(jié)能環(huán)保型營(yíng)運(yùn)車輛，完善公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)，促進(jìn)客貨運(yùn)輸市場(chǎng)的電子化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)信息共享，提高運(yùn)輸效率，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)技術(shù)性節(jié)能減排。

（5）提升交通管理ITS水平。傳統(tǒng)的交通管理手段已遠(yuǎn)不能適應(yīng)快速發(fā)展的交通運(yùn)輸和城市交通管理，而ITS為提升交通管理水平提供了廣闊的空間和發(fā)展前景。一是建設(shè)智能化指揮控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)集中、高效，反映靈敏的現(xiàn)代化指揮控制，使控制力大大增加，應(yīng)急快速反應(yīng)能力大大提高。二是建設(shè)適合我國(guó)國(guó)情的交通信號(hào)控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)控制戰(zhàn)略上實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈集中控制、分級(jí)管理、協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)和智能化管理；在控制模式上實(shí)現(xiàn)集中與分散相結(jié)合；在控制方式上實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、預(yù)配時(shí)與感應(yīng)式相結(jié)合；在控制方法上實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制與優(yōu)先控制（公交優(yōu)先，特種車優(yōu)先等）相結(jié)合；在控制范圍上實(shí)現(xiàn)城市道路平面交叉路口與快速路、高速路進(jìn)出口控制相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)提高點(diǎn)、線、面及路網(wǎng)整體通行能力。三是建設(shè)新一代交通電視監(jiān)控系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代交通電視監(jiān)控系統(tǒng)將實(shí)時(shí)采集和處理城市成千上萬個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)，每天產(chǎn)生的海量交通數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)的智能分析系統(tǒng)，將以往人工參與并監(jiān)控的交通情況，由云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從而實(shí)現(xiàn)快速甄別、事件排列，為決策和處置提供技術(shù)保障。四是建設(shè)交通管理輔助決策系統(tǒng)。嚴(yán)重交通擁堵、突發(fā)事件、雨雪等惡劣天氣條件下的交通狀況，通過多年積累的經(jīng)驗(yàn)和采集到的海量交通數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)仿真、優(yōu)化，制定預(yù)案，不僅提供管理者在應(yīng)急情況發(fā)生時(shí)使用，而且也可為公眾優(yōu)化出行提供服務(wù)。五是建設(shè)智能化緊急救援系統(tǒng)。交通指揮中心將交通事故、交通異常等情況，通過先進(jìn)的信息管理、指揮調(diào)度、信號(hào)優(yōu)先等智能交通管理系統(tǒng)，與消防，急救，市政搶險(xiǎn)等聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緊急救援；在重大治安和自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，交通管理信息納入智能城市管理系統(tǒng)綜合平臺(tái)，整合所有救援力量和手段，統(tǒng)籌救援人員和物資，將損失降到最低限度。六是建設(shè)智能化交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。依托ITS技術(shù)，公共交通運(yùn)營(yíng)管理和現(xiàn)代物流運(yùn)輸將實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)組織，提高運(yùn)輸效率，最大限度滿足公眾需求。

（6）著力構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的ITS創(chuàng)新體系。加強(qiáng)智能交通科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟平臺(tái)的建設(shè)，強(qiáng)化企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體地位，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研之間的聯(lián)系與互動(dòng)，注重協(xié)同創(chuàng)新，提高企業(yè)技術(shù)集成能力。加大研發(fā)投入，特別是對(duì)中試環(huán)節(jié)的支持，促進(jìn)從研究開發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的有機(jī)銜接，加快科研成果轉(zhuǎn)化和技術(shù)轉(zhuǎn)移。推進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂，積極參與智能交通國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量與應(yīng)用水平的提高。充分利用國(guó)際科技資源，擴(kuò)大智能交通科技開放合作。加大對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度。

4　國(guó)際ITS的新動(dòng)向

回顧近幾屆ITS世界大會(huì)的熱點(diǎn)，觀察國(guó)際ITS的新動(dòng)向。

2013年第二十屆ITS世界大會(huì)突出了未來智慧交通框架，特別是大數(shù)據(jù)在車輛數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（VDMS）、交通數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（TDMS）、能源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（EDMS）方面的應(yīng)用。

2014第二十一屆ITS世界大會(huì)集中在移動(dòng)互聯(lián)交通+自動(dòng)駕駛；關(guān)注的目標(biāo)是安全、便捷、舒適、環(huán)保；支撐的技術(shù)是新一代通信技術(shù)（Nextgeneration telematics）、能源管理（Energy management）、協(xié)同式智能交通系統(tǒng)（CooperativeITS，C-ITS）、新型城市交通系統(tǒng)（New urban transportation system）等。

2015第二十二屆ITS世界大會(huì)在智能汽車+交通系統(tǒng)效能提升方面推出了空間技術(shù)、高精度定位的應(yīng)用；合作式ITS、多模式交通的發(fā)展、城市趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)ITS變化；可持續(xù)、大數(shù)據(jù)和開放數(shù)據(jù)的推動(dòng)以及自動(dòng)化道路、自動(dòng)化管理、自動(dòng)駕駛的前景。

縱觀國(guó)際上ITS發(fā)展的方向，可以看出重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面：

（1）低碳出行，綠色交通，已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)。

（2）車路和車車智能協(xié)同系統(tǒng)，引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展方向，且有很大的發(fā)展空間。當(dāng)前，國(guó)際上自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展迅猛，主要體現(xiàn)在：一是自動(dòng)駕駛已接近實(shí)用；二是汽車產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)兩路并行；三是自動(dòng)駕駛的法規(guī)進(jìn)入討論的制定階段；四是發(fā)達(dá)國(guó)家普遍進(jìn)行場(chǎng)地和道路測(cè)試；五是信息安全成為重要議題；六是美歐日開展多項(xiàng)自動(dòng)駕駛項(xiàng)目，并作出詳細(xì)部署；七是互聯(lián)、輔助系統(tǒng)、駕駛機(jī)器人協(xié)同推進(jìn)；八是自主駕駛另辟蹊徑，從形式、技術(shù)構(gòu)成和應(yīng)用等方面顛覆了傳統(tǒng)汽車和運(yùn)輸工具，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)迅速形成產(chǎn)品，在特定區(qū)域應(yīng)用，避開法規(guī)約束。

（3）交通基礎(chǔ)設(shè)施智能管理，將為交通安全提供技術(shù)支撐。

（4）依托移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能終端的智能化交通信息服務(wù)，將實(shí)現(xiàn)面向個(gè)人、大眾實(shí)現(xiàn)無處不在的智能交通。

（5）重視支持多種運(yùn)輸系統(tǒng)，交通樞紐協(xié)調(diào)運(yùn)行和控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

（6）關(guān)注交通信息服務(wù)方式和商業(yè)模式的創(chuàng)新。

5　我國(guó)ITS創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

智能交通系統(tǒng)作為交通現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容，“十三五”期間仍將是我國(guó)交通科技領(lǐng)域重點(diǎn)支持和發(fā)展的戰(zhàn)略方向。針對(duì)“一帶一路”、“京津冀協(xié)同發(fā)展”、“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”等國(guó)家戰(zhàn)略對(duì)交通運(yùn)輸提出的重大需求，以解決我國(guó)綜合運(yùn)輸效能低下、公眾出行不便、交通安全態(tài)勢(shì)嚴(yán)峻、交通能耗高、交通服務(wù)水平落后等迫切問題為導(dǎo)向，面向應(yīng)用需求，繼往開來，創(chuàng)新引領(lǐng)和推動(dòng)智能交通的持續(xù)發(fā)展，是我國(guó)智能交通行業(yè)未來發(fā)展的主要思路。

展望智能交通未來的發(fā)展趨勢(shì)，主要有以下幾個(gè)方面：綜合交通智能化協(xié)同與服務(wù)；交通運(yùn)輸系統(tǒng)安全運(yùn)行智能化保障；合作式智能交通和自動(dòng)駕駛將成為智能交通的重點(diǎn)；智能交通的特殊要求推動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展；智能交通系統(tǒng)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系的完善；智能交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的跨界融合。

ITS創(chuàng)新發(fā)展將會(huì)在“十三五”乃至更長(zhǎng)的時(shí)間發(fā)揮重要的支撐保障作用。重點(diǎn)是：

（1）理論創(chuàng)新。重點(diǎn)圍繞交通復(fù)雜系統(tǒng)自組織運(yùn)行理論體系開展研究。一是智能汽車，多智能體組成的復(fù)雜巨系統(tǒng)自組織運(yùn)行；二是車路協(xié)同系統(tǒng)從部分受控到全面智能控制；三是互聯(lián)網(wǎng)+便捷交通，促進(jìn)出行模式多元化、需求和偏好驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化自調(diào)節(jié)系統(tǒng)；四是實(shí)現(xiàn)智能移動(dòng)互聯(lián)，人、車、路、物、環(huán)境等要素的綜合優(yōu)化；五是加強(qiáng)基于復(fù)雜系統(tǒng)理論對(duì)交通系統(tǒng)的研究、交通信息物理系統(tǒng)的研究、交通社會(huì)物理學(xué)問題的研究；六是完善智慧交通頂層設(shè)計(jì)等。

（2）技術(shù)創(chuàng)新。以交通運(yùn)營(yíng)與管理的智能化管控與協(xié)同服務(wù)為重點(diǎn)，突出交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)精確感知與智能化調(diào)控、綜合交通樞紐智能化與協(xié)同服務(wù)、多方式交通協(xié)同運(yùn)行與一體化服務(wù)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的交通控制優(yōu)化、運(yùn)行態(tài)勢(shì)智能化分析、載運(yùn)工具智能化與人車路協(xié)同控制、智能運(yùn)輸與便捷高效物流、主動(dòng)式交通安全保障與交通應(yīng)急聯(lián)等方面的技術(shù)創(chuàng)新。

（3）服務(wù)創(chuàng)新。以需求為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)主動(dòng)安全，個(gè)性化、精細(xì)化、智能化服務(wù)；圍繞效率（快速導(dǎo)航、解決擁堵、運(yùn)力提升），安全（主動(dòng)安全、應(yīng)急救治、運(yùn)輸安全），智能（智能服務(wù)、智能避險(xiǎn)、自動(dòng)駕駛），網(wǎng)聯(lián)（車車溝通、人車溝通、車路溝通），享受（影音娛樂、移動(dòng)辦公、綠色環(huán)保），強(qiáng)化服務(wù)創(chuàng)新。

（4）模式創(chuàng)新。突出跨界融合，集成創(chuàng)新，協(xié)同創(chuàng)新?；诮煌ㄐ畔⒒椭悄芑跃?xì)、準(zhǔn)確、完善和智能的服務(wù)要求，加速交通生態(tài)圈跨界融合；汽車智能服務(wù)依托大數(shù)據(jù)運(yùn)行平臺(tái)與行車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)——行車地圖導(dǎo)航、緊急救援呼叫、汽車保養(yǎng)提醒、天氣預(yù)報(bào)提醒、保險(xiǎn)理賠服務(wù)、影音娛樂服務(wù)、在線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療救助、自動(dòng)定位報(bào)警等——個(gè)開展集成創(chuàng)新，協(xié)同創(chuàng)新。

（5）創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)

⊙交通信息感知與交互，如車輛電子標(biāo)識(shí)、高清視頻、移動(dòng)終端、可靠交互等。

⊙新一代交通控制系統(tǒng)，如智能終端、一體化、互聯(lián)互通、協(xié)同控制等。

⊙交通狀態(tài)智能解析與智能處置，如大數(shù)據(jù)分析、云平臺(tái)、行為辨識(shí)與態(tài)勢(shì)解析、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等。

⊙基于移動(dòng)互聯(lián)的交通運(yùn)營(yíng)與服務(wù)，如移動(dòng)互聯(lián)、眾籌、分享、免費(fèi)、信息安全等。

⊙車路協(xié)同/智能駕駛/智能汽車，如車車通信、車路通信、主動(dòng)安全、高精度定位和環(huán)境感知、自動(dòng)駕駛等。

⊙車聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)汽車，如TSP（內(nèi)容服務(wù)提供商，為通過內(nèi)置在汽車、航空、船舶、火車等運(yùn)輸工具上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航裝置、交換文字、語(yǔ)音等信息的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而提供信息的服務(wù)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的說就通過無線網(wǎng)絡(luò)將車輛接入互聯(lián)網(wǎng)，為車主提供駕駛、生活所必需的各種信息。）、交互式信息服務(wù)、生態(tài)駕駛等。

⊙電子支付，如聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、一卡通、跨行業(yè)、跨區(qū)域安全支付等。

⊙出行一體化協(xié)同服務(wù)，如區(qū)域交通一體化、服務(wù)走廊、智能化樞紐、智能停車等。

⊙智慧物流，如多式聯(lián)運(yùn)、快捷接駁、智能配送、動(dòng)態(tài)跟蹤等。

⊙綠色可持續(xù)，如新能源汽車、節(jié)能減排、公交優(yōu)先、慢行交通系統(tǒng)等。

6　結(jié)束語(yǔ)

ITS是通信、計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域集成應(yīng)用的產(chǎn)物，而信息技術(shù)和智能化技術(shù)的發(fā)展也必將極大地推動(dòng)著ITS技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，ITS的開發(fā)和應(yīng)用也將為新一代寬帶移動(dòng)通信、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)、智能終端等高新技術(shù)率先提供應(yīng)用環(huán)境，并為其提供廣闊的市場(chǎng)空間。我國(guó)智能交通系統(tǒng)發(fā)展，將在自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極借鑒國(guó)際智能交通領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，開展廣泛的國(guó)際合作交流。相信通過不懈努力，智能交通將會(huì)更快速地發(fā)展，為公眾提供更加便捷、高效、綠色、安全的出行環(huán)境，創(chuàng)造更加美好的生活！■

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.09.007

U49，TN915

A

1672-7274（2016）09-0024-04