冷雪

摘 要：面對日益嚴重的城市交通問題，傳統(tǒng)城市交通管理與發(fā)展模式已經(jīng)很難緩解交通需求與交通設(shè)施之間的尖銳矛盾。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，人們提出了智慧交通的概念。本文借鑒了國內(nèi)外智慧交通發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)城市交通的特點和客觀實際，對智慧交通頂層架構(gòu)進行了深入研究，對智慧交通的建設(shè)內(nèi)容作了詳細的闡述，為智慧交通建設(shè)的不斷推進和完善以及可持續(xù)發(fā)展提供了依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：智慧交通；智能交通；發(fā)展現(xiàn)狀；物聯(lián)網(wǎng)；云計算

中圖分類號： U4 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）18-107-3

0 引言

交通作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在日常生活中發(fā)揮了極為重要的作用，同時，城市交通的發(fā)展程度也是一座城市現(xiàn)代化程度體現(xiàn)。城市交通的發(fā)展?fàn)顩r直接影響著城市生活、工作效率。

但是，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市的持續(xù)繁榮，使得非農(nóng)產(chǎn)業(yè)向城鎮(zhèn)集聚、農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)集中，這對原有的城市交通系統(tǒng)造成了巨大壓力。當(dāng)前全國大、中、小城市均面臨著不同程度的交通擁堵、交通安全、能源消耗、環(huán)境污染等問題，這些問題嚴重制約著城市的可持續(xù)發(fā)展，日益嚴峻的生態(tài)和生存環(huán)境不斷考驗著生活在城市的人們。如何緩解并提升城市交通服務(wù)水平和服務(wù)效率成為關(guān)注熱點。

1998年原美國副總統(tǒng)戈爾提出“數(shù)字地球”從而引發(fā)了將其概念應(yīng)用到“數(shù)字城市”的社會信息化運動，2008年，IBM總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念，引發(fā)了世界上國家和地區(qū)建設(shè)“智慧城市”的建設(shè)熱潮。

1 智慧交通的特點

智慧交通是在以人為本、可持續(xù)發(fā)展的理念指導(dǎo)下，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的智能傳感技術(shù)、通信傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有效集成，并運用到交通系統(tǒng)中，以提高交通管理服務(wù)效率、提升人們的出行體驗為目的，以更精確的信息在更廣的時空范圍內(nèi)構(gòu)建的智能化、人性化、立體化的綜合交通體系。具有如下特點：

1.1 高效省時

智慧交通通過實時跨網(wǎng)絡(luò)交通數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，避免不必要的時間、能源等浪費，提高車輛的運輸效率，使交通流量最大化滿足人們的出行需求。

1.2 安全便捷

智慧交通利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，向各交通行駛主體及相關(guān)部門提供實時、有效的交通信息，使其避免產(chǎn)生交通事故，防患于未然，力圖做到安全出行。通過移動通信提供最佳路線信息和車輛實時運行信息，以及一次性支付各種交通費用，為旅客提供便捷的出行服務(wù)，增強旅客體驗。

1.3 以人為本

智慧交通面世以來即秉承著以人為本、服務(wù)民生、需求引導(dǎo)、開放創(chuàng)新的理念，“智慧”落腳于人們的出行需求得到高水平滿足。

1.4 節(jié)能環(huán)保

新能源汽車等智能應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將會大幅度降低碳排放、減少能源消耗和各種污染物的排放，從而提高人們的生活品質(zhì)。

2 智慧交通的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.1 國外智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

從西方發(fā)達國家的經(jīng)濟發(fā)展里程來看，各國交通發(fā)展均經(jīng)歷了以下幾個階段：大力增加公路通車/通航里程；提高公路/航道等級；綜合運用各種運輸方式；從可持續(xù)發(fā)展的角度去優(yōu)化各交通運輸方式；交通信息化、智能交通/智慧交通。由于智慧交通是近年來才興起的概念，是智能交通在新時期的趨勢和最終目標(biāo)，因此本文主要以智能交通的發(fā)展為主要論述對象。

1995年，日本的通產(chǎn)省、運輸省、郵政省、建設(shè)省和警察廳五部門制定道路、交通、車輛的信息化方針，拉開了ITS系統(tǒng)研究開發(fā)和實施的序幕。日本心交通系統(tǒng)是實現(xiàn)智能交通的關(guān)鍵之一，在“日本ITS框架體系”的指導(dǎo)下，該系統(tǒng)有一個具有高性能的核心性綜合交通控制中心和10子系統(tǒng)組成。這些系統(tǒng)包括：公交優(yōu)先系統(tǒng)、交通信息提供系統(tǒng)、綜合智能圖像系統(tǒng)、安全駕車輔助系統(tǒng)、行人信息通信系統(tǒng)、緊急車輛優(yōu)先系統(tǒng)、不停車收費系統(tǒng)、動態(tài)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、車輛行駛管理系統(tǒng)等。

英國對智能交通系統(tǒng)的研究一直處于世界前列，其擁有世界最多用戶的SCOOT系統(tǒng)一直是智能交通系統(tǒng)的主要組成部分。另外英國交通信息高速公路（Travel Information Highway，TIH）和視頻信息高速公路（Video Information Highway ，VIH）是世界領(lǐng)先的交通信息網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)。

2.2 國內(nèi)智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代，我國開始在交通運輸和管理中應(yīng)用電子信息及自動控制技術(shù)，并在全國主要的大城市如北京、上海等地使用單點定周期交通信號控制器和線協(xié)調(diào)交通信號控制系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初，我國陸續(xù)從國外引進了先進的城市道路交通控制系統(tǒng)，如英國的SCOOT系統(tǒng)、澳大利亞的SCATS系統(tǒng)等。

進入21世紀(jì)，隨著我國城市道路資源的利用趨于飽和，合理配置交通資源，加大城市智能化交通系統(tǒng)建設(shè)，成為各地智力交通問題的首要任務(wù)。特別是結(jié)合了2008北京奧運會、2010年上海世博會、2010年廣州亞運會等重大活動的舉辦需求，實施了國家綜合智慧交通技術(shù)應(yīng)用示范等重大項目，并且圍繞國家高速公路網(wǎng)不停車收費和服務(wù)系統(tǒng)、北京奧運智能交通集成系統(tǒng)、上海世博智能交通技術(shù)綜合集成系統(tǒng)、廣州亞運智能交通綜合信息平臺系統(tǒng)、遠洋船舶與戰(zhàn)略物資運送在線智能檢測系統(tǒng)五個方面開展了系統(tǒng)的研究，并取得了顯著的成果。

科技引領(lǐng)是我國智慧交通的一個重要特點，從“十一五”開始，“863計劃”將現(xiàn)代交通技術(shù)列為一個單獨的領(lǐng)域來開展研究；2011年4月，交通運輸部頒布的《交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中明確指出在“十二五”期間要重點研發(fā)包括智能車載終端設(shè)備、公共交通信息采集監(jiān)測于服務(wù)、運營監(jiān)管和應(yīng)急保障等城市智能交通關(guān)鍵技術(shù)。2012年國家發(fā)布《交通運輸行業(yè)智能交通發(fā)展戰(zhàn)略（2012-2020）》，將智能交通提高國家戰(zhàn)略地位，成為我國第一部以政府文件形式發(fā)布的智能交通戰(zhàn)略。另據(jù)“中國城市智能交通市場研究報告”統(tǒng)計，2008年至2013年期間，城市智能交通復(fù)合增長率達到了20.2%，而受益于公安部《道路交通安全“十二五”規(guī)劃》、《道路交通科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃》等多項政策，預(yù)計未來10年內(nèi)智能交通的資金投入將超過1700億元。

從整體上而言，我國智慧交通未來的發(fā)展呈現(xiàn)三大態(tài)勢：一是城市化進程加快給智慧交通產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造巨大空間；二是世界智慧交通系統(tǒng)將進入一個創(chuàng)造新一代移動社會的嶄新階段；三是智能交通技術(shù)應(yīng)用方面，利用智慧交通技術(shù)來減少交通污染，發(fā)展低碳和綠色交通，促進城市交通的可持續(xù)發(fā)展成為重要方向。

3 智慧交通總體構(gòu)架

傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)包括交通管理系統(tǒng)、交通信息系統(tǒng)、公交信息系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、泊車系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)六大子系統(tǒng)，其核心在于控制，即將控制技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)融入交通領(lǐng)域，形成完整的控制體系。

智慧交通是在智能交通的基礎(chǔ)上，融入人的智慧，實施及時、便捷、安全、高效的交通控制。智慧交通的核心在“智慧”，即給交通安裝大腦，使之能夠及時看到、聽到信息，并及時作出反應(yīng)，從根本上解決城市交通擁堵、資源浪費、安全事故頻發(fā)、難以實時控制事態(tài)等難題，使城市交通發(fā)展走上良性發(fā)展的軌道。智慧交通系統(tǒng)是將電子、信息、通信、控制、車輛以及機械等技術(shù)融于一體，應(yīng)用于交通領(lǐng)域，并迅速、靈活、正確地理解和提出解決方案，以改善交通狀況，使交通發(fā)揮最大效能的系統(tǒng)。

智慧交通系統(tǒng)是一個開放的復(fù)雜的巨型系統(tǒng)，由許多關(guān)系密切的不同領(lǐng)域、不同功能的子系統(tǒng)綜合集成。其中，人、車、路和環(huán)境是交通的四大基本要素；管理者、行人與駕駛員構(gòu)成交通中人的要素；公交車、地鐵、出租車、自行車、商用車、特種車輛等構(gòu)成交通工具要素；普通公路、高速公路、軌道、航線、公交站、停車場、綜合交通樞紐等構(gòu)成交通基礎(chǔ)設(shè)施要素；自然災(zāi)害、天氣狀況等構(gòu)成交通中的環(huán)境要素。這幾者之間依靠互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等互聯(lián)構(gòu)成以車聯(lián)網(wǎng)為中心的交通信息廣泛采集、即時傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，將交通流信息和氣象信息等輸送到城市交通云中心，利用云計算等新興技術(shù)手段對交通信息進行儲存處理，并進一步利用大數(shù)據(jù)、人工智能等手段對交通數(shù)據(jù)進行深度處理，將結(jié)果輸出給公眾，向管理者、出行者提供隨需而變的服務(wù)。最終形成集節(jié)能環(huán)保、綠色低碳、智能高效于一體的智慧交通體系，涵蓋交通管理系統(tǒng)、出行者信息服務(wù)系統(tǒng)、車輛運營管理系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、智能車輛、自動公路、綜合運輸、緊急事件與安全以及車聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)。

4 智慧交通建設(shè)內(nèi)容

智慧交通將先進的信息、控制、計算機技術(shù)和交通工程集成，形成各項建設(shè)內(nèi)容，加強人、車、路之間的互聯(lián)互通，將各種設(shè)施單元（車載設(shè)備、路側(cè)單元、控制中心）、交通管理部門和出行者集成到一起，為提高運輸系統(tǒng)的總體運輸效率和安全水平提供基礎(chǔ)和手段。

4.1 交通規(guī)劃與管理

智慧交通在交通管理與規(guī)劃領(lǐng)域的建設(shè)包括三方面，分別為：先進的交通管理系統(tǒng)、交通基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)控系統(tǒng)、交通運輸規(guī)劃決策支持系統(tǒng)。其中，先進的交通管理系統(tǒng)是重點，交通基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)控是基礎(chǔ)，交通運輸規(guī)劃決策支持系統(tǒng)則屬于長期宏觀類型的應(yīng)用。

4.2 出行者信息服務(wù)

出行者信息服務(wù)領(lǐng)域包含的內(nèi)容及分類方法較多，從系統(tǒng)建設(shè)獨立性的角度分析，智慧交通在該領(lǐng)域的建設(shè)內(nèi)容包括三方面：智能車流誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能車載導(dǎo)航系統(tǒng)和多渠道信息服務(wù)系統(tǒng)。

4.3 車輛運營管理

智慧交通在車輛運營管理領(lǐng)域的建設(shè)內(nèi)容包括：智能公交系統(tǒng)、快速公交運營管理系統(tǒng)、軌道交通運營調(diào)度系統(tǒng)、出租車調(diào)度管理系統(tǒng)、公共自行車管理系統(tǒng)、智能商用車輛管理系統(tǒng)以及特種車輛運輸智能監(jiān)控系統(tǒng)等。

4.4 電子收費

智能交通在電子收費領(lǐng)域的建設(shè)主要體現(xiàn)為不停車收費系統(tǒng)（ETC）和智能停車系統(tǒng)。其中，不停車收費系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中起步較早、發(fā)展較為成熟的建設(shè)內(nèi)容。隨著傳感器技術(shù)和短程物物通信技術(shù)的進步，還將衍生出多種其他基于便攜終端的自動收費系統(tǒng)。

4.5 智能車輛

智慧交通在智能車輛的建設(shè)內(nèi)容包括智能防撞系統(tǒng)和智能輔助駕駛系統(tǒng)。通過先進的車載電子系統(tǒng)、車載傳感系統(tǒng)以及車程無線短程通信系統(tǒng)，實現(xiàn)全方位的車輛避撞功能，包括：縱向防撞、橫向防撞、交叉路口防撞以及碰撞前的車輛乘員保護等。

4.6 緊急事件與安全

智慧交通在該領(lǐng)域的建設(shè)內(nèi)容包括事件應(yīng)急管理系統(tǒng)和緊急救援系統(tǒng)。其中，事件應(yīng)急管理系統(tǒng)包括事件的預(yù)防、事件的檢測與確認、事件的鑒別、事件的響應(yīng)、事后管理、事件的記錄等功能。緊急救援系統(tǒng)的主要服務(wù)對象包括機動車駕駛員、行人、摩托車駕駛員以及非機動車駕駛員等。

4.7 綜合運輸

智慧交通在綜合運輸領(lǐng)域的建設(shè)內(nèi)容主要體現(xiàn)為智能客貨綜合聯(lián)運系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用部署在貨物、車輛上的各種傳感與識別技術(shù)以及旅客的便攜智能終端的能力，結(jié)合運輸路徑所在范圍內(nèi)的實時路況信息，實現(xiàn)客貨運信息資源的交換，大幅提升旅客聯(lián)運服務(wù)和貨物聯(lián)運服務(wù)中的效率和質(zhì)量問題。

4.8 自動公路

自動公路系統(tǒng)是智慧交通中最先進的應(yīng)用領(lǐng)域之一，通過在公路系統(tǒng)上鋪設(shè)路面磁釘車道，控制中心可直接對每輛智能汽車發(fā)出指令，調(diào)整其行駛工況。該系統(tǒng)通過與智能車輛系統(tǒng)進行信息交換來檢測周圍行駛環(huán)境的變化情況，達到行車安全和增強道路通行能力的目的。

4.9 汽車移動物聯(lián)網(wǎng)

汽車移動物聯(lián)網(wǎng)，簡稱車聯(lián)網(wǎng)，是物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的具體應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)背景下，交通系統(tǒng)中的人、車、路燈組成要素的感知能力將逐漸實現(xiàn)。相當(dāng)于提供了覆蓋率極高的海量信息采集終端和信息發(fā)布終端。在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中，以汽車移動計算平臺為核心，利用泛在感知能力可以對現(xiàn)有的幾乎所有智能交通系統(tǒng)進行升級強化，建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的路網(wǎng)車輛狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)的交通控制系統(tǒng)以及基于物聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)系統(tǒng)等。

5 結(jié)語

在信息化浪潮與數(shù)據(jù)科學(xué)崛起的共同推動下，智慧城市在全球范圍內(nèi)成為下一代城市發(fā)展的新理念和新實踐。智慧交通是智慧城市的重要組成及基礎(chǔ)支撐。智慧交通的實現(xiàn)依賴于技術(shù)與理念的進步，技術(shù)的進步是交通朝縱深、智能的方向發(fā)展；技術(shù)和理念的提升給交通領(lǐng)域帶來了前所未有的延伸拓展空間，不但連通了各種交通方式和交通參與主體，使交通更加高效，而且將交通系統(tǒng)的末端滲透到智慧城市的其他領(lǐng)域，通過便捷的交通吸引大量客流、物流、資金流，給城市醫(yī)療、旅游、教育、安防、商業(yè)等領(lǐng)域帶來巨大活力，極大地開拓城市的發(fā)展?jié)摿?，而城市的發(fā)展也會帶來交通領(lǐng)域更大的繁榮，激發(fā)出交通領(lǐng)域更多更新的商業(yè)模式。

參 考 文 獻

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