王慶綱 楊曉丹 顧應(yīng)欣

低碳經(jīng)濟(jì)背景下我國(guó)智能交通發(fā)展趨勢(shì)

王慶綱 楊曉丹 顧應(yīng)欣

低碳經(jīng)濟(jì)已成為全球應(yīng)對(duì)氣候變暖的必然選擇。交通運(yùn)輸業(yè)作為能源消耗的主要部門及溫室氣體排放的重要來(lái)源，迫切需要采用先進(jìn)的技術(shù)手段提高運(yùn)行效率，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)。

低碳經(jīng)濟(jì)的概念

隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的劇增，氣候變暖問題已經(jīng)嚴(yán)重危害到人類的生存環(huán)境和健康安全，成為世界各國(guó)目前面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2009年在哥本哈根舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)，讓“低碳經(jīng)濟(jì)”成為舉世矚目的話題。

中國(guó)政府對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)也十分重視，2009年國(guó)務(wù)院強(qiáng)調(diào)要培育以低碳排放為特征的新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，建設(shè)以低碳排放為特征的工業(yè)、建筑、交通體系，以期在2010年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%。在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的4萬(wàn)億投資計(jì)劃中，有2100億元人民幣用于節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)。正在制定中的“十二五”經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，將進(jìn)一步提高減排量，并把減排污染物從原來(lái)的兩項(xiàng)指標(biāo)擴(kuò)展到多項(xiàng)。

展望未來(lái)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)將成為維系人類與世界和諧共生的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。

何謂低碳經(jīng)濟(jì)？低碳經(jīng)濟(jì)是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。

低碳經(jīng)濟(jì)與智能交通系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)已成為汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。截至2009年末，全國(guó)民用汽車保有量已達(dá)到7619萬(wàn)輛。同美國(guó)的每輛汽車每年消耗燃油1.8噸、歐盟的1.5噸、日本的1.1噸相比，我國(guó)高達(dá)2.3噸，能源利用率較低。從表1可看出，我國(guó)交通運(yùn)輸部門能耗比重正逐步上升，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比處于較低水平（約30%），但這并不意味著我國(guó)的交通運(yùn)輸體系更為合理，而是由于我國(guó)正處于加快建設(shè)時(shí)期，工業(yè)和建筑業(yè)消耗能源更為突出。在污染排放上，機(jī)動(dòng)車尾氣排放已成為城市大氣的主要污染源，目前在我國(guó)一些大城市中機(jī)動(dòng)車污染物排放占大氣污染物的比重已達(dá)到60%，并且，我國(guó)城市交通擁堵也已日益嚴(yán)重，大約30%的汽油是消耗在堵車的時(shí)候。

面對(duì)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)所面臨的能耗、污染及擁堵問題，大力發(fā)展智能交通產(chǎn)業(yè)是行之有效的解決途徑之一。智能交通系統(tǒng)（ITS）能夠?yàn)槌鞘薪煌◣?lái)的節(jié)能減排效應(yīng)，有著更加重要的現(xiàn)實(shí)意義。智能交通作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，將先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等綜合有效地運(yùn)用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)，從而建立起一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸系統(tǒng)。通過建設(shè)智能交通系統(tǒng)，可有效提高現(xiàn)有道路交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，從而達(dá)到緩解擁堵、減少事故、節(jié)約能源、減輕污染的目的，是現(xiàn)代化交通運(yùn)輸體系的發(fā)展方向，是交通運(yùn)輸進(jìn)入信息時(shí)代的重要標(biāo)志。智能交通能夠提高道路使用效率，使交通堵塞減少約60%，使短途運(yùn)輸效率提高近70%，使現(xiàn)有道路的通行能力提高2-3倍。車輛在智能交通體系內(nèi)行駛，停車次數(shù)可減少30%，行車時(shí)間減少15%-45%，車輛的使用效率能夠提高50%以上。通過智能交通控制，由于平均車速的提高帶來(lái)了燃料消耗量的減少和排出廢氣量的降低，汽車油耗可因此降低15%。據(jù)測(cè)算，全國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)的時(shí)間每減少1分鐘，就可減少1000噸汽油轉(zhuǎn)化的廢氣排放。智能交通技術(shù)能夠有效減少交通事故的發(fā)生，可使每年因交通事故造成的死亡人數(shù)下降30%-70%。

表1： 我國(guó)交通運(yùn)輸部門能耗占總能耗的比重

我國(guó)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

在低碳經(jīng)濟(jì)的視角下，“節(jié)能、減排、暢通”已成為各國(guó)城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家主要致力于交通工具和新型燃料的創(chuàng)新；而我國(guó)正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和人民生活質(zhì)量提高的快速發(fā)展階段，交通需求的總體增長(zhǎng)和層次提高導(dǎo)致了我國(guó)交通運(yùn)輸能源需求和氣體排放保持較快增長(zhǎng)。因此，必須大力推進(jìn)智能交通系統(tǒng)建設(shè)，采用先進(jìn)的技術(shù)手段提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的總體運(yùn)行效率，對(duì)實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在此形勢(shì)下，我國(guó)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

重視交通信息的標(biāo)準(zhǔn)化

經(jīng)過近三十年的研究與應(yīng)用，我國(guó)智能交通系統(tǒng)建設(shè)已取得巨大進(jìn)步，但由于各城市的智能交通系統(tǒng)多采用“分部門、分階段”的建設(shè)模式，造成各部門的應(yīng)用系統(tǒng)間信息共享和交互訪問困難。其根本原因在于目前缺乏一部適用于我國(guó)智能交通系統(tǒng)建設(shè)的全面、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。而在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是美國(guó)早在1995年即制定了第一版NTCIP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。該協(xié)議是美國(guó)針對(duì)智能運(yùn)輸系統(tǒng)的電子設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸所制定的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，以確保交通控制與ITS系統(tǒng)組成單元之間的“互操作性”、“互換性”。NTCIP參照OSI參考模型，采用模塊及分層的方式，提供中心到外場(chǎng)和中心到中心兩種應(yīng)用模式的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)字典和信息集，確保不同技術(shù)路線、不同供應(yīng)商、不同部門的產(chǎn)品互聯(lián)互通。因此，我國(guó)需大力推進(jìn)交通信息的標(biāo)準(zhǔn)化工作，實(shí)現(xiàn)信息的充分共享，避免類似系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，減少系統(tǒng)總體能耗，為交通信息的綜合性和深層次應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

強(qiáng)化交通信號(hào)控制的智能化

我國(guó)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)的發(fā)展走過了從技術(shù)引進(jìn)到自主研發(fā)的道路，但由于歷史原因，很多城市還在使用功能簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的單點(diǎn)交通信號(hào)控制器，在交通負(fù)載快速增長(zhǎng)的城市路網(wǎng)上難以發(fā)揮更大的效用。因此，積極推進(jìn)符合我國(guó)城市混合交通流特性的智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，通過點(diǎn)、線、面的交通信號(hào)智能化控制，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)配置參數(shù)，有效降低停車和加速次數(shù)，縮短排隊(duì)怠速時(shí)間，提高行駛車速，增強(qiáng)行車的安全性，改善交通環(huán)境，滿足大流量交通狀態(tài)下的大范圍、線網(wǎng)協(xié)調(diào)的交通控制需求。

健全公共交通系統(tǒng)建設(shè)

倫敦、東京、上海等城市的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)證明，只有構(gòu)建涵蓋軌道交通、快速交通、普通交通等的綜合公共交通體系，才能有效滿足城市日益增長(zhǎng)的客流交通需求。同時(shí)，通過對(duì)居民交通行為方式和消費(fèi)觀念的有效引導(dǎo)與調(diào)節(jié)，減少低效和不合理的交通需求，以資源占用少、能耗低、污染小的現(xiàn)代化運(yùn)輸方式為主導(dǎo)，大力發(fā)展公共交通，重視軌道交通發(fā)展，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與需求引導(dǎo)。

目前，我國(guó)已有北京、上海、廣州、沈陽(yáng)、武漢等22個(gè)城市的軌道交通建設(shè)規(guī)劃獲得國(guó)務(wù)院的批準(zhǔn)，總投資規(guī)模近9000億元，建設(shè)總長(zhǎng)度超過2000公里。通過加快構(gòu)建以軌道交通為骨干的城市交通網(wǎng)絡(luò)，可有效降低城市的碳排放強(qiáng)度，快速提升城市交通效率，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，加快地面高效率、低能耗、低污染、低成本的城市快速公共交通系統(tǒng)（BRT）的建設(shè)，作為軌道交通線路的有益補(bǔ)充，構(gòu)建“門到門”的交通服務(wù)體系。

發(fā)展出行者交通信息服務(wù)

出行者交通信息系統(tǒng)是ITS系統(tǒng)的重要組成部分，在出行前或出行途中向出行者提供到達(dá)目的地有關(guān)的實(shí)時(shí)交通信息，以實(shí)現(xiàn)合理規(guī)劃出行、最優(yōu)路線選擇、避免交通擁擠、節(jié)約出行時(shí)間的目的。出行者交通信息系統(tǒng)可有效引導(dǎo)交通出行需求，防止交通阻塞的發(fā)生，減少車輛在道路上的逗留時(shí)間，降低汽車能耗，減少尾氣排放，實(shí)現(xiàn)交通流量在城市路網(wǎng)上的合理分配。

完善綜合運(yùn)輸體系建設(shè)

構(gòu)建完善的綜合運(yùn)輸體系，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)多種運(yùn)輸方式，發(fā)揮綜合運(yùn)輸整體效能，滿足客運(yùn)和貨運(yùn)日益增長(zhǎng)的需求，已成為交通運(yùn)輸業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的關(guān)鍵切入點(diǎn)。在貨運(yùn)方面，港口是集裝箱運(yùn)輸最重要的樞紐節(jié)點(diǎn)，鐵路是綜合運(yùn)輸體系中大運(yùn)量、長(zhǎng)距離地面運(yùn)輸?shù)闹饕侄沃弧ｋS著我國(guó)港口集裝箱貨源地向腹地，特別是中西部地區(qū)延伸，充分發(fā)揮鐵路的作用，加快發(fā)展集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)，促進(jìn)港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)化調(diào)整，有利于港口可持續(xù)發(fā)展。在客運(yùn)方面，努力實(shí)現(xiàn)軌道交通、公交交通、出租車輛、慢行交通等出行方式之間的零換乘（如上海世博會(huì)期間建設(shè)的“P+R”停車場(chǎng)），減少交通的碳排放和空氣污染。同時(shí)，通過經(jīng)濟(jì)與行政手段相結(jié)合，限制自駕型出行的增長(zhǎng)速度。

加快不停車收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)

不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）在我國(guó)已受到廣泛關(guān)注，目前已在多條省際高速得到實(shí)際應(yīng)用。通過ETC系統(tǒng)建設(shè)，可顯著提高車輛的行駛效率，減少收費(fèi)過程中由于車輛低速、怠速行駛造成的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題。

另外，有關(guān)方面探討將ETC系統(tǒng)用于城市核心區(qū)域的擁堵收費(fèi)方面，以緩解核心區(qū)域的交通擁堵問題。以新加坡為例，從1998年開始實(shí)行該系統(tǒng)，通過在不同時(shí)段執(zhí)行不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，抑制高峰時(shí)間的過度交通需求，引導(dǎo)居民采用公共交通工具，有效減少能源消耗和環(huán)境污染。數(shù)據(jù)顯示，新加坡采取該措施后，在高峰時(shí)段進(jìn)入城市中心區(qū)的車輛減少約45%。

推進(jìn)智能汽車的研發(fā)工作

智能汽車是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的高新技術(shù)綜合體，是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要的發(fā)展方向，也是世界汽車工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力。通過智能汽車的研發(fā)與應(yīng)用，可顯著提高公路的通行能力，至少使現(xiàn)有高速公路的交通量增加1倍；減少公路交通擁堵，降低汽車油耗，使城市交通擁堵造成的損失減少約30%左右；大幅度提高公路交通的安全性，降低交通事故發(fā)生率。

結(jié)束語(yǔ)

低碳經(jīng)濟(jì)將是我國(guó)城市可持續(xù)發(fā)展的必由之路，作為節(jié)能減排的重要領(lǐng)域，我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)必須進(jìn)行技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以確保我國(guó)溫室氣體排放行動(dòng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。以北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)等大型活動(dòng)為契機(jī)，國(guó)內(nèi)外大量先進(jìn)的智能交通技術(shù)得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果，為我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的低碳化發(fā)展起到榜樣和示范作用。但未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走，需要各方面齊心協(xié)力，共同推進(jìn)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

作者單位：王慶綱，上海貝爾軟件有限公司；楊曉丹、顧應(yīng)欣，上海寶康電子控制工程有限公司