張 任 謝 楊

(塔里木大學(xué) 信息工程學(xué)院，新疆 阿拉爾843300）

智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System)簡(jiǎn)稱(chēng)ITS，是以后交通系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)，在信息化逐漸提高的現(xiàn)在，原有的交通系統(tǒng)將逐漸的退出世界的舞臺(tái)，而集成了通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的ITS 系統(tǒng)將成為未來(lái)的主導(dǎo)系統(tǒng)。 它不僅可以有效的減少交通事故，而且在交通環(huán)境方面將有其突出表現(xiàn)。 若成功實(shí)現(xiàn)，則車(chē)輛的行駛和控制可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制，道路的實(shí)時(shí)情況既可以實(shí)時(shí)反饋又可以適時(shí)調(diào)整，并且，ITS 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化，將世界道路交通盡收眼底[1]。

1 我國(guó)ITS 的發(fā)展和現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展ITS 的必要性

近年來(lái)，各發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家已相繼建成了如蜘蛛網(wǎng)一般復(fù)雜便捷的現(xiàn)代化國(guó)家和城市公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但是世界經(jīng)濟(jì)人口的發(fā)展不會(huì)止步，中國(guó)作為人口大國(guó)，日益出現(xiàn)路網(wǎng)通過(guò)能力不足的問(wèn)題，隨之而來(lái)的交通擁擠和阻塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通污染也逐漸突出，而ITS的出現(xiàn)使得我國(guó)的交通領(lǐng)域迎來(lái)了新的機(jī)遇[2]。

就當(dāng)前而言，中國(guó)ITS 的發(fā)展主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）中國(guó)現(xiàn)在正處于迅猛發(fā)展的階段，就中國(guó)城市化水平而言，前后幾十年的變化相對(duì)明顯，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%，這是一個(gè)質(zhì)的飛躍。 再結(jié)合當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢(shì)， 在中國(guó)擁有13 多億人、6000 多萬(wàn)機(jī)動(dòng)車(chē)的情勢(shì)下，ITS 將是中國(guó)走出交通“困難”的不二之選。

（2）現(xiàn)中國(guó)城市交通多以混合車(chē)輛、混合道路、而組成的復(fù)雜交通，據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析“2000 年自行車(chē)擁有量超過(guò)1.8 億輛，2012 年以超過(guò)2 億輛”如果以現(xiàn)有交通水平，自行車(chē)數(shù)量將繼續(xù)增加。

（3） 中國(guó)道路交通設(shè)施及其管理設(shè)施跟不上機(jī)動(dòng)車(chē)的增長(zhǎng)速度。整體表現(xiàn)為：多處城市道路結(jié)構(gòu)不合理，城市道路功能不健全，道路管理系統(tǒng)、道路交通管理設(shè)施跟不上社會(huì)的步伐，管理機(jī)構(gòu)有待完善。

（4）隨著無(wú)煙煤的大量應(yīng)用、隨著汽車(chē)排量的加大、隨著交通擁堵的加重、隨著車(chē)輛的不斷老化……現(xiàn)代的環(huán)境污染問(wèn)題以逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻煌ㄎ廴镜膯?wèn)題，若是再不加以治理機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染將是未來(lái)城市居民的一大“生命殺手”。

（5）在汽車(chē)發(fā)展普及化化的中國(guó)，雖然中國(guó)公路通行里程已超過(guò)395 萬(wàn)公里，在這里面高速公路總里程超過(guò)7.3 萬(wàn)公里，國(guó)家高速公路骨架基本形成。 但是交通擁堵卻使得車(chē)輛密度不能均勻分布，造成大量的時(shí)間、經(jīng)濟(jì)、財(cái)產(chǎn)損失。

（6）中國(guó)是堅(jiān)持人類(lèi)環(huán)境可持續(xù)化的，而交通污染日益成為新的主要污染源，ITS 的出現(xiàn)對(duì)此問(wèn)題可以進(jìn)行有效的解決。

1.2 ITS 在我國(guó)的發(fā)展歷程

我國(guó)的智能交通系統(tǒng)最早記錄于80 年代的公路收費(fèi)系統(tǒng)的研制，這是我國(guó)第一次將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)用于監(jiān)控和管理系統(tǒng)，此后的十年開(kāi)始我國(guó)將目光投向世界ITS 的發(fā)展，隨之而來(lái)的各種相關(guān)技術(shù)使得我國(guó)在衛(wèi)星定位、 自動(dòng)導(dǎo)航駕駛、 城市車(chē)用GPS 定位、城市車(chē)輛管理等系統(tǒng)也隨之建立并逐漸完善起來(lái)了。 到二十世紀(jì)初期電腦技術(shù)的跨越式發(fā)展，成為了奠定ITS 走向中國(guó)的重要技術(shù)支撐，“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)和示范工程”、“現(xiàn)代中心城市交通運(yùn)輸與管理關(guān)鍵技術(shù)研究”、“衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)”、“汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)”、“下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程”等項(xiàng)目正是由此而來(lái)的。這些項(xiàng)目從本質(zhì)上說(shuō)都是切合中國(guó)的實(shí)際情況和當(dāng)時(shí)的社會(huì)環(huán)境而制定的一系列政策，是當(dāng)時(shí)國(guó)家最需要發(fā)展和建設(shè)的[3]。

近年來(lái)，我國(guó)的ITS 的研究、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用都取得了顯著成效。其中有道路交通狀況的全天候監(jiān)測(cè)、交通管理的悉尼自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System， 簡(jiǎn) 稱(chēng)SCATS， 或 簡(jiǎn) 稱(chēng)SCATS 系統(tǒng)）、高速公路不停車(chē)計(jì)費(fèi)、公共交通的智能化處理等。

在中國(guó)走可持續(xù)發(fā)展的道路上，先進(jìn)的道路交通管理系統(tǒng)能夠幫助中國(guó)更好的在經(jīng)濟(jì)全球化的影響下站穩(wěn)腳跟， 切實(shí)的做好民生工作，對(duì)社會(huì)良好環(huán)境的創(chuàng)造有積極的作用。 相對(duì)而言ITS 也是解決我國(guó)交通問(wèn)題的一劑良方。

2 國(guó)外ITS 的發(fā)展和現(xiàn)狀

2.1 美國(guó)ITS 的發(fā)展和現(xiàn)狀

美國(guó)的ITS 正式命名是在1994 年， 它的前身是智能車(chē)輛公路系統(tǒng)(Intelligent Vehicle Highway System, IVHS)。 美國(guó)對(duì)其研究的最早時(shí)間可以追溯到1950 年， 而對(duì)其大規(guī)模的研究應(yīng)用和開(kāi)發(fā)是在近十年左右。由相關(guān)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前智能交通系統(tǒng)在美國(guó)的使用程度已達(dá)80%以上，而其附屬產(chǎn)品也是相當(dāng)優(yōu)秀，美國(guó)智能交通應(yīng)用中51%的車(chē)輛安全系統(tǒng)、37%的電子計(jì)費(fèi)、28%的公路及車(chē)輛管理系統(tǒng)、20%的導(dǎo)航定位系統(tǒng)、14%的商業(yè)車(chē)輛管理系統(tǒng)方面進(jìn)步較大。 美國(guó)聯(lián)邦政府在1990～1997 年間出資于智能交通系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)的年度預(yù)算總數(shù)為12.935 億美元， 而后二十年美國(guó)發(fā)展規(guī)劃投資預(yù)算約為400 億美元，美國(guó)ITS 的方式是從高層到基層，在America 的支持下提出全國(guó)統(tǒng)一的體系化結(jié)構(gòu)。 就目前而言發(fā)展方式可以總結(jié)為：上層構(gòu)思、市場(chǎng)支持、逐步實(shí)施。 并且，美國(guó)ITS 的研究和發(fā)展，注重與其他領(lǐng)域的相互合作與交流如汽車(chē)行業(yè)。 美國(guó)國(guó)家ITS 體系，現(xiàn)ITS 的主要方面包括七個(gè)基本系統(tǒng)，詳情如圖1 所示。

圖1 美國(guó)ITS 框架圖

2.2 日本ITS 的發(fā)展和現(xiàn)狀

日本就當(dāng)前國(guó)家現(xiàn)狀與實(shí)際問(wèn)題組建了包括建設(shè)省、 警視廳、運(yùn)輸省在內(nèi)的五個(gè)相關(guān)部門(mén)，就當(dāng)前的車(chē)輛、道路、和交通智能化社團(tuán)一起為國(guó)家道路交通服務(wù)。 并且致力于推動(dòng)ITS 發(fā)展的行業(yè)學(xué)術(shù)組織。據(jù)數(shù)據(jù)顯示現(xiàn)在日本以ETC 和AHS 為未來(lái)發(fā)展的主導(dǎo)方向，并在長(zhǎng)期的研究中將要把ETC 在某些道路試驗(yàn)。 據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)日本的智能公路目標(biāo)早不僅是降低交通事故，而且在新型的交通系統(tǒng)方面有著強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，并且還致力于緩解交通擁堵，并減少對(duì)環(huán)境的污染。日本目前有大約有1.2 億人口， 日車(chē)輛通行數(shù)量大約在7000 萬(wàn)輛左右。 每年因交通事故而導(dǎo)致的死亡和傷病約有100 萬(wàn)人以上，因此而導(dǎo)致的交通擁堵現(xiàn)狀致使損失53 億小時(shí)并因之帶來(lái)12 萬(wàn)億日元的經(jīng)濟(jì)損失。日本的ITS 框架體系是自1996 年7 月制定的，該框架描述了九個(gè)系統(tǒng)、二十一個(gè)項(xiàng)目、五十六個(gè)專(zhuān)題、一百七十二個(gè)子專(zhuān)題的相互關(guān)聯(lián)情況，其中的九個(gè)系統(tǒng)為自動(dòng)計(jì)費(fèi)、交通管理、安全駕駛等在內(nèi)的多個(gè)高效的系統(tǒng)，詳情如表1 所示。目前，日本已基本完成國(guó)內(nèi)智能交通建設(shè)的整體框架的前期工作，并據(jù)此重點(diǎn)結(jié)合日本現(xiàn)有國(guó)內(nèi)情況和國(guó)際變化，來(lái)使其更能完美的適應(yīng)日本現(xiàn)狀。

表1 日本智能交通系統(tǒng)構(gòu)想主要內(nèi)容

2.3 歐洲ITS 的發(fā)展和現(xiàn)狀

歐洲在ITS 方面的各項(xiàng)研究起步較早， 在二十世紀(jì)八十年代中期，歐洲等數(shù)十個(gè)國(guó)家投資五十多億美元聯(lián)合執(zhí)行計(jì)劃，其目標(biāo)是完善交通道路的硬件和軟件基礎(chǔ)，提升服務(wù)質(zhì)量，而他們的主要研究方向包括：需求分析、交通和旅行數(shù)據(jù)提供系統(tǒng)、中央試城市交通管理系統(tǒng)、公共交通優(yōu)化等。

歐洲ITS 早期的發(fā)展與日本有一定的相似之處，由開(kāi)始的各系統(tǒng)獨(dú)立研發(fā)，造成整體的統(tǒng)一性與兼容性不足，其中以歐洲各國(guó)間的系統(tǒng)兼容性的程度最大， 就此， 歐洲進(jìn)行了關(guān)于ITS 整體框架的研究（FRAME 計(jì)劃），這是一個(gè)將各國(guó)的ITS 體系整合的計(jì)劃，并實(shí)現(xiàn)ITS各開(kāi)發(fā)國(guó)家之間、城市部門(mén)之間的協(xié)同開(kāi)發(fā)，隨后，形成了相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，為全用戶(hù)提供了全方位的，無(wú)縫的交通信息服務(wù)結(jié)構(gòu)。所以歐洲的ITS 發(fā)展是在統(tǒng)一其技術(shù)指標(biāo)的前提下進(jìn)行的。 歐洲對(duì)于ITS 提出了ITS 和服務(wù)的概念，就此，歐洲協(xié)會(huì)集合道路、交通、衛(wèi)星、計(jì)算機(jī)利用遠(yuǎn)程通信與系統(tǒng)化的集成方式將對(duì)立的車(chē)、路、人，轉(zhuǎn)化為車(chē)與車(chē)、車(chē)與路、車(chē)與X 的合作系統(tǒng)。

近幾年來(lái)歐洲又努力提供無(wú)縫隙的服務(wù)、研制集成車(chē)內(nèi)和個(gè)人通信系統(tǒng)、長(zhǎng)時(shí)間在線(xiàn)接入服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)化等?，F(xiàn)在的歐洲已將目光從單純的ITS 移向了高端的城市交通信息、城市移動(dòng)信息技術(shù)、城市信息處理服務(wù)，并就當(dāng)前的系統(tǒng)提供一些基本的遠(yuǎn)程服務(wù)，如：緊急呼叫系統(tǒng)、遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等多方面的系統(tǒng)服務(wù)，對(duì)對(duì)國(guó)家的人、車(chē)、路的統(tǒng)一管理化有突破新的幫助。綜上分析，歐洲正朝著一體化、人性化、全天候的目標(biāo)，正逐步建立起覆蓋全歐洲、甚至覆蓋全球范圍的立體式交通數(shù)據(jù)通信網(wǎng)[4]。

2.4 發(fā)達(dá)國(guó)家ITS 的特點(diǎn)總結(jié)

就美、日、歐等國(guó)家和地區(qū)的ITS 進(jìn)程不難總結(jié)出一下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）ITS 的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸廣泛起來(lái)，在交通擁堵、交通管理、城市規(guī)劃、環(huán)境問(wèn)題、生態(tài)建設(shè)等方面均有應(yīng)用。 且還將繼續(xù)發(fā)展下去。

（2）將ITS 作為核心，并在其下設(shè)立相對(duì)應(yīng)于本國(guó)的子系統(tǒng)，解決了大問(wèn)題大處理，小問(wèn)題小處理的最佳解決方案。

（3）各國(guó)ITS 的實(shí)施雖有不同，但總體而言卻是從上到下、政府引導(dǎo)、分步實(shí)施的過(guò)程。

（4）關(guān)注度方面，雖有國(guó)家關(guān)注其它領(lǐng)域但卻在少數(shù)，總體而言ITS 向著更廣泛、更實(shí)用、更經(jīng)濟(jì)的方向前進(jìn)。

（5）服務(wù)的及時(shí)性，各國(guó)現(xiàn)以努力實(shí)現(xiàn)ITS 系統(tǒng)各功能的全天候服務(wù)，并延長(zhǎng)在線(xiàn)接入時(shí)間，提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。

（6）多數(shù)國(guó)家正向著更廣泛、更具體、更全面的智能交通系統(tǒng)發(fā)展，并進(jìn)一步講現(xiàn)代通信手段應(yīng)用到其中，這將是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。

對(duì)此根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的交通狀況給出以下幾點(diǎn)方向性建議：

（1）努力解決ITS 的基礎(chǔ)建設(shè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)建設(shè)ITS 的構(gòu)想，并在少數(shù)地方試驗(yàn)其成果，研究出適合中國(guó)國(guó)情的ITS 方案。

（2）重視其它領(lǐng)域在ITS 中的地位，傳感技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等也應(yīng)與其相互結(jié)合實(shí)現(xiàn)共贏。

（3）開(kāi)拓新的研究方向，在環(huán)境保護(hù)、生態(tài)研究、地理信息、實(shí)時(shí)定位、道路導(dǎo)航等方面ITS 也可以發(fā)揮重要作用。

（4）注重人的核心，無(wú)論是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)等都要做到以人為核心，不然將導(dǎo)致由信息不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的災(zāi)難。 要在人—交通—車(chē)輛—環(huán)境之間取得平衡

（5）全國(guó)信息一體化，城市以道路為節(jié)點(diǎn)，省市以城市為節(jié)點(diǎn)，國(guó)家以省市為節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)信息一體化，建成能隨時(shí)自我調(diào)節(jié)的道路交通網(wǎng)絡(luò)。

（6）利用太空衛(wèi)星、車(chē)載無(wú)線(xiàn)技術(shù)、城市地面信息技術(shù)建立覆蓋全球的道路交通信息系統(tǒng)，解決跨國(guó)公司、跨國(guó)車(chē)輛的通行問(wèn)題。并使之成為現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的主要支柱。

（7）將ITS 利用到實(shí)際生活中，建立相應(yīng)的相應(yīng)系統(tǒng)（公交安全系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車(chē)安全系統(tǒng)等）以保證人民生活的便捷性。

3 結(jié)語(yǔ)

ITS 的出現(xiàn)就是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，它不僅是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，也是人們智慧結(jié)晶的體現(xiàn)，自從智能交通系統(tǒng)的概念提出之后，美國(guó)、日本、歐盟等國(guó)都花費(fèi)了巨大力量研究開(kāi)發(fā)及應(yīng)用智能交通系統(tǒng)， 并期望能在21 世紀(jì)最大產(chǎn)業(yè)之一的ITS 領(lǐng)域擁有更大的份額。 目前北美、歐洲諸國(guó)及日本等多數(shù)國(guó)家在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的進(jìn)步都處于世界前列。就當(dāng)今世界發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看它是符合當(dāng)今世界的主題的，各國(guó)對(duì)ITS 的發(fā)展進(jìn)度雖有不同，但歷史的發(fā)展趨勢(shì)是相同的。因此，在ITS 方面的研究不僅要著眼于眼下，而且要注重與世界各國(guó)的的交流和討論發(fā)展。 這是任何事物必然經(jīng)歷的一個(gè)過(guò)程，也是改進(jìn)之路的開(kāi)始。

［1］陳桂香.國(guó)外智能交通系統(tǒng)的發(fā)展情況[J].公安部第一研究院,2012,8.

［2］武長(zhǎng)順.我國(guó)智能交通對(duì)比國(guó)外國(guó)家的發(fā)展及反思[J].天津日?qǐng)?bào),2006-10-17 11:28:28.

［3］張智文.中國(guó)ITS 發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想[J].中國(guó)機(jī)電工業(yè),2009(9).

［4］楊曉光,許建,白玉.信號(hào)控制交叉口自行車(chē)通行能力計(jì)算方法研究[J].公路交通科技,2010-10-15, 27(10).