智能交通系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

楊博文

（廣東 廣州 510530）

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System ITS），指的是在較完善的傳統(tǒng)交通系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，通過整合現(xiàn)代化的信息技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)等高新技術(shù)，而形成的一種綜合性的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。其最大特點(diǎn)就是將智能化系統(tǒng)與傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸行業(yè)進(jìn)行融合，利用現(xiàn)代的通信技術(shù)及大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等智能分析方法，對現(xiàn)有的交通狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)感知并同步進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，改善城市道路擁擠的現(xiàn)狀，最大限度地提升城市道路的使用效率，保障人們出行安全。

為了緩解目前道路擁堵的情況，需要我們研究并發(fā)展我國的智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）來提高現(xiàn)有道路的利用效率，這已成為未來交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向。

1 智能交通系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

1.1 智能交通系統(tǒng)的發(fā)展歷程

美國從上世紀(jì)60年代開始著眼于智能交通系統(tǒng)的研究。在隨后幾十年的發(fā)展中，美國創(chuàng)立了電子路徑導(dǎo)向系統(tǒng)并開展了道路系統(tǒng)研究。在1991年，美國智能交通系統(tǒng)協(xié)會(huì)正式提出了智能交通系統(tǒng)(ITS)的概念。隨后在車路一體化項(xiàng)目基礎(chǔ)上對車路協(xié)同控制進(jìn)行深入研究，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、收集并分析各種交通流運(yùn)行數(shù)據(jù)，對道路情況進(jìn)行預(yù)測，制訂最佳應(yīng)變措施，有效緩解了美國交通擁堵的問題。

日本的ITS發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，在此期間開展了動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)試驗(yàn)。日本于1994年成立了日本道路交通車輛智能化促進(jìn)協(xié)會(huì)，推動(dòng)其ITS的發(fā)展。近幾年來，日本主要圍繞車路協(xié)調(diào)開展研究，加強(qiáng)了無線通信技術(shù)在ITS領(lǐng)域的應(yīng)用，并開展了交通對象協(xié)同式安全控制技術(shù)研究。目前日本的ITS研究與應(yīng)用開發(fā)主要圍繞車輛信息與通信系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)、先進(jìn)道路支援系統(tǒng)來開展。為推廣應(yīng)用ITS的研究成果，日本還先后制定了Smartway（智能道路）計(jì)劃和Smartcar ASV（Advanced Safety Vehicle，先進(jìn)安全型汽車）計(jì)劃，目的是創(chuàng)造綜合ITS技術(shù)的高效、安全的通行環(huán)境。

歐洲從20世紀(jì)70年代開始研究道路交通通信技術(shù)。在80年代中后期，歐洲開展了車輛安全道路結(jié)構(gòu)計(jì)劃、高效安全交通系統(tǒng)計(jì)劃的研究。歐洲道路交通通信技術(shù)應(yīng)用促進(jìn)組織于1991年成立，用以促進(jìn)歐盟與相關(guān)企業(yè)之間合作，從而共同推動(dòng)ITS在歐洲的發(fā)展。歐盟委員會(huì)于2016年通過了“歐洲合作式智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略”，目標(biāo)是到2019年在歐盟國家道路上大規(guī)模配置合作式智能交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)汽車與汽車之間、汽車與道路設(shè)施之間的“智能溝通”。

我國的智能交通系統(tǒng)研究目前已有不錯(cuò)的成果。20世紀(jì)90年代開始，我國學(xué)者開始積極推動(dòng)我國的ITS研究與國際先進(jìn)水平接軌。“十五”期間，智能交通運(yùn)輸被納入“863計(jì)劃”；“十一五”期間我國成立了中國智能交通協(xié)會(huì)，并選擇了“北上廣”等11個(gè)特大型城市開展智能交通系統(tǒng)的試點(diǎn)，目前取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。近些年，智能交通系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，截止到2016年3月，全國電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）覆蓋范圍達(dá)到了12萬公里高速公路，覆蓋范圍達(dá)聯(lián)網(wǎng)省份的90%以上。

1.2 智能交通系統(tǒng)的組成部分及各自特點(diǎn)

ITS從20世紀(jì)60年代開始研究，至今已有一定的成果。目前ITS主要由交通信息采集與管理系統(tǒng)、交通運(yùn)輸智能化系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)組成。

（1）交通信息采集與管理系統(tǒng)。通過預(yù)先設(shè)置在道路、車輛、站點(diǎn)等地的傳感器等設(shè)備，向各地區(qū)的智能交通指揮中心反映實(shí)時(shí)交通狀況。各指揮中心在收集傳感器信息之后對信息進(jìn)行發(fā)布，利用信號燈實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整、管制，引導(dǎo)車輛避開擁堵路段，保障城市交通網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）交通運(yùn)輸智能化系統(tǒng)。通過后臺信息中心，將運(yùn)力資源與需求進(jìn)行最大程度的匹配，提高道路運(yùn)輸效率，例如有效匹配貨物與車輛，減少貨車空駛；利用乘客刷卡數(shù)據(jù)，對公交車進(jìn)行智能調(diào)度分配等。

（3）電子收費(fèi)系統(tǒng)。使用者通過購買電子收費(fèi)裝置并對其中通行卡預(yù)存部分費(fèi)用，在通過收費(fèi)站時(shí)車道上的讀取設(shè)備與車上的卡建立實(shí)時(shí)通信，在用戶預(yù)存款中將路橋費(fèi)扣除。研究表明，ETC系統(tǒng)使用可以將車輛的通行效率提升3倍到5倍，有利于減輕收費(fèi)站前大排長龍的現(xiàn)狀。

2 智能交通所面臨的問題

2.1 交通信息利用不充分

車流量大、路網(wǎng)復(fù)雜、路面立體是城市交通的主要特點(diǎn)。目前智能交通系統(tǒng)主要問題有數(shù)據(jù)多效果少、單點(diǎn)強(qiáng)全局弱。比如一個(gè)城市全部攝像頭記錄的視頻數(shù)據(jù)量相當(dāng)于1000億張圖片，海量視頻數(shù)據(jù)都在“沉睡”，大量數(shù)據(jù)在規(guī)劃決策層面上的智能化應(yīng)用鮮有成功案例，無法為城市智慧交通的規(guī)劃發(fā)展提供更有效的參考依據(jù)。

2.2 交通基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善

完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施是智能交通系統(tǒng)發(fā)揮作用的前提條件，沒有完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施，則無法實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)。當(dāng)前，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施短缺，許多城市還處于城市交通網(wǎng)不完善的階段，另一方面也存在當(dāng)前交通設(shè)施利用率低，管理落后的問題。

2.3 缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)

缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)是影響我國智能交通系統(tǒng)發(fā)展的主要問題。目前國內(nèi)智能交通高端市場許多是國外品牌，核心關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備主要依賴從國外進(jìn)口。缺乏核心技術(shù)不僅使產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中不斷付出昂貴的技術(shù)使用成本。

3 智能交通系統(tǒng)發(fā)展趨勢的預(yù)測

3.1 構(gòu)建智慧交通平臺

城市進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，智能交通系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)是充分利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，通過高新技術(shù)和設(shè)備的使用，對道路實(shí)時(shí)使用情況、天氣情況以及路面通行的車輛情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)獲取并分析，實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)情況的主動(dòng)預(yù)警和事件的快速響應(yīng)，為交通管理部門改善交通狀況提供參考，為城市智慧交通的規(guī)劃發(fā)展提供參考依據(jù)。

3.2 智能系統(tǒng)與基礎(chǔ)建設(shè)協(xié)同發(fā)展

智能交通系統(tǒng)充分發(fā)揮作用需要智能系統(tǒng)與基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)同工作。對于城市交通基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善的城市，首先應(yīng)該大力開展交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并提前布局后期即將引入的智能系統(tǒng)。對于一些基礎(chǔ)設(shè)施較為完善的城市，應(yīng)重點(diǎn)聚焦提升交通設(shè)施利用率，積極引入智能交通系統(tǒng)，提升設(shè)施的管理效率。

3.3 大力推進(jìn)我國智能交通系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)

對當(dāng)前智能交通系統(tǒng)發(fā)展不足的問題，應(yīng)在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的情況下，結(jié)合我國道路交通的實(shí)際情況以及國家經(jīng)濟(jì)的基本國情，研發(fā)符合我國國情發(fā)展的智能交通系統(tǒng)，避免盲目照搬國外技術(shù)。同時(shí)鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，打破對國外產(chǎn)品的依賴。

4 結(jié)語

ITS是信息化時(shí)代傳統(tǒng)交通運(yùn)輸行業(yè)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、通信技術(shù)的一次大融合。實(shí)現(xiàn)我國交通運(yùn)輸現(xiàn)代化，需要堅(jiān)持發(fā)展好智能交通。ITS對于我國加快城鎮(zhèn)化建設(shè)，提高道路通行效率，緩解交通擁堵大有益處。同時(shí)，要讓ITS與交通環(huán)境主動(dòng)適應(yīng)，努力推動(dòng)我國交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展。