國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)的發(fā)展概況及啟示

摘 要：伴隨著科技時(shí)代的飛速發(fā)展、信息全球化的趨勢(shì)，傳統(tǒng)的交通方式已經(jīng)不在適應(yīng)科技社會(huì)發(fā)展的要求，交通的變革勢(shì)在必行。智能交通系統(tǒng)的出現(xiàn)既是科技時(shí)代的一種體現(xiàn)，也是社會(huì)進(jìn)步的象征。智能交通系統(tǒng)的使用，不僅改善了交通問(wèn)題，還解決了環(huán)境問(wèn)題，為此，各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼使用該系統(tǒng)，其必將成為21世紀(jì)交通發(fā)展的主流。本文，就針對(duì)國(guó)內(nèi)外智能交通系統(tǒng)的發(fā)展和趨勢(shì)展開(kāi)討論，得到啟發(fā)，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)；發(fā)展；趨勢(shì)；啟示

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.178

0 引言

智能交通系統(tǒng)（ITS）在20世紀(jì)90年代才問(wèn)世，但一經(jīng)問(wèn)世，就被各大發(fā)展中國(guó)家爭(zhēng)相使用，它作為最先進(jìn)的科技之一，是怎樣運(yùn)作和發(fā)展起來(lái)的，在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)又是怎樣，在未來(lái)又是怎樣的，對(duì)我們產(chǎn)生了怎樣的啟示，本文即將一一回答。

1 國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)的概述，作用和組成

1.1 城市智能交通系統(tǒng)的概述

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Traffic System，簡(jiǎn)稱ITS），學(xué)名智能運(yùn)輸系統(tǒng)（Intelligent Transportation System），它是將現(xiàn)階段最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)如人工智能，電子控制技術(shù)，自動(dòng)控制理論等綜合性的運(yùn)用到整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系中，使得道路、車輛、使用者三者之間的聯(lián)系更為緊密，從而形成一種大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，保障出行安全、提高工作效率、改善并保護(hù)環(huán)境、節(jié)約不可再生能源的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。

1.2 國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)的組成系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)的組成系統(tǒng)有很多，從基礎(chǔ)的交通系統(tǒng)到規(guī)模化系統(tǒng)已經(jīng)逐漸變得更加完善。從國(guó)外的駕駛導(dǎo)航安全系統(tǒng)、自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)，以及國(guó)內(nèi)的城市交通信息管理系統(tǒng)，道路交通系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)收費(fèi)系統(tǒng)、以及多式管理聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)發(fā)展到如今基于大數(shù)據(jù)和新時(shí)代科技產(chǎn)物結(jié)合的各種交通管理系統(tǒng)，以下將對(duì)這些新興規(guī)模系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)述：

1.2.1 城市智能交通管理系統(tǒng)

城市智能交通管理系統(tǒng)是當(dāng)今社會(huì)極其重要的一種交通手段，其本身包含先進(jìn)的科學(xué)電子傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、控制技術(shù)，利用這些科學(xué)技術(shù)進(jìn)行的城市智能交通管理系統(tǒng)能夠很好的為當(dāng)代社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)構(gòu)建良好的發(fā)展模式。

1.2.2 公交智能調(diào)度系統(tǒng)

公交智能調(diào)度系統(tǒng)是利用GPRS、CDMA以及全球GPS定位技術(shù)以及相關(guān)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)與GIS地理信息系統(tǒng)等技術(shù)構(gòu)成的一種全新社會(huì)交通智能系統(tǒng)，其能夠完美實(shí)現(xiàn)公交車輛的全稱跟蹤監(jiān)控與信息統(tǒng)計(jì)，能夠使得乘客在乘車時(shí)獲得更高的效益，為人類生活發(fā)展提供便利。

1.2.3 交通信息服務(wù)系統(tǒng)

交通信息服務(wù)系統(tǒng)（ATIS）是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分之一。利用相關(guān)智能交通服務(wù)系統(tǒng)，使得整個(gè)交通設(shè)施使用效率得到有效提高，且在交通便利和解決城市交通擁擠問(wèn)題上起到重要作用。

1.2.4 安全輔助駕駛系統(tǒng)

安全輔助駕駛系統(tǒng)是利用各類先進(jìn)傳感器技術(shù)對(duì)整個(gè)交通環(huán)境進(jìn)行有效觀測(cè)，通過(guò)對(duì)這些情況的及時(shí)掌握和分析，進(jìn)行良好的輔助駕駛模式，從而使得交通運(yùn)行狀態(tài)能夠更加安全穩(wěn)定。這類系統(tǒng)在國(guó)外發(fā)展速度較快，還為此專門發(fā)展了先進(jìn)的安全汽車（ASV）、超智能汽車系統(tǒng)（SSVS）、以及自動(dòng)化公路系統(tǒng)（AHS）。

1.2.5 基于WSNs的分布式智能交通系統(tǒng)（ITS）網(wǎng)絡(luò)體系

一個(gè)基于WSNs的分布式ITS網(wǎng)絡(luò)體系系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)清晰、數(shù)據(jù)公布等多項(xiàng)功能，能夠在相關(guān)行程和計(jì)劃中給予最佳行程路線，而且依靠其四個(gè)子系統(tǒng)、傳感、分布、決策、執(zhí)行子系統(tǒng)能夠很好的對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)選擇判斷，從而為智能交通提供更高的技術(shù)和使用保障。

2 國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)發(fā)展和趨勢(shì)

2.1 國(guó)外城市智能交通系統(tǒng)發(fā)展和趨勢(shì)

2.1.1 國(guó)外城市智能交通系統(tǒng)發(fā)展

國(guó)外城市智能系統(tǒng)的發(fā)展很迅速，接下來(lái)，我就從以下幾個(gè)國(guó)家來(lái)概括以下智能發(fā)展系統(tǒng)的發(fā)展系統(tǒng)。

美國(guó)：說(shuō)起高科技，就不得不提及美國(guó)。作為科技的領(lǐng)導(dǎo)者，從1967開(kāi)始，美國(guó)就開(kāi)始了研究，后因?yàn)橘Y金問(wèn)題，不得不中斷研究 ，后來(lái)在歐，日的技術(shù)領(lǐng)先和本國(guó)城市交通的惡化下，美國(guó)政府開(kāi)始重視起來(lái)智能車輛道路系統(tǒng)（IVHS），并在1990年8月正式成立了全國(guó)性組織，自此，智能交通系統(tǒng)便就此拉開(kāi)了帷幕。在調(diào)查中，美國(guó)發(fā)現(xiàn)，IVHS不僅涉及到了新科技的開(kāi)發(fā)，其還對(duì)經(jīng)濟(jì)，法律，甚至對(duì)人們出行的行為都造成了影響，于是在1994年，美國(guó)把IVHS改名為ITS，并在同年九月還成立了智能交通協(xié)會(huì)，主要從事的活動(dòng)有組織一些學(xué)術(shù)性的技術(shù)論壇，管理和交換各個(gè)城市的ITS信息，幫助政府解決或者定制一些政策等。自從有了智能交通系統(tǒng)后，交通事故率降低了20%，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用降低了16萬(wàn)美元一年，電子收費(fèi)使用后，在收費(fèi)車道上就再也沒(méi)有出過(guò)事故。

日本：在美國(guó)因資金問(wèn)題而停止了智能交通系統(tǒng)的研究后，日本便開(kāi)始了他們的研究之路。在1973年，他們開(kāi)始了第一項(xiàng)ITS項(xiàng)目，即CACS，這是世界上第一個(gè)動(dòng)態(tài)路勁誘導(dǎo)系統(tǒng)。在20年代90年代中期的時(shí)候，日本已經(jīng)完成了各項(xiàng)道路交通系統(tǒng)，如廣域旅行信息系統(tǒng)，車輛安全系統(tǒng)，以及新交通管理系統(tǒng)等，并在此基礎(chǔ)上，1994年1月，成立了日本道路，交通，車輛領(lǐng)域智能化促進(jìn)協(xié)會(huì)，就是為了進(jìn)一步的推動(dòng)ITS發(fā)展。在1996年，開(kāi)始了全面的研究，并投入了巨資來(lái)開(kāi)發(fā)，研究該系統(tǒng)，眾多政府，學(xué)院都參與到了該研究中，使得日本的智能交通系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍。

歐洲：20世紀(jì)80年代初的時(shí)候，歐洲的各個(gè)國(guó)家也開(kāi)始了對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究，可是由于當(dāng)時(shí)的歐洲的各個(gè)國(guó)家都很小，而國(guó)與國(guó)之間的誘導(dǎo)系統(tǒng)都沒(méi)辦法相互容，這便給當(dāng)時(shí)的交通運(yùn)輸管理帶來(lái)了諸多的不便，所以，為了更好的的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）決定將ITS納入到了“尤卡里”計(jì)劃里。為了更好的發(fā)展ITS，在1991年，ITS推進(jìn)組織正式成立，并在該組織的帶領(lǐng)下，歐盟相繼完成了五個(gè)骨干計(jì)劃，包含了航空運(yùn)輸，鐵路，水路，道路交通運(yùn)輸，這些計(jì)劃都是跨國(guó)合作個(gè)大項(xiàng)目，正是由于這些計(jì)劃的成功實(shí)行，加強(qiáng)并推進(jìn)了智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。

2.1.2 國(guó)外城市智能交通系統(tǒng)趨勢(shì)

從近幾年國(guó)外ITS發(fā)展來(lái)看，美日歐等其他外國(guó)國(guó)家開(kāi)始注重去開(kāi)發(fā)智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使之更加的規(guī)模化，完整化，靈活性大，更為有效的去適應(yīng)不斷變化的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)，就拿歐盟來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗淖酉到y(tǒng)不完善，導(dǎo)致各國(guó)交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)起來(lái)十分困難。由于運(yùn)輸系統(tǒng)本身就是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，所以，為了ITS有著更好的發(fā)展，歐盟啟動(dòng)了DRIVE計(jì)劃，后又在1998年推出了新的項(xiàng)目計(jì)劃，即ITS體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)項(xiàng)目KAREV，就此，為歐盟ITS續(xù)寫上了新的篇章。除了開(kāi)始重視ITS的結(jié)構(gòu)，美日歐也開(kāi)始著重于ITS的標(biāo)準(zhǔn)化研究。因?yàn)樵谝婚_(kāi)始對(duì)ITS的開(kāi)發(fā)研究時(shí)，諸多國(guó)家都忽略了其標(biāo)準(zhǔn)化工作，從而導(dǎo)致了ITS的發(fā)展一再滯后。后來(lái)，在研究和實(shí)際的操作中，人們開(kāi)始發(fā)現(xiàn)并意識(shí)到其重要性，就開(kāi)始大力的投入到標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中去。就以美國(guó)為例，它為了ITS標(biāo)準(zhǔn)化能更好的實(shí)現(xiàn)，先由民間的各個(gè)組織制定標(biāo)準(zhǔn)，然后在由ITSA和USDOT共同協(xié)商，并制定出一套完善的計(jì)劃，再加上美國(guó)的科技技術(shù)超前，就此拉開(kāi)本國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)于其他國(guó)家的進(jìn)度，并且在國(guó)際上遙遙領(lǐng)先。從以上我們可以看出，智能交通系統(tǒng)的建設(shè)從一開(kāi)始單一化建設(shè)到后來(lái)逐漸向綜合性智能運(yùn)輸系統(tǒng)靠近。目前，世界的主流發(fā)展就是ITS的智能化，從我們已經(jīng)得到的結(jié)果來(lái)看，綜合性的智能道路交通系統(tǒng)的確能提供更加簡(jiǎn)潔，有效的，方便的，快速的服務(wù)，并在環(huán)境污染，和不可再生能源上作出了重大的貢獻(xiàn)，所以說(shuō)，堅(jiān)持對(duì)ITS的開(kāi)發(fā)，并投身到國(guó)家建設(shè)中去，在不久的將來(lái)，一定可以作出更大的貢獻(xiàn)。

2.2 國(guó)內(nèi)城市智能交通系統(tǒng)發(fā)展背景，發(fā)展及趨勢(shì)

2.2.1 國(guó)內(nèi)智能交通系統(tǒng)發(fā)展背景

在新中國(guó)建國(guó)之初，由于國(guó)家能力的有限，并沒(méi)有一開(kāi)始就進(jìn)行對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究。后來(lái)由于我國(guó)的交通建設(shè)出現(xiàn)了一下幾個(gè)問(wèn)題。一是城鎮(zhèn)化的發(fā)展加速高速公路里程的建設(shè)，截止到2013年，我國(guó)的高速公路里程就已經(jīng)達(dá)到了10.44萬(wàn)公里，就此成為世界上公路里程第一的國(guó)家。但從建設(shè)公路到80年代，我國(guó)一直采用的是人工收費(fèi)的方式，這種方式，不僅造成了大量的人力資源浪費(fèi)，并且通車效率低下；二是我國(guó)汽車數(shù)量快速增加，加重了交通壓力，汽車的持續(xù)增長(zhǎng)，給我國(guó)的交通造成了巨大的壓力。三是環(huán)境污染，交通事故頻發(fā)，就拿我國(guó)交通事故來(lái)說(shuō)，中國(guó)每年的交通事故平均都在二十萬(wàn)起以上，死亡人數(shù)更是在10萬(wàn)人以上。針對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題，我國(guó)學(xué)者為了解決這些問(wèn)題，就把目光投入到了國(guó)際上智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用上，從美國(guó)和其他國(guó)家實(shí)行狀態(tài)來(lái)看，智能交通系統(tǒng)的確值得引入，就此，我國(guó)便拉開(kāi)了研究ITS的帷幕。

2.2.2 國(guó)內(nèi)城市智能交通系統(tǒng)發(fā)展

在引入之初，我國(guó)主要先開(kāi)始從事的是城市交通信號(hào)燈控制等一些基礎(chǔ)性研究，后在90年代，國(guó)內(nèi)一線城市如北京，上海等開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外高科技技術(shù)，在學(xué)習(xí)之余，并開(kāi)始了自主研究，取得了不錯(cuò)的效果，在“十五”期間，我們便建立了交通管理系統(tǒng)，和電子收費(fèi)系統(tǒng)的示范點(diǎn)，并取得了可觀的結(jié)果。為此，國(guó)家為了加大ITS的發(fā)展，在“十五”到“十二五”期間，國(guó)家投入了15億元，用于ITS項(xiàng)目的投資，到了“十二五”期間，甚至投入近千億元進(jìn)行投資，因此我國(guó)ITS的發(fā)展也有了質(zhì)的飛躍。

2.3 建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的智能交通系統(tǒng)

為了使得城市交通更具水平，更好的為人類生活發(fā)展提供便利和安全性能，許多城市交通都在積極改造和完善，在動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、數(shù)據(jù)及時(shí)獲取、智能環(huán)境感知、進(jìn)程及時(shí)判斷優(yōu)化等技術(shù)上都在大力加強(qiáng)改善和發(fā)展。要大力加強(qiáng)相關(guān)路網(wǎng)智能化建設(shè)，形成全面智能體系，使得整個(gè)交通系統(tǒng)和安全防衛(wèi)等工作能夠擁有及時(shí)的信息共享，為大數(shù)據(jù)分析提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.4 國(guó)內(nèi)城市智能交通系統(tǒng)趨勢(shì)

從目前我們已經(jīng)取得的成果來(lái)看，ITS在基礎(chǔ)建設(shè)上面以初見(jiàn)成效，就從我們身邊來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的高鐵，地鐵，火車等一系列交通方式大大的給我們提供了出行的方便，從國(guó)家方面來(lái)看，我國(guó)的智能交通系統(tǒng)正在逐步完善中，這一點(diǎn)，在這幾次的峰會(huì)和國(guó)家級(jí)大型活動(dòng)的交通處理上就可以看到出來(lái)。在接下來(lái)的時(shí)間里ITS可能會(huì)向以下幾個(gè)方面發(fā)展。

2.4.1 車路狀態(tài)動(dòng)態(tài)感知和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的信息獲取

伴隨著新一代高科技術(shù)的全面推廣和使用，現(xiàn)在交通環(huán)境和交通的基本狀態(tài)將會(huì)在科技的使用下，將會(huì)以動(dòng)態(tài)的形式出現(xiàn)在我們面前，而且我們可以實(shí)時(shí)獲取交通信息，使得出行更加的方便，快捷，安全。

2.4.2 主動(dòng)預(yù)警并快速響應(yīng)保證出行安全

在車路協(xié)同和船岸通訊等一系列通訊方式下，我們可以在出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)主動(dòng)預(yù)警并且對(duì)事件快速進(jìn)行響應(yīng)，從而給交通者營(yíng)造一個(gè)安全可靠的交通環(huán)境。

2.4.3 將綠色環(huán)保和可持續(xù)的發(fā)展理念進(jìn)一步完善

我國(guó)的ITS項(xiàng)目的本身就是將環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展作為理念，在接下來(lái)的時(shí)間里，必將利用高科技手段，在綠色環(huán)保上推出新的方案，為交通運(yùn)輸提供新的能源支持。

3 國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)的啟示

綜合以上對(duì)國(guó)內(nèi)外智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及分析可以得到以下幾點(diǎn)啟示。

3.1 實(shí)時(shí)建立智能交通系統(tǒng)建設(shè)跨越式結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略

考慮到每個(gè)國(guó)家的發(fā)展?fàn)顟B(tài)不同，所以不必照搬照舊，國(guó)家應(yīng)該要在國(guó)情的基礎(chǔ)下，建立起一套屬于自己國(guó)家的智能交通系統(tǒng)建設(shè)戰(zhàn)略，在開(kāi)發(fā)ITS項(xiàng)目的同時(shí)，基礎(chǔ)的設(shè)施建設(shè)也必須同步進(jìn)行下去，兩者實(shí)行規(guī)模統(tǒng)一化。

3.2 積極探索有利于發(fā)展ITS的機(jī)制和體制

ITS項(xiàng)目的涉及面很廣，有交通，經(jīng)濟(jì)，法律等多個(gè)方面，所以國(guó)家政府就應(yīng)該專門成立一個(gè)組織或者政府機(jī)構(gòu)，借鑒那些成功國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)辦一個(gè)專門負(fù)責(zé)ITS項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)并且運(yùn)行的機(jī)構(gòu)，從而來(lái)推動(dòng)ITS的發(fā)展，當(dāng)然，在建立這個(gè)機(jī)構(gòu)的同時(shí)，也必須要考慮到本國(guó)的國(guó)情和發(fā)展需要，形成一套具有自己特色的管理模式。

3.3 將公路智能交通系統(tǒng)建設(shè)作為基礎(chǔ)，在開(kāi)發(fā)具有綜合性的智能體系系統(tǒng)

從各個(gè)國(guó)家在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用ITS項(xiàng)目中得到的經(jīng)驗(yàn)可以看出，公路智能交通系統(tǒng)是一切的基礎(chǔ)。只有搞好公路建設(shè)，才有接下來(lái)的一系列ITS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，當(dāng)然，也不能只建設(shè)公路而忽略掉其他公共交通建設(shè)，兩者必須同時(shí)進(jìn)行，不能走先單一后綜合的老路，要吸取別國(guó)在建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從而建設(shè)出具有綜合性的智能體系系統(tǒng)。

4 總結(jié)

作為世界未來(lái)交通的主流，智能交通系統(tǒng)不僅在我國(guó)，在世界上任何一個(gè)國(guó)家，都起到了非常重要的作用，它符合著當(dāng)前世界發(fā)展的要求，符合著綠色能源建設(shè)的條件，在節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境方面有著重大作用，它還降低了交通事故發(fā)生的頻率，降低了死亡率，創(chuàng)造了可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，現(xiàn)在，ITS已經(jīng)被大多數(shù)人認(rèn)可，和接受，我相信，在智能交通系統(tǒng)使用下，全世界都將會(huì)煥然一新，在那種只出現(xiàn)在電影場(chǎng)景中的畫面，不久的將來(lái)也會(huì)實(shí)現(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：王旭輝（1970-），男，蒙古族，湖北人，碩士，講師，研究方向：數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)。