低碳经济背景下我国智能交通发展趋势

王庆纲 杨晓丹 顾应欣

低碳经济背景下我国智能交通发展趋势

王庆纲 杨晓丹 顾应欣

低碳经济已成为全球应对气候变暖的必然选择。交通运输业作为能源消耗的主要部门及温室气体排放的重要来源，迫切需要采用先进的技术手段提高运行效率，以实现节能减排和环境保护。

低碳经济的概念

随着世界工业经济的高速发展和人口的剧增，气候变暖问题已经严重危害到人类的生存环境和健康安全，成为世界各国目前面对的严峻挑战。2009年在哥本哈根举行的联合国气候变化大会，让“低碳经济”成为举世瞩目的话题。

中国政府对发展低碳经济也十分重视，2009年国务院强调要培育以低碳排放为特征的新经济增长点，建设以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系，以期在2010年单位国内生产总值能耗降低20%。在拉动经济的4万亿投资计划中，有2100亿元人民币用于节能减排和环境保护。正在制定中的“十二五”经济发展规划，将进一步提高减排量，并把减排污染物从原来的两项指标扩展到多项。

展望未来，发展低碳经济将成为维系人类与世界和谐共生的长远大计。

何谓低碳经济？低碳经济是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的绿色经济发展模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

低碳经济与智能交通系统

随着经济的快速发展，我国已成为汽车生产和消费大国。截至2009年末，全国民用汽车保有量已达到7619万辆。同美国的每辆汽车每年消耗燃油1.8吨、欧盟的1.5吨、日本的1.1吨相比，我国高达2.3吨，能源利用率较低。从表1可看出，我国交通运输部门能耗比重正逐步上升，与国外发达国家相比处于较低水平（约30%），但这并不意味着我国的交通运输体系更为合理，而是由于我国正处于加快建设时期，工业和建筑业消耗能源更为突出。在污染排放上，机动车尾气排放已成为城市大气的主要污染源，目前在我国一些大城市中机动车污染物排放占大气污染物的比重已达到60%，并且，我国城市交通拥堵也已日益严重，大约30%的汽油是消耗在堵车的时候。

面对我国交通运输业所面临的能耗、污染及拥堵问题，大力发展智能交通产业是行之有效的解决途径之一。智能交通系统（ITS）能够为城市交通带来的节能减排效应，有着更加重要的现实意义。智能交通作为高新技术产业，将先进的信息技术、通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等综合有效地运用于交通运输系统，从而建立起一种实时、准确、高效的交通运输系统。通过建设智能交通系统，可有效提高现有道路交通网络的运行效率，从而达到缓解拥堵、减少事故、节约能源、减轻污染的目的，是现代化交通运输体系的发展方向，是交通运输进入信息时代的重要标志。智能交通能够提高道路使用效率，使交通堵塞减少约60%，使短途运输效率提高近70%，使现有道路的通行能力提高2-3倍。车辆在智能交通体系内行驶，停车次数可减少30%，行车时间减少15%-45%，车辆的使用效率能够提高50%以上。通过智能交通控制，由于平均车速的提高带来了燃料消耗量的减少和排出废气量的降低，汽车油耗可因此降低15%。据测算，全国汽车发动机空转的时间每减少1分钟，就可减少1000吨汽油转化的废气排放。智能交通技术能够有效减少交通事故的发生，可使每年因交通事故造成的死亡人数下降30%-70%。

表1： 我国交通运输部门能耗占总能耗的比重

我国智能交通系统的发展趋势

在低碳经济的视角下，“节能、减排、畅通”已成为各国城市交通运输系统的发展目标。国外发达国家主要致力于交通工具和新型燃料的创新；而我国正处于工业化、城镇化和人民生活质量提高的快速发展阶段，交通需求的总体增长和层次提高导致了我国交通运输能源需求和气体排放保持较快增长。因此，必须大力推进智能交通系统建设，采用先进的技术手段提高交通运输系统的总体运行效率，对实现社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。在此形势下，我国智能交通系统的发展趋势主要体现在如下几个方面：

重视交通信息的标准化

经过近三十年的研究与应用，我国智能交通系统建设已取得巨大进步，但由于各城市的智能交通系统多采用“分部门、分阶段”的建设模式，造成各部门的应用系统间信息共享和交互访问困难。其根本原因在于目前缺乏一部适用于我国智能交通系统建设的全面、规范的标准通讯协议。而在国外发达国家，特别是美国早在1995年即制定了第一版NTCIP标准协议。该协议是美国针对智能运输系统的电子设备间数据传输所制定的标准通讯协议，以确保交通控制与ITS系统组成单元之间的“互操作性”、“互换性”。NTCIP参照OSI参考模型，采用模块及分层的方式，提供中心到外场和中心到中心两种应用模式的通信协议、数据字典和信息集，确保不同技术路线、不同供应商、不同部门的产品互联互通。因此，我国需大力推进交通信息的标准化工作，实现信息的充分共享，避免类似系统的重复建设，减少系统总体能耗，为交通信息的综合性和深层次应用提供坚实基础。

强化交通信号控制的智能化

我国的交通信号控制系统的发展走过了从技术引进到自主研发的道路，但由于历史原因，很多城市还在使用功能简单、价格低廉的单点交通信号控制器，在交通负载快速增长的城市路网上难以发挥更大的效用。因此，积极推进符合我国城市混合交通流特性的智能交通信号控制系统的研发与应用，通过点、线、面的交通信号智能化控制，动态调整系统配置参数，有效降低停车和加速次数，缩短排队怠速时间，提高行驶车速，增强行车的安全性，改善交通环境，满足大流量交通状态下的大范围、线网协调的交通控制需求。

健全公共交通系统建设

伦敦、东京、上海等城市的发展经验证明，只有构建涵盖轨道交通、快速交通、普通交通等的综合公共交通体系，才能有效满足城市日益增长的客流交通需求。同时，通过对居民交通行为方式和消费观念的有效引导与调节，减少低效和不合理的交通需求，以资源占用少、能耗低、污染小的现代化运输方式为主导，大力发展公共交通，重视轨道交通发展，实现结构优化与需求引导。

目前，我国已有北京、上海、广州、沈阳、武汉等22个城市的轨道交通建设规划获得国务院的批准，总投资规模近9000亿元，建设总长度超过2000公里。通过加快构建以轨道交通为骨干的城市交通网络，可有效降低城市的碳排放强度，快速提升城市交通效率，促进城市可持续发展。同时，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统（BRT）的建设，作为轨道交通线路的有益补充，构建“门到门”的交通服务体系。

发展出行者交通信息服务

出行者交通信息系统是ITS系统的重要组成部分，在出行前或出行途中向出行者提供到达目的地有关的实时交通信息，以实现合理规划出行、最优路线选择、避免交通拥挤、节约出行时间的目的。出行者交通信息系统可有效引导交通出行需求，防止交通阻塞的发生，减少车辆在道路上的逗留时间，降低汽车能耗，减少尾气排放，实现交通流量在城市路网上的合理分配。

完善综合运输体系建设

构建完善的综合运输体系，统筹协调多种运输方式，发挥综合运输整体效能，满足客运和货运日益增长的需求，已成为交通运输业加快转变发展方式的关键切入点。在货运方面，港口是集装箱运输最重要的枢纽节点，铁路是综合运输体系中大运量、长距离地面运输的主要手段之一。随着我国港口集装箱货源地向腹地，特别是中西部地区延伸，充分发挥铁路的作用，加快发展集装箱海铁联运，促进港口集疏运结构化调整，有利于港口可持续发展。在客运方面，努力实现轨道交通、公交交通、出租车辆、慢行交通等出行方式之间的零换乘（如上海世博会期间建设的“P+R”停车场），减少交通的碳排放和空气污染。同时，通过经济与行政手段相结合，限制自驾型出行的增长速度。

加快不停车收费系统建设

不停车收费系统（ETC）在我国已受到广泛关注，目前已在多条省际高速得到实际应用。通过ETC系统建设，可显著提高车辆的行驶效率，减少收费过程中由于车辆低速、怠速行驶造成的能源浪费和环境污染等问题。

另外，有关方面探讨将ETC系统用于城市核心区域的拥堵收费方面，以缓解核心区域的交通拥堵问题。以新加坡为例，从1998年开始实行该系统，通过在不同时段执行不同的收费标准，抑制高峰时间的过度交通需求，引导居民采用公共交通工具，有效减少能源消耗和环境污染。数据显示，新加坡采取该措施后，在高峰时段进入城市中心区的车辆减少约45%。

推进智能汽车的研发工作

智能汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的高新技术综合体，是智能交通系统的一个重要的发展方向，也是世界汽车工业增长的新动力。通过智能汽车的研发与应用，可显著提高公路的通行能力，至少使现有高速公路的交通量增加1倍；减少公路交通拥堵，降低汽车油耗，使城市交通拥堵造成的损失减少约30%左右；大幅度提高公路交通的安全性，降低交通事故发生率。

结束语

低碳经济将是我国城市可持续发展的必由之路，作为节能减排的重要领域，我国的交通运输业必须进行技术革新和产业升级，以确保我国温室气体排放行动目标的实现。以北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等大型活动为契机，国内外大量先进的智能交通技术得到了应用，并取得了良好的效果，为我国交通运输业的低碳化发展起到榜样和示范作用。但未来还有很长的路要走，需要各方面齐心协力，共同推进我国交通运输业的可持续性发展。

作者单位：王庆纲，上海贝尔软件有限公司；杨晓丹、顾应欣，上海宝康电子控制工程有限公司