中国城市智能交通系统产业化发展趋势

北方工业大学 李正熙

1 中国智能交通产业发展历程

城市化进程的推进和机动车数量的快速增长，使得交通拥堵、交通事故和交通污染等各种交通问题凸显。世界发达国家于上世纪60年代提出了智能交通系统的概念，进入90年代后智能交通系统的研究和应用得到快速发展。智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，ITS）是指将先进的信息技术、数据通讯技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成，形成实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通系统能够更为有效地利用现有交通设施、缓解交通拥堵、降低交通污染、保证交通安全、提高运输效率，是未来交通系统的发展方向。

中国智能交通系统研究起步较晚，二十世纪九十年代中期以来，在国家相关部委的组织下，我国交通运输领域的科学家和工程技术人员开始跟踪智能交通系统相关技术，经过20年左右的发展和积累，在智能交通技术研发、产业化、系统建设等方面取得了长足的进步。纵观我国智能交通发展历程，大致可划分为以下四个阶段[1]：

2000年之前，中国智能交通基本处于城际智能交通的科技攻关、国家智能交通体系框架和标准的研究等层面，城市道路智能交通系统示范或开工建设的项目不多，主要围绕北京、上海、大连、广州等地展开。

2000～2005年，城市道路交通信息采集、信号控制与诱导、视频监控等示范工程逐步实施，有力地推动了国内科研机构及企业在技术攻关、产品研发、市场化等方面的发展，由此阶段开始，中国智能交通发展进入实质性建设、应用实验阶段。

2005～2010年，智能交通进入高速发展期，交通高清视频检测、营运车辆联网联控等多种主流技术在国内得到应用。国家道路交通安全科技行动计划、国家“863”计划智能交通系统专题等国家级科研项目的设立和执行也都推动了产业发展。

2011年以后，随着云计算、移动互联网、大数据等技术的成熟，智能交通产业专业化分工日趋明确，专业性解决方案逐步成熟，增长服务运营成为新的发展目标。

目前，我国智能交通系统已从探索阶段进入实际开发和应用阶段，智能交通产业细分领域涉及到系统集成、硬件设备、软件开发、信息服务、增值业务等多个产业环节。调查显示，国内目前从事智能交通相关的企业超过2000家，市场对信号控制、视频监控、电子收费等设备以及各种软件开发和系统集成等方面的需求旺盛，预计到2020年国内智能交通领域投入将达到上千亿元，智能交通产业将进入新一轮的快速发展轨道[2]。

2 中国城市智能交通系统产业化发展趋势

随着新型城镇化建设的推进和智慧城市相关政策的落实，我国智能交通行业未来发展空间广阔，城市智能交通系统将迎来持续稳定的增长期。通过对国内城市智能交通系统建设需求和国内外智能交通技术及产业发展现状分析，智能交通系统集成、交通大数据处理及服务、车联网、基于移动互联的智能交通应用服务等产业在今后若干年可能会拥有较为广泛的市场。

2.1 智能交通系统集成

2014年我国城市智能交通市场规模保持了高速增长态势，系统集成类项目包含智能公交、交通信号控制、交通视频监控、电子警察、卡口、交通信息采集与发布、交通指挥类平台、出租车信息服务管理、城市客运枢纽信息化、GPS与警用系统等多个分支，项目数量达到5000多项。据权威人士预测，2015年我国智能交通产业有望达到1000亿元规模，智能交通市场正在不断扩容，智能交通系统集成项目为各类相关智能交通系统集成商、软硬件提供商带来了巨大的发展机会。从目前国内各城市的智能交通系统建设及应用情况来看，一线城市及东部沿海和经济发达城市的智能交通系统集成建设已初具规模，北京、上海、广州、深圳等城市已经建成了具有国际先进水平的智能化交通管理系统，而二三线城市及中西部地区城市的智能交通系统有待于继续建设和完善，这些城市的智能交通建设将是今后几年的发展重点，预计在未来5年内，中国将在200余个大中型城市建立城市交通指挥中心。

在城市智能交通系统集成项目中，由于功能的基础性和必要性，交通视频监控、交通信号控制仍是目前及今后很长一段时间内城市智能交通路口建设的主要子系统工程；而受公交都市的影响，智能公交建设投资比重加大，也成为城市智能交通系统集成项目的重点领域之一。

2.1.1 交通视频监控系统

视频监控技术主要包括电子警察、治安卡口、车载监控、智能视频分析等，是智能交通系统集成项目建设过程中最主要的需求体现点之一，可为智能交通系统提供丰富的信息源，对智能交通的建设起着举足轻重的作用。从2008北京奥运会期间天安门路口及奥运场馆路口安装的视频检测设备开始，视频检测已经逐渐被国内市场认同，设备生产厂商正在通过不断的改进图像识别核心算法，以提高多目标捕获率、识别率以及在恶劣环境下的检测能力等技术指标，并通过研发高性能人工智能硬件平台与设计行业定制化智能解决方案，进一步促使视频检测往智能化、人性化发展；同时，视频检测对象也从原来的机动车检测扩展到对交通参与人，行人、机场、车站行人的检测等。目前，随着核心技术的不断突破及检测精度、可靠性的不断提高，视频检测已逐渐成为交通市场主流检测方式，国内自主品牌的视频检测设备也已成为系统建设选型主流，在后续应用中，研发面向智慧交通的视频监控云平台，利用海量视频为智慧交通服务，将十分必要且需求广泛。

2.1.2 交通信号控制系统

（1）交通信号控制器

交通信号控制器是城市智能交通产业中一个重要分支。2004年至今，以北京智能交通信号控制一期建设工程为标志，全国市场陆续全面铺开。目前，国外品牌的交通信号控制器主要集中在国内一线城市，而二、三线城市多采用国内自主品牌的设备，国外品牌在高端交通信号控制器市场的优势已经在缩小。与国外交通信号控制器相比，通过近几年的不断完善和应用，国产品牌在功能、性能等方面得到了很大提高，在需求定制、及时服务、产品价格、后续服务费用等方面则具有较为明显的优势，但从总体上来说，国产交通信号控制器在产品功能丰富性、运行稳定性等方面仍需加强。综合分析国内外先进的城市道路交通信号控制器及我国城市道路交通实际情况，预计我国城市交通信号控制器将会向着智能化、通用化、模块化的方向发展。

（2）交通信号控制中心系统

交通信号控制中心系统是城市智能交通管控系统构建的核心，虽然我国近年来在交通信号控制理论方法研究及相关产品研发、应用等方面已取得了很大的进展，但在系统的成熟度、算法的先进性、完整性、有效性等方面还有待提高。目前国内大型、特大型城市交通控制系统主要依靠国外引进，研发具有我国自主知识产权先进实用的交通信号控制中心系统仍然是需要突破的重要环节。未来我国的交通信号控制中心系统研发方向在于：在技术方面，提高系统的可靠性及工程适用性，使系统具有良好的容错能力与集成能力，降低系统对检测器的依赖性；在方法方面，进一步研究实用化的实时优化算法，可利用先进的智能控制技术，有机集成多种控制方法和控制策略，以适应中国城市道路复杂的混合交通流；在管理层面，应制定相关的统一标准及开放式的数据通信协议。

（3）远程托管中心系统

远程托管中心系统是当前交通控制系统构建的新思路。交通信号控制远程托管中心系统在各城市现有路口交通信号机的基础上，利用远程网络实现本地系统与远程中心之间的协同运作，可解决中小城市建立智能交通管理与控制系统普遍存在的资金和人才两大瓶颈问题。北方工业大学完成的交通信号远程托管系统在大连金州区五一路进行了示范工程应用，使路口交通通行能力在高峰及平峰期间有不同程度的提高。该项目开创了在中小城市推广先进交通控制技术和管理方法与远程托管模式的先河，所建立的控制管理模式为提高我国中小城市智能交通信号控制水平探索出了一条途径[3]。

2.1.3 智能公交系统

“公交都市”的提出为全国公交事业发展提供了前所未有的历史机遇，2012年以来，乌鲁木齐、银川、连云港、兰州、枣庄、宜昌、武汉等十余个城市正在建设和即将建设BRT工程，继深圳、郑州之后，有20多个城市将“公交都市”作为激励“公交优先”发展的重要政策之一[4]。各地大力开展公交都市示范工程，智能公交系统建设呈蓬勃发展之势，预计未来的5年内，智能公交系统每年的市场容量为50亿元以上。在这些项目的基础上，GPS运营调度、车载视频监控、客流统计、电子站牌、公共交通领域的车载终端、通信系统、智能调度系统等科技手段将会得到全面应用，能够极大地提升公交优先的可实现度。目前，国内涉及智能公交领域的厂家至少超过300家，而随着公交车辆对社会交通分担比例的不断提高，公交智能化需求会愈发旺盛，在产品标准化程度进一步提高，行业运作模式进一步成熟的前提下，智能公交产业将迎来更广阔的发展空间。

2.2 交通大数据技术

大数据是继云计算、物联网之后IT产业的又一次颠覆性革命。智能交通作为计算机、控制、通信技术在交通运输领域集成应用的产物，其系统建设的核心是数据的采集、存储与计算。数据采集涉及人、车、路、环境等诸多对象，包括基于互联网的公众出行服务数据、基于行业运营企业生产监管数据、基于物联网、车联网的终端设备传感器采集数据、基于交通气象数据的城市交通规划与管理交通出行环境数据等，数据来源广泛、数据形式多样、数据量十分庞大，是云计算、大数据、智能终端等新技术典型的应用环境，利用大数据分析技术从海量交通数据挖掘潜在有价值的信息，成为智能交通系统充分发挥作用的关键。

目前北京、上海、广东等地都在广泛地研究和应用大数据技术。北京市交通运行监测调度中心已整合接入行业内外27个应用系统、6000多项静动态数据、6万多路视频，目前静动态数据存储达到20T，每天数据增量达30G左右，为构建人车路和环境协调运行的新一代综合交通运输运行协调体系提供了有力的支撑。2010年12月，深圳市政府投资23亿元正式建成了国内第一个云计算中心[5]，目前中心已经全面开展相关领域的云应用，交通云的构建已经纳入这个体系。广州交通运输信息资源整合与数据分析包括了公共交通信息（公交、地铁和BRT信息）、对外交通信息（涉及航班、铁路、高速公路出入口、长途客运等信息的客流分析）、综合视频信息（路口视频、公交车载视频、公交车站、场站视频）、其他部门数据（气象、环保数据）、城市路况信息等。

随着研究和应用的深入，可运用大数据技术对交通需求进行全面客观的精准分析和研判，大数据分析在交通运行管理优化、面向车辆和出行者的智能化服务，以及交通应急和安全保障等方面都将形成巨大的市场，并能衍生一批智能交通及周边设备的产业链，带动经济发展，推动交通产业市场的标准化。在北京召开的2014中国智能交通行业发展趋势分析会上，业界对大数据在智能交通行业的运用趋势进行了分析判断。准确把握大数据时代的特征，深入分析大数据对智能交通的影响和作用，建立基于大数据分析的新一代智能交通系统，构建并完善智能交通技术创新体系，加强交通信息服务产业化进程，对于在新的高度和起点上改善我国的交通状况有着非常重要的意义。

2.3 车联网技术

车联网是利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互，以提供交通效率和交通安全为主的网络与应用。车联网应用可有效缓解城市交通拥堵、降低交通污染、提升交通安全。根据我国目前汽车业发展速度，预计2020年汽车保有量将超过2亿辆，中国将成为全球最大的汽车市场，庞大的汽车市场为中国车联网服务的增长提供了强有力的基础。

目前，我国车联网市场主要集中在车载传感器、车载导航、车载GPS监控等几方面。在传感器方面，环保、安全、智能是未来汽车传感器的发展方向，这给传感器技术带来新的挑战和机会，有利于促进传感器产业的发展；在车载导航方面，一方面车载导航系统可以为车主提供丰富的增值服务，另一方面中长途运输的载货车对于车载导航系统的需求也非常明确；在车载GPS监控方面，车联网作为北斗卫星导航产业当中的重要部分，已率先应用于交通运输重点营运车辆监控管理，为北斗导航系统应用推广工作奠定了良好的基础[6]。

总体来看，虽然与发达国家相比，我国的车联网发展偏缓，但在市场驱动、技术成熟、标准推动、政策主导的背景下，车联网技术涉及的传感器、车载单元、内容、网络服务等产业链环节正全面发展，服务对象和服务功能也正逐步扩展，未来将更能够满足政府管理部门、车辆运营企业、相关企业管理部门、公众的需求，在交通执法，违法预警，驾驶行为监测、道路优化、拥堵避让、与交通信号和周边环境同步、事件发现和轨迹预测报警方面服务将进一步完善。可以预见，车联网技术的发展在带动汽车制造业进步的同时，将推动车联网车端设备的爆发式增长，推动RFID、传感器、导航、通信等制造产业的发展，引导信息资源开发和信息服务业向规模化、产业化转变，市场发展潜力巨大。

2.4 移动互联网与智能交通

移动互联网包含终端、软件和应用三个层面，是促成智能交通朝着管理与服务并重发展的重要推动力量。首先，移动运维、移动执法、移动指挥、移动控制等移动互联网智能交通产品可以为政府管理部门交通管理提供了先进、灵活的手段；其次，随着智能手机等移动终端的不断普及，网络通信数据已成为道路交通状态信息采集的一种重要来源，可用于分析公众的出行规律，获取完整出行链信息，对交通检测技术及方法的发展起到了推动作用；再次，智能交通系统可利用移动互联网向公众提供可视化地图服务、导航信息、实时路况信息以及基于位置的服务，满足公众的多样化、个性化需求；另外，基于移动互联网智能终端与交通相关的APP得到快速发展，移动互联网技术将在公众出行中发挥越来越大的作用[3]。

移动互联网对整个智能交通行业产生了巨大的影响，未来的智能交通发展也将会紧密结合移动互联网，移动互联网与智能交通的有效结合，能够创造出更多、更丰富的经济社会价值，对引领带动智能交通产业转型升级具有重要作用。

3 结语

交通是经济发展的命脉，智能交通系统是未来交通系统的发展方向。我国智能交通经过多年发展，在标准制定、技术方法研究、产品研发、系统建设等方面已取得了卓有成效的成果，但与国外发达国家相比，整体发展水平仍相对落后。智能交通技术研究及产业化在我国方兴未艾，日益加剧交通拥堵问题将助推智能交通快速发展，智慧城市和新型城镇化建设也将会给智能交通产业带来广阔空间，未来智能交通系统产业化发展趋势远不止本文所提到的几点，紧密结合我国交通特点，以先进的电子信息技术为驱动，努力构建具有中国特色的新一代智能交通系统，将是我国智能交通产业化发展的重要方向。

[1] 中国智能交通协会编. 中国智能交通行业发展年鉴[Z]. 北京: 电子工业出版社, 2011.

[2] OFweek工控网. 2015年中国智能交通的机遇和挑战分析[EB/OL]. http: //gongkong. ofweek. com/2015 - 01/ART - 310010 - 8420 - 28921400. html, 2015 - 01.

[3] 刘小明, 何忠贺. 城市智能交通系统技术发展现状及趋势[J]. 自动化博览, 2015, 32(1): 58 - 60.

[4] Tranbbs. com. 第二届中国智能公交论坛花开厦门[EB/OL]. http: //www.tranbbs. com/news /cnnews/news_106833. shtml, 2013 - 03.

[5] 姜红德. 力推交通大数据[J]. 中国信息化, 2014, (2): 18 - 19.

[6] 中国车联网产业发展分析(第三章)[J]. 货运车辆, 2012, (1): 48 - 58.