智能交通系统（ITS）发展与创新

于春全

智能交通系统（ITS）发展与创新

于春全

1　引言

随着城市经济的发展，公众生活水平的提高，车辆大量增加，交通流量迅猛增长，对交通质和量的需求与日俱增。各城市都面临着交通安全、交通拥堵、环境污染、资源制约等巨大的挑战，如何应对已成为各级政府面对的难题和社会广泛关注的热点问题。智能交通系统（ITS）是当今国际交通领域发展的前沿之一，它是高新技术在交通领域集成创新应用的产物。在国际上发展不过十几年的时间，已在许多国家和地区解决交通问题中发挥了明显的作用，引起了包括城市交通运输、交通管理等各方面革命性的变化。我国主要城市近年来ITS发展迅猛，配合着城市交通基础设施建设与发展，ITS在提高交通效率、保障交通安全、缓解交通拥堵、改善环境等方面正发挥着越来越重要的作用。

2　智能交通系统的概念

ITS比较普遍的说法就是将先进的信息系统、传感器技术、数据通信技术、自动控制技术、运筹学、图像分析技术、计算机网络以及人工智能，有效综合运用于整个交通运输和管理。ITS技术首先是从美国和西方发达国家开始研究和发展。发达国家解决交通问题的思路是在其交通基础设施已经基本建设完成的基础上，通过运用智能交通技术来扩大交通容量，优化交通出行，提高运输效率。作为发展中国家，交通基础设施还不完善，在这个前提下，利用最新的ITS技术，通过提高道路的通行能力、挖掘交通设施的潜力，进而提高交通的可靠性、安全性、稳定性、有序化和便利、优化公众出行，特别是移动互联网、超高速的无线网络、云计算、物联网以及大数据等新技术的发展，提升了ITS的发展空间，使ITS成为城市交通乃至整个交通运输业提高能力、水平和效率的主要手段和发展趋势。

3　我国ITS的应用与发展

“十二五”时期，立足国情、运用新技术手段，结合智慧城市建设，构建了具有中国特色的新一代ITS。重点研究和开展的工作：

（1）不断提升交通感知智能化水平，构建网络化的交通状态感知体系，提高交通信息资源的综合利用水平。为了加快物联网技术在交通领域的实际应用，一是突破车路状态感知与交互等关键技术，包括车辆动态组网、状态实时获取、环境智能感知、车路信息交互等一批前沿技术，提升交通运行监测能力和水平；二是在提高交通基础设施承载能力的同时，加快交通基础设施智能化管理升级；三是建设覆盖主要道路、公交场站、高速路口、轨道交通站点、综合运输枢纽的数据传感网络，形成全路网智能监控体系；四是推动地面公交、轨道交通、民航、铁路、交管、气象、消防等部门的信息共享，支撑城市交通智能化协调管理、安全应急指挥和规划决策。

（2）重视面向公众的综合交通信息服务，改善和提高公众出行的智能化服务水平。为满足公众出行多样化、个性化、动态化交通服务需求以及交通应急救援、跨行业综合交通服务需求，一是建立交通数据采集、更新、共享和信息发布制度，明确各相关方在数据质量标准以及信息交换方面的责任和义务；二是建立公益服务与市场化增值服务相结合的交通信息资源开发利用机制，并逐步形成新的装备和营利点；三是应用大数据、云计算、新一代宽带移动通信、泛在网络、智能终端等新技术，大力推进个性化的移动服务发展，让公众“随时随地”享受到交通信息智能服务带来的便利。

（3）建设跨区域、多模式的综合交通电子支付系统。一是建立全国联网电子收费结算体系网络信任平台和国家高速公路联网电子收费清分结算和客户服务体系，实现全国范围跨区域电子不停车收费服务；二是加快交通一卡通跨区域、跨行业的互联互通，实现出行中的便捷支付；三是加快电子不停车收费技术在城市拥堵、停车场等的推广应用，推动公路与城市车辆收费一体化，实现交通需求管理的科学化.未来的目标是：形成跨区域、多模式的综合交通电子支付体系，为公众出行提供智能化的服务。

（4）加快构建绿色交通运输体系。建设资源节约型、环境友好型社会是我国一项长期的战略任务，交通是能源资源消费和温室气体排放的重点领域之一，构建交通运输绿色发展的要求更加迫切。积极采用混合动力汽车、替代燃料车等节能环保型营运车辆，完善公众出行信息服务系统，促进客货运输市场的电子化、网络化，实现信息共享，提高运输效率，降低能源消耗，实现技术性节能减排。

（5）提升交通管理ITS水平。传统的交通管理手段已远不能适应快速发展的交通运输和城市交通管理，而ITS为提升交通管理水平提供了广阔的空间和发展前景。一是建设智能化指挥控制系统。实现集中、高效，反映灵敏的现代化指挥控制，使控制力大大增加，应急快速反应能力大大提高。二是建设适合我国国情的交通信号控制系统。在系统控制战略上实现信号灯集中控制、分级管理、协调联动和智能化管理；在控制模式上实现集中与分散相结合；在控制方式上实现自适应、预配时与感应式相结合；在控制方法上实现常规控制与优先控制（公交优先，特种车优先等）相结合；在控制范围上实现城市道路平面交叉路口与快速路、高速路进出口控制相结合，从而实现提高点、线、面及路网整体通行能力。三是建设新一代交通电视监控系统。随着物联网、云计算技术的不断发展，新一代交通电视监控系统将实时采集和处理城市成千上万个摄像头的数据，每天产生的海量交通数据，基于大数据的智能分析系统，将以往人工参与并监控的交通情况，由云计算平台进行实时处理，从而实现快速甄别、事件排列，为决策和处置提供技术保障。四是建设交通管理辅助决策系统。严重交通拥堵、突发事件、雨雪等恶劣天气条件下的交通状况，通过多年积累的经验和采集到的海量交通数据，经过计算机仿真、优化，制定预案，不仅提供管理者在应急情况发生时使用，而且也可为公众优化出行提供服务。五是建设智能化紧急救援系统。交通指挥中心将交通事故、交通异常等情况，通过先进的信息管理、指挥调度、信号优先等智能交通管理系统，与消防，急救，市政抢险等联动，实现紧急救援；在重大治安和自然灾害发生时，交通管理信息纳入智能城市管理系统综合平台，整合所有救援力量和手段，统筹救援人员和物资，将损失降到最低限度。六是建设智能化交通运输管理系统。依托ITS技术，公共交通运营管理和现代物流运输将实现优化运营组织，提高运输效率，最大限度满足公众需求。

（6）着力构建以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的ITS创新体系。加强智能交通科技产业创新联盟平台的建设，强化企业技术创新主体地位，加强产学研之间的联系与互动，注重协同创新，提高企业技术集成能力。加大研发投入，特别是对中试环节的支持，促进从研究开发到产业化的有机衔接，加快科研成果转化和技术转移。推进技术标准制修订，积极参与智能交通国际标准化工作，促进标准化质量与应用水平的提高。充分利用国际科技资源，扩大智能交通科技开放合作。加大对知识产权的保护力度。

4　国际ITS的新动向

回顾近几届ITS世界大会的热点，观察国际ITS的新动向。

2013年第二十届ITS世界大会突出了未来智慧交通框架，特别是大数据在车辆数据管理系统（VDMS）、交通数据管理系统（TDMS）、能源数据管理系统（EDMS）方面的应用。

2014第二十一届ITS世界大会集中在移动互联交通+自动驾驶；关注的目标是安全、便捷、舒适、环保；支撑的技术是新一代通信技术（Nextgeneration telematics）、能源管理（Energy management）、协同式智能交通系统（CooperativeITS，C-ITS）、新型城市交通系统（New urban transportation system）等。

2015第二十二届ITS世界大会在智能汽车+交通系统效能提升方面推出了空间技术、高精度定位的应用；合作式ITS、多模式交通的发展、城市趋势驱动ITS变化；可持续、大数据和开放数据的推动以及自动化道路、自动化管理、自动驾驶的前景。

纵观国际上ITS发展的方向，可以看出重点在以下几个方面：

（1）低碳出行，绿色交通，已经成为关注的重点。

（2）车路和车车智能协同系统，引领技术发展方向，且有很大的发展空间。当前，国际上自动驾驶技术发展迅猛，主要体现在：一是自动驾驶已接近实用；二是汽车产业和信息产业两路并行；三是自动驾驶的法规进入讨论的制定阶段；四是发达国家普遍进行场地和道路测试；五是信息安全成为重要议题；六是美欧日开展多项自动驾驶项目，并作出详细部署；七是互联、辅助系统、驾驶机器人协同推进；八是自主驾驶另辟蹊径，从形式、技术构成和应用等方面颠覆了传统汽车和运输工具，创新驱动迅速形成产品，在特定区域应用，避开法规约束。

（3）交通基础设施智能管理，将为交通安全提供技术支撑。

（4）依托移动互联网、智能终端的智能化交通信息服务，将实现面向个人、大众实现无处不在的智能交通。

（5）重视支持多种运输系统，交通枢纽协调运行和控制技术的研发和应用。

（6）关注交通信息服务方式和商业模式的创新。

5　我国ITS创新与应用发展趋势

智能交通系统作为交通现代化建设的重要内容，“十三五”期间仍将是我国交通科技领域重点支持和发展的战略方向。针对“一带一路”、“京津冀协同发展”、“长江经济带”等国家战略对交通运输提出的重大需求，以解决我国综合运输效能低下、公众出行不便、交通安全态势严峻、交通能耗高、交通服务水平落后等迫切问题为导向，面向应用需求，继往开来，创新引领和推动智能交通的持续发展，是我国智能交通行业未来发展的主要思路。

展望智能交通未来的发展趋势，主要有以下几个方面：综合交通智能化协同与服务；交通运输系统安全运行智能化保障；合作式智能交通和自动驾驶将成为智能交通的重点；智能交通的特殊要求推动信息技术发展；智能交通系统技术体系和标准化体系的完善；智能交通产业生态圈的跨界融合。

ITS创新发展将会在“十三五”乃至更长的时间发挥重要的支撑保障作用。重点是：

（1）理论创新。重点围绕交通复杂系统自组织运行理论体系开展研究。一是智能汽车，多智能体组成的复杂巨系统自组织运行；二是车路协同系统从部分受控到全面智能控制；三是互联网+便捷交通，促进出行模式多元化、需求和偏好驱动的网络化自调节系统；四是实现智能移动互联，人、车、路、物、环境等要素的综合优化；五是加强基于复杂系统理论对交通系统的研究、交通信息物理系统的研究、交通社会物理学问题的研究；六是完善智慧交通顶层设计等。

（2）技术创新。以交通运营与管理的智能化管控与协同服务为重点，突出交通运行态势精确感知与智能化调控、综合交通枢纽智能化与协同服务、多方式交通协同运行与一体化服务、数据驱动的交通控制优化、运行态势智能化分析、载运工具智能化与人车路协同控制、智能运输与便捷高效物流、主动式交通安全保障与交通应急联等方面的技术创新。

（3）服务创新。以需求为导向，强调主动安全，个性化、精细化、智能化服务；围绕效率（快速导航、解决拥堵、运力提升），安全（主动安全、应急救治、运输安全），智能（智能服务、智能避险、自动驾驶），网联（车车沟通、人车沟通、车路沟通），享受（影音娱乐、移动办公、绿色环保），强化服务创新。

（4）模式创新。突出跨界融合，集成创新，协同创新。基于交通信息化和智能化，以精细、准确、完善和智能的服务要求，加速交通生态圈跨界融合；汽车智能服务依托大数据运行平台与行车实时数据监测——行车地图导航、紧急救援呼叫、汽车保养提醒、天气预报提醒、保险理赔服务、影音娱乐服务、在线网络服务、远程医疗救助、自动定位报警等——个开展集成创新，协同创新。

（5）创新技术应用重点

⊙交通信息感知与交互，如车辆电子标识、高清视频、移动终端、可靠交互等。

⊙新一代交通控制系统，如智能终端、一体化、互联互通、协同控制等。

⊙交通状态智能解析与智能处置，如大数据分析、云平台、行为辨识与态势解析、应急联动等。

⊙基于移动互联的交通运营与服务，如移动互联、众筹、分享、免费、信息安全等。

⊙车路协同/智能驾驶/智能汽车，如车车通信、车路通信、主动安全、高精度定位和环境感知、自动驾驶等。

⊙车联网/互联网汽车，如TSP（内容服务提供商，为通过内置在汽车、航空、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、交换文字、语音等信息的互联网技术而提供信息的服务系统。简单的说就通过无线网络将车辆接入互联网，为车主提供驾驶、生活所必需的各种信息。）、交互式信息服务、生态驾驶等。

⊙电子支付，如联网收费、一卡通、跨行业、跨区域安全支付等。

⊙出行一体化协同服务，如区域交通一体化、服务走廊、智能化枢纽、智能停车等。

⊙智慧物流，如多式联运、快捷接驳、智能配送、动态跟踪等。

⊙绿色可持续，如新能源汽车、节能减排、公交优先、慢行交通系统等。

6　结束语

ITS是通信、计算机和控制技术在交通运输领域集成应用的产物，而信息技术和智能化技术的发展也必将极大地推动着ITS技术的发展。同时，ITS的开发和应用也将为新一代宽带移动通信、云计算、泛在网络、智能终端等高新技术率先提供应用环境，并为其提供广阔的市场空间。我国智能交通系统发展，将在自主创新的同时，积极借鉴国际智能交通领域的成功经验，开展广泛的国际合作交流。相信通过不懈努力，智能交通将会更快速地发展，为公众提供更加便捷、高效、绿色、安全的出行环境，创造更加美好的生活！■

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.09.007

U49，TN915

A

1672-7274（2016）09-0024-04