我国智能交通系统的发展现状和趋势

张乐乐　王丽　肖小玲

摘要：我国目前的经济发展十分迅速，私家车的数量增长十分迅猛，给国内的交通系统带来了非常大的压力，堵车和交通事故层出不穷，在这个前提条件下，我们国家的国务院于去年九月联合中共中央颁发了名为《交通强国建设纲要》的一份文件，这份文件首次将智能交通系统（即ITS）写入纲要中，为智能交通系统的发展提供了十分便利的环境。同时，在高新技术飞速发展的今天，大数据、车联网、人工智能以及5G网络等技术已经十分成熟，在今后的发展中将这些技术与智能交通系统相结合，能极大地改善以往系统的不足，使其变得更加先进和成熟。

关键词：智能交通系统;大数据;人工智能;车联网;5G

中图分类号：TP391      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）03-0247-03

由于我们国家经济的飞速发展，国内汽车数量的增长十分迅速，到目前为止，全国汽车数量超过一百万的城市有将近70个，汽车总量接近3亿。庞大的汽车数量带来了很多问题，比如交通事故、交通拥堵、交通违法等事件都较之前有所增加。所以，为了减少这些事件的发生，我国于21世纪初制定了首个智能交通系统体系框架。中共中央于2019年9月联合国务院发布了《交通强国建设纲要》，这是我们国家中共中央首次联合国务院一起印发有关于交通建设相关方面的纲要，这次颁发的刚要充分地说明了交通运输工程在国家发展之路上的地位性以及重要性。其中重要的一点是《交通强国建设纲要》首次将智能交通系统（即ITS）发展过程中的主要内容与新一代基础设施建设、智能化载运工具、人性化的服务系统等建设结合到一起，对新一代通信和信息技术的应用也进行了充分的考虑，《交通强国建设纲要》可以说是给智能交通系统的发展打开了崭新的一页。

1 智能交通系统的概念与组成

1.1智能交通系统的概念

智能交通系统（ITS，Intelligent Traffic Systems）前身为智能车辆道路系统（IVHS，Intelligent Vehicle Highway System），是将各种先进的技术（例如有计算机技术，传感器技术，数据通信技术等）相结合的一种实时、高效并且准确的管控体系，是交通运输综合治理中的一个车辆、人员、道路联系紧密，并且实时、高效、环保的综合系统。此系统加强了行人、道路以及车辆之间的关联，并且可以减轻城市道路表面的交通压力，对于交通安全隐患、尾气排放污染、交通运行效率、节能减排等都有极大的改善。

1.2智能交通系统的组成

智能交通系统通常被认为是一个非常专业而又复杂的综合性系统。我们国家的智能交通系统目前由以下几个子系统组成：

1）先进的交通信息服务系统

一般情况下先进的交通信息服务系统（ATIS，Advanced Traffic Information System）需要依赖一系列可以正常通信的信息传输网络。驾驶员以及行人的实时信息通过被设置在行车或步行环境周围（例如主干道、公交站、停车场以及气象中心等）的各种传感器传送到道路交通信息服务中心，经过汇总处理后投送到各个终端上，以便人们通过这些信息选择适合自己的行车路线或者出行方式，当车辆装备了自动驾驶系统后，行车电脑则可以根據这些信息自动变更路线。

2）先进的交通管理系统

先进的交通管理系统（ATMS，Advanced Transportation Management System）所接受的信息有相当一部分与先进的交通信息服务系统（ATIS）是属于同一来源的，并且这些信息的流向是指挥系统，也就是说这些信息主要是提供给交通管理者用来监控突发的交通事件气象状况和交通环境的。通过使用计算机技术以及车辆检测技术对收集到的信息进行分析，进行诱导信息的发布、交通信号的控制和道路管制，最终改善交通状况，使得交通拥堵减轻或者事故救援车辆可以顺利到达。

3）先进的公共交通系统

大的人员承载量，低廉的价格以及安全便捷的乘车环境一直是公共交通系统的发展目标，为了达成这一目标，先进的公共交通系统（APTS，Advanced Public Transportation System）便应运而生。这一系统主要是通过PC，车站液晶电视或者公交站台提示牌等终端向公众提供车辆位置，车内人员数量等实时信息使乘客可以按需选择，同时也可以使公共车辆调度中心根据这些信息合理安排车辆班次来提高运输效率和服务质量。

4）电子收费系统

电子收费系统（ETC，Electronic Toll Collection）是目前世界上主流的收取过路费以及高速费的系统。与以往的人工收费方式相比，效率可以提高4-5倍。这一系统主要由车内的射频收发系统以及高速公路入口处的收发系统组成，通过这两部分进行数据交换，然后经由网络将数据发送至银行结算系统进行结算，从而达到不停车就能缴纳费用的目的。

5）紧急救援系统

紧急救援系统（EMS，Emergency Medical Service System）这一系统是建立在交通信息服务系统和交通管理系统基础之上的一个提供急救、清障和事故现场处置的特殊救援系统，而通过前两个系统收集到的信息可以为救援车辆快速到达提供有力的帮助。

2 智能交通系统的发展

2.1 智能交通系统的起步

1994年在法国巴黎召开的第一届ITS大会上首次提出了智能交通系统之后，其一直都是国内和国外交通建设与发展的重要内容。在21世纪初，我国还在交通建设的起步时期，进行的基本是基础建设，但是也是在那个时期，汽车逐步进入了我们的家庭中。当时，智能交通系统的发展虽然取得了一定的成绩，但仍然不是我国交通发展建设的重点。我国最早的智能交通系统可以追溯到20世纪80年代，早期只是引进国外的成熟系统进行照搬，并没有自主的知识产权。这一状况直到90年代才有所改变。

2.2 智能交通系统的现状

随着我们国家的经济发展，智能交通系统开始迅速地发展起来。最开始只是研究信号灯控制这类基础的内容，随后几年才将国外的智能交通系统向国内发达城市引进，例如北上广之类的一线城市先后建立了公共交通调度指挥、智能交通指挥中心、高速公路紧急事件管理、交通信息和物流信息共用平台等ITS系统。再往后推几年，随着我国城市化以及工业化进程的加快，一些新一线城市和部分二线城市也紧随其后，建立了道路信息报告系统。同时，国家政策也大力支持了智能交通系统的建设，自“十二五”以来，我国累计投入了数千亿的资金，用来支持智能交通的发展，让智能交通系统在国内的发展突飞猛进，大大改善了国民的出行状况。去年9月，国务院印发了《交通强国建设纲要》，《交通强国建设纲要》中提到要将新兴技术充分利用，以提高发展的质量以及水平。并且对智能交通系统今后的发展进行了部署。这充分表明了智能交通系统对国家交通发展的重要性。《交通强国建设纲要》中还提到了把“智能、平安、绿色、共享交通发展水平明显提高”作为明确的发展目标，到21世纪中期，我国交通智能化，绿色化水平要达到世界先进水平。这是自二十一世纪初以来，我国首次将“智能化”列入国家发展规划或者纲要中，这说明从此以后，智能交通系统进入了国家发展的高层次目标要求中。这对智能交通系统今后的发展提供了相当大的助力，我国的交通发展必将进入世界更先进的行列中。

2.3 智能交通系统的发展趋势

2.3.1人工智能

在过去的几年中，人工智能技术的发展十分迅速，应用层面也十分广泛，但是在智能交通系统中的运用却不是很多。智能交通系统虽然运用了很多先进的技术，但是在复杂的道路人员条件下无法解决所有的问题，其中重要的一点是人的判断力，经验再丰富的人也无法做到完全的理性和及时性，这时候就需要人工智能的辅助。人工智能在智能交通系统中通常用于车辆控制、事故预测以及交通控制等方面。随着科技的发展，人们对车辆的要求愈发提高，厂商在制造车辆的时候加入了各种各样的先进技术来提高车辆的操控以及安全性，人工智能在其中主要被运用于车辆动力分配、导航、驾驶辅助以及自动驾驶等等。但是受到科技水平的限制，这些功能并不完善。在今后的发展中人工智能一定是智能交通系统必不可少的一环。事故预测也是智能交通系统中的重要一环，它能有效降低事故发生的概率，提高乘客以及行人的安全系数。目前的事故预测系统主要都是基于传感器网络的模糊预测，使用人工智能预测的比例很少，现如今的人工智能已经较以往先进很多，使用基于人工智能的事故預测系统一定会使事故发生的概率更加低。所以人工智能的使用会是智能交通系统的发展趋势之一。

2.3.2车联网

物联网作为目前新兴的高新技术，是通过网络将生活中的物体相互连接组成的网络，其中也包括了车辆、信号灯、交通摄像头、传感器等交通系统中重要的组成部分。车联网就是物联网在智能交通系统中的具体体现，其具体作用主要是在车与车、车与设施之间建立联系并进行数据联通和信息交换。通过车联网之间的信息交换与共享，可以让驾驶员了解周边车辆的车速以及位置信息，从而减少交通事故发生的概率。车联网的应用对于减低交通压力、提升环保水平、提高行车安全等级都有较大的帮助，但是由于普及率并不高，所以车联网是未来智能交通发展的一个大的趋势。

去年是5G发展的元年，到了今年5G网络的应用已经非常广泛。得益于5G网络的超低的延迟，超高的带宽，超强的连接能力，使其在智能交通系中被广泛运用，先前由于网络限制无法大面积推广的技术也被广泛运用了，其中的缺点与不足在5G网络的加持下被大大的改善。基于5G网络的车联网系统性能较之前提升非常大，超低的延迟可以使智能交通系统中的传感器近乎实时地提供各种警示信息，使得驾驶员对路况信息的反应更加及时，超高的带宽使得网络容量更高，大量的车辆信息使交通管控系统能更加全面的监控，更方便地进行调度。5G网络使智能交通系统成了一个“人—车—路”一体的，可以实时监控、通信、决策的系统。

2.3.3大数据

在人工智能与车联网的共同作用下，自动驾驶系统变得越来越成熟。车辆行驶过程中车内外的各种传感器会产生大量的数据，这些数据通过车联网汇聚到同一终端，对这些数据（如：车速、车距和路况等）进行分析，为自动驾驶提供支持，以便系统能更加准确的预测车辆行为。车联网产生的大数据往往针对性都很强，包含了很多的用户行为信息，这些信息可以使广告商精准投放广告，广告的收益可以用来更好地支持智能交通系统的发展，为其可持续发展提供更好的保障。由于车联网产生的数据大部分都属于用户隐私信息，而用户隐私在互联网时代越来越受重视，能否提供可靠的隐私保护决定了这个产业是否能够健康稳定的发展。从立法方面和技术层面对用户隐私进行保护势在必行。

3 结语

智能交通系统需要依靠现有的许多先进技术，例如：大数据、车联网、人工智能、5G网络等。国内的这些产业与其他发达国家相比还存在不小的差距，但是在《交通强国建设纲要》颁布后，我国会依托体制优势充分发展智能交通系统。我相信在下一个五年计划到来时，这些先进技术的未来发展会更进一步，会更加快速的推动智能交通系统的发展。使智能交通系统如中国的高铁一样成为中国面向世界的一张名片。

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【通联编辑：梁书】