生態型智能交通的國際視野及啟示

導讀：歐盟、美國和日本在生態型智能交通系統建設方面為世界提供了系列化的經驗。借鑒這種經驗，有助于實現我國建設生態文明城市的發展目標，特別是在智能交通系統的發展戰略、建設內容和技術路徑上，可以更充分地體現公交優先戰略、綠色出行理念，以及公共交通運行的精細化管理，并創建和完善步行、自行車等慢行交通環境，提供多模式交通換乘綜合信息服務。

引言

智能交通系統的發展，提高了交通安全水平，提升了交通運輸管理的效率，緩解了交通擁堵，節省了出行時間，同時也減少了能源消耗和污染排放。隨著機動車保有量的快速增長，小汽車越來越普及，出行距離不斷增加，機動車尾氣排放量不斷升高，道路交通尾氣排放的污染物比例不斷升高，交通已經成為影響空氣質量的重要因素。發達國家早在十年前，已經倡導低碳、綠色交通出行理念，從交通節能減排方面，開展智能交通系統的研究、試驗、示范工程建設，探索可持續的綠色交通發展之路。

一、國外生態型智能交通的成功經驗

（一）歐盟EcoMove項目

EcoMove是歐盟第七框架下的科研示范項目，通過研究基于車車通信、車路通信的協同交通系統，優化駕駛員的駕駛行為，降低汽車的油耗，引導駕駛員選擇最環保的行駛路徑；通過車隊管理系統，為駕駛員提供一個自主學習的駕駛教練系統，指導和鼓勵駕駛員選擇能耗更低的規劃路徑；通過交通管理系統優化交通信號燈的科學配時，提高整個路網車輛的運行效率，減少能耗。這個項目的目標是通過實施EcoMove生態型智能交通系統，提高交通系統的運行效率，減少20%的油耗和CO2排放。

EcoMove包含6個子項目：

1.SP1項目協調和宣傳

2.SP2核心技術集成

開發共同和核心技術用以保證整個項目技術的一致性。主要包括通用通信平臺：浮動車信息、交通管理信息、交通狀態信息通信，及綠色電子交通地圖、生態交通模型、生態交通戰略模型。

3.SP3生態智能駕駛（ecoSmartDriving）

開發面向小汽車駕駛員的生態駕駛解決方案。不合理的駕駛行為是增加汽車油耗的一個重要的因素，通常駕駛員沒有足夠的信息，判斷自己的駕駛行為是否合理，導致駕駛員缺乏節能減排的意識。ecoSmartDriving系統通過整合車載系統信息，包括導航信息、交通管理信息，向小汽車駕駛員提供低能耗的駕駛方案和駕駛路徑，在駕駛員出行前、出行中提供信息，并收集駕駛員出行后的反饋信息。SP3的目的是開發和驗證駕駛員信息系統，為駕駛員提供低能耗的駕駛方案，培養駕駛員的綠色駕駛行為和駕駛意識。

4.SP4生態貨運和物流（ecoFreight Logistics）

開發面向貨運和物流管理的生態駕駛解決方案。貨車油耗是物流和運輸企業最主要的成本之一，通過ecoSmartDriving培訓系統訓練駕駛員，降低貨車10%～15%油耗。

SP4包含三個應用：

（1）生態駕駛教練

為貨車駕駛員在出行前提供駕駛行為優化的模擬駕駛培訓，在出行中為駕駛員提供實時的低能耗的駕駛建議，并檢測駕駛員的駕駛行為，即出行后分析駕駛員的駕駛行為和行車路徑，作為獎勵低能耗駕駛員的依據。

（2）生態物流規劃

結合交通管理信息、駕駛行為數據和物流運輸信息，幫助物流企業找到能耗最低的車輛、駕駛員、拖掛車和行駛路徑的配置方案。

（3）生態貨車導航

根據貨車的特定屬性，包括交通量數據、綠色地圖，為貨車提供能耗最低的行駛路徑。

5.SP5生態交通管理和控制

生態交通管理和控制系統，是通過優化城市交通信息系統，從整個路網的角度，減少車輛的停車次數，緩解城市的交通擁堵。通過信號燈協同控制，平衡個體與集體的車輛運行效率，并為個體駕駛員提供個性化的信息服務。

6.SP6驗證和評價

評價EcoMove項目對駕駛員的駕駛行為、機動性、路網的效率和環境問題的潛在影響，并測算實施該項目的成本收益。[1]

（二）歐盟EasyWay項目

為了能夠加速智能交通系統（ITS）在歐洲的普及，歐盟在歐洲范圍內進行道路交通信息服務的統一設計，讓ITS能夠在歐洲各國間互通有無，形成更高的效益。

EasyWay主要是由2001～2006年所進行的TEMPO（Trans-European Intelligent Transport Systems Projects）項目延伸而來，該計劃是建立連結跨國道路網絡的基礎設施，例如電子收費系統（Electronic Toll Collection System，ETC），而EasyWay則是接續其后在2007～2013年實施的新項目，更注重應用服務的發展。

EasyWay是歐洲各國在交通信息服務、交通管理和貨物運輸物流方面采用兼容統一的ITS技術和服務，它是歐洲范圍道路網最大的ITS合作項目，使將近30個歐洲國家的150個運營商以及相關的合作商多年來共同協作致力于該實際平臺的建設，目前該項目已通過各成員國的認證，正在歐洲范圍內實施。

EasyWay由TEN-T（Trans-European Network for Transport）項目支持，其主要目標是增強安全性、減少擁擠、降低對環境的影響，通過應用共享一致的實時信息、交通管理和貨運物流服務，促進地區及歐洲ITS服務的連續性。在避免擁擠、方便出行和提高機動性方面，EasyWay通過采用可靠的、高質量的交通信息和交通管理系統增加道路網的有效性，其目標是至2020年在歐洲目標路網（TEN）內交通擁擠降低25%；在挽救生命，增強道路安全性方面，EasyWay在國家及歐洲層面具有同一個目標，即通過數據采集和處理、信息發布使道路事件顯著降低，其目標為至2020年在歐洲目標路網（TEN）內致命的和嚴重的傷亡事件降低25%；在減少CO2排放、保護環境方面，廣泛地優化道路設施及其使用，其目標為至2020年在歐洲目標路網（TEN）內CO2排放降低25%。

在發展方向上，歐洲ITS協會提出將道路、車輛、衛星和信息通信系統進行集成，將歐洲各國獨立的系統逐步轉變為車與車、車與路、車與人的合作系統， 實現人和物的移動信息交互。今后幾年計劃實現的服務主要包括：路側緊急呼叫、車內和路側速度提示、通過浮動車和蜂窩電話監測交通狀態、危險貨物車輛和被盜車輛跟蹤等。另外，歐盟十分注重服務，期望在歐盟的框架下，建立一致性的道路交通信息系統。[2]

（三）歐盟CVIS項目

歐洲CVIS（Cooperative Vehicle Infrastructure Systems）項目通過創建一個車輛信息平臺，實現車輛可以直接與路況“對話”。比如，只需要通過一個簡單的紅綠燈、十字路口或者是其他基礎設施上的接受器模塊，就能直接獲得最新路況，了解潛在的危險，為未來可接受即時路況信息奠定基礎。這個項目計劃在德國經過測試后，將會在道路基礎設施中廣泛應用。它有60多個合作者，由歐洲智能交通協會（ERTICO）統籌，從2006年2月開始，其目標是開發出集硬件和軟件于一體的綜合信息平臺，這個平臺運用到車輛和路邊裝置能提高交通管理效率，其中車輛不僅僅局限于私人小汽車，還包括公共交通和商業運輸車輛。地圖數據提供商Navteq作為該項目其中一個主導，將與德國航空航天中心一同開發這種創新的定位平臺，用來解決交通通信問題。而這項新技術將結合幾種不同的定位技術，包括歐洲伽利略衛星導航系統和GPS（全球定位系統），以及WLAN無線局域網、車輛傳感器、基礎設施等技術。

2010年智能車和車路合作系統進入測試，即“i2010智能車輛計劃（i2010 intelligent car initiative）”。在歐洲道路上對1000輛以上安裝了各種智能化車載設備的各品牌汽車進行試驗，測試8種不同的高新技術，通過大量的數據采集來檢驗這些技術安全、效能和舒適的程度，進而研究智能車輛對安全、能源與效率以及社會的影響。智能車輛計劃通過采用一個綜合的歐洲方案，確保各歐盟國家技術的兼容統一和互操作性，支持基于ICT（智能車技術）的研究、開發及其實際應用，支持對更智慧、環保和安全車輛的研究和開發，并促進其市場化。通過廣泛宣傳，使駕駛員和政策制定者意識到智能車輛的好處，幫助駕駛員預防交通事件的發生，并提供路網實時交通信息給駕駛員，優化引擎性能，提高能源利用效率。[3]

（四）巴黎Autolib綠色電動車項目

Autolib項目是法國巴黎的電動汽車租賃項目，于2011年12月開始投入應用。目前Autolib一共有3000輛電動車，在巴黎市一共有1120個充電站和停車場（巴黎市中心城區共有700個停車點，500個在路內、200個在路外，平均每隔300米就有一個充電站）。Autolib項目是基于巴黎2007年成功實施的公共自行車租賃項目Velib bike。Autolib為公眾提供了熱線、手機客戶端、網站等租賃服務手段，并以每半小時作為收費單位，用戶用信用卡來支付。目前Autolib系統已經擁有37，000名使用者，其中13，000名是年用戶，3000輛電動車平均每天被使用2500次。政府希望這項服務未來能替代2萬輛私家車的潛在購買需求，并與軌道交通、地面公交等公共交通系統完美結合。[4]

（五）美國IntelliDrive項目

美國ITS五年發展戰略（2010～2014年），即IntelliDrive戰略，計劃達到如下四個目標：顯著減少高速路上的車輛碰撞及其后果；各種類型的車輛能夠和交通信號燈之間進行通信，以消除不必要的停車等待，有助于以能耗最低的方式駕駛；出行者能獲得所有交通方式和路徑選擇的準確的行程時間信息，以及對其所選出行方式潛在的環境影響；交通管理部門通過獲取數據能準確評估多模式交通系統的性能。IntelliDrive采用一系列的技術及應用，采用無線通信技術為車輛之間，車輛與道路設施之間，車輛、道路設施和用戶無線設備提供互聯；戰略計劃充分利用無線技術，使交通運輸更安全、智慧和綠色，最終有利于民眾的生存；研究計劃的核心聚焦于與車輛互聯的技術、多交通模式ITS應用，以期達到安全，車輛（汽車、公交、卡車和其它車隊）基礎設施和用戶設備之間無線互操作互聯以支持安全性、機動性和環境友好性；研究如何將警告信息有效地傳遞給駕駛員，以增強整體的安全性，減小對駕駛員的干擾。除此之外，五年計劃也支持技術轉讓和全國范圍內的ITS專業知識和技術的開發。[5]

（六）日本Smartway項目

1.三個發展階段

日本是最早研發ITS的國家之一，日本ITS的發展大致經歷了三個發展階段。

第一階段，1996～2004年，為ITS推進實用化階段。1996年相關5省廳提出了關于推進ITS的整體構想，VICS系統是將道路擁擠、交通限制等的道路交通信息即時地向車載導航器發送的系統，從東京地區開始服務，2003年覆蓋全國。VICS系統是目前世界上規模較大、實際使用價值較高的道路交通信息系統之一，是日本一家具有半官方性質的交通信息處理、發布中心。城市道路和高速公路的道路交通堵塞、駕駛車輛行經道路旅行時間、交通事故、道路施工、車速及路線限制、停車誘導等交通實時信息通過道路上設置的檢測裝置分別由警察部門和高速公路管理部門負責提供。第二階段，2004～2010年，為日本ITS普及并為社會作貢獻的階段。為將事故防患于未然，日本開始研究智能公路系統，即通過車輛及道路的各種傳感器實時監測車輛行駛道路周圍環境及車輛狀況的狀態信息，并將這些信息實時提供給駕駛員，在必要的情況下還可對車輛實施強制控制。該階段以Smartway項目綜合應用為標志，其發展目標為：提高安全性；暢通化，減輕環境負荷；提高便利性；促進經濟地區活力。第三階段，2010～2015年，主要是推進大范圍的智能交通信息的綜合傳遞。

2.實現交通社會

日本通過構建包括智能車輛、智能公路、緊急救援系統的Smartway，實現安全、高效、便利、舒適低排放的交通社會。

（1）日本Smartway的提出背景

2004年，ETC用戶達到400多萬（平均利用率超過20%），日本國土交通省考慮以ETC系統為基礎，集成車載導航系統（VICS）和已基本開發成型的安全駕駛系統（ASV），形成新的智能道路系統——Smartway。Smartway于2005年初由政府、企業共同參加的聯合體作為開發聯盟，它提供一個開放共用的基礎平臺，強調基礎設施的共用和車載裝置的一元化；提供與安全有關的信息、提供前方道路狀況、提供大范圍擁堵信息、收費服務（包括高速公路、停車場等），即由一個集成的車載單元提供多種服務，包括導航、安全輔助駕駛、ETC、停車庫收費管理、VICS功能、與因特網的互聯，路邊設施稱為 ITS 服務點，ITS服務點與車載單元之間利用DSRC接口進行高速通信。2009～2010年間，日本全國高速公路設置了1600個ITS服務點，擬在5年內發展1000萬個用戶。[6]

（2）Smartway系統的6項信息服務

①輔助安全駕駛信息服務：通過路側設置的一系列傳感器檢測前方道路轉彎處或視線死角區域是否發生交通阻塞或存在路面障礙物等，并通過車路通信系統向駕駛者提供實時道路信息。

②靜止圖像信息服務：通過閉路電視攝像機采集的前方道路交通狀況信息，以靜止圖像的形式提供給駕駛者，如在隧道入口處可以清楚地了解到出口處的車流情況等。

③浮動車信息采集服務：基于浮動車技術實現實時交通信息的獲取，并通過車路通信系統，連同天氣、路面情況以及高危地段等信息，迅速提供給臨近的車輛。

④道路合并處輔助信息服務：通過專用短程通信（DSRC）天線檢測行駛于主干道上的車輛，當車輛接近道路合并處時，將通過車路通信系統向有關駕駛者發出警示信息。

⑤停車場電子付費服務：通過車路通信系統實現停車場電子付費服務。

⑥寬帶互聯網上網服務：通過車路通信系統實現寬帶互聯網連接服務。

日本在一些城市還推出了綠色地圖，特別標出了適宜慢行交通和步行的通道，方便為本地居民和游人提供綠色出行參考。

二、上海發展生態型智能交通系統的啟示

借鑒發達國家發展生態型智能交通系統的經驗，為了實現上海建設生態文明城市的發展目標，建議上海在智能交通系統的發展戰略、建設內容和技術路徑上，需要作出調整，需要充分體現公共交通優先發展戰略，鼓勵綠色出行，精細化公共交通運行管理，創建和完善步行、自行車等慢行交通環境，提供多模式換乘交通綜合信息服務。為此，提出上海在生態型智能交通系統方面的重點發展領域和建設內容。

（一）完善和優化道路交通信息系統，發展智能道路系統（smart-way）

智能道路系統也可理解為新一代道路交通控制和誘導系統，包括交通信號協調控制、公交信號優先、動態路徑誘導、交通違法監測、交通視頻監視、智慧駕駛服務（Eco-driving）等。建設內容包括，道路交通流多元采集、路側信息發布、動態車載導航、車車和車路協同的車聯網系統，駕駛行為的輔助信息服務系統。在全面感知道路交通狀況的基礎上，提供更加精細化的服務內容，包括交通狀況、交通事件、旅行時間、駕駛速度建議等。

目前上海在道路交通監控和誘導方面投入較大，但是功能上以安全監控、執法、信號控制為主，在車路協同、公交信號優先聯動、駕駛提醒、旅行時間服務等方面，與生態智能交通的發展要求還相差甚遠。從發展趨勢看，今后可以通過CAN總線監測技術，監測駕駛員的駕駛行為數據，包括加速、急剎車信息等，發布給駕駛員，優化駕駛行為，通過車路通信系統與交叉口信息燈控制系統通信，實現車輛的綠波出行，減少在交叉口的等待時間。

（二）全面落實公共交通優先戰略，大力發展智能公交系統（smart-bus）

智能公交系統包括公交企業資源管理、智能公交調度、安全監控和乘客信息服務系統等。在目前基于GPS車載終端的調度監控系統基礎上，充分利用客流采集技術、CAN總線技術、移動互聯網技術等，逐步推進基于時刻表的公交計劃編排、運營、調度，進行準點運行考核和服務水平評價，提供公交時刻表方式的旅客信息服務，推進新型多功能一體化車載終端和無線寬帶移動通訊網絡應用，構建高質量的“公交優先”運行環境和服務系統，為減少自駕車出行和減少社區人均機動車保有量、為構建公交出行為主導方式的綠色交通系統提供技術保障。通過公交線網優化、集群調度、公交專用道監測、公交站點信息服務、公交網站信息服務等信息化手段，提高地面公交運行效率，實現公交快速準點，以全面提高地面公交的吸引力。

目前，上海公交信息化還處在起步階段，以車輛位置、車內和車站視頻監控功能為主，公交信息系統標準化程度低，多方式公共交通換乘信息服務以靜態信息為主，行車計劃編制以經驗為主，離發達國家普遍采用站點時刻表化的運行管理和動態換乘信息服務模式，還有很長的路要走。

同時需要加強公共交通與其他交通方式、道路交通管理系統的信息共享和資源整合。在智能集群化調度模式下，根據道路交通狀況和實時客流信息，許多常態的調度管理工作可以由系統自動完成，實現公交整個網絡運能運力調配和區域公交客流時空分布相匹配，合理配置車輛和人員，提高公交運行效率。[7]

（三）規范停車秩序，開發和應用智能停車系統（smart-parking）

智能停車系統，包括區域停車誘導系統、停車換乘P+R信息系統、停車場（庫）內部誘導、車輛位置查詢、不停車付費和自助繳費系統，以及道路停車咪表和停車費手機支付系統等，構建一個文明、有序、便利、智能的靜態交通環境。

隨著小汽車的快速增長，城市中心區“停車難”的矛盾將日益突顯，需要整治和規范停車秩序，合理分配道路空間，錯時利用和共享停車資源。因此，發展智能停車系統，可以規范和引導車輛停放，減少道路擁堵，節省出行時間，也減少尾氣排放和污染。[8]

（四）大幅度減少道路交通排放，研究和開發交通環境監測與信息服務系統

通過研究公共交通、自駕出行、慢行交通等多種交通出行方式的能耗和碳排放水平，推出符合生態社會建設目標的交通排放評價指標體系，構建交通宏觀和微觀排放模型，分析評價和預測交通排放各項指標，編制“綠色交通地圖（Eco-map）”，開發交通節能減排輔助決策支持系統，提供低碳和環境良好的出行方案建議和交通環境信息發布。

建議開發更低成本的機動車尾氣檢測裝置和道路環境監測設備，對機動車尾氣排放和道路空氣質量進行實時監測。建立交通排放模型和空氣擴散模型，對區域的交通排放進行推算，根據實時交通量和歷史數據模型，計算出不同的區域和路段的機動車尾氣排放量，根據乘客不同的起訖點，提供綠色出行路徑建議。[9]

（五）推進交通信息資源整合和共享，建設交通綜合信息服務系統

上海交通綜合信息平臺框架基本建成，但是目前存在交通數據挖掘和應用不足，交通信息資源整合的廣度和深度有待擴展，交通決策支持功能簡單，出行綜合信息服務精細化不足等問題。因此，在各個專業交通信息系統發展到一定階段后，需要利用云計算、大數據（Big-data）等技術手段，充實和完善交通綜合信息平臺，實現道路、公共交通、航空、鐵路、長途客運、停車、步行、自行車、環境、氣象等信息資源的整合、共享和交換，為出行者提供“一站式”的交通綜合信息服務方式，即網站、移動終端、電話和交通廣播電視等方式的交通綜合信息服務，同時又提供個性化、多模式換乘信息服務內容和基于出行鏈的交通信息服務，獲得出行方案選擇和出行路徑規劃等全過程精細化的信息服務。

（六）積極倡導低碳綠色出行，推廣公共自行車系統

自行車出行是綠色交通方式，在歐洲城市大量推廣使用，取得良好效果，改善了出行環境，減少了機動車出行量，可以節能減排，還有健身、休閑，提升生活品質之功效。浙江杭州、上海閔行和張江等地開展了公共自行車系統的建設、運行和管理。公共自行車系統是一種交通方式的運行系統，也是城市智能交通系統的重要組成部分。公共自行車系統需要利用信息化、智能化的技術手段，構建完善的公共自行車網絡和管理平臺，實現自行車的通借通還，智能配送，做到自行車資源優化調配，實現和公交、軌道等的科學合理銜接。

（七）大力推廣新能源汽車應用，推進建設小汽車共享系統（car sharing）

從交通工具能源使用方式上解決環境污染問題，是交通可持續發展的有效措施。政府需要在政策上扶持新能源汽車產業發展，規劃和建設新能源汽車應用的基礎設施，積極推進能減少環境負荷的低污染、低油耗車輛的研發，采取綜合手段普及推廣新能源技術，以減少交通工具尾氣的排放，改善交通環境。[10]

小汽車共享系統是國外比較流行的一種交通出行方式，雖然本質上還是個體機動車方式，但是由于采用清潔能源和車輛共用，極大地提高了車輛使用效率，節省了能源消耗，減少了尾氣排放，又給本地出行者和外來游客提供了機動化的便利。小汽車共享系統是一種交通運輸系統，更是一種智能交通系統，既采用國際領先的智能卡管理和車輛運行監管技術，又體現國際通行的市場化運作模式，有利于使用新能源汽車，有利于以全新的出行模式詮釋綠色交通的理念。在郊區新城和新型城鎮化的規劃建設方案中，建議規劃布局小汽車共享系統。

參考文獻：

[1]Jan Loewenau， Pei-Shih Dennis Huang. eCoMove Efficient Dynamics Approach to Sustainable CO2 Reduction[M]. 17th ITS world congress，2010.

[2]Soriano， F.R.， Tomas， V.R.Deploying harmonized ITS services in the framework of EasyWay project： Traffic Management Plan for corridors and networks[M]. Telematics and Information Systems （EATIS）， 2012.

[3]KaragiannisGeorgios， AltintasOnur. Vehicular Networking： A Survey and Tutorial on Requirements， Architectures[J]. Challenges， Standards and Solutions， Communications surveys tutorials， 2011， 13（4）.

[4]李忠東.巴黎推出電動汽車租賃服務項目[J].汽車與配件，2012（4）.

[5]Arnaout， G.M.，Khasawneh， M.T.An IntelliDrive application for reducing traffic congestions using agent-based approach[M]. Systems and Information Engineering Design Symposium （SIEDS）， 2010 IEEE.

[6]Kanoshima， H.，Hatakenaka， H. Development of next-generation road services by public and private joint research[M]. ITST， 2008.

[7]上海公交信息服務總體方案研究（2012）[R].上海市城市綜合交通規劃研究所，2012.

[8]上海停車信息化評估和政策研究（2012）[R].上海市城市綜合交通規劃研究所，2012.

[9]上海崇明陳家鎮智能交通系統規劃研究（2012）[R].上海市城市綜合交通規劃研究所，2012.

[10]歐陽明高.我國節能與新能源汽車發展戰略與對策[J].汽車工程，2006，28（4）.

■責任編輯：張 煒