智能交通:城市擁堵治理的新路徑

劉 宸

(同濟大學政治與國際關系學院，上海 200092)

改革開放后，中國大城市迅猛發展，城市交通問題日益嚴重。以上海和北京為例:2003年至2012年，上海私家車擁有量增長了6倍，但公路里程僅增長了1倍;北京私家車在這十年間增長了3倍，公路里程僅增長了50%。①城市道路和私家車數量增長的不對稱造成了交通資源的供需不平衡，形成了交通擁堵。

交通擁堵降低了城市的運轉效率，影響了市民的出行質量，也造成了巨大的經濟損失，僅北京每年擁堵所帶來的損失就達到1 056億元。［1］近年來，各地都出臺了多種形式的治堵政策，如:上海通過私車牌照拍賣來抑制私家車數量的過快增長;北京從2013年起實行機動車單雙號限行;杭州實施錯峰限行以限制高峰時段的道路車流。上海、北京和杭州等地還建造地鐵來改善公共交通網絡。上述政策措施增加了交通供給或抑制了交通需求，但城市交通卻陷入了“越治越堵”的困境。政府和學界都在尋找新的擁堵治理路徑。隨著信息技術的不斷成熟，城市公共管理也開始借助技術。信息技術不僅嵌入了政府內部的管理，［2］也逐漸開始被運用于城市交通中，智能交通的概念浮出了水面。智能交通是將先進的信息技術、通訊技術、傳感技術、控制技術以及計算機技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，建立一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確高效的綜合運輸和管理系統。那么，智能交通能否為城市擁堵治理提供新的路徑，與傳統的治堵措施相比，智能交通在治理交通擁堵方面有哪些優勢和功能?本文將關注這些問題。

一、智能交通研究成果述評

1．智能交通的技術

智能交通的實現依托于多種信息技術的運用，如何將通信、計算機、控制和地理信息技術運用于具體的交通管理始終是研究的焦點。趙劍鋒認為，交通管理中信息技術表現在五個方面:道路交通管理信息系統、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、交通路線誘導系統和先進型交通管理系統(ATMS)。［3］李慶印介紹了基于GIS的交通信息處理技術、交通信息采集技術、數據處理的方法和最終交通數據的融合，并且利用這些技術構造了一個交通仿真系統。［4］劉海華等以RFID與SIM卡技術為基礎，結合射頻技術、短時交通流預測方法、路網狀態判別技術以及數據庫技術，實時監控交通流量、車輛信息以及交通狀況。［5］左忠義研究了公交到站時間實時預測信息發布技術，運用GPS、數據庫等技術向乘客客戶端發送目標路線上車輛到站時間的預測信息。［6］

2．智能交通的發展

技術的不斷成熟讓智能交通的產業逐漸繁榮，智能交通也成為了城市基礎設施建設的重點。政府、企業和社會應該如何發展智能交通開始成為學界的焦點。岳建明認為，我國智能交通產業在關鍵技術創新、技術標準和產業鏈整合方面受到制約，未來的發展應該結合國情，在引進國外技術的同時根據各地的情況進行推廣。［7］岳建明等在探討美國、日本和歐洲智能交通產業發展的基礎上，提出未來物聯網技術的推廣將推動中國智能交通的跨越式發展，但產業的發展需要總體規劃的制定、信息孤島的消除、技術標準的統一和產業同盟的構建。［8］高玉榮則通過SWOT分析研究了廣州市智能交通的發展，認為智能交通發展需要跨國合作，大力培育龍頭企業，也要基于價值鏈對于智能交通產業鏈進行整合，實現信息的共享和知識聯盟。［9-10］

3．智能交通和擁堵治理

智能交通的出現為城市擁堵治理提供了新的工具。劉明然介紹了先進的交通信息服務、先進的交通管理系統、先進的公共交通系統、先進的車輛控制系統、電子收費系統、緊急救援系統在緩解城市交通擁堵中的作用。［11］趙蕾則將智能交通視作外延支撐性政策，不僅其本身能緩解擁堵，也為機動車限行和擁堵收費等政策的實施提供了基礎。［12］龔勤等認為，智能信息平臺、全球智能出行規劃和智能交通網絡將改善城市的出行結構，實現低碳交通的發展。［13］在實踐中，智能交通也確實起到了緩解擁堵的作用。北京城市智能交通管理指揮控制系統自2005年投入使用后，機動車平均旅行時間下降了13．38%，快速路的平均車速從 21．69～22．15km/h 提高到了 24．29km/h。［14-15］因此，智能交通被視作緩解城市擁堵的重要對策。［16-18］

總之，智能交通的研究在技術、發展模式上已經取得了頗多成果。但多數文獻側重具體技術緩解擁堵的作用，或只是將智能交通視作緩解擁堵的對策，卻沒有深入分析智能交通怎樣緩解城市擁堵。

二、傳統交通擁堵治理路徑的分析

通常，我們把傳統的交通擁堵治理路徑劃分為增加供給、引導需求和交通管理三類，而調整的難易程度，實施周期和效果的差異決定了各自的優劣。

1．增加交通供給

發展公共交通和加大道路基礎設施的建設增加了交通資源的供給。公共交通占用道路資源少，運輸效率高。同時，公共交通和私家車具有相互替代和競爭的關系。發達的公共交通網絡和相對低廉的出行成本吸引了不少有車族使用公共交通，減少了私家車的使用量，緩解了道路資源的供需不平衡。從一些國際大城市來看，公共交通占整體出行比例的80%以上。在日本東京，地鐵出行甚至占據了出行總量的86%，而小轎車出行僅占11%。通過設置公交車輛的專用道，建設快速公交系統，優化公交網絡，實施公共交通換乘優惠都將提升公共交通的便捷性和舒適性，降低公共交通的價格，從而改善公共交通的服務質量。道路基礎設施的建設則伴隨著城市的發展。在上海，多個路段拓寬了馬路，由四車道變為六車道;中環高架也完成了建造;多條地下隧道連接了城市的繁華地帶。基礎設施的建設增加了道路的供給量，緩解了道路“供不應求”的局面，甚至在部分路段徹底解決了擁堵問題。

從上述分析來看，發展公共交通和加大道路基礎設施建設將從供給方面緩解交通資源的供需失衡。但是，增加交通供給也有著自身的缺陷。無論是優化公交網絡還是拓寬馬路，一旦政策措施確定后調整極其困難，實施的周期也會很長。公交線路和地鐵站點的規劃需要政府、社會和企業的共同協商，既需要考慮市民出行的便捷性，又需要兼顧政府的財政壓力和公交企業的運營狀況。多維的博弈無疑將增加決策的周期和難度。而道路基礎設施一旦建造完成，改變更是不可能，且道路拓寬和建造的過程較長，又加劇了擁堵。

2．引導交通需求

引導交通需求即通過行政手段和經濟杠桿來影響交通參與者對交通方式、時間、地點、路線等的選擇，使時間和空間供需趨于平衡。具體來說，引導交通需求包括車輛擁有控制政策和車輛使用控制政策，前者包括征收車輛稅、車輛定額配給和車輛標準限制，以提高私家車的擁有成本，抑制私家車的擁有量;后者則包括擁堵收費、停車收費和車牌限制通行，盡可能減少私家車的使用。車輛擁有控制政策是當前中國城市緩解擁堵的重要手段，同時，中國的大城市也開始探索車輛使用控制政策。

引導交通需求在公共政策中的優勢明顯，調整容易、實施周期短是其最大的特點。政策措施有著一定的容錯率，政府可以通過政策執行的具體情況，調整政策實施對象、范圍和程度，漸進地優化政策。而且引導交通需求多以行政法規的形式出現，有強制力作為保證，政策一旦落地就會立刻執行，政策見效周期短。但是，引導需求的長期效果并不明顯，政策“紅利”會逐漸消逝。如北京奧運測試賽期間的單雙限行政策將車速從低于20km/h提高至35km/h。［19］但隨著時間推移，私家車數量的增加讓北京重回擁堵。同時，引導需求需要行政強制力來保障，投入執法的人力物力加重了城市管理的負擔。

3．改善交通管理

改善交通管理包括改進交通信號控制，建設自行車慢行系統，有序地進行道路施工，減少車輛和行人的交通違規。盡管改善交通管理調整容易且效果明顯，但其一直都是相對邊緣的治堵方式。究其原因，一方面是中國城市經歷了長時間的發展，已經建立了較為成熟的交通管理體系，可拓展的空間相對有限;另一方面是其見效周期長，如改變行人亂穿馬路需要幾代人的宣傳和教育。

三、智能交通擁堵治理路徑的分析

在交通管理中，盡管可以將上述不同類型的政策組合成“政策包”來取長補短，但交通政策仍然具有靜態性和滯后性，而這正是因為政府和社會難以及時掌握城市交通信息。智能交通改變了信息采集和傳輸的方式，彌補了傳統擁堵治理方式的缺陷，為交通政策的制定和城市規劃提供了支持。

1．智能交通的實施過程

智能交通的實現包含信息的采集、處理和發布三個過程。

智能交通的第一個過程是信息的采集。智能交通是將人—車—路—環境這四個部分通過傳感器聯系起來，也就是說物理世界可以被信息感知，而后將其連接起來，實現智能化，使得人—車—路—環境之間可以實現對話。物理世界的信息采集是智能交通中最為基礎的部分沒有信息的采集，后續的信息處理和決策支持將無從談起。信息的采集依賴傳感器技術，將物理世界的狀況轉化為計算機可以處理的信息。智能交通的信息采集使用固定型交通信息監測、GPS和蜂窩無線三種技術:(1)固定型交通信息監測包括線圈檢測器、視頻檢測器和微波檢測器，能夠實時判斷路網狀況，對于發生異常的路段實行管控，但安裝維護不方便，覆蓋范圍有限，設備安裝維護成本大。(2)GPS可以實現動態的追蹤，精確度高，具有連續性，但數據傳輸成本高，覆蓋范圍有限。(3)蜂窩無線定位因其低成本、高覆蓋率和低精度的特性彌補了前兩者的缺陷。三種技術的互補、共同作用才完成了城市交通數據的采集，避免了監測的盲點。

智能交通的第二個過程是信息的處理，也是智能交通的核心。傳感器所采集的物理世界信息通過通信技術整合，利用計算機對于數據進行處理，即運用先進的數據處理技術，建立模型、預測和分析所獲取的數據，提供決策支持和行動解決方案，對于交通實施動態管理。采集的數據通過數據倉庫實現交通數據的融合，而道路交通管理信息系統能夠實現各個區域間的信息聯網和共享。先進型交通管理系統通過所收集的實時信息，預測和判斷交通擁擠和交通事故的發生地，并通過人工智能的專家系統，分析研究出一系列科學應對的方案。而長時間生成的歷史數據可以輔助交通管理和城市規劃的決策。

智能交通的第三個過程是信息的發布，是將信息采集—處理過程產生的決策用于實際的交通管理中。信息發布面向整個城市的居民但發布的形式存在針對性和多樣性。交通信號控制可以通過強制的方式來減少擁堵路段的車流，實現道路的實時管控。而實時誘導和出行建議信息則可以幫助出行者優化線路，分流擁堵路段的交通需求，減少車輛在道路中的逗留時間，實現道路交通流的合理分配。

2．智能交通的特點

(1)精確性。智能交通，通過固定型交通信息監測、GPS和蜂窩無線技術，來采集人流密度、車流等城市交通信息。多種技術的混合實現了信息采集的互補，既能監測固定道路和路口的車流情況，通過GPS追蹤車輛，也能通過蜂窩無線來了解區域人流，不僅實現了數據的靜態采集，也能對車流、人流的狀況動態采集，更加符合城市交通的運行特點。同時，智能交通中高精度和低精度的數據采集兼具，能準確監控道路車流的行駛速度，也能了解人流的粗略情況。靜—動態和高—低精度信息采集相結合有助于管理者從立體的視角去觀測城市交通狀況，多元的采集過程提高了數據的精確性，避免了城市交通的監測盲點。［20］

(2)高速率。城市交通狀況瞬息萬變，傳統的交通管理模式受困于信息的滯后，而無力解決應急狀況下的交通擁堵。智能交通通過3G移動通信和光纖通信等技術，將道路狀態信息及時傳送給城市管理者，而決策的信息也能傳遞到道路車輛，以引導車輛分流。可見，智能交通系統實現了城市個體和管理者雙向的信息互動，實現了交通的動態管理。

(3)大數據。城市交通狀況數據通過通訊技術匯總到數據庫中，交通管理中的“大數據”由此產生。跨越行政區域限制、信息集成優勢和組合效率、配置交通資源和提升交通預測能力被視作“大數據”治理交通擁堵的優勢所在。［21］實時監測的道路數據可以建立數學模型來輔助決策，提高道路的運行效率和應急管理能力。而長期沉淀的大數據將為城市規劃和交通政策的制定提供支持。通過分析歷史數據，城市管理者將了解市民的出行需求，使交通供給的增加最大程度滿足城市需求。

(4)個性化。市場經濟的出現讓市民的需求開始出現多樣化，尤其是交通領域。私家車、地鐵、公交車、自行車均可供市民選擇;城市的多中心增加了長途出行的比例;時間、費用和舒適性則需要市民在日常出行中取舍。市民的交通需求在交通工具、出行距離和出行目標上都呈現出多樣性。需求的多樣性讓傳統靜態的交通政策無所適從，智能交通則滿足了這一需求。智能交通可以利用大數據來預測交通流量和出行需求，將個性化的誘導信息發送至手機或者GPS客戶端，針對不同需求提供差異化的交通信息服務，提高信息的利用率，引導綠色出行結構。

3．智能交通的功能

(1)減少信息的不對稱。擁堵是道路的供需失衡，這種失衡一定程度上來源于信息的不對稱，部分路段擁堵而部分路段卻車流稀疏智能交通可以采集道路信息，監控實時路況，將誘導信息發送至車輛，合理疏導和調度車流，緩解供需失衡。以美國為例，在現代化智能交通管理系統投入運營后，交通擁堵率降低了20% 。［12］

(2)規劃和政策制定的科學化。智能交通中的“大數據”為城市規劃和交通政策的制定提供了依據。城市管理者分析歷史數據，發現規律，準確判斷交通需求，避免不合理的規劃例如，亂停車的歷史數據可以輔助停車場的規劃。道路規劃和交通政策的制定還可以通過歷史數據進行計算機仿真，優化政策組合，使規劃和政策的制定更為科學化。

(3)提升交通管理水平。通過智能交通進行有效的規劃，應急救援時可以通過信號控制和誘導系統改變車流走向，為救援車輛讓出通道;道路施工則可以根據歷史數據選擇合適的施工時間，減少施工的負面效應。

(4)減少交通事故。城市道路的大車流增加了交通事故的發生概率，交通事故的減少將緩解城市擁堵。車載電子雷達和道路電子雷達都有助于彌補駕車者的錯誤，降低交通事故發生的可能性。在巴西，電子設施安裝在事故多發路段減少了30%交通事故。［22］

(5)提升公共交通服務。智能交通為市民提供了公共交通精確的到站時間和出行線路減少等候時間，提高公共交通的舒適性。因而智能交通在現有公共交通供給狀況下提升了服務質量，吸引更多有車族使用公共交通，優化城市出行結構。

四、結論

事實上，城市交通是一個動態和復雜的系統，道路狀況瞬息萬變，天氣、交通事故等都會影響城市的交通狀況。傳統的擁堵治理路徑難以解決復雜的擁堵問題，智能交通為擁堵治理開辟了新的路徑。信息采集—處理—發布的過程將信息技術和交通管理結合起來，優化了傳統治堵路徑中的政策工具，實現了精確性、高速率、大數據和個性化的特點，形成了動態化的擁堵治理路徑，減少了交通資源的信息不對稱，提升了城市管理水平和公共交通服務，降低了交通事故的發生率，提高了城市規劃和交通政策的科學性。同時，智能交通的用戶群體是城市個體，信息的提供優化了市民的出行方式，改善了出行質量。可見，智能交通兼具公共服務和消費市場的雙重屬性。那么，智能交通的建設和發展應該由政府還是由企業來主導?智能交通應該是免費還是收費服務?公共利益和企業的利益應該如何實現平衡?上述問題有待深入研究。

注釋:①上述數據來源于國家統計局官方網站。

［1］李禾．交通擁堵造成損失有多大?北京年損失超千億［EB/OL］．http://zt-hzrb．hangzhou．com．cn/system/2013/01/10/012277200．shtml．

［2］吳新文．官僚制對電子治理發展的影響分析［J］．哈爾濱學院學報，2013，(1)．

［3］趙劍鋒．論信息技術在交通管理中的應用［J］．黑龍江交通科技，2013，(3)．

［4］李慶印．基于信息技術的交通管理創新機制研究［D］．中國礦業大學，2011．

［5］劉海華，等．基于RFSIM的智能交通系統研究［J］．自動化技術與應用，2013，(1)．

［6］左忠義，汪磊．公交到站時間實時預測信息發布技術研究［J］．交通運輸系統工程與信息，2013，(1)．

［7］岳建明．我國智能交通產業的發展及技術創新模式探討［J］．中國軟科學，2012，(9)．

［8］岳建明，林玳玳．我國智能交通產業與物聯網技術的融合與發展分析［J］．生產力研究，2012，(5)．

［9］高玉榮，謝振東．廣州市智能交通產業發展的SWOT 分析［J］．中國科技論壇，2008，(5)．

［10］高玉榮，謝振東．智能交通產業價值鏈的構成及其整合研究［J］．中國科技論壇，2007，(12)．

［11］劉明然．智能交通系統在交通擁堵治理中的應用分析［A］．第八屆中國智能交通年會論文集［C］．2013．

［12］趙蕾．城市交通擁堵治理:政策比較與借鑒［J］．中國行政管理，2013，(5)．

［13］龔勤，等．低碳交通的發展現狀與對策建議——以杭州市為例［J］．城市發展研究，2013，(2)．

［14］何建偉，曾珍香，李志恒．智能交通系統實施效益的綜合評價研究［J］．交通運輸系統工程與信息2010，(1)．

［15］黃愛玲，劉運鶴，吳月．北京城市智能交通管理系統社會經濟效益評價［J］．交通運輸系統工程與信息，2011，(3)．

［16］林坦．發達國家和地區治理交通擁堵的經驗借鑒與啟示［J］．城市，2011，(9)．

［17］楊向前．民生視域下我國特大型城市交通擁堵問題研究［J］．城市規劃，2012，(1)．

［18］彭軍，王江鋒，王娜．我國大城市交通擁堵成因及治理策略分析［J］．中國科技信息，2011，(16)．

［19］蘇岳龍，等．基于單雙號限行措施的北京市交通需求管理策略分析［J］．交通信息與安全，2009(3)．

［20］趙玉娟．關于大連文化強市建設指標體系研究［J］．大連大學學報，2014，(2)．

［21］岳建明，袁倫渠．智能交通發展中的大數據分析［J］．生產力研究，2013，(6)．

［22］惠婷．基于信息技術的武漢市交通擁堵治理問題研究［D］．華中科技大學，2009．