智能交通系統的研究現狀及發展趨勢分析

楊博文

（廣東 廣州 510530）

智能交通系統（Intelligent Transportation System ITS），指的是在較完善的傳統交通系統基礎之上，通過整合現代化的信息技術、通信技術、傳感技術等高新技術，而形成的一種綜合性的運輸管理系統。其最大特點就是將智能化系統與傳統的交通運輸行業進行融合，利用現代的通信技術及大數據、云計算、人工智能等智能分析方法，對現有的交通狀況進行實時感知并同步進行優化調整，改善城市道路擁擠的現狀，最大限度地提升城市道路的使用效率，保障人們出行安全。

為了緩解目前道路擁堵的情況，需要我們研究并發展我國的智能交通運輸系統（ITS）來提高現有道路的利用效率，這已成為未來交通運輸的發展方向。

1 智能交通系統的研究現狀

1.1 智能交通系統的發展歷程

美國從上世紀60年代開始著眼于智能交通系統的研究。在隨后幾十年的發展中，美國創立了電子路徑導向系統并開展了道路系統研究。在1991年，美國智能交通系統協會正式提出了智能交通系統(ITS)的概念。隨后在車路一體化項目基礎上對車路協同控制進行深入研究，通過實時監測、收集并分析各種交通流運行數據，對道路情況進行預測，制訂最佳應變措施，有效緩解了美國交通擁堵的問題。

日本的ITS發展始于20世紀70年代，在此期間開展了動態路徑誘導系統試驗。日本于1994年成立了日本道路交通車輛智能化促進協會，推動其ITS的發展。近幾年來，日本主要圍繞車路協調開展研究，加強了無線通信技術在ITS領域的應用，并開展了交通對象協同式安全控制技術研究。目前日本的ITS研究與應用開發主要圍繞車輛信息與通信系統、不停車收費系統、先進道路支援系統來開展。為推廣應用ITS的研究成果，日本還先后制定了Smartway（智能道路）計劃和Smartcar ASV（Advanced Safety Vehicle，先進安全型汽車）計劃，目的是創造綜合ITS技術的高效、安全的通行環境。

歐洲從20世紀70年代開始研究道路交通通信技術。在80年代中后期，歐洲開展了車輛安全道路結構計劃、高效安全交通系統計劃的研究。歐洲道路交通通信技術應用促進組織于1991年成立，用以促進歐盟與相關企業之間合作，從而共同推動ITS在歐洲的發展。歐盟委員會于2016年通過了“歐洲合作式智能交通系統戰略”，目標是到2019年在歐盟國家道路上大規模配置合作式智能交通系統，實現汽車與汽車之間、汽車與道路設施之間的“智能溝通”。

我國的智能交通系統研究目前已有不錯的成果。20世紀90年代開始，我國學者開始積極推動我國的ITS研究與國際先進水平接軌。“十五”期間，智能交通運輸被納入“863計劃”；“十一五”期間我國成立了中國智能交通協會，并選擇了“北上廣”等11個特大型城市開展智能交通系統的試點，目前取得了不錯的進展。近些年，智能交通系統建設進入快速發展時期，截止到2016年3月，全國電子不停車收費系統（ETC）覆蓋范圍達到了12萬公里高速公路，覆蓋范圍達聯網省份的90%以上。

1.2 智能交通系統的組成部分及各自特點

ITS從20世紀60年代開始研究，至今已有一定的成果。目前ITS主要由交通信息采集與管理系統、交通運輸智能化系統、電子收費系統組成。

（1）交通信息采集與管理系統。通過預先設置在道路、車輛、站點等地的傳感器等設備，向各地區的智能交通指揮中心反映實時交通狀況。各指揮中心在收集傳感器信息之后對信息進行發布，利用信號燈實施動態調整、管制，引導車輛避開擁堵路段，保障城市交通網絡的高效運轉。

（2）交通運輸智能化系統。通過后臺信息中心，將運力資源與需求進行最大程度的匹配，提高道路運輸效率，例如有效匹配貨物與車輛，減少貨車空駛；利用乘客刷卡數據，對公交車進行智能調度分配等。

（3）電子收費系統。使用者通過購買電子收費裝置并對其中通行卡預存部分費用，在通過收費站時車道上的讀取設備與車上的卡建立實時通信，在用戶預存款中將路橋費扣除。研究表明，ETC系統使用可以將車輛的通行效率提升3倍到5倍，有利于減輕收費站前大排長龍的現狀。

2 智能交通所面臨的問題

2.1 交通信息利用不充分

車流量大、路網復雜、路面立體是城市交通的主要特點。目前智能交通系統主要問題有數據多效果少、單點強全局弱。比如一個城市全部攝像頭記錄的視頻數據量相當于1000億張圖片，海量視頻數據都在“沉睡”，大量數據在規劃決策層面上的智能化應用鮮有成功案例，無法為城市智慧交通的規劃發展提供更有效的參考依據。

2.2 交通基礎設施不夠完善

完善的交通基礎設施是智能交通系統發揮作用的前提條件，沒有完善的交通基礎設施，則無法實現智能交通系統的建設目標。當前，我國交通基礎設施短缺，許多城市還處于城市交通網不完善的階段，另一方面也存在當前交通設施利用率低，管理落后的問題。

2.3 缺乏核心關鍵技術

缺乏核心關鍵技術是影響我國智能交通系統發展的主要問題。目前國內智能交通高端市場許多是國外品牌，核心關鍵技術及設備主要依賴從國外進口。缺乏核心技術不僅使產業在發展過程中不斷付出昂貴的技術使用成本。

3 智能交通系統發展趨勢的預測

3.1 構建智慧交通平臺

城市進入大數據時代，智能交通系統的發展目標應是充分利用互聯網、移動互聯、物聯網等新一代信息技術，通過高新技術和設備的使用，對道路實時使用情況、天氣情況以及路面通行的車輛情況進行實時監控、及時獲取并分析，實現對危險情況的主動預警和事件的快速響應，為交通管理部門改善交通狀況提供參考，為城市智慧交通的規劃發展提供參考依據。

3.2 智能系統與基礎建設協同發展

智能交通系統充分發揮作用需要智能系統與基礎設施的協同工作。對于城市交通基礎設施不夠完善的城市，首先應該大力開展交通基礎設施建設，并提前布局后期即將引入的智能系統。對于一些基礎設施較為完善的城市，應重點聚焦提升交通設施利用率，積極引入智能交通系統，提升設施的管理效率。

3.3 大力推進我國智能交通系統核心關鍵技術的研發

對當前智能交通系統發展不足的問題，應在學習國外先進技術的情況下，結合我國道路交通的實際情況以及國家經濟的基本國情，研發符合我國國情發展的智能交通系統，避免盲目照搬國外技術。同時鼓勵科研機構開發自主知識產權的產品，打破對國外產品的依賴。

4 結語

ITS是信息化時代傳統交通運輸行業與新興的計算機技術、人工智能、通信技術的一次大融合。實現我國交通運輸現代化，需要堅持發展好智能交通。ITS對于我國加快城鎮化建設，提高道路通行效率，緩解交通擁堵大有益處。同時，要讓ITS與交通環境主動適應，努力推動我國交通運輸行業發展。