我國智能交通系統的發展現狀和趨勢

張樂樂　王麗　肖小玲

摘要：我國目前的經濟發展十分迅速，私家車的數量增長十分迅猛，給國內的交通系統帶來了非常大的壓力，堵車和交通事故層出不窮，在這個前提條件下，我們國家的國務院于去年九月聯合中共中央頒發了名為《交通強國建設綱要》的一份文件，這份文件首次將智能交通系統（即ITS）寫入綱要中，為智能交通系統的發展提供了十分便利的環境。同時，在高新技術飛速發展的今天，大數據、車聯網、人工智能以及5G網絡等技術已經十分成熟，在今后的發展中將這些技術與智能交通系統相結合，能極大地改善以往系統的不足，使其變得更加先進和成熟。

關鍵詞：智能交通系統;大數據;人工智能;車聯網;5G

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）03-0247-03

由于我們國家經濟的飛速發展，國內汽車數量的增長十分迅速，到目前為止，全國汽車數量超過一百萬的城市有將近70個，汽車總量接近3億。龐大的汽車數量帶來了很多問題，比如交通事故、交通擁堵、交通違法等事件都較之前有所增加。所以，為了減少這些事件的發生，我國于21世紀初制定了首個智能交通系統體系框架。中共中央于2019年9月聯合國務院發布了《交通強國建設綱要》，這是我們國家中共中央首次聯合國務院一起印發有關于交通建設相關方面的綱要，這次頒發的剛要充分地說明了交通運輸工程在國家發展之路上的地位性以及重要性。其中重要的一點是《交通強國建設綱要》首次將智能交通系統（即ITS）發展過程中的主要內容與新一代基礎設施建設、智能化載運工具、人性化的服務系統等建設結合到一起，對新一代通信和信息技術的應用也進行了充分的考慮，《交通強國建設綱要》可以說是給智能交通系統的發展打開了嶄新的一頁。

1 智能交通系統的概念與組成

1.1智能交通系統的概念

智能交通系統（ITS，Intelligent Traffic Systems）前身為智能車輛道路系統（IVHS，Intelligent Vehicle Highway System），是將各種先進的技術（例如有計算機技術，傳感器技術，數據通信技術等）相結合的一種實時、高效并且準確的管控體系，是交通運輸綜合治理中的一個車輛、人員、道路聯系緊密，并且實時、高效、環保的綜合系統。此系統加強了行人、道路以及車輛之間的關聯，并且可以減輕城市道路表面的交通壓力，對于交通安全隱患、尾氣排放污染、交通運行效率、節能減排等都有極大的改善。

1.2智能交通系統的組成

智能交通系統通常被認為是一個非常專業而又復雜的綜合性系統。我們國家的智能交通系統目前由以下幾個子系統組成：

1）先進的交通信息服務系統

一般情況下先進的交通信息服務系統（ATIS，Advanced Traffic Information System）需要依賴一系列可以正常通信的信息傳輸網絡。駕駛員以及行人的實時信息通過被設置在行車或步行環境周圍（例如主干道、公交站、停車場以及氣象中心等）的各種傳感器傳送到道路交通信息服務中心，經過匯總處理后投送到各個終端上，以便人們通過這些信息選擇適合自己的行車路線或者出行方式，當車輛裝備了自動駕駛系統后，行車電腦則可以根據這些信息自動變更路線。

2）先進的交通管理系統

先進的交通管理系統（ATMS，Advanced Transportation Management System）所接受的信息有相當一部分與先進的交通信息服務系統（ATIS）是屬于同一來源的，并且這些信息的流向是指揮系統，也就是說這些信息主要是提供給交通管理者用來監控突發的交通事件氣象狀況和交通環境的。通過使用計算機技術以及車輛檢測技術對收集到的信息進行分析，進行誘導信息的發布、交通信號的控制和道路管制，最終改善交通狀況，使得交通擁堵減輕或者事故救援車輛可以順利到達。

3）先進的公共交通系統

大的人員承載量，低廉的價格以及安全便捷的乘車環境一直是公共交通系統的發展目標，為了達成這一目標，先進的公共交通系統（APTS，Advanced Public Transportation System）便應運而生。這一系統主要是通過PC，車站液晶電視或者公交站臺提示牌等終端向公眾提供車輛位置，車內人員數量等實時信息使乘客可以按需選擇，同時也可以使公共車輛調度中心根據這些信息合理安排車輛班次來提高運輸效率和服務質量。

4）電子收費系統

電子收費系統（ETC，Electronic Toll Collection）是目前世界上主流的收取過路費以及高速費的系統。與以往的人工收費方式相比，效率可以提高4-5倍。這一系統主要由車內的射頻收發系統以及高速公路入口處的收發系統組成，通過這兩部分進行數據交換，然后經由網絡將數據發送至銀行結算系統進行結算，從而達到不停車就能繳納費用的目的。

5）緊急救援系統

緊急救援系統（EMS，Emergency Medical Service System）這一系統是建立在交通信息服務系統和交通管理系統基礎之上的一個提供急救、清障和事故現場處置的特殊救援系統，而通過前兩個系統收集到的信息可以為救援車輛快速到達提供有力的幫助。

2 智能交通系統的發展

2.1 智能交通系統的起步

1994年在法國巴黎召開的第一屆ITS大會上首次提出了智能交通系統之后，其一直都是國內和國外交通建設與發展的重要內容。在21世紀初，我國還在交通建設的起步時期，進行的基本是基礎建設，但是也是在那個時期，汽車逐步進入了我們的家庭中。當時，智能交通系統的發展雖然取得了一定的成績，但仍然不是我國交通發展建設的重點。我國最早的智能交通系統可以追溯到20世紀80年代，早期只是引進國外的成熟系統進行照搬，并沒有自主的知識產權。這一狀況直到90年代才有所改變。

2.2 智能交通系統的現狀

隨著我們國家的經濟發展，智能交通系統開始迅速地發展起來。最開始只是研究信號燈控制這類基礎的內容，隨后幾年才將國外的智能交通系統向國內發達城市引進，例如北上廣之類的一線城市先后建立了公共交通調度指揮、智能交通指揮中心、高速公路緊急事件管理、交通信息和物流信息共用平臺等ITS系統。再往后推幾年，隨著我國城市化以及工業化進程的加快，一些新一線城市和部分二線城市也緊隨其后，建立了道路信息報告系統。同時，國家政策也大力支持了智能交通系統的建設，自“十二五”以來，我國累計投入了數千億的資金，用來支持智能交通的發展，讓智能交通系統在國內的發展突飛猛進，大大改善了國民的出行狀況。去年9月，國務院印發了《交通強國建設綱要》，《交通強國建設綱要》中提到要將新興技術充分利用，以提高發展的質量以及水平。并且對智能交通系統今后的發展進行了部署。這充分表明了智能交通系統對國家交通發展的重要性。《交通強國建設綱要》中還提到了把“智能、平安、綠色、共享交通發展水平明顯提高”作為明確的發展目標，到21世紀中期，我國交通智能化，綠色化水平要達到世界先進水平。這是自二十一世紀初以來，我國首次將“智能化”列入國家發展規劃或者綱要中，這說明從此以后，智能交通系統進入了國家發展的高層次目標要求中。這對智能交通系統今后的發展提供了相當大的助力，我國的交通發展必將進入世界更先進的行列中。

2.3 智能交通系統的發展趨勢

2.3.1人工智能

在過去的幾年中，人工智能技術的發展十分迅速，應用層面也十分廣泛，但是在智能交通系統中的運用卻不是很多。智能交通系統雖然運用了很多先進的技術，但是在復雜的道路人員條件下無法解決所有的問題，其中重要的一點是人的判斷力，經驗再豐富的人也無法做到完全的理性和及時性，這時候就需要人工智能的輔助。人工智能在智能交通系統中通常用于車輛控制、事故預測以及交通控制等方面。隨著科技的發展，人們對車輛的要求愈發提高，廠商在制造車輛的時候加入了各種各樣的先進技術來提高車輛的操控以及安全性，人工智能在其中主要被運用于車輛動力分配、導航、駕駛輔助以及自動駕駛等等。但是受到科技水平的限制，這些功能并不完善。在今后的發展中人工智能一定是智能交通系統必不可少的一環。事故預測也是智能交通系統中的重要一環，它能有效降低事故發生的概率，提高乘客以及行人的安全系數。目前的事故預測系統主要都是基于傳感器網絡的模糊預測，使用人工智能預測的比例很少，現如今的人工智能已經較以往先進很多，使用基于人工智能的事故預測系統一定會使事故發生的概率更加低。所以人工智能的使用會是智能交通系統的發展趨勢之一。

2.3.2車聯網

物聯網作為目前新興的高新技術，是通過網絡將生活中的物體相互連接組成的網絡，其中也包括了車輛、信號燈、交通攝像頭、傳感器等交通系統中重要的組成部分。車聯網就是物聯網在智能交通系統中的具體體現，其具體作用主要是在車與車、車與設施之間建立聯系并進行數據聯通和信息交換。通過車聯網之間的信息交換與共享，可以讓駕駛員了解周邊車輛的車速以及位置信息，從而減少交通事故發生的概率。車聯網的應用對于減低交通壓力、提升環保水平、提高行車安全等級都有較大的幫助，但是由于普及率并不高，所以車聯網是未來智能交通發展的一個大的趨勢。

去年是5G發展的元年，到了今年5G網絡的應用已經非常廣泛。得益于5G網絡的超低的延遲，超高的帶寬，超強的連接能力，使其在智能交通系中被廣泛運用，先前由于網絡限制無法大面積推廣的技術也被廣泛運用了，其中的缺點與不足在5G網絡的加持下被大大的改善。基于5G網絡的車聯網系統性能較之前提升非常大，超低的延遲可以使智能交通系統中的傳感器近乎實時地提供各種警示信息，使得駕駛員對路況信息的反應更加及時，超高的帶寬使得網絡容量更高，大量的車輛信息使交通管控系統能更加全面的監控，更方便地進行調度。5G網絡使智能交通系統成了一個“人—車—路”一體的，可以實時監控、通信、決策的系統。

2.3.3大數據

在人工智能與車聯網的共同作用下，自動駕駛系統變得越來越成熟。車輛行駛過程中車內外的各種傳感器會產生大量的數據，這些數據通過車聯網匯聚到同一終端，對這些數據（如：車速、車距和路況等）進行分析，為自動駕駛提供支持，以便系統能更加準確的預測車輛行為。車聯網產生的大數據往往針對性都很強，包含了很多的用戶行為信息，這些信息可以使廣告商精準投放廣告，廣告的收益可以用來更好地支持智能交通系統的發展，為其可持續發展提供更好的保障。由于車聯網產生的數據大部分都屬于用戶隱私信息，而用戶隱私在互聯網時代越來越受重視，能否提供可靠的隱私保護決定了這個產業是否能夠健康穩定的發展。從立法方面和技術層面對用戶隱私進行保護勢在必行。

3 結語

智能交通系統需要依靠現有的許多先進技術，例如：大數據、車聯網、人工智能、5G網絡等。國內的這些產業與其他發達國家相比還存在不小的差距，但是在《交通強國建設綱要》頒布后，我國會依托體制優勢充分發展智能交通系統。我相信在下一個五年計劃到來時，這些先進技術的未來發展會更進一步，會更加快速的推動智能交通系統的發展。使智能交通系統如中國的高鐵一樣成為中國面向世界的一張名片。

參考文獻：

[1] 趙娜，袁家斌，徐晗.智能交通系統綜述[J].計算機科學，2014，14（11）：7-11.

[2] 劉宗巍，匡旭，趙福全.中國車聯網產業發展現狀、瓶頸及應對策略[J].科技管理研究，2016，36（4）：121-127.

[3] 張任，謝楊.智能交通系統在中國的發展趨勢與前景[J].科技視界，2013（7）：32-33.

[4] 陳曉博.發展自動駕駛汽車的挑戰和前景展望[J].綜合運輸，2016，38（11）：9-13.

[5] 陳娜，王備戰.淺談人工智能技術在城市智慧交通領域中的應用[J].產業與科技論壇，2019，18（14）：44-45.

[6] 張娜，劉康.人工智能技術在城市智能交通方面的應用[J].中國房地產業2019（5）：6.

[7] 王宏武.5G技術在智慧城市部署中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（09）：18.

[8] 王笑京.《交通強國建設綱要》為智能交通系統發展開創新紀元——學習《交通強國建設綱要》的初步體會[J].中國交通信息化，2019（10）：18-22.

【通聯編輯：梁書】