中國智能交通發展歷程
——ITS初體驗

文/圖 國家智能交通系統研究中心首席科學家 王笑京

從1993年智能交通系統（Intelligent Transport System，簡稱ITS）這個名詞出現，國內外對智能交通系統的開發已經進行了20多年。當前，智能交通既是交通運輸領域前沿科技的代表之一，又是交通現代化的標志。

國際智能交通系統歷史沿革

根據目前找到的資料，智能交通系統（ITS）這一名稱是1993年春季在美國召開的智能車路系統（Intelligent Vehicle Highway System，IVHS）年會上由各國專家確定的，第一屆智能交通世界大會（The First World Congress on ITS）于1994年11月在法國巴黎召開，自此ITS正式成為國際交通界、產業界和科技界的一個專有名詞。

根據國際道路協會（PIARC）智能交通系統手冊介紹，許多ITS技術起源于為道路交通所開發的城市交通信號控制系統、高速公路監控系統和電子不停車收費系統（ETC）、交通信息服務系統、汽車電子控制系統。利用計算機控制交通信號（紅綠燈）的早期試驗可追朔到1952年美國科羅拉多州丹佛城所采用的模擬電子計算機交通信號控制系統。應用數字計算機的典型交通信號控制系統有：1963年開發的悉尼協調自適應交通系統（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System，簡稱SCATS）和1979年投入應用的分離式周期相位優化技術系統（Split，Cycle and Offset Optimization Technique，簡稱SCOOT）。

高速公路監控系統早期有1961年在美國建立的高速公路閉路電視監視系統（Closed Circuit TV Traffic Monitoring）和1980年在加拿大401高速公路上建立的高速公路管理系統（Freeways Traffic Management）。

電子不停車收費系統也是在20世紀80年代開始研究和應用的，如1987年挪威奧勒松開通的世界上第一個有ETC的道路收費站，以及1989年美國達拉斯的北收費高速（North Toll Way）和1993年香港的快易通（Autotoll）。

20世紀50年代美國通用汽車開發的自動駕駛概念車Firebird 2

根據歐盟委員會、美國運輸部和日本建設省在20世紀90年代公布的一系列政府文件，20世紀80年代中期到90年代初有一系列重要的研究和開發項目實施，具有代表性的包括：歐洲的高效和安全交通計劃（PROMETHEUS）、歐洲汽車安全和專用道路設施（DRIVE I&II）；日本的路車通信系統（RACS）、先進的交通信息和通信系統（AMTICS）、先進的道路運輸系統（ARTS）、超級智能車輛系統（SSVS）、先進安全汽車（ASV），以及車輛信息和通信系統（VICS——動態車載導航系統）；美國1986 年在加州開展的研發項目PATH（The California Partners for Advanced Transit and Highways Program），1988 年在聯邦公路局（FH WA）建議下開展的先進道路交通系統研究（Mobility 2000）。特別值得一提的是，在Mobility 2000研究中提出了智能車路系統（IVHS）的概念和初步內容，并被1991年美國綜合地面運輸效率法案（ISTEA）采納。

隨著研究的深入和項目的增加，國際交流也大大增加。專家學者發現，對于同一類技術研究和問題分析，各自的提法和用詞都不一樣，對于在交通運輸系統中應用電子信息技術形成的先進交通系統也沒有一個統一名詞。根據1993年在美國召開的IVHS協會年會的有關資料，歐洲、美國和日本的專家及企業界人士在會上對此進行了討論，大家一致認為需要加強國際交流與合作。來自荷蘭的喬布·克林豪特（Job Klijnhout）提出舉辦世界大會（World Congress）的建議，得到了與會專家和主要國際組織（美國IVHS America、歐洲ERTICO和日本VERTIS）的認可。經過協商，各國一致同意用一個中立且簡潔的名稱——智能交通系統（ITS）。

在1994年巴黎召開的第一屆智能交通世界大會上，智能交通系統（ITS）成為了國際公認的描述先進交通系統的正式名稱。

中國政府最早提出的ITS研發計劃

國內專家從1993年開始關注智能車路系統（IVHS）和ITS的國際發展，原交通部公路科學研究所研究員王彥卿在加拿大做訪問學者時了解到美國的動態，1993年回國后發表文章，向國內介紹了智能車路系統（IVHS）；天津大學教授賀國光利用在德國做訪問學者的機會，參加了第一屆智能交通世界大會；中國公路學會原副理事長劉以成（原交通部科技局副局長）在《中國公路學報》1995年第一期上發表了題為《世紀之交的中國公路交通科技》一文，提出要緊密跟蹤智能車路系統研究，建議在原交通部公路科學研究所建立專門研究室。該文還特別明確提出，ITS是公路交通21世紀前半葉將實現的方向性技術，這個大系統不是交通部門自己能完成的，但是交通部門是義不容辭的組織者。

《交通科技發展“九五”計劃和到2010年長期規劃》

根據專家的建議，原交通部在1995年制定《交通科技發展“九五”計劃和到2010年長期規劃》（以下簡稱《規劃》）時，組織原交通部公路科學研究所、原交通部重慶公路科學研究所和原交通部科學研究院對此進行了專門研究，組織翻譯了包括美國地面綜合交通法案（ISTEA）在內的一系列科技資料。經過研究，《規劃》明確提出：“智能運輸系統（ITS）將成為21世紀現代化地面運輸系統的基本模式和發展方向，它是交通運輸進入信息時代的重要標志。”該計劃要求：在2000年前主要研究交通控制系統、駕駛員信息系統、車輛調度與導駛系統、車輛安全系統、收費管理系統，并在2000年建成智能公路運輸系統工程技術研究中心；到2010年要在信息技術、計算機技術、微電子技術、聲光電技術、智能化公路技術等方面取得重大進展和突破，利用衛星定位、數字化通信網絡、計算機技術開發智能公路運輸系統（ITS），為道路使用者提供現代化服務；到2020年，形成以高新技術為主體的公路技術體系，并逐步建設智能公路運輸系統。《規劃》在1996年正式實施。

根據能夠查到的政府文件，《規劃》是中國在智能交通系統（ITS）領域最早的政府計劃，不僅對ITS的重要性和未來方向進行了系統的描述，而且根據中國基礎設施建設計劃和交通需求提出未來ITS的明確目標和實施方案?？梢哉f，這個計劃對中國ITS發展起到了決定性的作用。

1995年11月1日至3日，原交通部在北京召開全國交通科技大會。11月3日時任國務委員兼國家科委主任宋健參加交通科技大會，原交通部部長黃鎮東邀請宋健為嘉賓分享關于交通科技的心得，他欣然同意。宋健在講話中談到科技的發展對社會和生活的改變、工程如何為人服務等話題。特別是在談到歐洲信息化項目中有關交通的內容時，他對黃鎮東說，如果你們把信息技術用在交通上，就更好了。

中國智能交通系統（ITS）發展得益于中國的改革開放和經濟騰飛，也與及時和深入的國際交流及合作相關。在中國ITS起步時，中國政府部門和專家非常重視學習和交流，這些工作為中國制定ITS發展戰略、編制國家ITS體系框架和進行ITS相關研發提供了重要借鑒。

首次參加ITS世界大會回顧

1994年召開的第一屆智能交通系統（ITS）世界大會正式拉開了全球ITS發展的大幕，但中國政府未派代表團參加，也沒有組織院校、研究機構和企業參加，據了解，當時正在德國做訪問學者的賀國光參加了這次大會。

1995年9月，原交通部著手安排其所屬的幾個研究機構到日本橫濱參加1995年11月召開的第二屆ITS世界大會。原交通部公路司負責組織參加這次ITS世界大會，原交通部公路司技術處副處長戴東昌負責具體策劃。他表示，ITS是交通未來的發展方向，要抓住機遇，在新技術領域做些事。根據公路司的要求和各單位具體情況，由原交通部公路科學研究所副所長姚震中擔任交通部代表團團長。

這次大會，給筆者留下了以下幾個深刻印象。

第一，會議規格之高令人吃驚。通過大會程序冊了解到，開幕式上有皇子出席，發言致辭名單中有時任日本總理大臣村山富市（視頻致辭），還有多個國家的政府部長。日方陪同人員表示，會議規格之所以這么高，是因為交通屬于公共事業，日本政府負責的事項很多，且ITS是日本政府最重視的新技術之一。

第二屆ITS大會日本車載導航體驗

第二，會議結構和組織方式新穎。此次大會的論文集厚達17厘米（分為5冊），但在會議程序冊中很多會議報告人卻沒有論文。大會組委會提出一種新的會議形式，命名為特別會議（Special Sessions），即由企業、研究機構和國際組織提出申請并給出主題，經大會國際程序委員會（IPC）集體討論確定后，提出的企業或機構就要負責邀請4位至5位該領域的知名專家，就所列主題進行報告和交流。這類報告不需要論文，報告者只需要攜帶投影膠片（當時用PPT和液晶投影機的非常少）到會場進行報告即可。

大會還組織了行政會議（Executive Sessions），考慮到交通運輸具有政府管理和公共服務的性質，邀請了政府官員、國際組織和企業的管理者從法律、政策和管理的角度討論與交通前沿技術和應用有關的政策和法律問題。

第三，政策、技術、學術、展覽和道路現場演示高度綜合。此次ITS世界大會同期舉辦了規模達2萬平方米左右的展覽會，并安排在同一個場館里，這種安排成為日后歷屆ITS世界大會選擇會場的要求，即舉辦ITS世界大會的會場必須具備同一時間召開20個至30個會議的會議室和舉辦2萬平方米展覽的展場，且會議室和展場必須在同一個會展建筑物內。從當時的會議安排中可以看到，新世紀科技與產業的發展已經由基礎研究、技術開發、產業化這種線性發展方式轉向不分科技和產業邊界的融合發展。

第二屆ITS世界大會開幕式現場

此次ITS世界大會還有一大特點，即組織大規模ITS前沿技術、產品、實際系統和車輛的演示，這些演示安排在橫濱的街道上或特定區域的演示場，如動態車載導航系統（VICS）、電子不停車收費系統（ETC），以及民用數字地圖等都得到了充分演示。

ITS世界大會這種組織形式持續了20多年，注冊繳費參會人數由1994年第一屆大會的1400多人發展到2017年第二十四屆大會的6000多人（不包括參觀展覽的觀眾）。

第四，現場體驗對學習和借鑒的作用明顯。在日本有關人士的安排下，筆者專門體驗了電子不停車收費（ETC）和動態車載導航（VICS）。日本ETC是車載機加IC卡的模式，即雙片式車載機。日本政府規定：在日本統一的標準正式頒布前，所有的廠商和高速公路公團只能做技術開發及測試場試驗，不能在高速公路上試驗和使用；在日本ETC國家標準頒布后，必須通過日本建設?。ìF在的國土交通?。┑臏y試后才能在路上應用。

第五，筆者認為日本的經驗值得借鑒，中國ETC的開發和應用必須要有統一標準，要有強制的檢測認證，而這一經驗和思路，對2000年以后中國ETC的開發、測試和應用有著重要的影響。

另一個實地體驗項目是動態車載導航（VICS）。當時的動態車載導航還處于測試階段，導航系統可以根據實時道路交通狀況給出基于數字地圖的圖形化最佳行駛路線，這在當時是非常先進的技術。動態交通數據是通過調頻廣播副載波傳輸到車輛上的，雖然該方案的數據傳輸速率較低，但是成本低且能快速運用，與數字地圖結合，就能超過歐洲當時正在開發和試驗的RDS-TMC系統。

中國最早的國際ITS交流展示會

第二屆ITS世界大會期間，中國代表團嘗試向日本有關單位提出到中國舉辦有實際產品演示的會議，這一建議得到了日本豐田汽車的積極響應。代表團回國后，向原交通部有關司局進行了匯報，得到的指示是積極支持由原交通部公路科學研究所代表中國方面與日本豐田汽車合作在北京舉辦一次ITS交流會。

交流展示會的策劃

當時，國內一般性國際技術交流會議都是以發言和討論的形式為主，展覽會則追求規模和參展廠商。為了推動當時國內尚未啟動的智能交通系統（ITS）研發和試驗，特別是要讓各級政府官員有親身感受，最有效的方法就是演示和體驗。因此，中方在與日方討論交流會方案時提出，要仿照ITS世界大會實車演示的方式，在北京舉辦交流展示會，展示會除了開幕式上安排發言外，其他時間都以展示和體驗為主。

中方表示，交流展示會將安排在公路所的試驗場，試驗場地足以提供各種ITS車輛和設備演示，并將通過原交通部把各省市交通廳的領導和專家請到現場參與交流和體驗。

交流展示會舉辦三天，第一天邀請原交通部、各省交通廳官員和部分專家參加，第二天邀請中國國內研究機構和各省的設計院參加，第三天安排公路所的研究人員參加。

交流展示會的準備

李居昌和原交通部各司局領導參加中日ITS交流展示會

中日ITS交流展示會上高車速下的ETC演示

對于演示場地，豐田汽車ITS企劃部的天野肇來北京策劃設計。1996年9月至10月，筆者與天野先生一起走遍了試驗場的大部分場地，最終確定車載導航的實車演示利用試驗場的組合試驗路；不停車收費為了適應時速100公里至120公里車速條件下演示，選在長直線路展示。此外，還詳細安排了供電、系統安裝和調試、演示流程等。為了較全面地介紹ITS，決定在試驗場業務樓二樓舉辦一個小型展覽會，盡量多地安排展板和各種小型ITS設備。

交流展示會的舉行

中日智能運輸系統（ITS）交流展示會于1996年10月29日至31日在原交通部公路交通試驗場舉行，這是中國大陸最早舉辦的帶有實際演示和體驗的國際ITS會議。

原交通部副部長李居昌參加了中日智能運輸系統（ITS）交流展示會的開幕式。交流展示會上，李居昌代表中國交通部致辭，筆者代表公路所介紹中國ITS研究狀況。

交流展示會的效果

這次中日智能運輸系統（ITS）交流展示會對中國ITS的發展起到很大的推動作用。

第一，這次國際交流展示會不僅讓參與者體驗了ITS產品和技術，而且在技術交流環節中，日方對日本ITS整體狀況和未來計劃做了詳細介紹，使原交通部和各省廳領導及技術人員了解到，ITS是一個龐大的領域，技術、產品、應用是多方面的。

第二，盡管當時已經有一些國外廠商來中國介紹ETC系統，國內也有少數人參觀過國外的ETC，但是此次國際交流展示會讓各省交通廳領導和設計人員實地體驗了ETC，這對未來中國發展公路ETC起到了非常好的推動作用。這次交流展示會讓國內大多數人員第一次見到了雙片式車載機的ETC系統，該系統能夠實現車輛時速120公里以上的穩定收費，這一點對國內的官員，特別是技術人員的啟發很大。

第三，當時國內對于車載導航系統不太了解，而對于集成在汽車控制面板上的前裝動態導航系統則很少有人見過。這次展示會不僅向人們展示了這種商品化的車載系統，而且還展示了基于光盤的車載電子地圖的應用。當時國內一些高校和研究機構提出研究這方面的裝備，而參加體驗的領導指出，基礎技術的開發已經落后了，應換個思路開發產品。

中美智能交通交流

1997年2月，原交通部組織代表團專程赴美國考察ITS發展。當時，原交通部準備向國家計委提出成立ITS工程中心的建議，因此，邀請了原國家計委科技司的江川一同出訪。這次訪美，對中國深入了解美國在ITS領域的部署和進展有很大幫助。

美國ITS體系框架和部署

考察中，代表團訪問了設在華盛頓的美國智能交通協會（ITS America），交流中美方不僅做了一般性解釋，會后還將完整的美國ITS體系框架光盤贈送給了中方。該資料不僅為中國深入了解美國ITS框架提供了支持，而且為中國的ITS發展戰略研究和ITS體系框架研究提供了資料支持。

通過與美方的交流了解到，該體系框架并不是總體設計文件，也不是國內通常提到的頂層設計。美國ITS體系框架文件中的解釋：“體系框架既不是一個簡單的設計文檔，也不是一個技術性的說明，更不是ITS本身的研究發展過程，而是一個貫穿于ITS結構和標準研究制定過程的指導性框架，它提供了一個檢查系統構成和標準的遺漏、重疊及不一致的依據。開發者可以利用它來設計、研制和管理ITS，同時根據實際需求，提出新的用戶服務功能，促進ITS體系框架和國家標準的完善”。

實地體驗自動駕駛

在加州大學伯克利分校的訪問中，代表團一行參觀了美國ITS研發項目PATH中的自動駕駛汽車開發實驗室并實地體驗了自動駕駛汽車。

加州校園內有多個汽車廠設置的自動駕駛實驗室，這些實驗室之間相互保密，由于這些車廠與PATH項目有合作，因此設在校園內。最早參加美國ITS研發項目PATH的資深研究員張維斌安排代表團體驗自動駕駛，包括直行、彎道、并線等條件下的自動駕駛，以及兩輛自動駕駛汽車的編隊行駛。其中，一輛自動駕駛汽車可以在有多個彎道的試驗路上高速前進，然后按原路高速倒車駛回出發地。這樣的行駛方式有很大難度，由于汽車倒車時變成了后輪導向，因此整個汽車運動的方程就會改變，相應的控制方法和程序就要重新設計。

據張維斌介紹，1997年10月，這些自動駕駛汽車都會送到加州的圣迭戈參加美國運輸部組織的公路自動駕駛展示，當時，筆者認為，這應該就是美國綜合地面運輸法案（ISTEA）中提出的任務，即要求美國運輸部在1997年建設一條自動駕駛公路，用以檢驗智能車路系統的可實現性和性能。（本文轉自《中國交通信息化》，內容略有刪減）