中國智能交通系統發展框架構想

摘 要：八十年代以來，世界一些發達國家紛紛投入智能交通系統（ITS）的研究與開發，并已形成二十一世紀交通運輸系統的發展方向。我國是一個發展中國家，隨著經濟的高速發展，城市化、汽車化急速發展，導致交通擁擠、事故增多、環境污染等問題日益惡化。本文針對我國的實際情況，對發展ITS的必要性、緊迫性進行分析，并對發展我國ITS的框架提出了設想。
關鍵詞：ITS 信息管理 通信 電子收費系統
一、中國發展ITS的必要性與緊迫性
1．ITS的概念及其意義
ITS（Intelligent Transportation System）是以信息通信技術將人、車、路三者緊密協調、和諧統一，而建立起的大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的運輸管理系統。
ITS將有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率、促進社會經濟發展、提高人民生活質量，并以推動社會信息化及形成新產業受到各國的重視。目前已形成世界二十一世紀的發展方向。
2．發展中國ITS的必要性 1）中國是一個經濟持續發展的發展中國家，改革開放以來，城市化與汽車化發展十分迅猛。改革開放前，城市化水平不足19%，目前已經發展到超過30%，預測2010年將接近50%；機動車擁有量目前已達6000萬輛，并以每年10%以上的速度增長，預計2010年達到1.3億多輛；
2）中國城市交通的特點是混合交通，目前自行車擁有量超過1.8億輛，如果公共交通服務水平不提高，城市交通結構不改善，自行車擁有量將會有增無減；
3）改革開放以來，中國道路交通設施及管理設施雖然有較大改觀，但跟不上機動車增長速度。總體水平與發達國家有較大差距，特別是大多數城市路網結構不合理，道路功能不完善，道路系統不健全。
交通管理設施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是實現了監視功能，而遠沒有發揮控制功能的效應；
4）中國城市的大氣質量惡化，已逐步由無煙煤污染轉變為機動車尾氣污染。其主要原因是交通擁堵、車速下降以及車況差、車輛技術性能低等，致使在世界十大空氣污染最嚴重的城市中，我國就據之有七。同時，車輛狀況差也直接影響到城市交通，并已成為制約我國城市交通的重要因素。以車況較好的北京市為例，平均日故障次數達500次以上，給城市交通帶來巨大壓力。
二、中國發展ITS的主導思想
從上述必要性與緊迫性分析得到如下結論：
1．中國是一個發展中國家，與發達國家相比，我國在發展ITS的必要基礎條件上還有較大差距，加上我國特有的混合交通特點，以及城市結構、路網結構、交通結構的不完善，因此要結合中國的國情來研究制定我國發展ITS的戰略及發展框架；
2．中國交通運輸正面臨經濟發展與資源制約的雙重壓力，因此也不能重復發達國家走過的老路，一定要立足本國實際，走中國ITS發展之路，以推動我國信息化進程及培育自己的ITS產業；
3．二十一世紀交通管理的發展趨勢必將是管理體制的集約化；管理設施現代化；管理手段網絡化、信息化、智能化；管理效率高效化；管理方式社會化。因此中國ITS的發展將帶來一場交通管理體制與模式的變革，而這種變革將直接影響著ITS的發展。
三、中國發展ITS的目標及基本框架
綜上所述，中國ITS的發展框架應逐步實現以下三個階段目標：
（一）前期階段（5年）
1．目標
緩解交通需求矛盾，提高交通通行能力，減少中心區交通負荷。
2．措施
1）完善道路網系統功能，實施主干道（含快速路）的交通監控；
2）加強交通需求管理（TDM），實施中心主要道路的收費管理，緩解中心區交通壓力；
3）減少路口非機動車干擾，實施機動車—非機動車時空分離及對自行車實行IC卡管理；
4）路口渠化。實施信號燈優化配時及多相位信號控制；
5）提高公交服務水平。吸引一部分交通量，實施公交優先道路及優先信號；
6）公交線路網智能調度系統及信息服務系統。該系統運用GPS和計算機技術、信息網絡技術實施運行起訖點的調度，運行期間的控制、突發事件的處理，并向乘客提供實時的車輛運營情況，車輛間隔時間等服務信息；
7）建立城市機動車緊急救援系統。機動車突發故障是目前造成我國城市交通擁堵的重要原因，及時、有效地處理故障將大幅度減輕交通堵塞的發生。依靠成熟的GPS定位技術、通信技術、計算機網絡技術，并利用城市現有廠、站、救援車輛資源，再加以適當擴充，可以很快形成生產力；
8）嚴格執法，加強違章處理，實施電子抓拍和電視監視等科技手段；
9）開展動態交通分配理論方法研究，實施集中式交通控制系統軟件的開發。
3．目的
該階段的目的是充分利用現有條件，主要解決中心區交通擁堵，有目的地改進交通控制中心監控系統，改善交通結構，減少交通需求，為ITS創造必要的技術條件和交通環境。
4．階段任務
該階段同時要完成以下任務：
1）ITS標準化的制定；
2）ITS相關部門完成本行業ITS發展規劃及信息化建設目標；
3）加強宣傳、教育，發動有關企業開展ITS開發；
4）加強國際交流，了解國際ITS的動態，消化、吸收國際先進技術，研發我國ITS技術及產品；
5）進行ITS示范工程建設，推廣應用ITS技術；
（二）發展階段（10年）
1．目標
在綜合信息網絡平臺下，形成信息管理、信息通信、信息服務子系統，實現交通信息雙向交互；實施交通指揮、控制，達到減少堵塞時間、降低交通事故、出行便捷及保護環境的目的。
2．措施
初步建設以下各系統：
1）城市信息管理系統
該系統按城市GIS數據庫、信息網絡、車輛管理信息等分步建設，不僅為ITS系統提供直接相關的動、靜態信息，同時也為未來城市發展提供各項信息服務。
2）道路交通信息通信系統
該系統由信息采集、信息處理及信息發布三部分組成。
信息采集：實時采集交通擁擠、事故發生、道路施工、氣候變化及停車泊位等信息。
信息處理、分析：采集的各項信息經交通信息中心進行處理和分析。
信息發布：將經過整理的實時信息及分析后的預測信息通過無線通信、有線廣播、電子顯示屏、net網，車載器向出行者及駕駛員發布。
3）微波接入網系統
該系統與交通管理監控系統及交通管理信息系統聯網，提供開放式聯網支持，通過車載單元（微波標識卡）和路邊單元（微波天線及其控制器）有效地采集交通數據，提供信息及交通控制。
4）網絡下的電子收費系統
該系統是車路間信息通信系統，通過微波通信技術實行不停車收費。該系統將在全區域內實現收費路網“一卡通”。
5）多式聯運管理服務系統
該系統采取計算機網絡技術將各交通方式的運費、管理、服務系統聯網，為客、貨運輸提供聯運服務，提高效率和管理水平。
3．目的
該階段的目的是信息通信網絡化，建立信息通信平臺，實行人、車、路之間相互傳遞實時、準確信息。
4．階段任務
該階段需要同時完成以下任務：
1）ITS相關部門在信息平臺建設中，要統一規劃，聯合攻關；
2）形成產、學、研一體化，推進信息產業的開發和產品研制；
3）加快智能車輛的研制生產，以適應ITS發展對汽車技術提出的要求；
4）有指導性地抓好示范工程；
5）國際間的交流與合作。
（三）成熟階段（10年）
1．目標
以ITS的發展推動信息化社會的進程，創立新產業，開拓新市場。
2．措施
1）完善交通基礎設施，并達到世界發達國家現有水平；
2）在城市綜合交通實現規劃、管理、運營智能化的基礎上，逐步實現全國各交通方式的綜合運輸規劃、管理運營智能化；
3）城市交通結構趨于合理，公交運量占較大比重；
4）完成車間通信系統；
5）成批生產電動汽車、環保車輛及智能車輛；
6）建立社會化信息服務系統；
7）形成ITS新產業。
3．目的
1）建立一種大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高效的智能化運輸綜合管理系統；
2）實現科教興國和社會可持續發展的戰略目標；
3）推動人類邁進信息化社會。
四、結 語
本文從我國的實際情況出發，提出了我國ITS發展的框架設想，計劃用5個5年計劃的時間實現ITS的發展目標。設想必定會存在主觀臆想或脫離實際，僅作為拋磚引玉，引起大家討論。設想雖然對其中的技術關鍵沒有過多涉及，但技術問題也非常重要，是一只到達設想彼岸的船。因此，也望相關專業的同行一起討論，共謀大計。
我們一直認為在技術上，我們國家絕不比其他國家落后，雖然在發展ITS的基礎條件上遠不如發達國家，但只要堅持“兩彈一星”的創業精神，一定會實現工業化的宏偉藍圖。