中國智能交通系統(tǒng)發(fā)展框架構(gòu)想

摘 要：八十年代以來，世界一些發(fā)達(dá)國家紛紛投入智能交通系統(tǒng)（ITS）的研究與開發(fā)，并已形成二十一世紀(jì)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國是一個發(fā)展中國家，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化、汽車化急速發(fā)展，導(dǎo)致交通擁擠、事故增多、環(huán)境污染等問題日益惡化。本文針對我國的實(shí)際情況，對發(fā)展ITS的必要性、緊迫性進(jìn)行分析，并對發(fā)展我國ITS的框架提出了設(shè)想。
關(guān)鍵詞：ITS 信息管理 通信 電子收費(fèi)系統(tǒng)
一、中國發(fā)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(shù)將人、車、路三者緊密協(xié)調(diào)、和諧統(tǒng)一，而建立起的大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。
ITS將有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量，并以推動社會信息化及形成新產(chǎn)業(yè)受到各國的重視。目前已形成世界二十一世紀(jì)的發(fā)展方向。
2．發(fā)展中國ITS的必要性 1）中國是一個經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的發(fā)展中國家，改革開放以來，城市化與汽車化發(fā)展十分迅猛。改革開放前，城市化水平不足19%，目前已經(jīng)發(fā)展到超過30%，預(yù)測2010年將接近50%；機(jī)動車擁有量目前已達(dá)6000萬輛，并以每年10%以上的速度增長，預(yù)計(jì)2010年達(dá)到1.3億多輛；
2）中國城市交通的特點(diǎn)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(wù)水平不提高，城市交通結(jié)構(gòu)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(shè)施及管理設(shè)施雖然有較大改觀，但跟不上機(jī)動車增長速度。總體水平與發(fā)達(dá)國家有較大差距，特別是大多數(shù)城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，道路功能不完善，道路系統(tǒng)不健全。
交通管理設(shè)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(shí)現(xiàn)了監(jiān)視功能，而遠(yuǎn)沒有發(fā)揮控制功能的效應(yīng)；
4）中國城市的大氣質(zhì)量惡化，已逐步由無煙煤污染轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)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(shù)性能低等，致使在世界十大空氣污染最嚴(yán)重的城市中，我國就據(jù)之有七。同時(shí)，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(shù)達(dá)500次以上，給城市交通帶來巨大壓力。
二、中國發(fā)展ITS的主導(dǎo)思想
從上述必要性與緊迫性分析得到如下結(jié)論：
1．中國是一個發(fā)展中國家，與發(fā)達(dá)國家相比，我國在發(fā)展ITS的必要基礎(chǔ)條件上還有較大差距，加上我國特有的混合交通特點(diǎn)，以及城市結(jié)構(gòu)、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通結(jié)構(gòu)的不完善，因此要結(jié)合中國的國情來研究制定我國發(fā)展ITS的戰(zhàn)略及發(fā)展框架；
2．中國交通運(yùn)輸正面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源制約的雙重壓力，因此也不能重復(fù)發(fā)達(dá)國家走過的老路，一定要立足本國實(shí)際，走中國ITS發(fā)展之路，以推動我國信息化進(jìn)程及培育自己的ITS產(chǎn)業(yè)；
3．二十一世紀(jì)交通管理的發(fā)展趨勢必將是管理體制的集約化；管理設(shè)施現(xiàn)代化；管理手段網(wǎng)絡(luò)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(fā)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(fā)展。
三、中國發(fā)展ITS的目標(biāo)及基本框架
綜上所述，中國ITS的發(fā)展框架應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)以下三個階段目標(biāo)：
（一）前期階段（5年）
1．目標(biāo)
緩解交通需求矛盾，提高交通通行能力，減少中心區(qū)交通負(fù)荷。
2．措施
1）完善道路網(wǎng)系統(tǒng)功能，實(shí)施主干道（含快速路）的交通監(jiān)控；
2）加強(qiáng)交通需求管理（TDM），實(shí)施中心主要道路的收費(fèi)管理，緩解中心區(qū)交通壓力；
3）減少路口非機(jī)動車干擾，實(shí)施機(jī)動車—非機(jī)動車時(shí)空分離及對自行車實(shí)行IC卡管理；
4）路口渠化。實(shí)施信號燈優(yōu)化配時(shí)及多相位信號控制；
5）提高公交服務(wù)水平。吸引一部分交通量，實(shí)施公交優(yōu)先道路及優(yōu)先信號；
6）公交線路網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)及信息服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用GPS和計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施運(yùn)行起訖點(diǎn)的調(diào)度，運(yùn)行期間的控制、突發(fā)事件的處理，并向乘客提供實(shí)時(shí)的車輛運(yùn)營情況，車輛間隔時(shí)間等服務(wù)信息；
7）建立城市機(jī)動車緊急救援系統(tǒng)。機(jī)動車突發(fā)故障是目前造成我國城市交通擁堵的重要原因，及時(shí)、有效地處理故障將大幅度減輕交通堵塞的發(fā)生。依靠成熟的GPS定位技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并利用城市現(xiàn)有廠、站、救援車輛資源，再加以適當(dāng)擴(kuò)充，可以很快形成生產(chǎn)力；
8）嚴(yán)格執(zhí)法，加強(qiáng)違章處理，實(shí)施電子抓拍和電視監(jiān)視等科技手段；
9）開展動態(tài)交通分配理論方法研究，實(shí)施集中式交通控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)。
3．目的
該階段的目的是充分利用現(xiàn)有條件，主要解決中心區(qū)交通擁堵，有目的地改進(jìn)交通控制中心監(jiān)控系統(tǒng)，改善交通結(jié)構(gòu)，減少交通需求，為ITS創(chuàng)造必要的技術(shù)條件和交通環(huán)境。
4．階段任務(wù)
該階段同時(shí)要完成以下任務(wù)：
1）ITS標(biāo)準(zhǔn)化的制定；
2）ITS相關(guān)部門完成本行業(yè)ITS發(fā)展規(guī)劃及信息化建設(shè)目標(biāo)；
3）加強(qiáng)宣傳、教育，發(fā)動有關(guān)企業(yè)開展ITS開發(fā)；
4）加強(qiáng)國際交流，了解國際ITS的動態(tài)，消化、吸收國際先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)我國ITS技術(shù)及產(chǎn)品；
5）進(jìn)行ITS示范工程建設(shè)，推廣應(yīng)用ITS技術(shù)；
（二）發(fā)展階段（10年）
1．目標(biāo)
在綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺下，形成信息管理、信息通信、信息服務(wù)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通信息雙向交互；實(shí)施交通指揮、控制，達(dá)到減少堵塞時(shí)間、降低交通事故、出行便捷及保護(hù)環(huán)境的目的。
2．措施
初步建設(shè)以下各系統(tǒng)：
1）城市信息管理系統(tǒng)
該系統(tǒng)按城市GIS數(shù)據(jù)庫、信息網(wǎng)絡(luò)、車輛管理信息等分步建設(shè)，不僅為ITS系統(tǒng)提供直接相關(guān)的動、靜態(tài)信息，同時(shí)也為未來城市發(fā)展提供各項(xiàng)信息服務(wù)。
2）道路交通信息通信系統(tǒng)
該系統(tǒng)由信息采集、信息處理及信息發(fā)布三部分組成。
信息采集：實(shí)時(shí)采集交通擁擠、事故發(fā)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(xiàng)信息經(jīng)交通信息中心進(jìn)行處理和分析。
信息發(fā)布：將經(jīng)過整理的實(shí)時(shí)信息及分析后的預(yù)測信息通過無線通信、有線廣播、電子顯示屏、net網(wǎng)，車載器向出行者及駕駛員發(fā)布。
3）微波接入網(wǎng)系統(tǒng)
該系統(tǒng)與交通管理監(jiān)控系統(tǒng)及交通管理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，提供開放式聯(lián)網(wǎng)支持，通過車載單元（微波標(biāo)識卡）和路邊單元（微波天線及其控制器）有效地采集交通數(shù)據(jù)，提供信息及交通控制。
4）網(wǎng)絡(luò)下的電子收費(fèi)系統(tǒng)
該系統(tǒng)是車路間信息通信系統(tǒng)，通過微波通信技術(shù)實(shí)行不停車收費(fèi)。該系統(tǒng)將在全區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)收費(fèi)路網(wǎng)“一卡通”。
5）多式聯(lián)運(yùn)管理服務(wù)系統(tǒng)
該系統(tǒng)采取計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各交通方式的運(yùn)費(fèi)、管理、服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，為客、貨運(yùn)輸提供聯(lián)運(yùn)服務(wù)，提高效率和管理水平。
3．目的
該階段的目的是信息通信網(wǎng)絡(luò)化，建立信息通信平臺，實(shí)行人、車、路之間相互傳遞實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確信息。
4．階段任務(wù)
該階段需要同時(shí)完成以下任務(wù)：
1）ITS相關(guān)部門在信息平臺建設(shè)中，要統(tǒng)一規(guī)劃，聯(lián)合攻關(guān)；
2）形成產(chǎn)、學(xué)、研一體化，推進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和產(chǎn)品研制；
3）加快智能車輛的研制生產(chǎn)，以適應(yīng)ITS發(fā)展對汽車技術(shù)提出的要求；
4）有指導(dǎo)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(biāo)
以ITS的發(fā)展推動信息化社會的進(jìn)程，創(chuàng)立新產(chǎn)業(yè)，開拓新市場。
2．措施
1）完善交通基礎(chǔ)設(shè)施，并達(dá)到世界發(fā)達(dá)國家現(xiàn)有水平；
2）在城市綜合交通實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、管理、運(yùn)營智能化的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)全國各交通方式的綜合運(yùn)輸規(guī)劃、管理運(yùn)營智能化；
3）城市交通結(jié)構(gòu)趨于合理，公交運(yùn)量占較大比重；
4）完成車間通信系統(tǒng)；
5）成批生產(chǎn)電動汽車、環(huán)保車輛及智能車輛；
6）建立社會化信息服務(wù)系統(tǒng)；
7）形成ITS新產(chǎn)業(yè)。
3．目的
1）建立一種大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的智能化運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)；
2）實(shí)現(xiàn)科教興國和社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)；
3）推動人類邁進(jìn)信息化社會。
四、結(jié) 語
本文從我國的實(shí)際情況出發(fā)，提出了我國ITS發(fā)展的框架設(shè)想，計(jì)劃用5個5年計(jì)劃的時(shí)間實(shí)現(xiàn)ITS的發(fā)展目標(biāo)。設(shè)想必定會存在主觀臆想或脫離實(shí)際，僅作為拋磚引玉，引起大家討論。設(shè)想雖然對其中的技術(shù)關(guān)鍵沒有過多涉及，但技術(shù)問題也非常重要，是一只到達(dá)設(shè)想彼岸的船。因此，也望相關(guān)專業(yè)的同行一起討論，共謀大計(jì)。
我們一直認(rèn)為在技術(shù)上，我們國家絕不比其他國家落后，雖然在發(fā)展ITS的基礎(chǔ)條件上遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國家，但只要堅(jiān)持“兩彈一星”的創(chuàng)業(yè)精神，一定會實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的宏偉藍(lán)圖。