智能交通系统(ITS)是一种应用现代科技的交通系统,将信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学和人工智能等高科技与交通运输、服务控制和车辆制造相结合,加强了车辆、道路和使用者间的联系,实现了安全、高效、环保和节能的综合目标[1]。近年来,随着信息技术的迅速发展,智能交通系统得以广泛应用,极大地缓解了交通拥堵状况,有效降低了交通事故的发生率。目前,国内智能交通市场预期规模已经达到2 300亿元,大型及特大型城市智能交通系统发展尤为迅猛[2]。1我国智能交通系统发展模式分析1.1智能交通系统1996年我国启动了重点项目“智能运输系统发展战略研究”的工作,引进国外智能交通系统及设施。截至2022年,我国中型、大型及特大型城市都已基本建立交通指挥中心,并展开驾驶员信息系统、城市交通管理等智能交通技术研究。现阶段,相关部门加大了对城市智能交通系统发展的扶持力度,并制订了相关的标准规程。未来还将大力发展先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、实时动态交通信息系统等智能交通系统。1.1.1智能交通管理系统智能交通管理系统(ITMS)是智能交通系统在道路交通管理领域中的应用之一。智能交通管理系统通过对交通信息的采集、存储、传输、处理、分析和应用,实现了科学、有效和标准化的交通控制和管理。智能交通管理系统能够将交通管理从传统的静态方式向科学实时性的动态方式转变,解决交通供给与需求之间存在的矛盾。在《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》的推动下,未来中国的智能交通将真正进入产业化发展阶段,同时能够围绕智能交通管理系统形成一条庞大的产业链[3]。1.1.2智能公共交通系统智能公共交通系统(IPTS)是我国城市交通系统重要的组成部分,利用系统工程技术,将现代通信、信息、网络、GPS、GIS等新技术集成应用于公共交通系统,通过构建现代化的信息管理系统和控制调度模式,实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化[4]。智能公共交通系统是智能交通系统城市示范项目之一,该系统是缓解城市交通拥堵和提高城市公共交通服务水平的重要手段。应加大力度发展智能公共交通系统,以提高公共交通的灵活性和服务质量,吸引更多人使用公共交通工具出行,提高城市车辆运行效率[5]。1.1.3实时动态交通信息系统实时动态交通信息系统(RTTIS)是智能交通系统的子系统之一,是一个新兴的、拥有巨大潜力的市场,该系统能即时采集、处理、发布交通信息,保证信息发布时间间隔不超过10 s。同时,实时动态交通信息系统还能够比对、分析历史信息数据,以便交通管理人员和参与者能够实时了解和掌握交通状况的变化趋势,切实解决城市交通问题,为出行者提供实时指引,帮助人们更有效地规避交通拥堵。未来应大力扶持实时动态交通信息产业,加速公众出行交通信息服务市场的健康发展。1.1.4交通控制系统交通控制系统(TCS)也被称为交通信号控制或城市交通控制,是一种用于智能化管理城市交通信号灯的系统。该系统使用现代通信设备、信号装置、传感器和监控设备等实时检测道路交通车辆数量,从而对车流量大、车速快的主要道路进行信号灯调节,以减少拥堵情况,优化交通流量,提高通行效率。1.2智能交通系统典型案例分析我国有多个标志性智能交通系统项目,例如北京的道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理和紧急事件管理系统[6],广州的智能交通指挥中心、交通信息共用主平台、物流信息平台和静态交通管理系统等。1.2.1北京智能交通系统北京市交通枢纽较为复杂、控制难度大,50%以上的交通流由七环路及数十条联络线组成。北京市政府近年来大量投入资金用于智能交通系统的建设。2001年,“科技奥运行动计划”启动,并全面启动了关于智能交通系统规划和实施计划的研究。2004年,针对北京国际化特大型城市混合交通的特点,北京市正式开展建设以“一个中心、三个平台”为基本框架,涵盖八大信息化基础应用保障系统、百余个子系统的智能交通管理系统[7]。北京智能交通系统的发展分步进行,首先是发展交通管理系统,即收集城市快速路监控信息系统、车速信息系统等数据,提供交通地图、路面状况等信息,及时处理信息并提供给出行者与政府机构。其次是研发智能化公交调度指挥系统,通过电子工具将实时公共交通信息及时发送给出行者;最后是发展交通信息平台建设,即在综合交通管理系统与公共交通系统的同时,制订紧急事件处理方案,提供紧急事件通告、车辆紧急调度、人员紧急疏散、交通诱导和伤员救护等服务。1.2.2广州智能交通系统近年来,广州着重推动城市信息化、数字化建设,智能交通建设是城市建设的重要组成部分。2006年,广州开始使用智能交通管理指挥中心,该中心的智能交通系统基本框架是“一个中心、两个平台、两套网络”,涵盖15个子系统,主要任务包括建设与完善交通基础信息数据库,开发交通基础信息采集系统和智能交通系统共用信息平台,建设交通诱导、车辆调度和管理、公共交通优先服务、停车诱导以及电子售票系统。完善广州市智能交通系统共用信息平台,建立珠三角物流信息平台和交通政务平台,推动交通信息化建设不断发展[8]。广州采用分级权限管理制度,以支队指挥中心为智能交通系统发展主体,以大队分控中心为用户,前者主要负责交通宏观管理、重大事故跨区协调与管理,后者负责道路交通组织与管理。在建设智能交通信息系统过程中,广州政府和企业协同发展,按照“项目试点—完善提高—应用推广”的发展思路,以优先发展项目为突破口,逐步推动广州市交通信息化建设。1.3智能交通系统发展特点1.3.1政府为主企业为辅共同发展国内城市智能交通系统的建设大部分都是由政府部门牵头主导,企业作为系统建设主体推动发展的,负责单位分别为交通运输部门、交通管理部门与有关企业。前两类部门掌握决策权与大量交通行业数据资源,主要负责推动智能交通系统的发展、组织相关部门配合、规划未来发展方向、提供资金支持,在系统的建设中发挥着举足轻重的作用。企业作为建设主体,在政府的引导与支持下把握智能交通系统建设全局与发展动态,是系统建设成败以及能否健康发展的关键因素。1.3.2发展综合交通信息平台为大势所趋近年来,人工智能、大数据、物联网等科技革命的浪潮推动了新技术的快速发展和应用,为综合交通信息平台的建设提供了技术支撑和创新动力。随着城市化进程的加速,城市交通规模不断扩大,人们对交通信息服务的需求也日益增加。建设综合交通信息平台可以更好地满足用户需求,同时提高驾驶人和交通警察的实时信息掌握能力,从而提高城市交通运行效率和安全性,促进城市交通的可持续发展。1.3.3智能交通系统发展缺乏适宜运营模式国内城市智能交通系统主要委托承建单位或通过招标方式确定运行维护机构,资金依靠政府支持,运营人员以社会招聘的形式或通过招标的方式选取。目前,没有相关的政策为企业运营智能交通系统所产生的信息资源提供市场化服务,企业也无法获取这些信息资源为智能交通系统开发适宜的运营模式。智能交通系统包含了多个繁杂庞大的分支系统,包括出行者信息系统、交通管理系统、公共运输系统、车辆控制和安全系统、不停车收费系统、应急管理系统以及商用车辆运营系统等,导致其在实际应用中易出现资源利用率较低、应用效果不如预期等问题,无法发挥相应经济效益,进而难以实现商业化运营。1.3.4系统服务的覆盖范围存在局限性目前智能交通系统主要分布在一些中部大城市和东部沿海发达地区,而一些中小城市和一些欠发达地区的智能交通系统并不完善。原因主要是地区经济发展的差异、地区技术发展不平衡、资金投入的差异以及行政管理体制不完善。实现交通信息服务的全覆盖需要更多的城市和原始交通数据源,但将耗费大量时间、人力、物力和财力。相关部门掌握原始交通数据信息中的重要部分这使系统服务的覆盖范围存在一定局限性。同时,相关算法模型的工作量也将相应加大。我国智能交通系统建设事业正在高速发展,但目前仍处于初级阶段,与大规模产品工程化应用阶段还存在一定距离。2各地区智能交通发展状况对比依据对北京、广州智能交通发展状况的分析,将其发展过程、性质、功能、优势和弊端单独列出进行横向对比。北京、广州智能交通系统对比如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.11.008.T001表1北京、广州智能交通系统对比项目北京广州发展起步时间1994年2000年发展程度成熟基本成熟预期规划构建综合、绿色、安全、智能交通系统建设与完善交通基础信息数据库性质基本框架一个中心、三个平台一个中心,两个平台,两套网络。模式由点到面,层层推进。项目试点,完善提高,应用推广。制度政府发布建设系统技术标准分级权限管理制度功能智能调控具备具备天眼监控具备具备紧急处理不具备具备优势起步早,规模大,更全面。地理位置优越且功能全面完善,智能化水平较高。弊端发展前景不高,接近饱和。普及范围不广,推行难度较大。3关于我国加强城市智能交通系统发展的举措3.1开发适合我国国情的智能交通系统目前我国已经初步建立了智能交通基础设施,包括道路交通视频监控、车联网、交通信号控制系统、公共交通调度指挥、交通信息和物流信息公用平台等。进一步制订符合实际情况的智能交通体系框架是智能交通发展的重要保证。为此,可以多角度地总结智慧交通技术的先进经验,先从国内的成功案例中总结智能交通体系的顶层建设与分级建设的方法,并推广至国内其他省份,帮助建设具有地区特色的智能交通系统;再将视野拓宽至国际范围内,紧密关注国际前沿技术的发展趋势,学习并引进较为成熟的智慧交通技术,以丰富和扩充我国目前的交通体系。在城市层面上,应根据城市的特点制订有针对性的智能交通建设方案。建设以优化出行体验和提升出行便利度为目标的综合交通运输体系,提高出行服务质量,促进城市交通运输的可持续发展。3.2促进各部门之间信息共享和交流加强信息共享和交流,促进关键技术的研发创新,整合各方数据资源,建立互联互通的数据共享平台,促进智能交通的产业发展和提高部门工作效率,打破部门之间的壁垒。智能交通与物联网、云计算、大数据的融合创新越来越深入。我国应提高自主创新能力,推进具有自主知识产权的技术产品的研发和应用,采取激励措施、加大技术应用环境的投入、重视科研人才培养等方式,促进各部门之间信息共享和交流。3.3加强智能交通系统的数据管理和分析加快数据中心的投资和建设,收集和储存交通数据,并利用大数据技术、云计算和AI技术进行数据处理,如交通流量预测、路况分析等,以帮助交通管理等更好地制订交通管理策略。建立标准数据库,方便数据的横向对比和预测,得出道路交通的改善策略,同时便于增强数据的一致性和可靠性。随着智能交通的快速发展,数据库的地位越来越重要。应加快设立相应的数据保护政策和程序,保障数据的安全和隐私。建立智能交通模型,通过对数据的分析和建模,快速预测和模拟交通中下一步发生的现实状况,有助于交通道路管理部门更好地了解城市交通的状况和问题,优化交通规划和设计,提高城市交通的效率和安全性。3.4企业、机构共同推动智能交通发展企业和机构可以积极参与通信标准的制定和实施,企业可以提供技术方案和应用场景,机构可以提供标准制定和评估的技术支持和服务,双方可以共同制定标准和推广标准。例如,车辆间通信(V2V)、车路协同系统(V2X)、车辆到行人的通信(V2P)等,用来提高不同设备和系统在数据交换时的稳定性和效率。企业和机构可以联合组建智能交通产业联盟,联盟聚集智能交通行业企业和知名机构,共同探讨行业趋势和前沿,共同制定行业标准和推动产业创新。开展智能交通人才培养工作,培养智能交通专业的高素质人才。企业和机构可以共同开展科技研发工作,共同攻克技术难题,重点推进新兴技术研发、网络安全、完整出行、数据共享等智能交通行业技术的创新和运用。4结语本文从三个角度对城市智能交通系统发展进行了分析。一是总结国内智能交通系统的发展历程、研究成果和应用现状,探讨该行业的整体发展趋势;二是深入探讨我国部分特大型城市智能交通系统及其相应设施的发展现状,总结其特点;三是分析智能交通系统代表性项目并提出发展建议。
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