國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)
一、我國交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
公路，一般細分為高速公路、農(nóng)村公路、普通公路等，中國公路發(fā)展至今，業(yè)績明顯，一定程度上滿足了交通要求，但是也暴露了不少問題，需要進一步探討、改善，以更好的交通建設滿足中國實際的發(fā)展需要！
對于擁有13億人口和960萬平方公里國土面積的國家而言，交通對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有基礎(chǔ)性、先導性的作用。我國政府始終把發(fā)展交通運輸作為國家經(jīng)濟建設的重點。政府已形成的理念是“經(jīng)濟發(fā)展，交通先行”，老百姓已形成的理念是“要想富，先修路”。
（1）我國公路建設規(guī)?？焖僭鲩L。
我國城鎮(zhèn)化率從 1990 年的 26%快速上升到 2015 年 56.10%，年均提高 1 個百分點。根據(jù)國內(nèi)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃和聯(lián)合國預測，預計到 2020 年城鎮(zhèn)化率將達到 60%以上。
我國城鎮(zhèn)化的發(fā)展也促進了公路的建設，截至2013年底我國高速公路里程已經(jīng)達到了10.44萬公里，超過美國，成為世界高速公路總里程第一的國家。截至2015年底，我國高速公里里程增至12.54 萬公里，已經(jīng)超過了我國交通運輸“十二五”規(guī)劃，到 2015 年，國家高速公路通車里程為 10.8 萬公里的規(guī)劃目標。截止到2017年底，全國公路總里程477.35萬公里，比上年增加7.82萬公里；公路密度49.72公里/百平方公里，增加0.81公里/百平方公里；公路養(yǎng)護里程467.46萬公里，占公路總里程97.9%；全國四級及以上等級公路里程433.86萬公里，比上年增加11.31萬公里，占公路總里程90.9%，提高0.9個百分點；二級及以上等級公路里程62.22萬公里，增加2.28萬公里，占公路總里程13.0%，提高0.3個百分點；高速公路里程13.65萬公里，增加0.65萬公里；高速公路車道里程60.44萬公里，增加2.90萬公里。國家高速公路10.23萬公里，增加0.39萬公里。
圖3 2013-2017年全國公路總里程及公路密度
此外，隨著中國的經(jīng)濟發(fā)展與城市化進程，中國的汽車保有量急劇增加，截止到2017年底，中國汽車年銷量已連續(xù)8年世界第一，目前我國汽車保有量2億輛，保有量占全球20%，銷量占全球30%。目前我國千人汽車保有量140臺，但總體而言仍屬于年輕的汽車消費市場，這說明中國的汽車保有量將還有非常大的空間。圖3給出了中國2006-2016年10年間汽車的保有量的統(tǒng)計，從圖中可以看到，中國的汽車保有量年均增加20%以上，然而，我國的道路用地面積水平相對偏低，尤其是城市道路用地面積嚴重不足，人均不到10平方米，雖然近年來道路用地面積在不斷擴大，但與機動車的增長速度相比較，現(xiàn)有的道路容量無法滿足不斷增加的機動車所帶來的交通需求，以上海、北京等為代表的特大型城市，全天飽和度高達70%，堵車現(xiàn)象極為嚴重，給交通運輸?shù)陌l(fā)展帶來了巨大的影響。
圖4 2006-2016年全國汽車保有量
目前,我國的交通管理水平的落后也是造成交通堵塞的重要原因。國外已采取了先進的智能交通管理技術(shù)實現(xiàn)道路交叉口和道路通行的全面控制，相比較之下，我國在交通智能化管理方面普及程度還不夠， 在管理的技術(shù)上還無法實現(xiàn)對人、車、路的綜合考慮，不能準確預測和引導交通需求，交通信息不暢，道路利用率偏低， 導致交通管理不善，從而加劇了交通資源浪費、交通擁擠和交通環(huán)境嚴重污染。
圖 5我國部分地區(qū)等級公路里程與信號機數(shù)量對比圖
二、智能交通系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，簡稱ITS）是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計算機技術(shù)等有效地集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。ITS可以有效地利用現(xiàn)有交通設施、減少交通負荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運輸效率，因而，日益受到各國的重視。
1、我國發(fā)展現(xiàn)狀
我國是在90年代初開始關(guān)注國際上智能交通系統(tǒng)的發(fā)展,并首先在城市道路交通管理上開展了一系列科學研究和工程實踐。目前，智能交通在我國主要應用于三大領(lǐng)域：
（1）公路交通信息化，包括高速公路建設、省級國道公路建設
公路交通領(lǐng)域目前熱點的項目主要集中在公路收費，其中又以軟件為主。公路收費項目分為兩部分，聯(lián)網(wǎng)收費軟件和計重收費系統(tǒng)。此外，聯(lián)網(wǎng)不停車收費（IETC）是未來高速公路收費的主要方式。
（2）城市道路交通管理服務信息化
兼容和整合是城市道路交通管理服務信息化的主要問題，因此，綜合性的信息平臺成為這一領(lǐng)域的應用熱點。除了城市交通綜合信息平臺，一些縱向的比較有前景的應用有智能信號控制系統(tǒng)、電子警察、車載導航系統(tǒng)等。
（3）城市公交信息化
目前國內(nèi)的公交系統(tǒng)信息化應用還比較落后，智能公交調(diào)度系統(tǒng)在國內(nèi)基本處于空白階段，也是方案商可以重點發(fā)展的領(lǐng)域。在地域分布上，國內(nèi)的各大城市特別是南方沿海地區(qū)對于智能交通的發(fā)展都非常重視。
在城市智能交通領(lǐng)域，北京、廣州走在我國前列。
（1）北京。目前北京市已初步建成4大類ITS系統(tǒng)：道路交通控制、公共交通指揮與調(diào)度、高速公路管理、緊急事件管理，約30個子系統(tǒng)，分散在各交通管理和運營部門。 在北京市已頒布的《北京交通發(fā)展綱要》中，明確了2010年初步實現(xiàn)智能化交通管理的近期目標，并將建立以智能交通系統(tǒng)為技術(shù)支持的“新北京交通體系”作為北京城市交通發(fā)展的長遠目標，其中綜合信息平臺和智能交通控制系統(tǒng)是發(fā)展的重點。
（2）廣州。作為全國首批智能交通示范城市之一的廣州，智能交通系統(tǒng)構(gòu)建包括廣州市交通信息共用主平臺、物流信息平臺、靜態(tài)交通管理系統(tǒng)等智能交通系統(tǒng)的主框架。其中共用信息平臺已初具規(guī)模，實現(xiàn)了羊城通系統(tǒng)、線網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)、出租車綜合管理平臺、聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)、96900呼叫中心等多個子系統(tǒng)的連接，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分類和有效存儲、查詢、訂閱等相應的數(shù)據(jù)處理工作，實現(xiàn)了諸多的數(shù)據(jù)處理功能，提供了初步的交通數(shù)據(jù)服務功能。
目前，我國的智能交通發(fā)展還存在著展業(yè)鏈條發(fā)展不健全、核心技術(shù)被國外壟斷、統(tǒng)一標準和技術(shù)規(guī)范建設出獄之后狀態(tài)、資源整合不夠，難以發(fā)揮系統(tǒng)功能優(yōu)勢等問題
2、澳大利亞：先進的智能交通運輸系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)
①最優(yōu)自動適應交通控制系統(tǒng)（SCATS）
SCATS系統(tǒng)在澳大利亞幾乎所有的城市都有使用，目前上海、深圳等城市也采用這一系統(tǒng)。
SCATS系統(tǒng)的優(yōu)點是其自動適應交通條件變化的能力，通過大量設在路上的傳感器以及視頻攝像機隨時獲取道路車流信息。ANTTS是其重要子系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過幾千輛出租車裝有的ANTTS電子標簽與設在約200個交叉路口處的詢問器通話，通過對出租車的識別，SCATS系統(tǒng)能夠計算旅行時間并對交通網(wǎng)的運行情況進行判斷。
澳大利亞的先進系統(tǒng)合作研究中心正在開發(fā)一種名叫TRIRAM的系統(tǒng)，其主要的目的是通過模擬道路網(wǎng)來預測交通行為以及新的交通流量。
②遠程信號控制系統(tǒng)（Vic Roads）
交通撥號系統(tǒng)通過普通的電話線，TCCC能夠連接到50個偏遠的受控交通燈，可以監(jiān)測這些信號燈的狀態(tài)改變它們的參數(shù)，為偏遠路口的信號控制提供了便利。
③微機交通控制系統(tǒng)（BLISS）
該系統(tǒng)最主要的優(yōu)點是運行于普通微機上，并可控制63個交通燈，目前在布里斯班已超過500個信號燈采用BLISS系統(tǒng)進行控制。
道路信號系統(tǒng)：是交通控制中心與機動車通信的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)使用900MHz的頻率通過路旁詢問器與車內(nèi)電子標簽進行通信，電子標簽通常是簡單的異頻雷達收發(fā)機，當被詢問時可返回一個可被識別的信號。該系統(tǒng)最普通的應用是車輛的不停車收費。
視頻數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)：運用視頻攝像機監(jiān)測、識別和計算交通量。通過自動辯識車牌號碼來對重型車輛監(jiān)測、分類、識別，數(shù)據(jù)可被送到重型車輛監(jiān)測站，與數(shù)據(jù)進行對照，該系統(tǒng)能監(jiān)測到超速車輛、強制停運的車輛。
實量旅行信息系統(tǒng)：通過車載的定位器，計算機軟件可以估計每輛車的到達時間，并通過顯示屏顯示給正在等候的旅客。另外，該系統(tǒng)還可以用于駕駛員通報突發(fā)事件。
3、日本：現(xiàn)代化的公路智能管理
到2003年6月末，日本裝有汽車導航系統(tǒng)的車輛已達1200多萬輛，同時裝有汽車導航系統(tǒng)和車載信息通訊系統(tǒng)（VICS）接收器的車輛也達700多萬輛，以上裝置可以為駕駛員或其他機動車使用者提供即時道路信息。因此，日本的道路車多而不亂。路上諸多監(jiān)測器和雷達，隨時監(jiān)控道路情況和采集信息，駕車人可通過情報信息板獲取即時道路信息。
①電子收費效率高
ETC技術(shù)相對于傳統(tǒng)收費技術(shù)來說有兩大優(yōu)勢：一是更加適應于多個不同主體運營管理多條收費道路的情況；二是對非法行為、人為破壞和逃費行為有著更強的防范性。從ETC的功能來講，可以根據(jù)條件實現(xiàn)收費費率的靈活設定和調(diào)整，從而提高了收費道路的利用率，最大限度地減少了在收費口的擁堵。
日本最常用的ETC收費站采取3個門橋的樣式，這3個門橋分別用于識別車型、識別入口和收費信息傳輸，其欄桿采用新材料制成，里邊為碳素纖維，外邊為發(fā)泡纖維。在車的時速不低于80公里的情況下，門橋可迅速向上打開，萬一打不開，也可向前推出，外層的發(fā)泡纖維對車體不會造成損害。
②排水路面效果好
日本的高速公路處于良好的養(yǎng)護狀態(tài)，少見坑槽和裂縫，平整度好。日本全國7000多公里高速公路，全由道路公團統(tǒng)一管理。全日本50%以上的道路采用排水路面結(jié)構(gòu)。從實施效果來看，排水路面具有減噪、防濺水、防滑、防眩光等效果，從而可降低交通事故發(fā)生率。
3、新加坡：高速公路監(jiān)控及信息誘導系統(tǒng)
為了提高高速公路的使用效率和行車安全，高速公路需要有先進的監(jiān)控系統(tǒng)和交通信息發(fā)布系統(tǒng)，即EMAS對其進行管理。
1EMAS的主要功能
（1）提供實時的交通信息
用三種可變電子情報板形式提供前進方向的交通狀況或者事故警告。在進入高速公路之前，以及在高速公路出口前的路段，駕駛員能夠接收到實時前方的最新交通資料，允許在必要時改變行駛路線。如果不改變路線，至少能掌握所選擇路線上延誤的原因和情況。
（2）對交通事故的快速響應
EMAS對監(jiān)控的道路進行24小時檢測，可以對交通事故地點進行快速定位并報警，交通控制中心可以快速派出處警人員到達事故現(xiàn)場，在最短時間內(nèi)使交通再次恢復正常通行。
（3）將交通擁擠減少到最低限度
因為該系統(tǒng)能在交通事故發(fā)生的初期就有響應，大大縮短從事故檢測到事故處理完的時間，使交通擁擠減少至最低限度。同時，電子信息板及時提供交通信息，使駕駛員有機會避開事故地點，選擇其他道路行駛，從而進一步降低交通擁擠。
（4）提高道路安全性
汽車駕駛員在道路上遭遇困難時即可引起系統(tǒng)的注意，可以以最快的方法移去道路上的障礙并清理事故現(xiàn)場，直到保持交通自由暢通，享有更安全的行駛環(huán)境。
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