信息化 - 交通行业 - 智能交通系统(ITS)发展概况

智能交通系统（ITS）发展概况第1页共23页智能交通系统（ITS）发展概况一、ITS简介ITS是智能交通系统（IntelligentTransportSystem）的简称，是通过现代的信息、通信等技术所组成的用户、车辆和道路的结合体。它的目的是能够使人们或货物更有效、更经济的流动，这也是它被称作智能（intelligent）的原因。当然，从广义上讲，空中、海面和铁路的运输系统也都可以作为智能交通系统的发展方向。图1智能交通系统（ITS）的概念模型智能交通系统（ITS）所带给人们的好处，可以概括为3个“SAVE”、一个“REDUCE”。分别是：savelives、savetime、savemoney和reducepollution。Savelives：毫无疑问，ITS昀重要的好处就是提高了车辆和道路的安全性。随着ITS技术的进步，车祸的死亡总人数必将下降。在车辆方面，比如碰撞避免、告警监视等积极的支持系统，将会减少司机的错误和疲劳。而在道路方面，可以为司机提供前方道路交通情况的无线通信系统，则会让司机及时避开危险路段。这些联合起来将给司机和行人以及大的信心和安全。Savetime：ITS能够极大的影响旅行各阶段所花费的时间。可以随时获得的大量的信息可以保证人们作出明智的旅行计划，从而大大减少浪费的时间。例如，行前的信息有助于准确的计划昀有效的路径以及合适的公共交通工具。旅行中的信息，比如实时的交通信息和到达/离开时智能交通系统（ITS）发展概况第2页共23页间，则可以增加旅行的速度、减少等待的时间。此外，司机也可以从不停车收费系统中得益。Savemoney：据得克萨斯交通研究所统计，美国每年因交通堵塞浪费的燃料和时间造成的损失合计高达720亿美元。ITS通过大大提高交通效率而节省大量的燃料和时间。尽管个人节省的资金可能并不很多，但是商业运输车队可以节省大量的资金。对于消费者来说，降低运输成本可能昀终意味着降低产品的价格，尤其是诸如新鲜肉类等难以运输的产品的价格。Reducepollution：使用ITS技术对地球环境来说，也有间接的但是非常有意义的影响。绝大多数的受益是因为减少了车辆的运行，就减少了燃料的消耗，同时减少了CO2的排放。二、ITS在各国的发展世界各国现在都在积极进行ITS的研究，其中，美国、欧洲和日本的研究处于领先地位。通过调整运输系统、计划和预算，美国和一些欧洲国家正在积极、系统地发展ITS，将其作为实现其道路交通计划的核心议题。在亚太地区，ITS方面的研究也已经开始。1、美国----从60年代末到70年代，美国致力于发展电子道路导航系统（EGRS），运用道路与车辆间的双向通信来提供道路导航。而在此后的一段时间里，一直没有实施类似的项目。1988年，美国成立了一个被称为“Mobility2000”的非正式组织，提出了一个新的计划，同时，为了引起全国的关注并且扩大计划，1990年又成立了美国智能车辆和道路协会（IVHSAmerica）。随后，1991年12月，跨模式道路运输效率法案（ISTEA）获得通过。从此，ITS成为道路运输政策的中心项目。1992年5月，IVHS战略计划构建了今后20年ITS的发展蓝图。1994年9月，美国交通部将IVHSAmerica更名为ITSAmerica(美国智能交通协会)，该协会在1995年3月制定了美国ITS项目计划，深入探讨了发展和应用ITS的规划及其昀终目标。这个计划由美国交通部正式出版，定名为《国家智能运输系统项目规划》，明确规定了智能运输系统的7大领域（即基本系统）和29个用户服务功能（即子系统）。其构成如下：1、出行与运输管理系统该系统包括了城市道路信号控制、高速公路交通监控、交通事故处理等公路交通管理的各种功能，以及用来研究和评价交通控制系统运行功能与效果的三维交通模拟系统。系统能够对路网中交通流的实时变化作出及时、准确的反应，帮助交通管理部门对车辆进行有效的实时疏导、控制和事故处理，减少交通阻塞和延误，从而昀大限度地发挥路网的通行能力，减少环境污染，节约旅行时间和运输费用，提高运输系统的效率和效益。该系统有6个子系统：—在途驾驶员信息系统；—线路引导系统；—出行人员服务系统；—交通控制系统；智能交通系统（ITS）发展概况第3页共23页—突发事件管理系统；—排放测试与污染防护系统。2、出行需求管理系统该系统向用户提供有关出行信息，改善交通需求管理。若将该系统和出行与运输管理系统结合起来，驾驶员就可以通过车载或处所计算机和无线通讯获得各种交通信息（道路条件、交通状况、服务设施位置以及导游信息等），合理选择出行方式、时间和路线。驾驶员还可利用车载定位导航仪，在车载计算机上给出出发地点和目的地，计算机便可根据实时交通信息自动选择出昀佳行驶路线，避开交通拥挤和阻塞，并促进高乘载率车辆的使用，从而提高运输效率。这个系统包括3个子系统：—出发前的出行信息系统；—合乘配载和预约系统；—需求管理与运营系统。3、公共交通运营系统该系统用以提高公共交通的可靠性、安全性及其生产效率，使公共交通对潜在的用户更具有吸引力。系统包括有交通标志占先权（高乘载率车辆专用车道的设置）、车辆定位和跟踪系统、语音和数据传输系统。该系统将公共交通管理部门同驾驶员直接联结起来，进行实时调度和行驶路线的调整，帮助运输部门增加客运率，降低运营成本，提高运输效益。该系统有4个子系统：—公共运输管理系统；—途中换乘信息系统；—满足个人需求的非定线公共交通系统；—出行安全系统。4、商用车辆运营系统该系统能在州际运输管理中自动询问和接受各种交通信息，进行合理调度，包括为驾驶员提供一些特殊的公路信息，如桥梁净高、急弯陡坡路段的限速等，对运送危险品等特种车辆的跟踪以及车辆和驾驶员的状况进行安全监视与自动报警。在特种车辆自动报警系统中，还装有探测靠近障碍物的电子装置，可保证在道路可见度很低情况下的行车安全。通过这一系统，可使营运车辆的运行管理更加合理化，车辆的安全性和生产效率得到提高，使公路系统的所有用户都能获益于一个更为安全可靠的公路环境。该系统有六个子系统：—商用车辆电子通关系统；—自动化路侧安全检测系统；—商用车辆管理程序系统；—车载安全监控系统；—商用车辆交通信息系统；—危险品应急反应系统。5、电子收费系统该系统通过电子卡或电子标签由计算机实现自动收费，可使所有地面交通收费包括道路通行费、运输费和停车费等实现自动化，实现收费车道上无人管理、不停车、不用票据的自动收费，以减少用现金收费所产生的延误，提高道路的通行能力和运行效率，并可为系统管理提供准确的交通数据。该系统只有电子收费1个子系统。智能交通系统（ITS）发展概况第4页共23页6、应急管理系统该系统用以提高对突发交通事件的报警和反应能力，改善应急反应的资源配置。该系统有两个子系统：—紧急告警与人员安全系统；—应急车辆管理系统。7、先进的车辆控制和安全系统该系统应用先进的传感、通讯和自动控制技术，给驾驶员提供各种形式的避撞和安全保障措施。系统具有对障碍物的自动识别和报警，自动转向、制动、保持安全间距等避撞功能。系统的这些功能在很大程度上改善和代替了驾驶员对行车环境的感应和控制能力，从而可以提高行车安全性，减少交通阻塞，进一步提高了道路的通行能力和运输效益。该系统包括7个子系统：—纵向避撞系统；—侧向避撞系统；—交叉口避撞系统；—视觉强化避撞系统；—事故前乘员安全保护系统；—危险预警系统；—自动公路系统。除此以外，美国的智能运输系统正在开发一个新的领域，即先进的乡村运输系统。该系统是把为城市地区开发的交通管理技术和系统功能推广应用到乡村道路网络中去，主要是应用先进的电子通讯技术，提高行车的安全性，方便外国游客出行，促进乡村地区的经济发展。系统包括为驾驶员和事故受害者提供援助的无线紧急呼救系统，恶劣道路和交通环境的实时警告系统，以及有关服务设施和旅游路线、景点等信息系统。2、日本----日本其实比其他许多国家都更早地开展了ITS方面的研究。1973年，通产省提出了综合汽车交通控制系统，研制出一套道路导航系统并进行了试验。这个阶段被称为ITS发展的第一阶段。----80年代，建设省实施了“道路/汽车通信系统”，警察厅实施了“先进机动车交通信息和通信系统”。后这些项目经过改进，被合并为“车辆信息和通信系统”。----从80年代末期到90年代，建设省建立了“先进道路运输系统”，在该项目的建设中形成了以道路车辆一体化来改善道路交通的概念。伴随着该项目还有许多其他项目，包括超级智能车辆系统、先进安全车辆系统、通用交通管理系统等。1993年7月，由工业界和学术界的代表组成的“车辆、道路以及智能交通协会”（VERTIS）成立，并进行了一系列与ITS有关的活动。经过不懈的努力，ITS已经逐渐在私营领域形成了市场，基于由企业和政府部门共同开发的数字地图的GPS汽车导航系统以及其他技术已经实现了商业化。至1995年，安装导航系统的汽车总量已经超过了100万辆。很明显，一个富有活力的新兴市场已经产生了。从1980年到1995年初的这个阶段可以被称为ITS发展的第二个阶段。----1995年2月，由日本首相直接领导的“具有先进通信与信息的社会筹划组”提出了“促智能交通系统（ITS）发展概况第5页共23页进先进通信与信息社会的基本指导方案”；1995年8月，建设省、通产省、邮政省、运输省和警事厅五个政府部门联合提出“在道路、交通、车辆领域实现先进通信与信息技术的政府指导方针”，并开始共同进行ITS的研究与实际应用。从此开始了ITS发展的第三个阶段，这一阶段的特征是统一与协调一致的行动。根据此方针，ITS由导航系统、自动收费系统、安全驾驶援助系统等9个开发领域和20个用户服务功能构成：1、导航系统。主要包括卫星导航系统和公路交通信息通信系统。卫星导航系统是指以全球定位系统GPS的方式接收卫星电波，进行位置计算，并在地图上显示出目前汽车所在位置，标示出抵达目的地的距离和方位，以帮助驾驶者抵达目的地的系统。公路交通信息通信系统是指为方便驾驶人员，减少和缓和堵塞等，通过公路上设置的信标和FM多路播放，向导航系统等车载装置实时提供堵塞情况、所需时间、施工/交通限制等有关公路交通信息的系统。主要服务对象为驾驶人员，包括两个服务功能：—路途引导交通信息提供系统；—与目的地相关的信息提供系统。2、电子收费系统。是指为了解除收费公路收费站上的堵塞，实现无现金化，提高便利性，利用收费站处设置的天线和通行车辆车载装置之间的无线通信自动付费，使收费公路收费站非停车通行成为可能。主要服务对象为驾驶人员、运输企业、管理部门，它只有电子收费一个功能。3、安全驾驶辅助系统。是指为防止事故，确保安全驾驶，通过公路上设置的传感器等收集路面情况等信息，并使其在公路与车辆之间传播，向驾驶人员发出“前方发生危险”等警告。另外，配合高度的车辆控制技术，以实现“自动回避冲撞”，进而实现“自动驾驶”的系统。主要服务对象为驾驶者，包括4个服务功能：—驾驶和道路信息提供系统；—危险警告系统；—驾驶辅助系统；—自动驾驶公路系统。4、交通管理的昀佳化。即通过路途诱导、信号控制等实现交通管理的昀佳化。其主要服务对象为管理部门、驾驶者，包括两个服务功能：—先进的交通流控制系统；—交通事故通报系统。5、公路管理的效率化。即通过提供特殊车辆管理、通行限制状况等来提高公路管理的效率。其主要服务对象为管理部门、运输企业、驾驶者，包括三个服务功能：—管理事务的高效化；—特殊车辆管理系统；—道路危险信息通报系统。智能交通系统（ITS）发展概况第6页共23页6、公共交通援助系统。即通过提供公共交通运行状况等措施来提高公共交通的运营效率。其主要服务对象为公共交通使用者、运输企业，包括两个服务功能：—公共交通信息提供系统；—公共交通运行援助系统。7、业务用车的效率化。即业务用车的运行管理援助系统，该系统是指为了提高业务用车的运输效率，减少业务交通量，提高运输安全，实时收集卡车、旅游车等的运行情况等，作为基础数据向运输事业公司等提供，从而援助运行管理的系统。