智能交通系统以及国内外研究现状.docx
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智能交通系统以及国内外研究现状
智能交通系统以及国内外研究现状
随着计算机技术的更新以及交通发展的要求，近几年来交通发展的重点已经从以前比较落后的交通设施的建设向现代交通系统智能化方向的发展，所以近年来对ITS智能交通系统的研究和应用的步伐明显加快。
从理论上来说，ITS智能交通系统它显示了现代交通系统的一种比较高层次的智能化的管理技术，它的本质是以最低的成本和最少的时间来提高现有交通设施的利用率，以这种管理技术来降低交通拥堵，以及减轻交通对空气的污染和更加节约能源。
下面我们就对智能交通系统以及国内外的发展现状做一介绍。
2.1智能交通系统
现代城市智能交通是在城市交通运输系统中有效地运用通信技术、信息技术、系统集成技术和电子控制技术等，以建立起覆盖范围广、高准确度、高效率、实时的交通运输管理系统。
使道路、驾驶员和车辆三者之间能够进行智能联系，借助该智能系统，车辆可以在道路上安全、自由地行驶，靠智能化手段将车辆运行状态调整到最佳，实现人、车、路的和谐统一。
根据相关研究，城市采用了现代智能交通系统（IntelligentTransportationSystem）可以使得城市道路交通的通行能力提高2~3倍，可以使得交通拥挤率降低至原来的20%—80%，油料消耗较以前减少30%，停车次数可以降低30%，废气的排放可以减少26%，交通行车时间减少13%-45%，发生交通事故的可能性大大降低，这样可以有效的提高交通运输效率，进而给城市建设带来了巨大的经济效益和社会效益[4]。
自20世纪80年代起，智能交通系统慢慢逐渐发展成为一个为人熟知的概念，也逐渐的深入了研发人员的心目之中，早在19世纪最具有代表性的就是美国智能车辆道路系统智能交通系统，其次是欧洲高效安全欧洲交通计划（1986年）、日本的道路交通信息通信系统（1995年）、欧洲车辆安全道路结构计划（1989年）。
它们都有共同的特点：
将一些高科技技术运用于整个交通服务、管理与控制，主要运用的技术包括先进的通信技术、计算机技术以及电子信息技术等，从而建立起一个覆盖范围大、实时、高准确度的交通管理系统，为广大乘客提供多样性的服务。
2.2国外ITS的研究状态
2.2.1美国ITS的现状
一、美国ITS的历史
美国是当今世界运用智能交通系统较为成功的国家之一。
1994年ITS在美国正式命名，以前是智能车辆公路系统（IVHS）。
在以后的十年时间里，美国对ITS进行了大规模的研究和应用，并且在1995年3月，美国交通部发行了《国家智能交通系统项目规划》，在《国家智能交通系统项目规划》里面明确了ITS的七大领域和二十九个用户服务功能（见下表），并且计划到2005年开发计划[5]。
ITS基本系统：
ITS子系统：
出行中交通信息
出行和交通管理
交通需求管理
公共交通运行
电子付款服务
商用车辆运行
交通需求管理
出行前交通信息
汽车共乘和预约服务
需求管理和运行
公共交通运行
公共交通管理
出行中公共交通管理
随需求而定的公共交通管理
公共交通安全
电子付款服务
电子付款服务
商用车辆电子通行
自动路边安全检查
车上安全监视
商用车辆运行
商用车辆行政过程
危险物品事故处理
商用车辆管理
紧急处理
紧急通知和个人安全
紧急车辆管理
ITS基本系统：
ITS子系统：
紧急车辆管理
纵向碰撞避免
横向碰撞避免
道路交叉口碰撞避免
碰撞避免中的视力提高
安全准备
碰撞前的紧急安排
自动公路系统
表2-1ITS主要用户服务功能
二、应用状况
而今，美国的智能交通系统的普及率已经达到85%以上，甚至有些地区已经达到了90%以上，比如洛杉矶、纽约等，并且相关技术也较为先进[6]。
在美国交通系统，其中能占到ITS智能交通40%的应用主要在车辆的安全方面，再次ETC以及电子收费等相关的设施也站到了占到了差不多20%，最后公路车辆的管理技术和交通车辆、船舶、航空的定位导航系统也占到了15%，最后的10%应用在了商业车辆管理系统[7]。
三、投资
美国政府在1991年到1999年用在智能交通管理方面的投资非常大，每一年的资金预算差不多大约为350亿美元，这就可以看出美国对现代智能交通系统的重视程度。
美国政府要求将智能交通系统的发展和建设纳入各级政府的基本投资计划之中，大部分资金由联邦、州和各级地方政府提供，也注重调动私营企业的投资积极性。
2.2.2日本ITS的发展现状
在日本，对ITS的研究和应用也相对较早，早在1973年，由通产省开发的“汽车综合控制系统”被称为是日本最早的处理世界领先地位的智能交通系统。
后面的十年里日本的智能交通系统有了很大的发展，就在1999年，“车辆信息与通信系统”这一ITS的雏形在日本东京地区正式运行。
目前，日本的智能交通系统研究和应用主要在一下三个方面进行：
车辆信息及交通通信系统（VICS）、不停车收费系统（ETC）、先进道路支援系统（AHS）[8]。
下面分别予以说明。
一、车辆信息及交通通信系统
目前，日本的车辆信息及交通通信系统在东京、长野等城市已经建立了它的智能交通系统，其中车辆已经超过了600万辆，而且飞速发展。
二、不停车收费系统
不停车收费系统是智能交通系统中很重要的组成部分，不停车收费系统的研究和开发占整个ITS系统的30%以上在日本，在1995年6月日本就开始组建不停车收费系统并于1996年3月完成。
不停车收费系统的研究和应用减少了收费站的交接手续，而且大大的方便了民众，收费站的通行能力也大大提高。
三、先进道路支援系统
从1994年，日本就开始以丰田公司为首的20多家家公司进行了自动高速公路AHS（无人驾驶系统）的研究与开发。
通过车辆以及道路上的各种传感器掌握道路和周围车辆以及道路桥梁信息，利用车载装置和信息发布设施等将信息实时发送给驾驶员，并且进行危险的警告[9]。
主要功能包括以下几部分：
驾驶信息和道路信息提供，危险警告，辅助驾驶以及自动驾驶。
2.2.3欧洲ITS的发展
1969年，欧共同体提出在成员国之间开展与交通控制有关的电子技术研究以及开发工作。
1986年，欧洲19个国家的政府和企业世界开始了名为“EUREKA”的联合研究，主要是建立跨欧洲智能化的道路网络，包括了道路基础设施以及车辆的开发研究，近年来，欧洲智能交通系统的研究工作主要包括两个计划：
QAP和TEN。
TAP的主要目的就是运用先进的计算机技术来提高现有交通设施的利用率。
TEN计划是欧洲要实现多方式信息服务为目的的交通信息服务站[10]。
下表2-2为欧洲ITS的发展历程表：
年代
ITS项目或其相关项目
70年代中期
ALI（德国）
1985年
AliScout（德国）
1986年
Autoguide（英国）
1986年
PROMETHEUS（由民间14家汽车公司组织）
1988年
DRIVEI（由EC联合组织开发，1991年结束）
1991年
ERTICO成立，统一协调全欧ITS的研究
1992年
DRIVEII（由EC联合组织开发，1994年结束）
1994年
T-TAP（相当于DRIVEIII，1998年结束）
1998年
启动KAREN项目
2000年
数字地图是智能交通领域许多技术和应用的基础平台
2002年
德国科隆市的城市交通管理与信息服务系统
表2-2欧洲ITS的发展历程表
2.2.4 发达国家ITS的特点总结
由以上美国、日本以及欧洲等智能交通系统的发展，本人通过分析得到美、日、欧等国家和地区的ITS进程的一些特点：
（一）、前期规划重中之重
在美国，政府和国会共同合作共同参与，汇聚了整个美国的不同力量，在1991年制订了《综合陆上运输效率化法》,并且成立了智能交通系统的领导以及协调机构，同时制定了美国20年智能交通系统的发展计划[11]；美国在1995年3月，运输部门出版了《国家智能交通系统项目规划》，在这本书中很确切的提出了发展ITS智能交通系统的七个重要的领域还有二十九个系统服务功能，与此同时明确的提出了截止2005年的全年开发计划。
（二）、制定相关规范和标准
在发达国家的智能交通系统的发展过程中，制定相关的ITS规范与标准都落实的非常细致。
在1993年，国际标准化组织成立了TC-204技术委员会，TC-204技术委员会的主要责任是制定一些标准。
而在美国，九十年代初就已经建立了ITS的通信协议NTCIP，欧盟则在1990年标准化组织就已经着手布置CEN／TC278工作。
（三）、增大智能交通系统的研发和工程的投资
在发达国家的智能交通系统的发展过程中，美国政府在1991—1997年每年的智能交通系统的资金投入在7年内的总和将近13亿美元。
总计20年中美国用于智能交通系统规划总资金差不多超过了400多亿美元[12]；日本智能交通系统的主要经费来源是汽车服务行业的税收以及汽车相关的税收，日本政府部门在1995—1999年总共在发展智能交通系统发面投入大约3683.66亿日元用于研发和工程，其中大约90%的费用都用于智能交通系统的实施，只有占10%的费用用于智能交通系统的研发[13]。
（四）、企业积极参与智能交通系统的投资建设
在现在智能交通系统的发展过程中，发达国家已经几乎将现代智能交通系统的投资和建设列入了各级政府部门的基本发展以及开发计划至中，与此同时发达国家非常注重创建新的智能交通系统的建设的项目，同时更为方便支持、部署以及开发建设智能交通系统。
在发展智能交通系统的投资当中很大一部分的是通过传统的方式，比如像公路信用基金等，由政府部门、州和各级地方政府提供，也注重调动私营企业发挥应有作用。
（五）、根据自身情况选择不同发展策略
在欧洲的智能交通系统的建设中把构建ITS基础平台放在了首位，欧洲智能交通系统的发展规模和进程介于日本和美国之间。
现在欧洲的智能交通系统的大部分应用方面是开发远程信息处理技术（Telematic），远程信息处理技术的主要目的是在全欧洲计划建立专用交通（以道路交通为主）无线数据通信网[15]。
这样就将ITS的功能和日常交通系统的管理、以及道路导航和ETC电子收费等都通过Telematic联系起来，从而在全欧洲通过无线数据通信网共享资源。
目前的主要开发先进的旅行信息系统（ATIS）、车辆控制系统（AVCS）、商业车辆运行系统（ACVO）、以及电子收费系统等方面。
2.3我国智能交通系统的发展现状
智能交通系统（ITS）是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。
交通拥堵问题一如当年人口增长过快问题、水资源短缺问题一样成为我们这颗星球上各国众多城市面临的棘手问题。
2.3.1我国城市的ITS发展现状
在我国的智能交通系统领域，首都北京和广州的发展较早，并且走在了全国前列。
下面对北京和广州的目前ITS系统现状做一简单介绍。
一、北京市智能交通系统的发展现状
据相关报道，目前在北京市已经初步建成了4大类的智能交通系统，这四大类的系统主要包含了道路交通控制系统、公共交通指挥与调度系统、高速公路管理系统以及紧急事件管理，四大类系统总共包含约30个子系统，这30个子系统后分散在各交通管理和运营部门，对北京市的交通起到了很重要的作用。
在最近几年来的发展，北京市的交通系统有了很大的进步，主要有以下几点：
1、实时监测智能交通系统
在北京市的各个主要路段安装了无数了高清的摄像头，这些摄像头可以自动对过往车辆进行拍照统计，实时统计路段的车流量，同时在相关路段上发生交通事故或者出现道路拥堵以及各种意外交通事件时，实时监测系统会自动对发生的事件进行全程的录像和报警，第一时间确保为事件处理提供
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