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智能交通及其在中国的实践
智能交通及其在中国的实践
智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。
它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。
在该系统中,车辆靠自己的智能在道路上自由行驶,公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态,借助于这个系统,管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。
智能交通技术是指将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输行业从而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统,通过对交通信息的实时采集、传输和处理,借助各种科技手段和设备,对各种交通情况进行协调和处理,建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系,从而使交通设施得以充分利用,提高交通效率和安全,最终使交通运输服务和管理智能化,实现交通运输的集约式发展。
智能交通技术于上世纪80年代起源于美国,随后各国都积极寻求在这一领域中的发展。
它是现代化交通运输体系的发展趋势,ITS涉及领域广泛,具有巨大的市场容量,这一新兴产业已成为全球最大产业之一,对未来世界将产生深刻影响。
21世纪将是公路交通智能化的世纪,人们将要采用的智能交通系统,是一种先进的一体化交通综合管理系统。
智能交通是一个综合性体系,它包含的子系统大体可分为以下几个方面:
一、车辆控制系统。
指辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。
该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪,可以准确地判断车与障碍物之间的距离,遇紧急情况,车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让,并根据路况自己调节行车速度,人称“智能汽车”。
美国已有3000多家公司从事高智能汽车的研制,已推出自动恒速控制器、红外智能导驶仪等高科技产品。
二、交通监控系统。
该系统类似于机场的航空控制器,它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。
哪里发生了交通事故。
哪里交通拥挤,哪条路最为畅通,该系统会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。
三、运营车辆高度管理系统。
该系统通过汽车的车载电脑、高度管理中心计算机与全球定位系统卫星联网,实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯,来提供商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。
该系统通讯能力极强,可以对全国乃至更大范围内的车辆实施控制。
行驶在法国巴黎大街上的20辆公共汽车和英国伦敦的约2500辆出租汽车已经在接受卫星的指挥。
四、旅行信息系统。
是专为外出旅行人员及时提供各种交通信息的系统。
该系统提供信息的媒介是多种多样的,如电脑、电视、电话、路标、无线电、车内显示屏等,任何一种方式都可以。
无论你是在办公室、大街上、家中、汽车上,只要采用其中任何一种方式,你都能从信息系统中获得所需要的信息。
有了该系统,外出旅行者就可以眼观六路、耳听八方了。
智能交通在中国的实践:
智能交通是一个国情相关性很强的领域,自上世纪80年代智能交通技术起步以来,各国政府和专家都根据本国国情在美国研究内容的基础上进行着本土化探索。
对交通的要求不仅因国家、地区、文化的不同而千差万别,甚至同样的交通状况因出行者的角色——步行或者驾车的不同,而会产生不同的感受与评价。
进一步说,同样的角色,因个体性情的不同,也会有不一样的感受。
因此,交通是与文化和参与者的行为密切相关的一个领域。
从宏观上,我国的智能交通发展尚处于基础建设阶段。
一方面,我国智能交通领域的基础技术应用还很不普及,先进的交通管理系统和交通服务系统在各地区或区域正在逐步建立之中;另一方面,我国的智能交通目前阶段还主要集中于智能化管理领域,智能化服务领域的发展滞后,人、车、路协同、安全体系建设、可持续发展等方面的工作还处于初步阶段。
和世界发达国家相比,我国的智能交通发展空间更为广阔。
其一,智能交通基础建设还需要一定的时间,市场的潜在规模比较大;其二,综合交通的智能化发展受到关注和重视,整合资源、信息共享,构建社会化的智能交通管理和服务平台,是我国交通管理的特点,也是我国智能交通发展的特色;其三,我国人口数量大,社会发展的机动化进程迅速,人、车、路的协同管理具有现实的急迫需求,汽车电子、车路协调、公交等领域将具有很大的发展空间。
发展的问题
ITS产业既是新兴的高新技术产业,同时,也是综合性很强的“交叉产业”或“边缘产业”。
由于ITS产业涉及交通运输、电子信息、交通工程、城市规划等领域,导致目前我国ITS产业的发展有以下问题:
1).产业体系复杂且模糊,核心产业不突出。
从产业类型可以有ITS产品技术提供、ITS系统集成、ITS系统运营服务等,但产业领域过于宽泛,ITS产业链的具体构成和划分比较困难。
2).产业发展以政府管理部门的应用导向为主,在产业资源配置和优化中市场的作用有限;以项目建设为主的需求模式,造成地方性、区域性企业较多,ITS产业规模的提升比较困难,产业领域的规模企业数量也比较少。
产业内企业发展良莠不齐,具有全国性影响力的龙头类企业缺乏。
技术构成的复杂性和应用领域的专业性,对ITS产业领域的企业素质提出较高的要求,但是目前市场上ITS产业领域的各类企业素质差异巨大。
3).产业归口不清,产业方向不明,缺乏相应的产业政策支持和引导。
ITS产业介乎于技术开发、产品制造、技术服务等之间,产业归属难以确定。
以往的发展中,科技部、交通运输应用行业等给予了积极的支持和引导,在产业提升和进一步发展中,需要相关的产业部门给予重视和支持。
金融危机对交通领域既有影响也有机会。
金融危机对社会经济各个领域带来的影响,在交通运输领域都会得到体现和反应,如民航、铁路、公路、水运领域客货运输量的变化。
我国政府应对金融危机,投入巨资拉动内需,交通运输领域是重点投入建设的领域,这又是交通发展的契机。
交通基础设施建设投入的加大,对智能交通技术和产品的派生需求明显,这是智能交通发展的重要机遇。
如何把握交通基础建设大发展的有利时机,把智能交通的发展和交通基础建设紧密结合,是ITS行业面临的重要挑战。
智能交通既要在技术、产业、标准化等方面适应和满足交通运输领域的实际需求,同时更要从发展的角度引导需求。
中国交通最大的问题是人口多。
此外,交通流的构成也很复杂,除了庞大的机动车流、行人流、自行车流外,还有越来越多的助力自行车、三轮车等交通方式。
从城市的结构看,中国城市化进程也与国外很不一样,主要体现在城市结构和道路网络的不同。
与纽约、伦敦、东京这些有代表性的国际都市相比,国外都市的城市功能区相对分散在市中心的周边地区,很少有像北京一样,城市中心区的功能高度集中,近千万人集中在面积狭小的市中心生活、工作,城市的交通压力在这一区域内高度集中。
这是中国交通与国外相比一个突出的特点。
北京市道路网络经过几十年的建设和完善,基本形成了环形加放射式的道路网络。
由于城市人口密度长期维持在每平方公里2.7万人左右,市区人口集聚进一步加剧,人口流动量大,智能交通体系建设已成为北京交通可持续发展的必由之路。
在2008年北京奥运会期间,奥运路线、奥运场馆周边将有120处系统控制交通信号。
此外,还建设了交通综合监控系统,该系统包括视频监控、交通流检测和交通违法检测三个子系统。
同时,在奥运会场馆周边和相关道路上还建设了80处电视监控点、15套交通事件自动检测系统、80套数字化视频系统。
从20世纪70年代末至今,我国交通事业快速发展。
各级交通部门充分发挥“后起国”优势,通过技术引进和自主创新,一些先进技术逐渐在中国部分大城市交通部门得到应用。
虽然在整体规模和层次上与世界发达国家还有不小差距,但部分领域技术水平已处于世界领先位置。
目前,我国社会经济发展水平仍处于工业化阶段,在向信息社会迈进的过程中,工业化任务还没完成,但信息化浪潮已扑面而来。
对交通系统而言,一方面要求大力建设交通基础设施满足交通出行基本要求,另一方面要发展ITS,使交通基础设施服务能力尽可能提高。
(一)我国ITS发展及现状
我国ITS的研究应用起步较晚,但发展处于蓬勃上升趋势,初步开展了ITS规划的研究并在部分城市试点建设。
1、规划和政策层面。
成立了国家层面协调机构并开展规划研究,在制定科技发展“九五”计划和2010年长期规划时,交通部就将发展ITS列入计划,开展了ITS发展战略研究。
1998年,在国家质量技术监督局指导下,交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,该委员会把推进中国ITS标准化作为主要任务。
国家有关部委已成立了全国ITS协调小组,并完成了“中国ITS体系框架”、“中国ITS标准体系框架研究”、“智能运输系统发展战略研究”等一批关系中国ITS发展的重点项目,还完成了重大“ITS关键技术开发和示范工程”。
2、技术层面。
上世纪70年代中至80年代初,主要试验研究城市交通信号控制。
80年代中至90年代初,一些大城市如北京、天津、上海引进消化了城市信号控制系统,北京引进了英国SCOOT系统,天津、上海引进了澳大利亚SCATS系统等。
90年代,一些大城市逐渐建设交通监控系统,一些高速或高等级公路建设监控及电子收费系统。
GIS、GPS等技术也在管理、运营等领域应用。
“十五”期间,科技部将“智能交通系统关键技术开发和示范”作为重大项目列入国家科技攻关计划。
该项目包括共性关键技术、关键产品和技术开发、ITS工程示范和相关基础研究四大类16个课题。
已验收课题,获国家发明专利23项,制定企业标准7项,建立跨省市国道主干线联网电子收费、高等级公路综合管理、城市交通信息采集与融合等示范点15个,车载安全装置等中试线3条,生产线4条,成果转让合同27项。
应该说,“十五”期间,我国ITS发展取得明显成效。
但各城市ITS建设各子系统尚无法有效协同整合,集成度较低,技术上处于分隔独立状态。
3、投资层面。
“十五”期间,ITS投入逐渐加大。
据科技部统计,示范工程专项调动项目参与单位投入资金达15亿元以上,但投资主体主要是中央政府和地方政府。
我国的一些企业积极性也较高,但因缺乏总体协调机构和投资机制,政府与企业间沟通不够,ITS尚未形成IT业中重要产业。
(二)对我国ITS发展的反思
我国ITS发展总体形势较好,但问题也较多。
反思近年来的发展,问题可概括为:
体制分散,统一协调不够;引进太多,消化创新不够;政府主导,民间参与不够。
具体为:
1、没有明确规划。
我国目前ITS基本处于分散在有关部门各自研发中,缺乏系统性、可操作性强的框架体系方案。
2、统一协调力度差。
国家虽然成立了协调指导小组,但协调机制还不完善,协调力度不够。
从体制上看,系统建设和营运管理面对不同行业,城市交通管理系统建设和营运管理权责属公安交管部门或城建部门,公共交通属市政管理部门或建委,高速公路交通管理系统营运管理属收费道路公司和交通路政部门,商用车管理属交通运管部门,水运属交通港航部门,机场属民航部门,铁路属铁道部门。
不同运输方式行业管辖部门不同,制度不同,信息也不能及时沟通,使ITS所要求的数据可相互交换、设备可相互联结、运作可相互操作目标相差极大。
所以,需建立合适的法规和制度,建立横跨行业协调机构,规定行业管辖权责,否则ITS建设就无从谈起。
3、投资机制不完善,产业化程度不足。
目前,我国智能交通产业化程度较低,尚未形成具有一定规模的产业集群。
因缺乏总体协调机构和投资机制,政府与企业间沟通不够,ITS尚未形成IT业的重要产业。
因缺乏对智能交通产业发展前景的认识,有实力大型企业并未涉足其中,虽然有一定数量从事技术研究和产品开发公司,但规模小、产品单一,尚不能形成系统化产品研发和生产的产业链,致使我国的智能交通产业还不足以支撑未来我国智能交通快速发展的需求。
4、政府和民间缺乏沟通媒介。
从发达国家推动智能交通建设实践看,政府和社会间都存在一个或多个以专业协会或其他组织形式出现的组织,这个组织从事智能交通技术研发、交流、推广应用,它上承政府,下接民间,起到政府与民间沟通媒介作用,体现了推动一项技术成果方面政府和民间合作的有效模式。
这种组织可通过影响力逐步将智能交通领域科研、产业、用户聚合在一起,从而有效发挥智能交通领域资源优势,推动智能交通技术开发与实际应用相结合的步伐。
还可借助聚合资源优势,有效引导智能交通产业发展重点、调整和优化产业结构。
(三)我国ITS发展战略性思考
我国ITS发展必须从国情出发。
从系统论观点出发,发展过程中,需要把握处理好八个关系:
长远规划与逐步实施的关系;交通基础设施建设与ITS发展的关系;部门应用与系统综合的关系;城市个体与区域协调的关系;消化引进与自主创新的关系;政府主导与企业参与的关系;先进技术与自身实际需要的关系;交通战略与国家战略的关系。
一是处理好长远规划与逐步实施的关系。
从国家全局角度对我国智能交通建设整体规划,部门、地方规划服从国家整体规划,引导部门、地方建设统一于国家智能交通大系统建设,并由国家尽快制定ITS建设相关标准,避免再建系统间出现不兼容和无法集成,使我国ITS建设有章可循。
二是处理好交通基础设施建设与ITS发展的关系。
发达国家ITS是在交通基础设施较为完善基础上发展的,但这绝对不是说交通基础条件不完善,就不用考虑ITS的发展。
正是因为没有考虑长远发展规划,这些国家和地区实施ITS前都付出了代价,不得不投入大量人力和物力改造现有交通基础设施。
因此,应把ITS视为交通基础设施的一部分,先期预留ITS发展空间。
三是处理好部门应用与系统综合的关系。
改变单一的道路交通思维方式,把城市内交通、城市间交通、铁路交通、水运交通、航空交通等作为系统来考虑,以系统观点、统一观点、协调观点来对待ITS建设,宏观上统筹兼顾。
四是处理好城市个体与区域协调的关系。
当前城市化快速发展背景下,城市群形态已经显现,区域社会经济联系日益密切。
未来城市间竞争将会由目前单个城市或单一地区间竞争,升级为以大城市为中心的都市圈或城市群间竞争。
城市群和大都市圈将主导中国经济发展。
因此,单个城市ITS规划和建设也应立足于区域发展视角,综合考虑区域内各城市间交通联系。
五是处理好消化引进与自主创新的关系。
我国的ITS发展,不能只浅层注重安装设备和生产产品,而不重视产品自主知识产权。
要加快提高自主创新能力,在消化吸收国外先进技术基础上,搞好共性技术攻关,除要注重智能技术、信息技术和交通工具研究外,还应注意捕捉世界新兴技术,加快新兴技术研发。
六是处理好政府主导与企业参与的关系。
ITS的政策导向影响到ITS产业和服务部门决策。
目前,我国政府已将智能交通系统作为中国未来交通发展的重要方向。
在法律、政策层面上应进一步加大力度和理顺推进协调机制,将ITS建设融入到常规的交通规划和交通预算中。
还要开拓投资渠道和融资方法,积极鼓励和引导民间资本参与ITS建设,推进ITS产业化进程。
七是处理好先进技术与自身实际需要的关系。
高新技术开发应用要与突出实际应用效用相结合,不能盲目攀比项目、技术的“新、全、洋”,要根据自身实际的需要,有所为、有所不为。
当前,大城市主要应针对“缓解中心城市交通拥堵、提高交通运输安全、解决重大事件交通组织”开展攻关研发和应用。
八是处理好交通战略与国家战略的关系。
ITS发展应与国家经济发展战略和公共安全战略相联系。
对经济战略而言,一要更好地支撑经济社会快速发展,营造更好、更高效的交通环境。
二要带动信息产业发展,拓展高新技术发展空间,提升全球经济竞争力。
三要促进汽车产业发展,为我国汽车产业参与全球竞争创造条件。
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