中國智能交通系統(tǒng)(ITS)發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)
2017-12-04
八十年代中葉以來，ITS(Intelligent Transportation System)作為將先進的信息技術(shù)，數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計算機處理技術(shù)等有效地運用于整個運輸管理體系，使人、車、路密切地配合、和諧地統(tǒng)一，從而建立起一種在大范圍內(nèi)，全方位發(fā)揮作用的實時、準(zhǔn)確、高效的運輸綜合管理系統(tǒng)，已在全世界范圍內(nèi)競相開發(fā)與研究。尤其在美國、歐洲、日本等工業(yè)化國家成立了全國性的ITS發(fā)展協(xié)調(diào)組織，統(tǒng)一制訂了研究開發(fā)計劃并投入大量經(jīng)費，已取得了重要成果。智能交通系統(tǒng)推進交通運輸進入信息時代，將成為21世紀(jì)現(xiàn)代化交通運輸體系的發(fā)展方向。 智能交通系統(tǒng)帶來的這場“革命”，使我們從全新的時代角度重新考慮中國的交通運輸發(fā)展模式及對策，面對“智能交通系統(tǒng)”這一重要發(fā)展趨勢，研究制訂我國的ITS發(fā)展戰(zhàn)略已迫在眉睫。1997年北京智能交通系統(tǒng)發(fā)展趨勢國際學(xué)術(shù)研討會及中歐智能交通系統(tǒng)研討會以來，我國已形成共識：中國需要ITS！目前國家正組織全國性調(diào)查，將根據(jù)我國國情制定ITS發(fā)展戰(zhàn)略計劃及優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。為此，我們對中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略談幾點構(gòu)想。
一、ITS發(fā)展的時代背景與動因 研究中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略，首先要對世界上ITS發(fā)展的動因和趨勢深入掌握，才能將中國發(fā)展ITS的重要性、必要性建立在理性上而不是感性上。國際上，尤其在工業(yè)化國家中發(fā)展ITS的背景主要有以下時代特點： 1. 汽車發(fā)展社會化 工業(yè)化國家在市場經(jīng)濟指導(dǎo)下，大都經(jīng)歷了經(jīng)濟的發(fā)展促使汽車的發(fā)展，而汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又刺激經(jīng)濟發(fā)展的過程，從而這些國家盡早實現(xiàn)了汽車化時代。如美國1992年機動車擁有量已達1.9億輛(其中家用汽車為1.4億多輛，平均千人擁有746輛)，日本1993年統(tǒng)計為機動車6.3千萬輛(其中家用汽車為4.1千萬輛，平均千人擁有511輛)。汽車化社會帶來的諸如交通阻塞、事故增多、能源浪費和環(huán)境污染等社會問題日趨惡化。據(jù)統(tǒng)計，美國城市以及州際間的高速公路有2/3嚴重阻塞；美國39個城市因交通堵塞而造成的經(jīng)濟損失約410億美元。日本僅東京都市圈嚴重阻塞地點達219處；東京高速公路嚴重擁擠路段的擁擠時間長達17小時，擁擠長度達9.8公里。僅東京每年因交通擁擠造成的時間損失折為123000億日元。 道路總長度630萬公里的美國和道路密度超過3公里/平方公里的日本等國家，可以說道路設(shè)施十分發(fā)達，也不得不從以往只靠供給來滿足需求的思維模式轉(zhuǎn)向采取供、需兩方面共同管理的技術(shù)和方法來改善日益尖銳的交通問題。這些建立在汽車輪子上的工業(yè)化國家在探索即維護汽車化社會，又要緩解交通擁擠問題的辦法過程中，旨在借助現(xiàn)代科技改善交通狀況，達到“保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源”目的的ITS概念便逐步形成。 2. 人類環(huán)境可續(xù)化 工業(yè)化國家在工業(yè)化、城市化發(fā)展進程中面臨著日益嚴重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，這一問題同樣在發(fā)展中國家存在。二十世紀(jì)五十年代以來，生存與發(fā)展問題成為人類社會面臨的最緊迫的任務(wù)。1972年聯(lián)合國人類環(huán)境會議上通過了《人類環(huán)境宣言》。
城市化是生產(chǎn)力發(fā)展的一個必然結(jié)果，按世界經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)律，城市化水平達到30％以上，將出現(xiàn)經(jīng)濟的飛速發(fā)展階段。美國、日本、英國等發(fā)達國家，1990年城市化水平已分別達到了75％，77％，89％。這些國家針對交通發(fā)展對資源和環(huán)境的影響，逐步調(diào)整交通運輸體系與結(jié)構(gòu)。這些國家都經(jīng)歷了為滿足車輛發(fā)展的需求，而大力開發(fā)建設(shè)交通基礎(chǔ)設(shè)施(如美國1944年規(guī)劃的7萬公里高速公路規(guī)劃，經(jīng)過50年已基本完成，但仍產(chǎn)生擁堵)，在大量土地、燃油等資源占用和消耗的同時，不但交通需求沒有完全滿足，而且還造成汽車尾氣由于道路擁擠排放量劇增，不僅經(jīng)濟造成巨大損失，而且給環(huán)境帶來惡劣影響。如美國人口不足世界人口的5％，但能源消耗占了全世界總消耗的30％以上，其中交通運輸所消耗的能源占了1/4，而95％是石油。世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)1988年曾作過計算，其成員國中交通運輸產(chǎn)生的CO2排放量占總排放量的21％。汽車尾氣排放產(chǎn)生的大量硫化物、氮氧化合物、碳氫化合物以及顆粒物所造成的地方性污染成本占GNP的0.5～1.0%。 六、七十年代以來，由于石油危機及環(huán)境惡化，工業(yè)化國家開始采取以提高效率和節(jié)約能源為目的的交通系統(tǒng)管理(TSM)和交通需求管理(TDM)對策，同時大力發(fā)展大運量軌道交通及實施公交優(yōu)先政策。在社會可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)下調(diào)整運輸結(jié)構(gòu)，建立對能源均衡利用和環(huán)境保護最優(yōu)化的交通運輸體系。ITS作為綜合解決交通問題，保持社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新一代交通運輸系統(tǒng)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展在發(fā)達國家醞育發(fā)展，九十年代以后成為世界范圍內(nèi)的重要發(fā)展趨勢。 3. 信息技術(shù)智能化 交通管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，一直是人們綜合治理、解決交通問題而追尋的目標(biāo)。早期的交通信號控制系統(tǒng)裝置采用了電子、傳感、傳輸?shù)燃夹g(shù)實現(xiàn)科學(xué)管理，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計算機技術(shù)以及GPS、信息通信的普及和應(yīng)用，交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、信息采集及傳輸系統(tǒng)等在交通管理中發(fā)揮了很大作用。但這些技術(shù)單純是對車輛或道路實施科學(xué)化管理，范圍單一，局域性、系統(tǒng)性不強。 八十年代后期以來，世界范圍內(nèi)的冷戰(zhàn)結(jié)束，工業(yè)化國家用于軍事和國防領(lǐng)域的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，信息采集與提供系統(tǒng)，計算機控制與管理系統(tǒng)，電子與電子通信技術(shù)等高新技術(shù)轉(zhuǎn)向民用化，同時將軍事上的投入也大部分轉(zhuǎn)移到民用技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上來。與此同時，包括我國在內(nèi)的廣大發(fā)展中國家借助和平、穩(wěn)定的國際環(huán)境加快本國的經(jīng)濟發(fā)展。發(fā)展中國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展促進了世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，工業(yè)化國家的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域由于勞動力密集型的產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家集中而失去明顯競爭優(yōu)勢，開始醞釀開辟高新技術(shù)含量的產(chǎn)業(yè)市場。在這種國際環(huán)境的背景下，代表一場信息革命到來的信號，引起全球的極大關(guān)注，這就是“信息高速公路”。信息技術(shù)得到飛速發(fā)展，尤其是國際信息網(wǎng)絡(luò)“Internet”的建立，以它極大的魅力，將人類帶入了“地球村”，并加快全球經(jīng)濟一體化的進程。1994年開始，世界經(jīng)濟逐漸進入信息革命階段，經(jīng)濟學(xué)上稱之為第五個長周期的相對上升時期，這一階段帶來的變化是：貿(mào)易體制由關(guān)貿(mào)協(xié)定到世界貿(mào)易組織；企業(yè)組織制度國內(nèi)以股份制為主，國外不僅是股份制、包括跨國公司、綜合商社。 信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)運而生，ITS是以信息技術(shù)為先導(dǎo)，融其他相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到交通運輸智能管理上有其廣大市場，工業(yè)化國家和民營企業(yè)紛紛投入到這一新興產(chǎn)業(yè)。美國政府于1991年開始投資對ITS的開發(fā)研究，僅美國高速公路道路安全局1993年的投資預(yù)算就達2010萬美元；歐盟19個國家投資50億美元到EUREKA項目。
將信息化、智能化交通管理列入了本行業(yè)規(guī)劃之中，其中交通部最近制定的《公路、水運交通信息化“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要》中提出：“本規(guī)劃和綱要的實施，將在全國交通系統(tǒng)建立一個以計算機技術(shù)、通信技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的全方位的現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展和應(yīng)用各種業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，為各級交通主管部門決策，為交通企事業(yè)的經(jīng)營管理以及面向社會提供準(zhǔn)確、及時的信息服務(wù)，達到?jīng)Q策科學(xué)化、辦公自動化和經(jīng)營管理現(xiàn)代化，并為我國交通運輸系統(tǒng)的智能化奠定跨世紀(jì)的信息化基礎(chǔ)”。“在此基礎(chǔ)上，發(fā)展形成我國智能運輸系統(tǒng)(ITS)的基本框架”。 2. 中國ITS發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 我國現(xiàn)階段綜合經(jīng)濟實力遠不如發(fā)達國家，正處于由計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌時期，發(fā)展ITS面臨著不少困難。如何抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，推進我國ITS的發(fā)展，需要解決以下幾個關(guān)鍵問題： (1) 成立全國性協(xié)調(diào)組織機構(gòu) ITS是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，它是由眾多關(guān)系密切而復(fù)雜的不同領(lǐng)域，不同功能的子系統(tǒng)按不同層面綜合集成而成。ITS的開發(fā)與研究必須依靠各行業(yè)的協(xié)作，各部門的配合，這就需要成立一個如同美國“ITS America”，日本的“VERTIS”，歐盟的“ERTICO”等組織進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。 建議盡快成立一個以國家科技部、國家計委領(lǐng)導(dǎo)的，有關(guān)政府部門、學(xué)者、企業(yè)和研究部門相匹配的，不同層面人員組成的“ITS中國”協(xié)調(diào)組織。統(tǒng)一制定ITS研究戰(zhàn)略、目標(biāo)、原則、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并列出項目開發(fā)研究計劃，爭取國家立項(或國際合作)。采用招標(biāo)方式，向?qū)嶓w研究機構(gòu)或企業(yè)簽約，進行開發(fā)。開發(fā)研究鼓勵聯(lián)合，按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范實現(xiàn)系統(tǒng)集合。 (2) 產(chǎn)業(yè)政策要依市場進行調(diào)整 ITS的相關(guān)產(chǎn)業(yè)要給于扶持，放寬政策，以盡快形成我國自己的ITS產(chǎn)業(yè)。實際經(jīng)驗證明，我國ITS的技術(shù)與國外差距并不大，關(guān)鍵是管理機制、市場機制、科研機制存在一些問題，如行業(yè)壟斷、不公平競爭等，而帶來的低水平重復(fù)，甚至高水平的重復(fù)。要建立一種機制、真正重視科技進步及投入產(chǎn)出效益原則，盡快開發(fā)出我們自己的ITS拳頭產(chǎn)品，才可能真正占領(lǐng)中國龐大的市場，否則我國ITS技術(shù)產(chǎn)品市場就會被國外所占領(lǐng)。另外關(guān)于汽車產(chǎn)業(yè)政策，也要適應(yīng)ITS發(fā)展對汽車技術(shù)提出的要求進行調(diào)整，要鼓勵、支持汽車產(chǎn)業(yè)集團研制節(jié)能、安全、智能車輛，以迎接加入關(guān)貿(mào)組織后對我國汽車行業(yè)的挑戰(zhàn)。 (3) 加強產(chǎn)、學(xué)、研一體化開發(fā)機制 增長方式由粗放型向密集型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵是靠科技進步，要發(fā)揮產(chǎn)、學(xué)、研各自優(yōu)勢，合作開發(fā)，重視成果轉(zhuǎn)化，使研究成果轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。采用多種方式，如聯(lián)合設(shè)立“科技風(fēng)險投資基金”、聯(lián)合建立“研究中心”、聯(lián)合興辦“高科技產(chǎn)業(yè)”等，推進ITS關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品的研制工作。 (4) 采取不同投資方式，保證ITS的研究開發(fā) ITS的開發(fā)研究要有足夠的資金保證，否則會“畫餅充饑”。國家投的資金由國家計委按上報的ITS開發(fā)項目，經(jīng)過論證，優(yōu)先列入國家計劃，同時可優(yōu)先重點保證資金到位。 企業(yè)按市場需求，投入先期開發(fā)費用、形成專用技術(shù)或產(chǎn)品投入市場。 爭取國際合作或貸款，聯(lián)合開發(fā)項目。 國家貸款，扶植ITS產(chǎn)業(yè)。 以及國家、地方聯(lián)合投資，開發(fā)本地區(qū)ITS項目等。 三、中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想
1. 戰(zhàn)略目標(biāo)： 我國交通運輸事業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中起到重要作用，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步，又對交通事業(yè)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。目前交通運輸面臨大發(fā)展的重要歷史時期，交通運輸發(fā)展戰(zhàn)略將按可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略和科教興國戰(zhàn)略原則，進行調(diào)整和規(guī)劃。ITS的發(fā)展對于我國處于社會經(jīng)濟驅(qū)動和資源環(huán)境的雙重壓力的交通運輸來講，無疑將具有重要意義。 我國ITS發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是建立綜合交通運輸?shù)闹悄芑芾怼?nbsp; 根據(jù)國外經(jīng)驗和我國實際，城市化、汽車化水平隨經(jīng)濟發(fā)展進程加快，面對供需矛盾十分尖銳的城市交通問題日益嚴重的局面，ITS發(fā)展的重點在城市綜合交通，尤其在城市道路交通。 2. 戰(zhàn)略步署：我國ITS研究的戰(zhàn)略步署，根據(jù)我國經(jīng)濟和交通特點，可分三步進行： (1)2005年，基本形成我國綜合交通的ITS研究框架和理論體系及全國ITS統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，擬訂有關(guān)的開發(fā)項目。初步完成中國交通運輸信息網(wǎng)CTTnet。 (2)2030年，基本形成我國大城市綜合交通的ITS，基本實現(xiàn)大城市綜合交通規(guī)劃、管理、運營的智能化管理系統(tǒng)。初步完成雙向信息傳送技術(shù)，實現(xiàn)車路間的準(zhǔn)確信息交互。 (3)2050年，基本形成全國綜合交通的ITS，初步實現(xiàn)全國綜合交通規(guī)劃、管理、運營的智能化管理系統(tǒng)。 3. 重點研究領(lǐng)域與開發(fā)項目 (1)原則： 1)大城市交通ITS研究應(yīng)以提高路網(wǎng)通行能力和利用效率為原則，以實現(xiàn)合理交通結(jié)構(gòu)為中心。 2)高速公路ITS研究應(yīng)以保證安全駕駛及事故快速處理為中心。 3)在建交通設(shè)施項目的ITS的相關(guān)技術(shù)應(yīng)以統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，同步建設(shè)為原則。 4)ITS開發(fā)的項目應(yīng)以自己開發(fā)為主，引進關(guān)鍵技術(shù)為輔為原則。 (2)重點研究領(lǐng)域： 1)先進的交通管制系統(tǒng) 2)先進的交通信息服務(wù)系統(tǒng) 3)先進的公共交通系統(tǒng) 4)先進的公路交通系統(tǒng) 5)先進的車輛控制系統(tǒng) 6)先進的物流交通系統(tǒng) (3)開發(fā)項目 1)先進的交通管制系統(tǒng)，包括：車輛圖象識別自適應(yīng)信號控制系統(tǒng)；基于減少能耗和污染的交通信號優(yōu)化控制系統(tǒng)；公交優(yōu)先信號控制系統(tǒng) 2)先進的交通信息服務(wù)系統(tǒng),包括：交通信息雙方傳送技術(shù)；動態(tài)經(jīng)路誘導(dǎo)系統(tǒng) 3)先進的公共交通系統(tǒng),包括：公共交通車輛自動調(diào)度系統(tǒng)；無接觸式自動檢票系統(tǒng)；公共交通行駛信息引導(dǎo)系統(tǒng) 4)先進的公路交通系統(tǒng),包括：不停車收費系統(tǒng)；事故緊急救援系統(tǒng) 5)先進的車輛控制系統(tǒng),包括：行車安全報警系統(tǒng)；行車自動控制系統(tǒng) 6)先進的物流及交通系統(tǒng),包括：物流信息調(diào)度管理系統(tǒng)；物流最佳集配系統(tǒng) 4．戰(zhàn)略實施 我國ITS戰(zhàn)略的實施，必須在政府統(tǒng)一協(xié)調(diào)的指導(dǎo)下，采取必要的行政管理和技術(shù)政策等手
段，運用市場機制的原則來進行。根據(jù)我國的實際，在實施我國ITS戰(zhàn)略時，優(yōu)先解決以下問題： (1)盡快成立我國ITS指導(dǎo)委員會（ITS China） “ITS China”組織的作用是協(xié)調(diào)指導(dǎo)中國ITS戰(zhàn)略的實施，制定國家統(tǒng)一政策與標(biāo)準(zhǔn)和研究開發(fā)項目。同時負責(zé)對外事務(wù)（如：國際交流與合作，國內(nèi)外資金的籌劃等）。 “ITS China”將作為世界ITS組織的成員，發(fā)揮其應(yīng)有的作用，成立不能太遲，爭取在一年內(nèi)成立，并爭取在中國承辦2000年的亞太地區(qū)ITS會議，借以推動我國ITS的發(fā)展。 (2)建立ITS技術(shù)開發(fā)協(xié)力會組織 ITS技術(shù)開發(fā)協(xié)力會是“ITS China”組織領(lǐng)導(dǎo)下，從事相關(guān)ITS技術(shù)開發(fā)與實用化及成果應(yīng)用的研究機構(gòu)，該組織由政府及大專院校的研究部門以及相關(guān)企業(yè)合作，根據(jù)戰(zhàn)略計劃中的開發(fā)項目，進行技術(shù)政策的制定，技術(shù)集成和技術(shù)應(yīng)用的研究，提供實用化實驗與檢測成果及成熟技術(shù)。 該組織的成立在我國現(xiàn)存體制下，為避免技術(shù)開發(fā)的行業(yè)壟斷及低水平重復(fù)是十分重要的。
