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，數(shù)據(jù)通信傳輸技術、電子控制技術以及計算機處理技術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，全方位發(fā)揮作用的實時、準確、高效的運輸綜合管理系統(tǒng)，已在全世界范圍內競相開發(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)展趨勢國際學術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)展領域。為此，我們對中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略談幾點構想。
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向采取供、需兩方面共同管理的技術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。1972年聯(lián)合國人類環(huán)境會議上通過了《人類環(huán)境宣言》。
城市化是生產力發(fā)展的一個必然結果，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，逐步調整交通運輸體系與結構。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)建設交通基礎設施(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生的CO2排放量占總排放量的21％。汽車尾氣排放產生的大量硫化物、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)展的目標下調整運輸結構，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)調的新一代交通運輸系統(tǒng)，隨著信息技術的迅速發(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的重要發(fā)展趨勢。 3. 信息技術智能化 交通管理的科學化、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。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實現(xiàn)科學管理，隨著科學技術的發(fā)展，尤其是計算機技術以及GPS、信息通信的普及和應用，交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導系統(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。但這些技術單純是對車輛或道路實施科學化管理，范圍單一，局域性、系統(tǒng)性不強。 八十年代后期以來，世界范圍內的冷戰(zhàn)結束，工業(yè)化國家用于軍事和國防領域的衛(wèi)星導航系統(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等高新技術轉向民用化，同時將軍事上的投入也大部分轉移到民用技術的開發(fā)和應用上來。與此同時，包括我國在內的廣大發(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產業(yè)結構發(fā)生巨大變化，工業(yè)化國家的傳統(tǒng)工業(yè)領域由于勞動力密集型的產業(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含量的產業(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，引起全球的極大關注，這就是“信息高速公路”。信息技術得到飛速發(fā)展，尤其是國際信息網(wǎng)絡“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：貿易體制由關貿協(xié)定到世界貿易組織；企業(yè)組織制度國內以股份制為主，國外不僅是股份制、包括跨國公司、綜合商社。 信息產業(yè)應運而生，ITS是以信息技術為先導，融其他相關技術應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、通信技術和信息網(wǎng)絡技術為基礎的全方位的現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡，發(fā)展和應用各種業(yè)務信息系統(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確、及時的信息服務，達到?jīng)Q策科學化、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的信息化基礎”。“在此基礎上，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鍵問題： (1) 成立全國性協(xié)調組織機構 ITS是開放的復雜巨系統(tǒng)，它是由眾多關系密切而復雜的不同領域，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。 建議盡快成立一個以國家科技部、國家計委領導的，有關政府部門、學者、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)調組織。統(tǒng)一制定ITS研究戰(zhàn)略、目標、原則、規(guī)范和標準，并列出項目開發(fā)研究計劃，爭取國家立項(或國際合作)。采用招標方式，向實體研究機構或企業(yè)簽約，進行開發(fā)。開發(fā)研究鼓勵聯(lián)合，按統(tǒng)一標準、規(guī)范實現(xiàn)系統(tǒng)集合。 (2) 產業(yè)政策要依市場進行調整 ITS的相關產業(yè)要給于扶持，放寬政策，以盡快形成我國自己的ITS產業(yè)。實際經(jīng)驗證明，我國ITS的技術與國外差距并不大，關鍵是管理機制、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，甚至高水平的重復。要建立一種機制、真正重視科技進步及投入產出效益原則，盡快開發(fā)出我們自己的ITS拳頭產品，才可能真正占領中國龐大的市場，否則我國ITS技術產品市場就會被國外所占領。另外關于汽車產業(yè)政策，也要適應ITS發(fā)展對汽車技術提出的要求進行調整，要鼓勵、支持汽車產業(yè)集團研制節(jié)能、安全、智能車輛，以迎接加入關貿組織后對我國汽車行業(yè)的挑戰(zhàn)。 (3) 加強產、學、研一體化開發(fā)機制 增長方式由粗放型向密集型轉變的關鍵是靠科技進步，要發(fā)揮產、學、研各自優(yōu)勢，合作開發(fā)，重視成果轉化，使研究成果轉變?yōu)樯a力。采用多種方式，如聯(lián)合設立“科技風險投資基金”、聯(lián)合建立“研究中心”、聯(lián)合興辦“高科技產業(yè)”等，推進ITS關鍵技術及產品的研制工作。 (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、形成專用技術或產品投入市場。 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)略構想
1. 戰(zhàn)略目標： 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，進行調整和規(guī)劃。ITS的發(fā)展對于我國處于社會經(jīng)濟驅動和資源環(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)一標準，擬訂有關的開發(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，實現(xiàn)車路間的準確信息交互。 (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. 重點研究領域與開發(fā)項目 (1)原則： 1)大城市交通ITS研究應以提高路網(wǎng)通行能力和利用效率為原則，以實現(xiàn)合理交通結構為中心。 2)高速公路ITS研究應以保證安全駕駛及事故快速處理為中心。 3)在建交通設施項目的ITS的相關技術應以統(tǒng)一規(guī)劃設計，同步建設為原則。 4)ITS開發(fā)的項目應以自己開發(fā)為主，引進關鍵技術為輔為原則。 (2)重點研究領域： 1)先進的交通管制系統(tǒng) 2)先進的交通信息服務系統(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系統(tǒng),包括：交通信息雙方傳送技術；動態(tài)經(jīng)路誘導系統(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)調的指導下，采取必要的行政管理和技術政策等手
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指導委員會（ITS China） “ITS China”組織的作用是協(xié)調指導中國ITS戰(zhàn)略的實施，制定國家統(tǒng)一政策與標準和研究開發(fā)項目。同時負責對外事務（如：國際交流與合作，國內外資金的籌劃等）。 “ITS China”將作為世界ITS組織的成員，發(fā)揮其應有的作用，成立不能太遲，爭取在一年內成立，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技術開發(fā)協(xié)力會組織 ITS技術開發(fā)協(xié)力會是“ITS China”組織領導下，從事相關ITS技術開發(fā)與實用化及成果應用的研究機構，該組織由政府及大專院校的研究部門以及相關企業(yè)合作，根據(jù)戰(zhàn)略計劃中的開發(fā)項目，進行技術政策的制定，技術集成和技術應用的研究，提供實用化實驗與檢測成果及成熟技術。 該組織的成立在我國現(xiàn)存體制下，為避免技術開發(fā)的行業(yè)壟斷及低水平重復是十分重要的。
