中国智能交通系统(ITS)发展面临的机遇与挑战
2017-12-04
八十年代中叶以来，ITS(Intelligent Transportation System)作为将先进的信息技术，数据通信传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地运用于整个运输管理体系，使人、车、路密切地配合、和谐地统一，从而建立起一种在大范围内，全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统，已在全世界范围内竞相开发与研究。尤其在美国、欧洲、日本等工业化国家成立了全国性的ITS发展协调组织，统一制订了研究开发计划并投入大量经费，已取得了重要成果。智能交通系统推进交通运输进入信息时代，将成为21世纪现代化交通运输体系的发展方向。 智能交通系统带来的这场“革命”，使我们从全新的时代角度重新考虑中国的交通运输发展模式及对策，面对“智能交通系统”这一重要发展趋势，研究制订我国的ITS发展战略已迫在眉睫。1997年北京智能交通系统发展趋势国际学术研讨会及中欧智能交通系统研讨会以来，我国已形成共识：中国需要ITS！目前国家正组织全国性调查，将根据我国国情制定ITS发展战略计划及优先发展领域。为此，我们对中国ITS发展战略谈几点构想。
一、ITS发展的时代背景与动因 研究中国ITS发展战略，首先要对世界上ITS发展的动因和趋势深入掌握，才能将中国发展ITS的重要性、必要性建立在理性上而不是感性上。国际上，尤其在工业化国家中发展ITS的背景主要有以下时代特点： 1. 汽车发展社会化 工业化国家在市场经济指导下，大都经历了经济的发展促使汽车的发展，而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程，从而这些国家尽早实现了汽车化时代。如美国1992年机动车拥有量已达1.9亿辆(其中家用汽车为1.4亿多辆，平均千人拥有746辆)，日本1993年统计为机动车6.3千万辆(其中家用汽车为4.1千万辆，平均千人拥有511辆)。汽车化社会带来的诸如交通阻塞、事故增多、能源浪费和环境污染等社会问题日趋恶化。据统计，美国城市以及州际间的高速公路有2/3严重阻塞；美国39个城市因交通堵塞而造成的经济损失约410亿美元。日本仅东京都市圈严重阻塞地点达219处；东京高速公路严重拥挤路段的拥挤时间长达17小时，拥挤长度达9.8公里。仅东京每年因交通拥挤造成的时间损失折为123000亿日元。 道路总长度630万公里的美国和道路密度超过3公里/平方公里的日本等国家，可以说道路设施十分发达，也不得不从以往只靠供给来满足需求的思维模式转向采取供、需两方面共同管理的技术和方法来改善日益尖锐的交通问题。这些建立在汽车轮子上的工业化国家在探索即维护汽车化社会，又要缓解交通拥挤问题的办法过程中，旨在借助现代科技改善交通状况，达到“保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”目的的ITS概念便逐步形成。 2. 人类环境可续化 工业化国家在工业化、城市化发展进程中面临着日益严重的资源短缺与环境恶化问题，这一问题同样在发展中国家存在。二十世纪五十年代以来，生存与发展问题成为人类社会面临的最紧迫的任务。1972年联合国人类环境会议上通过了《人类环境宣言》。
城市化是生产力发展的一个必然结果，按世界经济发展的规律，城市化水平达到30％以上，将出现经济的飞速发展阶段。美国、日本、英国等发达国家，1990年城市化水平已分别达到了75％，77％，89％。这些国家针对交通发展对资源和环境的影响，逐步调整交通运输体系与结构。这些国家都经历了为满足车辆发展的需求，而大力开发建设交通基础设施(如美国1944年规划的7万公里高速公路规划，经过50年已基本完成，但仍产生拥堵)，在大量土地、燃油等资源占用和消耗的同时，不但交通需求没有完全满足，而且还造成汽车尾气由于道路拥挤排放量剧增，不仅经济造成巨大损失，而且给环境带来恶劣影响。如美国人口不足世界人口的5％，但能源消耗占了全世界总消耗的30％以上，其中交通运输所消耗的能源占了1/4，而95％是石油。世界经济合作与发展组织(OECD)1988年曾作过计算，其成员国中交通运输产生的CO2排放量占总排放量的21％。汽车尾气排放产生的大量硫化物、氮氧化合物、碳氢化合物以及颗粒物所造成的地方性污染成本占GNP的0.5～1.0%。 六、七十年代以来，由于石油危机及环境恶化，工业化国家开始采取以提高效率和节约能源为目的的交通系统管理(TSM)和交通需求管理(TDM)对策，同时大力发展大运量轨道交通及实施公交优先政策。在社会可持续发展的目标下调整运输结构，建立对能源均衡利用和环境保护最优化的交通运输体系。ITS作为综合解决交通问题，保持社会经济可持续发展和与环境相协调的新一代交通运输系统，随着信息技术的迅速发展在发达国家酝育发展，九十年代以后成为世界范围内的重要发展趋势。 3. 信息技术智能化 交通管理的科学化、现代化，一直是人们综合治理、解决交通问题而追寻的目标。早期的交通信号控制系统装置采用了电子、传感、传输等技术实现科学管理，随着科学技术的发展，尤其是计算机技术以及GPS、信息通信的普及和应用，交通监视控制系统、交通诱导系统、信息采集及传输系统等在交通管理中发挥了很大作用。但这些技术单纯是对车辆或道路实施科学化管理，范围单一，局域性、系统性不强。 八十年代后期以来，世界范围内的冷战结束，工业化国家用于军事和国防领域的卫星导航系统，信息采集与提供系统，计算机控制与管理系统，电子与电子通信技术等高新技术转向民用化，同时将军事上的投入也大部分转移到民用技术的开发和应用上来。与此同时，包括我国在内的广大发展中国家借助和平、稳定的国际环境加快本国的经济发展。发展中国家经济的迅速发展促进了世界范围内产业结构发生巨大变化，工业化国家的传统工业领域由于劳动力密集型的产业向发展中国家集中而失去明显竞争优势，开始酝酿开辟高新技术含量的产业市场。在这种国际环境的背景下，代表一场信息革命到来的信号，引起全球的极大关注，这就是“信息高速公路”。信息技术得到飞速发展，尤其是国际信息网络“Internet”的建立，以它极大的魅力，将人类带入了“地球村”，并加快全球经济一体化的进程。1994年开始，世界经济逐渐进入信息革命阶段，经济学上称之为第五个长周期的相对上升时期，这一阶段带来的变化是：贸易体制由关贸协定到世界贸易组织；企业组织制度国内以股份制为主，国外不仅是股份制、包括跨国公司、综合商社。 信息产业应运而生，ITS是以信息技术为先导，融其他相关技术应用到交通运输智能管理上有其广大市场，工业化国家和民营企业纷纷投入到这一新兴产业。美国政府于1991年开始投资对ITS的开发研究，仅美国高速公路道路安全局1993年的投资预算就达2010万美元；欧盟19个国家投资50亿美元到EUREKA项目。
将信息化、智能化交通管理列入了本行业规划之中，其中交通部最近制定的《公路、水运交通信息化“九五”规划和2010年发展纲要》中提出：“本规划和纲要的实施，将在全国交通系统建立一个以计算机技术、通信技术和信息网络技术为基础的全方位的现代化信息网络，发展和应用各种业务信息系统，为各级交通主管部门决策，为交通企事业的经营管理以及面向社会提供准确、及时的信息服务，达到决策科学化、办公自动化和经营管理现代化，并为我国交通运输系统的智能化奠定跨世纪的信息化基础”。“在此基础上，发展形成我国智能运输系统(ITS)的基本框架”。 2. 中国ITS发展面临的挑战 我国现阶段综合经济实力远不如发达国家，正处于由计划经济向市场经济转轨时期，发展ITS面临着不少困难。如何抓住机遇，迎接挑战，推进我国ITS的发展，需要解决以下几个关键问题： (1) 成立全国性协调组织机构 ITS是开放的复杂巨系统，它是由众多关系密切而复杂的不同领域，不同功能的子系统按不同层面综合集成而成。ITS的开发与研究必须依靠各行业的协作，各部门的配合，这就需要成立一个如同美国“ITS America”，日本的“VERTIS”，欧盟的“ERTICO”等组织进行统一协调。 建议尽快成立一个以国家科技部、国家计委领导的，有关政府部门、学者、企业和研究部门相匹配的，不同层面人员组成的“ITS中国”协调组织。统一制定ITS研究战略、目标、原则、规范和标准，并列出项目开发研究计划，争取国家立项(或国际合作)。采用招标方式，向实体研究机构或企业签约，进行开发。开发研究鼓励联合，按统一标准、规范实现系统集合。 (2) 产业政策要依市场进行调整 ITS的相关产业要给于扶持，放宽政策，以尽快形成我国自己的ITS产业。实际经验证明，我国ITS的技术与国外差距并不大，关键是管理机制、市场机制、科研机制存在一些问题，如行业垄断、不公平竞争等，而带来的低水平重复，甚至高水平的重复。要建立一种机制、真正重视科技进步及投入产出效益原则，尽快开发出我们自己的ITS拳头产品，才可能真正占领中国庞大的市场，否则我国ITS技术产品市场就会被国外所占领。另外关于汽车产业政策，也要适应ITS发展对汽车技术提出的要求进行调整，要鼓励、支持汽车产业集团研制节能、安全、智能车辆，以迎接加入关贸组织后对我国汽车行业的挑战。 (3) 加强产、学、研一体化开发机制 增长方式由粗放型向密集型转变的关键是靠科技进步，要发挥产、学、研各自优势，合作开发，重视成果转化，使研究成果转变为生产力。采用多种方式，如联合设立“科技风险投资基金”、联合建立“研究中心”、联合兴办“高科技产业”等，推进ITS关键技术及产品的研制工作。 (4) 采取不同投资方式，保证ITS的研究开发 ITS的开发研究要有足够的资金保证，否则会“画饼充饥”。国家投的资金由国家计委按上报的ITS开发项目，经过论证，优先列入国家计划，同时可优先重点保证资金到位。 企业按市场需求，投入先期开发费用、形成专用技术或产品投入市场。 争取国际合作或贷款，联合开发项目。 国家贷款，扶植ITS产业。 以及国家、地方联合投资，开发本地区ITS项目等。 三、中国ITS发展战略构想
1. 战略目标： 我国交通运输事业在国民经济发展中起到重要作用，随着经济的发展和社会进步，又对交通事业发展提出了挑战。目前交通运输面临大发展的重要历史时期，交通运输发展战略将按可持续化发展战略和科教兴国战略原则，进行调整和规划。ITS的发展对于我国处于社会经济驱动和资源环境的双重压力的交通运输来讲，无疑将具有重要意义。 我国ITS发展战略目标是建立综合交通运输的智能化管理。 根据国外经验和我国实际，城市化、汽车化水平随经济发展进程加快，面对供需矛盾十分尖锐的城市交通问题日益严重的局面，ITS发展的重点在城市综合交通，尤其在城市道路交通。 2. 战略步署：我国ITS研究的战略步署，根据我国经济和交通特点，可分三步进行： (1)2005年，基本形成我国综合交通的ITS研究框架和理论体系及全国ITS统一标准，拟订有关的开发项目。初步完成中国交通运输信息网CTTnet。 (2)2030年，基本形成我国大城市综合交通的ITS，基本实现大城市综合交通规划、管理、运营的智能化管理系统。初步完成双向信息传送技术，实现车路间的准确信息交互。 (3)2050年，基本形成全国综合交通的ITS，初步实现全国综合交通规划、管理、运营的智能化管理系统。 3. 重点研究领域与开发项目 (1)原则： 1)大城市交通ITS研究应以提高路网通行能力和利用效率为原则，以实现合理交通结构为中心。 2)高速公路ITS研究应以保证安全驾驶及事故快速处理为中心。 3)在建交通设施项目的ITS的相关技术应以统一规划设计，同步建设为原则。 4)ITS开发的项目应以自己开发为主，引进关键技术为辅为原则。 (2)重点研究领域： 1)先进的交通管制系统 2)先进的交通信息服务系统 3)先进的公共交通系统 4)先进的公路交通系统 5)先进的车辆控制系统 6)先进的物流交通系统 (3)开发项目 1)先进的交通管制系统，包括：车辆图象识别自适应信号控制系统；基于减少能耗和污染的交通信号优化控制系统；公交优先信号控制系统 2)先进的交通信息服务系统,包括：交通信息双方传送技术；动态经路诱导系统 3)先进的公共交通系统,包括：公共交通车辆自动调度系统；无接触式自动检票系统；公共交通行驶信息引导系统 4)先进的公路交通系统,包括：不停车收费系统；事故紧急救援系统 5)先进的车辆控制系统,包括：行车安全报警系统；行车自动控制系统 6)先进的物流及交通系统,包括：物流信息调度管理系统；物流最佳集配系统 4．战略实施 我国ITS战略的实施，必须在政府统一协调的指导下，采取必要的行政管理和技术政策等手
段，运用市场机制的原则来进行。根据我国的实际，在实施我国ITS战略时，优先解决以下问题： (1)尽快成立我国ITS指导委员会（ITS China） “ITS China”组织的作用是协调指导中国ITS战略的实施，制定国家统一政策与标准和研究开发项目。同时负责对外事务（如：国际交流与合作，国内外资金的筹划等）。 “ITS China”将作为世界ITS组织的成员，发挥其应有的作用，成立不能太迟，争取在一年内成立，并争取在中国承办2000年的亚太地区ITS会议，借以推动我国ITS的发展。 (2)建立ITS技术开发协力会组织 ITS技术开发协力会是“ITS China”组织领导下，从事相关ITS技术开发与实用化及成果应用的研究机构，该组织由政府及大专院校的研究部门以及相关企业合作，根据战略计划中的开发项目，进行技术政策的制定，技术集成和技术应用的研究，提供实用化实验与检测成果及成熟技术。 该组织的成立在我国现存体制下，为避免技术开发的行业垄断及低水平重复是十分重要的。
