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我国智能交通的发展及反思 |
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10/23/2006 12:34:00 PM
佳工机电网
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交通的本质就是人、车、路等内部要素之间的相互关系。而作为复杂开放、随机可控的大系统，交通的好坏不仅取决于内部要素之间的整合协同，还受地理环境、土地利用、产业结构及社会环境等诸多外部环境的制约。经济快速发展，使交通系统运行中的不确定因素越来越多，各内部要素的规模日益扩大，内部要素之间及内部要素与外部环境之间的关系日益复杂。处理协调好这些关系，是交通系统健康、高效运行的关键。
面对当今世界全球化、信息化发展趋势，传统的交通技术和手段已不适应经济社会发展的要求。智能交通系统(以下简称ITS)是交通事业发展的必然选择，是交通事业的一场革命。通过先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术有效的集成及应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现，从而实现实时、准确、高效、安全、节能的目标。
美、欧、日是世界上经济发展水平最高的国家，也是世界上ITS开发应用的最好国家。从它们发展情况看，ITS的发展，已不限于解决交通拥堵、交通事故、交通污染等问题，也成为缓解能源短缺、培育新兴产业、增强国际竞争力、提升国家安全的战略措施。
中国ITS起步较晚，与发达国家相比还存在很大差距，如何加快发展并解决瓶颈问题仍是我国面临的课题。
1 世界ITS发展历程
经30余年发展，ITS的开发应用已取得巨大成就。美、欧、日等发达国家基本上完成了ITS体系框架，关键技术研发已取得突破性进展，并在重点发展领域大规模应用。回顾ITS的发展，可以说，科学技术的进步极大地推动了交通的发展，而ITS的提出并实施，又为高新技术发展提供了广阔的发展空间，促进了高新技术开发和应用。
从世界ITS发展情况来看，ITS的研发应用大致经过了三个阶段：
一是起步阶段。ITS发展史可追溯到上世纪六七十年代。20世纪60年代后期，美国运输部和通用汽车公司研发电子路线诱导系统，利用道路和车载电子装置进行路、车之间的交通情报交流，提供高速公路网路线指南，尝试构筑路、车之间情报通讯系统。但5年的研发和小规模试验后，便处于了停止状态。1973年至1979年，日本通产省进行路、车双向通讯汽车综合控制系统研发。欧洲原西德1976年进行高速公路网诱导系统研发计划，但在此期间因实用化技术难于实现及通讯基础设施费用过于庞大等原因，均未能实现实用化和市场化。
二是关键技术研发和试点推广阶段。20世纪80年代的信息技术革命，不仅带来了技术进步，还对交通发展传统理念产生了冲击。ITS(起初为“IVHS”-智能车辆道路系统)概念正式提出。由此开始，美、欧、日等发达国家都先后加大了ITS研发力度，并根据自己的实际情况确定了研发重点和计划，形成较为完整的技术研发体系。在此阶段，各国通过立法或其他形式，逐渐明确了发展ITS战略规划、发展目标、具体推进模式及投融资渠道等。
三是产业形成和大规模应用阶段。美、欧、日等发达国家在推动ITS研发和试点应用的同时，从拓展产业经济视角，不断促进ITS产业形成，注重国际层面竞争，大规模应用研发成果。如美国，参与ITS研发公司达600多家，其中半数以上为美国大型公司，包括航空和国防工业公司。日本，在四省一厅联合推动ITS研发活动后，一直在加速ITS实际应用进程，积极推动如车辆信息通信系统(VICS)、电子收费系统(ETC)等应用。VICS系统已进入国家范围内实施阶段并迅速扩展。
2 美、欧、日等发达国家ITS发展特点及比较
美、欧、日等发达国家ITS发展正处于产业化形成和大规模应用阶段。美国ITS的研发主要采取自上而下模式，首先从ITS体系结构入手，通过体系结构研究，引出各子系统功能，然后逐步研发实施。日本采取官、民、学协调体制，民间起步，政府协调，拨款资助。欧洲为官方(主要是欧盟)和民间并行。分析它们的发展，可以得出共性和个性的特点。
(一)注重前期制定规划和目标
美国集中国内各种力量，在政府和国会参与下成立了ITS领导和协调机构，于1991年制定了《综合陆上运输效率化法》，并拟定了20年发展计划；1995年3月，运输部正式出版了《国家ITS项目规划》，明确规定了ITS 7大领域和29个用户服务功能，并确定了到2005年的年度开发计划。
日本组成由四省一厅参加的全国统一ITS开发组织(VERTIS)，1996年制定了“推进ITS总体构想”，推出了为期长达20年的发展计划，包含了智能交通子系统部分应用、改善基础设施建设及系统和产品研发。
欧盟19个成员国为共同推进ITS发展，1985年成立了欧洲道路运输信息技术实施组织(TRICO)，实施智能道路和车载设备研发计划；1986年欧洲民间联合制定了欧洲高效安全交通系统计划(PROMETHEUS)，在政府介入下，1995年启动该计划，1996年2月底，欧共体事务总局13局第一次公布了T-TAP征集的74个子项目。
(二)注重制定ITS规范与标准
各国非常重视制定ITS规范与标准，国际标准化组织1993年成立了TC-204技术委员会，负责制定“交通信息与控制系统标准”；美国建立了ITS通信协议NTCIP，欧盟标准化组织在1990年开始CEN／TC278工作，与ISO订立了Vienna协议；日本1991年12月开始ITS标准全面制定，日本汽车委员会被指定为制定标准秘书单位。
(三)ITS研发和工程投资力度大
美国政府1991年至1997年各年度ITS项目资助金7年内总投资达到13亿美元，20年发展规划投资预算约400亿美元；日本ITS投资来源主要为与汽车相关税收，四省一厅1995年至1999年共投入3683.66亿日元ITS研发、实施资金，其中90%用于ITS实施，10%用于ITS研发。
(四)ITS投资采取政府为主、企业参与方式
投资方式上，美国政府要求将ITS发展与建设纳入各级政府基本投资计划程序中，并注重创建新的投资机制，以便部署、支持、开发和建设ITS。大部分资金一般通过传统方式，如公路信用基金等，由联邦、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。日本也采取了政府与民间企业相互合作，如车辆信息通信系统(VICS)运作方式就加速了日本ITS研发、建设和应用。
(五)根据国情选择不同发展重点
美国注重ITS安全设施建设，根据本国交通基础设施特点和实际需要，已建立起相对完善的车队管理、公交出行信息、电子收费和交通需求管理四大系统及多个子系统及技术规范标准。“9·11”恐怖事件引发了美国政府和交通界人士反思，认为ITS应该而且能够有效预防恐怖袭击，加强基础设施和出行者安全并可用于评价灾难程度与加快交通恢复，实现快速疏散和隔离。因此，美国ITS今后建设趋势之一就是研究ITS在美国安全体系中维护地面交通安全作用，重点集中在安全防御、用户服务、系统性能和交通安全管理方面。
日本注重ITS诱导设施建设，建设省组织以丰田公司为首的25家公司联合研发自动公路系统(AHS)。近几年，日本还投入15亿日元开发全国公路电子地图系统，打开了车辆电子导航市场，已有近400万套车内导航系统在市场上应用。日本的ITS建设主要集中在交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理及紧急车辆优先等方面。
欧洲注重构建ITS基础平台， ITS建设进展介于日本和美国之间。日前正在全面应用开发远程信息处理技术(Telematic)，计划在全欧洲建立专门交通(以道路交通为主)无线数据通信网，ITS的主要功能和交通管理、导航和电子收费等都围绕Telematic及全欧洲无线数据通信网来实现。目前，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)、电子收费系统等方面。
美、欧、日等发达国家ITS发展已进入成熟的实用化实施阶段。可以看出：
1、对ITS予以明确、连续的政策支持，并针对自身特点和发展从国家战略层面加以规划；
2、发展ITS不仅局限于交通及解决相关问题，还拓展到国家安全、自然灾害、生态环境、产业经济等多方面；
3、强调ITS发展的自主创新，注重ITS的产业化，以发展ITS为契机，推动本国通讯、电子、计算机等高新技术发展和应用，抢占国际市场，提升国际竞争力；
4、创造多元化投融资渠道，加强ITS人力资源培养和标准化开发等。
3 我国ITS发展现状及反思
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。
4 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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