智能交通技術(shù)在的全球應用發(fā)展及實(shí)例

交通運輸是經(jīng)濟的生命力。如果沒(méi)有交通運輸系統將人和貨物運進(jìn)、運出或者在周?chē)苿?dòng)，那么城市就不可能存在。交通運輸一直是全球化的主要驅動(dòng)力，它讓距離不斷縮小、促使整個(gè)新經(jīng)濟的出現并改善了數以百萬(wàn)計的人的生活質(zhì)量。幾乎每一天人們都離不開(kāi)交通：需要坐公交、地鐵或者開(kāi)車(chē)去上班，需要騎車(chē)去上學(xué)，需要坐飛機出差等等。即使不出家門(mén)，生活也被交通行業(yè)影響，幾乎所有的有形的物品——食品、服裝、醫藥、汽車(chē)、計算機——都是從世界上其他地方運送到你的所在地。然而，現在許多交通運輸系統的能力不足以滿(mǎn)足21世紀的需求。

幾年前，IBM公司發(fā)起一場(chǎng)名為“智慧地球”的運動(dòng)，宣稱(chēng)數字技術(shù)能讓能源、交通、城市等諸多領(lǐng)域更加智能化。各國政府也見(jiàn)風(fēng)使舵，許多國家已經(jīng)將大量的激勵方案用于智能基礎設施項目上，還有一些國家將智能系統放在產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)先位置。

IBM的一項研究報告表明，隨著(zhù)世界變得更加城市化，到2050年，將有70%的人口生活在城市中。伴隨著(zhù)城市的增長(cháng)，很多城市都在努力解決增加的交通流量和擁堵問(wèn)題。目前，交通已成為市政規劃者的迫切的優(yōu)先事項，他們需要改善交通流量，以建設更加清潔、更少擁堵的城市。PikeResearch一份對全球130個(gè)智慧城市項目的追蹤報告表明，目前有50%以上的智慧城市項目集中于交通運輸和城市機動(dòng)性方面的創(chuàng )新。在智慧城市規劃者需要優(yōu)先考慮的項目列表中，為現代城市制定一個(gè)環(huán)保、經(jīng)濟高效并能被選民接受的機動(dòng)性戰略一直處于首位。盡管各國政府都在努力尋求減少債務(wù)、收緊預算，但智能交通系統行業(yè)在未來(lái)幾年的投資仍將會(huì )增加。

MarketsandMarket公司的一份市場(chǎng)研究報告表明，智能交通市場(chǎng)整體在2012年的價(jià)值約為267億美元，預計到2018年達到1023.1億美元，從2013年到2018年的復合年增長(cháng)率為23.6%。尤其值得注意的是，交通解決方案市場(chǎng)，其復合年增長(cháng)率達22.5%，到2018年預計價(jià)值達到666.2億美元。拉丁美洲、中東和非洲、東歐和獨聯(lián)體國家的增長(cháng)最快，在2013年到2018年的增長(cháng)率分別達到45.8%、39.1%和31.4%。

歐美智能交通機構

ERTICO-ITS歐洲是在歐洲聯(lián)盟委員會(huì )、交通運輸部和歐洲工業(yè)的領(lǐng)導成員的倡議下成立的一個(gè)多行業(yè)的公私合作關(guān)系，旨在進(jìn)行智能交通系統服務(wù)（ITS）的開(kāi)發(fā)和部署的機構。該組織將公共當局、業(yè)界人士、基礎設施運營(yíng)商、用戶(hù)、國家智能交通系統服務(wù)協(xié)會(huì )以及其他組織聯(lián)系起來(lái)，共同為實(shí)現“智能移動(dòng)”而努力。ERTICO工作方案的重點(diǎn)舉措是為了改善運輸安全、加強防護、提高網(wǎng)絡(luò )效率，同時(shí)要考慮減少對環(huán)境的影響。

在美國，每個(gè)州都有一個(gè)智能交通系統（ITS）分會(huì )，它會(huì )組織州內每個(gè)交通部門(mén)（州、市、鎮、縣）都派代表出席年度會(huì )議，以促進(jìn)和展示其在智能交通系統方面的技術(shù)和理念。

智能交通技術(shù)的應用及實(shí)例

從古到今，任何交通運輸系統都由三種元素組成：交通工具（汽車(chē)、船舶、飛機）、道路（公路、鐵路、航道）和終端（車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)、機場(chǎng)、海港）。人口增長(cháng)、前所未有的城市化和持續的全球化給該系統中的所有元素以巨大的壓力，逼迫它們到了超出其使用壽命內的能力的地步。在過(guò)去的兩個(gè)世紀中，交通運輸的發(fā)展——從運河、鐵路、汽車(chē)、到飛機——創(chuàng )造了現代世界，并且為企業(yè)、為社會(huì )以及為我們如何生活迎來(lái)了一個(gè)新的時(shí)代。我們必須重塑交通運輸，以滿(mǎn)足21世紀的需求。

現有的物理交通運輸系統可以用傳感器、儀表、電器、照相機、智能手機、生物識別設備等裝備起來(lái)，從而能夠衡量、感知和看到所有事物的確切情況。這些裝備可以感知正在發(fā)生的事情，無(wú)論是火車(chē)輪轂軸承的溫度，放錯了位置的手提箱，還是橋梁的金屬疲勞。同時(shí)，先進(jìn)的分析系統可以檢測出模式和關(guān)系，并啟用接近實(shí)時(shí)的連續決策。因此，我們可以更好地規劃路線(xiàn)和行程，優(yōu)化車(chē)輛、設備和設施，以擴大能力。

智能交通系統根據應用技術(shù)的不同而不同，從基本的管理系統，如汽車(chē)導航、交通信號控制系統、集裝箱管理系統、可變信息標志、自動(dòng)車(chē)牌識別或高速攝像機，到監控應用，如保安閉路電視系統，再到更先進(jìn)的集成其他若干來(lái)源的實(shí)時(shí)數據和反饋的應用，如停車(chē)場(chǎng)的引導和信息系統、氣象信息、橋梁除冰系統等。此外，正在發(fā)展的預測技術(shù)使得先進(jìn)的建模以及與歷史基準數據的對比成為可能。智能交通技術(shù)的應用主要包括以下幾種：

【車(chē)載緊急呼叫系統】車(chē)載緊急呼叫是在發(fā)生事故后，由車(chē)乘人員手動(dòng)生成或者是通過(guò)車(chē)載傳感器自動(dòng)激活的緊急電話(huà)。當激活時(shí)，車(chē)載緊急呼叫裝置會(huì )建立起緊急呼叫，將語(yǔ)音和數據直接傳送到最近的急救點(diǎn)。數據包括與事故相關(guān)的各種信息，如時(shí)間、精確位置、車(chē)輛行駛方向以及車(chē)輛識別等。

【自動(dòng)道路執法】交通執法攝像系統用于探測和識別不遵守車(chē)速限制或其他法律規定的車(chē)輛，并且根據車(chē)牌號自動(dòng)開(kāi)出罰單。這類(lèi)系統包括識別超速行駛車(chē)輛的高速攝像機、探測紅燈時(shí)越過(guò)停止線(xiàn)或指定停車(chē)區域的紅燈攝像機、識別在公交專(zhuān)用車(chē)道上行駛的車(chē)輛的公交車(chē)道攝像機、識別非法穿越鐵路的車(chē)輛的平交路口攝像機、識別車(chē)輛越過(guò)雙白線(xiàn)的雙白線(xiàn)攝像機、識別違反高占用車(chē)道規定的高占用車(chē)道攝像機等。

【可變限速】最近一些司法管轄區已經(jīng)開(kāi)始根據道路擁堵和其他一些因素對道路實(shí)行可變限制。通常情況下，這種限速只是在惡劣情況下要求降低車(chē)速，而不是在道路情況良好時(shí)允許提高車(chē)速。一個(gè)應用案例就是環(huán)繞倫敦的英國M25公路。M25全長(cháng)188公里，是英國高速公路網(wǎng)絡(luò )中最繁忙的公路之一。在2003年，位于倫敦希思羅機場(chǎng)附近的車(chē)流量曾經(jīng)達到一天19.6萬(wàn)輛；而在2007年，路的西半段的平均日車(chē)流量達14.7萬(wàn)輛。自1995年開(kāi)始，M25公路上最繁忙的23公里就開(kāi)始使用可變限速和自動(dòng)道路執法。初步結果表明，該舉措節省了行車(chē)時(shí)間，使交通更加順暢，同時(shí)事故數有所下降。

【防撞系統】日本的高速公路上安裝了傳感器，可以通知駕駛員前方有車(chē)輛停滯，從而防止碰撞事故的發(fā)生。

【動(dòng)態(tài)交通燈序列】在多車(chē)輛、多車(chē)道和多路的交界區，該系統可提供一種有效的時(shí)間管理方案，為每個(gè)通道制定動(dòng)態(tài)的時(shí)間計劃。系統實(shí)時(shí)運行時(shí)能夠根據每個(gè)通道上的車(chē)輛數量和路況來(lái)做出效仿執勤的交警人員的判斷。

智能交通的作用及其在全球的發(fā)展

智能交通系統（ITS）是一種先進(jìn)的應用，旨在提供有關(guān)不同模式的運輸和交通管理的創(chuàng )新服務(wù)，并使各類(lèi)用戶(hù)能夠更好地得到信息從而更安全、更協(xié)調和更“聰明”地使用交通運輸網(wǎng)絡(luò )。

目前，世界人口的一半居住在城市，人們每天需要在居住地和工作地之間穿梭。為確保所有這些人安全及時(shí)地到達工作場(chǎng)所，智能交通運輸系統在人口密集的城市中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。全球智能交通系統市場(chǎng)也目睹了越來(lái)越多的政府主動(dòng)推動(dòng)智能交通系統發(fā)展的舉措。

越來(lái)越多的道路交通事故和交通擁堵情況是迫使全球各國政府花費巨資改善道路交通的一個(gè)主要因素。僅在美國，每年浪費的燃料和時(shí)間的總成本就高達872億美元，其中包括42億小時(shí)的交通時(shí)間浪費和28億加侖的燃料浪費。在歐盟，交通擁堵成本占其GDP的1%以上，或者說(shuō)每年超過(guò)1千億歐元。然而，我們不能依靠興建更多的道路、橋梁和軌道交通來(lái)解決交通擁堵。正如澳大利亞昆士蘭州高速公路首席執行官PhilMumford先生所言，“我們看到的模式是每次新建一條路，使用就會(huì )增加，然后又重新造成擁堵。我們需要更聰明地管理交通流量、機場(chǎng)容量、鐵路系統和航道”。而智能交通正是一種能夠不做大的新資本投資，卻能最大限度地利用現有交通系統的辦法。根據PikeResearch的報告，在智能交通中投資最大的領(lǐng)域將會(huì )是智能交通管理系統，這其中包括一系列的應用，例如旅客信息、擁堵收費和自適應信號。預計到2017年，這些系統將會(huì )無(wú)處不在，幾乎在每個(gè)主要城市都能提供這樣的服務(wù)。同時(shí)，隨著(zhù)城市中增加的替代路線(xiàn)或可預測的交通緩和，這些系統會(huì )變得越來(lái)越有活力。

在發(fā)達國家，最近政府在智能交通系統領(lǐng)域的活動(dòng)——特別是在美國——進(jìn)一步被日益受到重視的國土安全所驅動(dòng)。許多擬議的智能交通系統還涉及公路監控，這是國土安全的首要任務(wù)。此外，在由因自然災害或威脅而造成的大的傷亡事故中，智能交通系統可以發(fā)揮重要作用，幫助迅速大規模地疏散市中心的群眾。智能交通系統中涉及的大部分的基礎設施和規劃都與國土安全系統相匹配。

2012年8月，美國運輸部宣布計劃進(jìn)行世界上最大的真實(shí)世界的智能車(chē)輛測試，包括車(chē)輛對車(chē)輛（V2V）和車(chē)輛對基礎設施（V2I）的通信。測試包括在密歇根州安阿伯地區的近3千輛通用和福特的小汽車(chē)、公共汽車(chē)和卡車(chē)。這些努力旨在推動(dòng)安全技術(shù)進(jìn)步，從而可以幫助車(chē)輛避免碰撞，同時(shí)改善交通通信。

在發(fā)展中國家，從農村到城市的遷移進(jìn)展不同。發(fā)展中國家許多地區的城市化并未伴隨顯著(zhù)的機動(dòng)化和郊區的形成。雖然只有一小部分的人口可以買(mǎi)得起汽車(chē)，但汽車(chē)大大增加了這些多式聯(lián)運的交通系統的擁堵。同時(shí)，它們也產(chǎn)生大量的空氣污染，構成重大安全風(fēng)險并加劇了社會(huì )中的不平等感。高人口密度可以由步行、自行車(chē)交通、摩托車(chē)、公交車(chē)和火車(chē)構成的多式聯(lián)運系統來(lái)支持。而發(fā)展中國家的其他地區仍然主要是正在飛速地城市化和工業(yè)化的農村。在這些地區，隨著(zhù)人口的機動(dòng)化，機動(dòng)化的基礎設施也在開(kāi)發(fā)建設中。財富的巨大差距意味著(zhù)只有一小部分人口可以機動(dòng)化，因此窮人的高度密集的多式聯(lián)運交通系統與富人的高度機動(dòng)化的交通系統交叉在一起。

無(wú)可否認，我們的星球越來(lái)越智慧，智能正在注入世界的各個(gè)方面，而全球都在走向智能交通中的生活。

智能交通能幫助預測需求并優(yōu)化可用容量。使用分析工具，交通運輸提供商可以預測需求，調整能力和部署資產(chǎn)，不斷適應跨整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的運作。比如與IBM合作，瑞典首都斯德哥爾摩從2007年開(kāi)始使用擁堵計費系統。經(jīng)過(guò)一年的使用，早晨通往斯德哥爾摩市的車(chē)輛排隊時(shí)間減半，城市交通量下降了18%，內城二氧化碳排放減少了14%~18%。在新加坡，智能卡系統能使陸路交通管理局制定最優(yōu)路線(xiàn)和班次，減少交通堵塞，提高公共交通的吸引力。

智能交通大大提高了端到端的旅行者體驗。不論交通運輸提供商是為城市交通、長(cháng)途旅行還是貨運業(yè)務(wù)服務(wù)，技術(shù)都可以按照客戶(hù)喜好的方式和頻率，向他們提供需要的信息和服務(wù)，從而提高滿(mǎn)意度并最終加強客戶(hù)忠誠度。加拿大航空開(kāi)發(fā)的智能手機應用程序能讓旅客下載電子登機牌、辦理登機、獲取飛行狀態(tài)、預訂租車(chē)等。這一應用使得手機辦理登機增加了60%，并且有93%的加拿大航空的旅客說(shuō)自助服務(wù)提升了他們的旅行體驗；另外，該應用程序還可以節省80%的辦理登機成本。

智能交通能在提高運營(yíng)效率的同時(shí)降低對環(huán)境的不良影響。目前交通運輸基礎設施的很大一部分已經(jīng)有幾十年了，交通官員們往往需要管理這些復雜老化設備與較新資產(chǎn)的混合體。通過(guò)分析來(lái)自智能交通系統的數據，就可以知道何時(shí)設備過(guò)度需要維修；在任何給定的時(shí)刻，都可以知道資產(chǎn)的具體位置和狀況。法國國營(yíng)鐵路公司（SNCF）管理客運和貨運鐵路以及城市公共汽車(chē)和電車(chē)。公司每天經(jīng)營(yíng)1.4萬(wàn)輛列車(chē)，包括高速TGV和部分巴黎及區域過(guò)境系統。通過(guò)使用智能傳感器的預測性維修系統，法國國營(yíng)鐵路公司預防事故的發(fā)生、減少延誤并降低了估計大約30%的維修成本。

智能交通有安全和保障。安全仍然是所有交通運輸公司關(guān)注的首要問(wèn)題。事實(shí)上，航空公司每年在安全上的花費每年約為59億美元，而機場(chǎng)將它們的營(yíng)運成本的60%以上用于安保。DHL基于無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)（RFID）的系統監控制藥發(fā)貨從出發(fā)到抵達的各點(diǎn)的溫度，幫助客戶(hù)保持產(chǎn)品的新鮮度并產(chǎn)生新的收入增長(cháng)源。

智能交通還可以幫助國家經(jīng)濟復蘇。信息技術(shù)與創(chuàng )新基金會(huì )最近的一項研究發(fā)現，在美國，每在交通基礎設施建設上投資12.5億美元，就會(huì )創(chuàng )造并支持3.5萬(wàn)個(gè)就業(yè)機會(huì )。

總而言之，智能交通意味著(zhù)對空中、陸地和海上的先進(jìn)的交通管理。它圍繞旅客進(jìn)行優(yōu)化，連接整個(gè)系統中的所有元素并實(shí)時(shí)傳達狀態(tài)信息。

未來(lái)如何更好地發(fā)展智能交通

城市、交通運營(yíng)商和其他交通運輸資產(chǎn)的業(yè)主將智能交通技術(shù)作為工具，來(lái)幫助他們提高流動(dòng)性、減少燃油消耗、降低碳排放量、改善安全性并加強經(jīng)濟競爭力。

目前，交通運輸中的許多組件和子系統還沒(méi)有被裝備起來(lái)，或者是由于各地的裝備不同而造成無(wú)法確定地知道它們的當前狀態(tài)。這不僅是大量的時(shí)間和金錢(qián)的浪費，還會(huì )造成質(zhì)量的不一致和多個(gè)錯誤機會(huì )。顯而易見(jiàn)，需求只會(huì )增長(cháng)，特別是隨著(zhù)人口的增長(cháng)和城市化進(jìn)程不斷擴大，交通工具和城市的裝備化以及個(gè)人移動(dòng)設備的賦權將繼續呈指數級增長(cháng)。我們需要從交通運輸網(wǎng)絡(luò )中得到更多的物理和數字化能力。將來(lái)，更智能的交通甚至會(huì )將先進(jìn)的建模應用到以前不可預知的情況中，比如跨大西洋的火山灰流動(dòng)，從而更好地安排全球交通。

要發(fā)展智能交通，有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

首先是標準：必須建立達成一致的交通運輸數據標準，惟有如此才能將整個(gè)系統中的流程和數據互相聯(lián)系起來(lái)。

其次，要有意地設計智能交通系統：旅客的時(shí)間、安全和經(jīng)歷應該是智能交通系統的設計出發(fā)點(diǎn)。需要通過(guò)設計，將互聯(lián)互通、系統認知、分析和安保等重要標準從一開(kāi)始就嵌入到系統中。

再次，轉化到真正的交通運輸系統將允許和需要更多的合作：一個(gè)多樣化的、有多方利益相關(guān)者的世界需要所有各方在日?；A上比肩合作。

最后，是政策與倫理：從技術(shù)的新模式，到不斷變化的合作形式，到現代生活中個(gè)人角色的變化，再到對可持續生活的新期望，都表明，我們正在進(jìn)入一個(gè)非常不同的世界。

我們必須從倫理和社會(huì )的角度出發(fā)，明確如何經(jīng)營(yíng)管理組織和行業(yè)的指導方針，并圍繞此方針共同努力。

智能交通并不是宏偉的、未來(lái)的理想，相反，智能交通很實(shí)用。不可否認，許多影響交通運輸的有爭議的問(wèn)題的辯論——從能源、安全，到氣候變化、經(jīng)濟——仍將繼續。但無(wú)論最終哪個(gè)觀(guān)點(diǎn)占上風(fēng)，其結果都會(huì )是讓系統更聰明，即更透明、更高效、更方便、更有彈性、更具創(chuàng )新性，讓交通運輸更聰明地符合所有人的利益。