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物聯網在智能交通領域呈星火燎原之勢

2012-11-19 09:17:50 來源：www.cpsits.com責任編輯:

智能交通系統(ITS)，是指將先進的傳感器技術、信息技術、網絡技術、自動控制技術、計算機處理技術等應用于整個交通運輸管理體系從而形成的一種信息化、智能化、社會化的交通運輸綜合管理和控制系統。智能交通系統使交通基礎設施能發揮最大效能。該技術于上世紀80年代起源于美國，隨后各國都積極尋求在這一領域中的發展。隨著互聯網、移運通信網絡和傳感器網絡等新技術的應用，物聯網應用于智能交通已見雛形，在未來幾年將具有極強的發展潛力。

　　一、智能交通系統

　　21世紀將是公路交通智能化的世紀，人們將要采用的智能交通系統，是一種先進的一體化交通綜合管理系統。在該系統中，車輛靠自己的智能在道路上自由行駛，公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態，借助于這個系統，管理人員對道路、車輛的行蹤將掌握得一清二楚。傳統的城市交通管理基本是自發進行的，每個駕駛者根據自己的判斷選擇行車路線，交通信號標志僅僅起到靜態的、有限的指導作用。這導致城市道路資源未能得到最高效率的運用，由此產生不必要的交通擁堵甚至癱瘓。而智能交通系統可以將所有車輛和道路信息實時收集起來，并通過計算處理中心動態地計算出最優的交通指揮方案和車行路線。

　　智能交通是一個綜合性體系，它包含的子系統大體可分為以下幾個方面：

　　1、車輛控制系統

　　指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統。該系統通過安裝在汽車前部和旁側的雷達或紅外探測儀，可以準確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車載電腦能及時發出警報或自動剎車避讓，并根據路況自己調節行車速度，人稱"智能汽車"。目前，美國已有3000多家公司從事高智能汽車的研制，已推出自動恒速控制器、紅外智能導駛儀等高科技產品。

　　2、交通監控系統

　　該系統類似于機場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯系。哪里發生了交通事故。哪里交通擁擠，哪條路最為暢通，該系統會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。

　　3、運營車輛高度管理系統

　　該系統通過汽車的車載電腦、高度管理中心計算機與全球定位系統衛星聯網，實現駕駛員與調度管理中心之間的雙向通訊，來提供商業車輛、公共汽車和出租汽車的運營效率。該系統通訊能力極強，可以對全國乃至更大范圍內的車輛實施控制。目前，行駛在法國巴黎大街上的20輛公共汽車和英國倫敦的約2500輛出租汽車已經在接受衛星的指揮。

　　4、旅行信息系統

　　是專為外出旅行人員及時提供各種交通信息的系統。該系統提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標、無線電、車內顯示屏等，任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統中獲得所需要的信息。有了該系統，外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方了。

　　隨著信息技術的發展，智能交通系統也開始實現不停車收費、交通信號燈智能控制、智能抓拍違章車輛等功能。

　　目前我國的智能交通系統主要有三部分：

　　1）城市智能交通

　　為了緩解越來越大的城市交通壓力，智能交通系統在我國城市交通管理中得到了重視和應用。城市智能交通系統是通過先進的交通信息采集技術、數據通信傳輸技術、電子控制技術和計算機處理技術等，把采集到的各種道路交通信息和各種道路交通相關的服務信息傳輸到城市交通指揮中心，交通指揮中心對來自交通信息采集系統的實時交通信息進行分析處理，并利用交通控制與交通組織優化模型進行交通控制方案的優化，經過分析處理和優化后的綜合交通管理方案和交通服務信息等內容，通過數據通信傳輸設備分別傳輸到各種交通控制設備和交通系統的各類用戶或通過發布設備為道路使用者服務，以實現對城市交通的全方位優化管理與控制，為各類用戶提供全面的交通信息服務。

　　2）城際智能交通

　　在城際交通方面，伴隨著中國高速公路投資規模的不斷擴大，建設里程的不斷增加，高速公路管理所需交通工程設施，特別是高速公路的通信、監控和收費系統需求量將不斷擴大。高速公路智能交通系統是以信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術和交通工程等技術為基礎的綜合性、集成化大系統，主要由監控系統、通信系統和收費系統三大部分組成。近20年來，隨著中國高速公路投資規模的不斷擴大，建設里程的不斷增加，如何提高高速公路使用效率、安全和舒適程度和管理水平，降低能源消耗，減少環境污染成為迫切需要解決的問題。建設和利用高速公路智能交通系統成為解決這一難題的主要手段。

　　3）城軌智能交通

　　城市軌道交通已經成為城市公共交通系統的一個重要組成部分。國外城市軌道交通起步較早，世界主要大城市大多有成熟的軌道交通系統。倫敦、東京、舊金山、紐約線網密度（線網公里／平方公里），分別是0.74、0.79、1.28和0.76公里，北京、上海、廣州的線網密度分別為0.09、0.09、0.07公里，與國際大城市差距明顯；倫敦、東京、舊金山、紐約每萬人擁有軌道線網長度為1.64、0.61、1.96、0.77公里，北京、上海、廣州分別為0.13、0.07、0.05公里，與國外相比差距較大。根據國外的經驗，加大軌道線網密度不僅能夠促進城市公共交通的發展，還可以提高土地集約利用程度，形成良好的城市空間結構與用地布局。

　　城市軌道交通智能化系統市場規模快速增長。截至2009年6月30日，全國48個人口超百萬大城市，其中25個城市開展軌道交通建設前期工作，總規劃里程超過5000公里，總投資估算超過8,000億元。隨著我國城市化率的提高，在可預見的未來20年內，軌道交通將始終處于高速發展時期。根據漢鼎咨詢市場研究估計，2008年我國城市軌道交通智能化系統市場規模為31億元，較2007年增長12.73%，預計2012年市場規模將達62.5億元。2006年到2012年我國城市軌道交通智能化系統市場規模年均增長率超過10%。

　　智能交通系統不僅是當前國際交通運輸研究領域的熱點和前沿，更是我國發展低碳經濟、提高產業競爭力、合理規劃城市發展，和解決民生交通問題的一個主要途徑。

　　二、智能交通迅猛發展的背景

　 1、汽車發展的社會化

　　工業化國家在市場經濟的指導下，大都經歷了經濟的發展促進汽車的發展，而汽車產業的發展又刺激經濟發展的過程，從而這些國家盡早實現了汽車化的時代。目前北京的汽車保有量已經超過400萬輛。汽車化社會帶來的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費和環境污染等社會問題日趨惡化，交通阻塞造成的經濟損失巨大，使道路設施十分發達的美國、日本等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國家在探索既維護汽車化社會，又要緩解交通擁擠問題的辦法中，旨在借助現代化科技改善交通狀況達到"保障安全，提高效率、改善環境、節約能源"目的的智能交通系統（ITS）概念便逐步形成。

　 2、不斷加快的城鎮化進程

　　城鎮化進程將帶動智能交通系統迅猛發展：

　　1）城市化進程對城際之間的交通基礎設施的需求大大增強

目前我國高速公路僅覆蓋了省會城市和城鎮人口超過了50萬的大城市，在城鎮人口超過20萬的中等城市中，只有60%有高速公路連接。根據《國家高速公路網規劃》，國家高速公路網將連接全國所有的省會級城市、目前城鎮人口超過50萬的大城市以及城鎮人口超過20萬的中等城市，覆蓋全國10多億人口。伴隨著高速公路投資規模的擴大，智能交通系統的需求量也將不斷擴大。

　　2）城市化和汽車普及進程的加快不斷加劇了各大城市的交通擁堵情況，通過智能交通可有效緩解交通供需矛盾

我國絕大多數大城市布局形態都是從集中型布置的單中心發展起來，形成中心區布局緊湊，人口密度高，活動高度密集的特點。根據建設部的統計顯示，我國城市人均道路面積僅為10.6平方米，遠遠低于國外城市人均道路面積15-20平方米，同時城市的機動車保有量正以15%的高速率增長、而城市道路的增長率則僅為3%左右。這一矛盾讓包括上海、北京、廣州、重慶等大中城市都面臨著交通不暢與不安全的問題。在大城市用于道路建設土地資源有限、土地價格高昂的情況下，進行大規模道路拓寬改造并不可行，只有通過交通智能化和信息化的建設，才能有效緩解交通供需矛盾。

　　3）城市交通管理系統未來的市場需求持續增長

未來幾年將是中國智能交通發展的上升時期，將對提高城市交通設施利用效率、提升交通系統服務水平、促進節約型城市交通系統產生積極影響。從各省市發展規劃來看，中國大多數城市正在大規模增設公交道，建設新的軌道交通，以構建大公交網絡。國家和地方政府將投入大量資金采購應用于公交、地鐵、輕軌和出租車的各種智能交通解決方案和產品。同時，由于城鎮化進程加快，城市交通的城鄉一體化趨勢日益明顯，交通信息化的范圍逐步向城鎮郊區擴展。在未來三年中，全國城市交通智能化的水平將有顯著提高。隨著國家40000億擴大內需的投入，行業的發展將迎來前所未有的機遇。預計我國智能交通投資在2010年將達到190.4億元。

　　3、人類環境的可持續

　　工業化國家在工業化、城市化發展的進程中面臨著日益嚴重的資源短缺與環境惡化問題，這一問題在發展中國家同樣存在，20世紀50年代以來，生存與發展問題成為人類社會面臨的最緊迫的任務，1972年聯合國人類環境會議上通過了《人類環境宣言》。按世界經濟發展的規律，城市化水平達到30%以上，將出現經濟的飛速發展階段，美國、日本、英國等發達國家，在1990年城市化水平達到了75%、77%、89%，這些國家針對交通發展對資源和環境的影響，逐步調整交通運輸體系與結構。這些國家都經歷了為滿足車輛發展的需求，而大力開發建設交通基礎設施（如美國1944年規劃的7萬km高速公路規劃，經過50年一基本完成，但仍產生擁擠和阻塞），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，不僅經濟造成巨大損失，而且給環境帶來惡劣影響。60、70年代以來，由于石油危機及環境惡化，工業化國家開始采取以提高效益和節約能源為目的的交通系統管理（TSM）和交通需求管理（TDM）同時大力發展大運量軌道及實施工交優先政策，在社會可持續化發展的目標下調整運輸結構，建立對能源均衡利用和環境保護最優化的交通運輸體系。ITS作為綜合解決交通問題，保護社會經濟可持續發展和與環境相協調的新一代交通運輸系統，隨著信息技術的迅速發展在發達國家孕育發展，90年代以后，成為世界范圍內的重要發展趨勢。