智能交通系統

智能交通系統（Intelligent Traffic Systems, ITS）的前身是智能車輛道路系統（Intelligent Vehicle Highway System, IVHS）。智能交通系統將先進的信息技術、數據通信技術、感測器技術、電子控制技術以及計算機技術等有效地綜合運用於整個交通運輸管理體系，從而建立起一種大範圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統。

包括機場、車站客流疏導系統，城市交通智能調度系統，高速公路智能調度系統，運營車輛調度管理系統，機動車自動控制系統等。

智能交通系統通過人、車、路的和諧、密切配合提高交通運輸效率，緩解交通阻塞，提高路網通過能力，減少交通事故，降低能源消耗，減輕環境污染。

據某地區應用ITS，預測2015年效益為：減少交通阻塞10%～50%；節省能源5%～15%；減少空氣污染25%以上；減少企業的運營成本5%～25%；減少事故30%～60%。

1、交通信息採集系統

人工輸入

GPS車載導航儀器

GPS導航手機

車輛通行電子信息卡

CCTV攝像機

紅外雷達檢測器

線圈檢測器

光學檢測儀

2、信息處理分析系統

信息伺服器

專家系統

GIS應用系統

人工決策

3、信息發布系統

網際網路

手機

車載終端

廣播

路側廣播

電子情報板

電話服務台

目標圖像捕捉：對經過卡口的所有目標的圖像進行捕捉。

汽車號牌識別：從捕獲的目標圖像中識別出車輛的車牌號碼。

車身顏色識別：從捕獲的目標圖像中識別出車輛的車身顏色和顏色深淺。

斷面車流量：對斷面車流量進行統計。

斷面車速：對斷面車速進行檢測。

時間佔有率：通過對捕獲的信息進行分析統計出時間佔有率。

數據查詢管理：對資料庫中的數據進行實時和遠程查詢。

設備狀態監測：對設備的運行狀態進行監測管理，保證設備的正常運行。

設備防盜監測：對前端設備運行安全進行監測，以防被盜竊或人為損壞。

通訊狀態監測：對系統運行中的通訊狀態進行監測，保證數據的正常傳輸。

遠程維護管理：通過WEB程序，用戶可以遠程對應用軟體進行在線維護。

事件日誌記錄：對應用軟體運行中發生的各類事件和異常信息記錄到日誌中。

系統自動校時：前後端設備按照設定的周期自動校時，保證數據的一致性。

車輛統一布控：對各種被盜搶車輛、交通肇事車輛等黑名單車輛進行聯網布控。

車輛軌跡顯示：可以為GIS系統提供介面，通過圖形化的方式顯示車輛運行的路徑。

跟車關聯性分析：對相鄰數據進行挖掘，獲得破案線索。

套牌車輛檢測：對選定區域選定時間段內車牌信息進行重複比對。

系統硬體設備配置

每個車道配置一個高清網路攝像機作為抓拍攝像機、一台LED閃光燈、一組線圈。

每個方向車道配置一台全景攝像機供抓拍路段面情況。（可選）

攝像機與終端伺服器相連，將捕獲的圖片和識別結果發到終端伺服器，由終端伺服器完成測速、自動識別等功能

每個卡點配置一台終端伺服器，負責從攝像機處接收數據，並將數據通過網路傳送到指揮中心，同時可保存數據在本地。

需測速的卡點配置一台車輛檢測處理器，接收線圈信號，並將觸發信號發給抓拍攝像機。

每個卡點配置一台UPS不間斷電源。

每個卡點配置一個落地機櫃，放置上述的終端伺服器、車輛檢測處理器、UPS不間斷電源，以及交換機、光纖收發器、光端機等網路通訊設備。

所謂智能駕駛系統有兩個方面的社會意義，首先當然是安全駕駛支援系統（Driving Safety Support Systems）所提供的安全駕駛功能。在交通系統提供的DSRC服務（Dedicated Short Range Communication，專用近距通訊系統）支持下，汽車本身發展在前方出現障礙物，不管是前車急剎車還是出現行人的時候都能採取減速剎車或者自動轉彎的功能，就像豐田公司社長豐田章男所提出來的理念那樣：“把交通事故的死亡率降到零”。

除了這種比較容易理解的功能之外，自動駕駛系統還能帶來經濟上的巨大好處，自動巡航系統和ETC系統結合起來能最大限度地減少高速道路上的堵車現象，最有效地加大交通量。因為高速道路上出現的堵塞最大的原因是因為駕駛員在上坡時不自覺地減速所引起的，而自動巡航系統能有效地在保證行車安全的前提下消除這種不自覺的減速，這樣就能提供更大的通過量，在使使用者得到滿足的同時還能取得更大的經濟效益。

智能交通系統世界上應用最為廣泛的地區是日本，如日本的ITS系統相當完備和成熟，其次美國、歐洲等地區也普遍應用。中國的智能交通系統發展迅速，在北京、上海、廣州等大城市已經建設了先進的智能交通系統；其中，北京建立了道路交通控制、公共交通指揮與調度、高速公路管理和緊急事件管理的4大ITS系統；廣州建立了交通信息共用主平台、物流信息平台和靜態交通管理系統的3大ITS系統。隨著智能交通系統技術的發展，智能交通系統將在交通運輸行業得到越來越廣泛的運用。

中國ITS體系框架（第二版）的基本情況如下：用戶服務包括9 個服務領域、47 項服務、179項子服務；邏輯框架包括10個功能領域、57 項功能、101項子功能、406個過程、161 張數據流圖；物理框架包括 10個系統、38個子系統、150個系統模塊、51張物理框架流圖；應用系統包括58 個應用系統。

一、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，並根據路況自己調節行車速度，人稱“智能汽車”。美國已有3000多家公司從事高智能汽車的研製，已推出自動恆速控制器、紅外智能導駛儀等高科技產品。

二、交通監控系統

該系統類似於機場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯繫。哪裡發生了交通事故。哪裡交通擁擠，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。

三、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範圍內的車輛實施控制。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。

四、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，只要採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。

智能交通系統是一個複雜的綜合性的系統，從系統組成的角度可分成以下一些子系統：

1、先進的交通信息服務系統(ATIS)

ATIS是建立在完善的信息網路基礎上的。交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的感測器和傳輸設備，向交通信息中心提供各地的實時交通信息；ATIS得到這些信息並通過處理后，實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息；出行者根據這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步，當車上裝備了自動定位和導航系統時，該系統可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。

2、先進的交通管理系統(ATMS)

ATMS有一部分與ATIS共用信息採集、處理和傳輸系統，但是ATMS主要是給交通管理者使用的，用於檢測控制和管理公路交通，在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯繫。它將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環境進行實時的監視，依靠先進的車輛檢測技術和計算機信息處理技術，獲得有關交通狀況的信息，並根據收集到的信息對交通進行控制，如信號燈、發布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。

3、先進的公共交通系統(APTS)

APTS的主要目的是採用各種智能技術促進公共運輸業的發展，使公交系統實現安全便捷、經濟、運量大的目標。如通過個人計算機、閉路電視等向公眾就出行方式和事件、路線及車次選擇等提供諮詢，在公交車站通過顯示器向候車者提供車輛的實時運行信息。在公交車輛管理中心，可以根據車輛的實時狀態合理安排發車、收車等計劃，提高工作效率和服務質量。

4、先進的車輛控制系統(AVCS)

AVCS的目的是開發幫助駕駛員實行本車輛控制的各種技術，從而使汽車行駛安全、高效。AVCS包括對駕駛員的警告和幫助，障礙物避免等自動駕駛技術。

5、貨運管理系統

這裡指以高速道路網和信息管理系統為基礎，利用物流理論進行管理的智能化的物流管理系統。綜合利用衛星定位、地理信息系統、物流信息及網路技術有效組織貨物運輸，提高貨運效率。

6、電子收費系統(ETC)

ETC是世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載器與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯網技術與銀行進行後台結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的，且所交納的費用經過後台處理后清分給相關的收益業主。在現有的車道上安裝電子不停車收費系統，可以使車道的通行能力提高3~5倍。

7、緊急救援系統(EMS)

EMS是一個特殊的系統，它的基礎是ATIS、ATMS和有關的救援機構和設施，通過ATIS和ATMS將交通監控中心與職業的救援機構聯成有機的整體，為道路使用者提供車輛故障現場緊急處置、拖車、現場救護、排除事故車輛等服務。

1、基礎設施短缺與其利用的低效率並存；

2、基礎設施建設速度落後於車輛增長速度。截至2013年，全國汽車保有量為1.37億輛，近十年汽車年均增加1100多萬輛，增長量是2003年汽車數量的5.7倍，而城市道路每年僅增長3—5%；

3、交通擁堵已成為大中城市交通中的普遍現象；

4、交通安全形勢嚴峻，造成的損失巨大。1999年，全國共發生412，800起交通事故，其中83，529人死亡，286，808人受傷，因交通事故引起的直接損失折款多達21億元人民幣；

5、機動車尾氣排放已成為城市大氣污染的主要來源。一些大城市機動車排放的污染物對多項大氣污染指標的貢獻率已達到60%以上，正在嚴重地危害著人們的身體健康；

6、運輸效率低，能源消耗不斷上升。抽樣調查表明，全國貨運汽車實載率不足70%，而在車輛技術不斷提高的今天，運輸汽車油耗卻從1992年的百公里6.9升增加到1998年的7.4升。

智能交通系統的安防新技術不斷湧現和應用，新技術的出現對於高速公路領域有著較強的針對性。如3G無線傳輸是針對高速公路惡劣的氣候、地理環境所採用的獨特方式。高速公路移動無線監控，一般應用在高速公路的某一段內。巡邏車可以實時將巡邏時的視頻情況傳回高速公路管理中心，加強了智能交通系統管理的實時性。此外，其他新技術的應用更大程度上也都為系統管理的高效提供了進一步的支持。

移動卡口系統：

採用計算機視覺模擬、雷達測速、智能圖像分析以及資料庫管理等技術的超速抓拍系統。能夠精確測量車輛行駛速度，一旦超速，系統會自動抓拍圖片，清晰捕捉車輛全貌、車牌號碼、車輛類型、車身顏色等元素，將圖片保存在資料庫中，併疊加超速違法所發生的日期、時間、路段、違法時車輛實際行駛速度以及該路段的限定行駛速度等信息，資料庫可按日期、車牌號碼等條件進行分類查詢，也可通過印表機實時輸出違法車輛照片，具有車牌自動識別、現場報警、移動存儲及綜合管理等功能，其網路版的產品構架，使得該系統集現場執法、3G遠程傳輸和指揮中心網路化調度管理於一體，為高速管理部門科學執法提供可靠的依據，充分符合科技強警戰略；

GPS定位：對出警車輛進行GPS定位，方便進行調度，以快速處理交通事故。

車輛緝查發布系統：卡口對車輛進行超速抓拍並對比黑車牌，發現報警后在收費站或前端LED屏實時顯示違章車輛信息，並在收費站進行攔截。

另外，GIS從空間上、時間上徹底了解高速公路沿線情況的現狀與變化，奠定高速公路管理所需要的數字基礎，完成對靜態交通信息(收費站、服務區、隧道、無線視頻等基礎設備)和動態交通信息(天氣變化、道路維修封閉、突發的交通肇事等路面狀況)的重組，為高速公路管理提供直觀、系統、科學的管理工具；同時可以規範管理數據，實現信息共享，便於各部門數據的交換，改進和完善高速公路管理工作。按各子系統的要求，以規定的格式向子系統傳輸所需信息，比如無線通訊終端的應用(如手機簡訊、PDA等)根據服務請求和查詢許可權提供給客戶數據、圖形或圖像等信息。

1994年我國部分學者參加了在法國巴黎召開的第一屆ITS世界大會，為中國ITS的開展揭開了序幕。

1996年交通部公路科學研究所開展了交通部重點項目《智能運輸系統發展戰略研究》工作，1999年《智能運輸系統發展戰略研究》一書正式出版發行。

1999年由交通部公路科學研究所牽頭，全國數百名專家學者參加的“九五”國家科技攻關重點項目《中國智能交通系統體系框架研究》工作全面展開，2001年課題完成，通過國家科技部驗收，2002年出版《中國智能交通系統體系框架》一書。

2000年由科技部主辦，全國ITS協調指導小組辦公室協辦的第四屆亞太地區智能交通（ITS）年會在北京舉行。

2000年2月29日，科技部會同國家計委、經貿委、公安部、交通部、鐵道部，建設部、信息產業部等部委相關性部門的充分協商和醞釀的基礎上，建立了發展中國ITS的政府協調領導機構——全國智能交通系統(ITS)協調指導小組及辦公室，並成立了ITS專家諮詢委員會。

2002年4月科技部正式批複“十五”國家科技攻關“智能交通系統關鍵技術開發和示範工程”重大項目正式實施，北京、上海、天津、重慶、廣州、深圳、中山、濟南、青島、杭州十個城市作為首批智能交通應用示範工程的試點城市。

2002年9月，由中國科技部和交通部共同舉辦的“第二屆北京國際智能交通系統（ITS）技術研討暨技術與產品展覽會”在北京舉行。

2003年11月，科技部馬頌德副部長第一次率中國政府代表團參加在西班牙馬德里舉辦的第十屆ITS世界大會，科技部聯合交通部、建設部、公安部和北京市政府聯合申辦“2007年第十四屆ITS世界大會”獲得成功，標誌著中國的智能交通系統建設將在更加開放、競爭與合作並存的環境中加速發展。

2004年10月，科技部第一次大規模組團參加第十一屆在日本名古屋舉辦的第十一屆ITS世界大會，中國政府展覽團在ITS大會的首次展覽，獲得成功。

2007年10月9-13日，第十四屆智能交通世界大會在北京展覽館舉行。大會展示了中國多年來各部門、各地區在ITS領域所取得的成就，並加強了中國在ITS領域的對外交流。

2012年5月25日，由北京交通大學主辦，香港交通運輸協會協辦的2012年智能交通系統國際研討會（International Workshop on Intelligent Transport Systems, 2012）在中苑賓館舉行。本次國際會議旨在加強智能交通系統領域專家學者的學術交流，進一步加深我國與其他國家和地區在智能交通系統領域的合作與研究，擴大我國交通科學研究在國際上的影響。