交通智能运输系统工程研究中心 王笑京谁也没有想到发展中的中国，车和路的矛盾、交通和环境的矛盾会来得这样早，以至于大城市的政府乃至中

交通智能运输系统工程研究中心 王笑京

谁也没有想到发展中的中国，车和路的矛盾、交通和环境的矛盾会来得这样早，以至于大城市的政府乃至中央政府都不得不对汽车应用造成的影响采取一系列措施。同时，交通是否拥堵，已经成为今天住在大中城市的居民每天都要关心的问题，因为这影响到他们的上班和上学。公路是否通畅，高速公路是否由于天气或事故需要绕行，也已经成为住在城市和乡村的人们经常关注的交通信息，因为这些已经成为了我们生活的一部分，成为社会和经济正常运转的制约因素之一。

长久以来，车和路的矛盾远没有今天这样被人所关注，一般来说，解决车和路的矛盾，不外乎两个办法，一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给，也就是修路。但是这两个办法都有其局限性，这是因为自古以来衣食住行是人们生存和发展的四大要素，交通的发达程度是衡量一个国家现代化程度的标志之一，所以交通是社会发展和人民生活水平提高的基本条件，经济的发展必然带来出行的增加，因此限制车辆的增加不是解决问题的好办法。所以长期以来，国外在车辆车与路的矛盾中无一例外的采取了增加供给，即大量修筑道路基础设施的办法。对于我国这样一个处于发展中的国家来说，基础设施数量的缺口很大，因此在相当一段时间内我国交通运输增长的需求主要还是靠提供更多的基础设施来满足，特别是建设完善的道路网络、国道主干线、水运主通道、港站主枢纽和支持保障系统以及铁路和航空基础设施。在基础设施快速发展的同时，我们不得不看到，尽管在全球的许多地方仍将建设更多的基础设施，但随着经济与技术的发展，它已不是解决交通运输紧张的唯一办法，面对越来越拥挤的交通，有限的资源和财力以及环境的压力，建设更多的基础设施将受到限制，因此国际上自90年代以来将电子信息技术更多的引入道路运输系统，进而扩展到水运、铁路和航空的管理和数据交换，称之为智能运输系统（Intelligent Transport System－ITS），以期利用ITS来提高运输效率，保障安全和保护环境。

智能运输系统（ITS）在世界各地的迅猛发展

八十年代以来，在各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家道路网，但随着社会经济的发展，路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越引起社会普遍的关注。经过长期和广泛的研究，这些国家已从主要依靠修建更多的道路，扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，转移到用高新技术来改造现有道路运输系统及其管理体系，从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。日本、美国和西欧等发达国家为了解决共同所面临的交通问题，竞相投入大量资金和人力，开始大规模地进行道路交通运输智能化的研究试验。起初，称为“智能车辆道路系统（IVHS）”，进行道路功能和车辆智能化的研究。随着研究的不断深入，系统功能扩展到道路交通运输的全过程及其有关服务部门，发展成为带动整个道路交通运输现代化的“智能运输系统（Intelligent Transportation System－ITS）”。

美国1991年美国国会通过了“综合地面运输效率方案”（ISTEA），旨在利用高新技术和合理的交通分配提高整个路网的效率，根据计算机仿真的结果，有可能提高整个路网的通行能力约20%~30%，并确定由美国运输部负责全国的ITS发展工作，并在以后的6年中由政府拨款6.6亿美元，用来进行ITS的研究工作。1994年美国提出了ITS的7个服务领域（即7 个系统）：先进的交通管理系统、出行信息服务系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、公共交通运营系统、应急管理系统、先进的车辆控制系统。1991－1997 年期间，ITS 在美国的现场试验有86 个，耗费资金达到7.53 亿美元。

日本目前在 ITS 项目上已经形成了官方、民间、学术机构的协调体制，这对日本ITS的发展起到了很大的推动作用。日本特别重视ITS 技术的商品化发展，以自动导驶系统为例，开发出了以现有交通管理系统为基础，配以数字地图和红外Beacon 双向短程通信的道路交通情报通信系统（VICS），目前已经开始在日本许多地区服务，汽车上附加装置约20 万日元，到1998 年底已买出了300 多万套，目前已经形成了几千亿日元的市场。另外日本十分重视不停车收费系统（ETC）的开发，90 年代初期许多大公司就开始进行研究，95 年建设省正式立项，95－96 年度拨款70 亿日元对ETC 进行开发，并制定了ETC 的统一标准，在这一标准下根据各大公司的研究成果和特长组织各大公司、研究所开展研究工作，并且计划1999 年3 月开始在日本全国使用。根据1997 年1 月举行的第11 次中日公路会议上日本建设省的介绍，预计整个ITS 将在日本形成50 万亿日元的市场。

在 80 年代中期，欧洲十多个国家投资50 多亿美元，联合执行一项旨在完善道路设施提高服务水平的DRIVE 计划，DRIVE 是Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety inEurope 的缩写，其含义是欧洲用于车辆安全的专用道路基础设施，其主要的研究内容有：

需求管理、交通和旅行信息系统、城市综合交通管理、城市间综合交通管理、辅助驾驶(Driver Assistance and Cooperative Driving)、货运和车队管理、公共交通管理，该计划到94 年已完成。从研究的结果看，其研究领域和系统功能与美、日大致相同。目前正在进行Telematic的全面应用开发工作，欧洲计划在全欧范围内建立专门的交通（以道路交通为主）无线数据通信网，ITS 的主要功能如交通管理、导驶和电子收费等都围绕Telematic 和全欧无线数据通信网来实现。

除了欧、美、日以外，新兴的工业国家和发展中国家也开始 ITS 的全面开发和研究，如韩国由建设交通部牵头制定了全面的ITS 框架结构和发展计划，新加坡已经在全国开始推行不停车电子收费。世界各国纷纷开展ITS 的研究和开发，除了解决交通问题的原因之外，另一个重要的出发点则是ITS 将成为继军事应用之后高新技术最大的应用市场。这就不难解释为什么发达国家在ITS 领域投入如此巨大的人力和财力。

中国与发达国家智能运输系统（ITS）市场的异同

长期以来，中国主要沿用的是大量消耗资源和粗放经营为特征的传统发展战略，重发展的速度和数量、经发展的效益和质量；重外延扩大再生产，轻内涵扩大再生产。在即将进入21 世纪的今天，这种发展战略显然违背经济规律和自然规律，将成为制约经济，社会发展的重要因素。社会经济的发展有其固有的和内在的规律，发达国家面对的交通问题是我们必然会遇到的，有些已经提前到来，因此中国需要发展ITS 是毋庸置疑的，特别是我们面对即将到来的信息社会和知识经济，加快利用高新技术的应用，改善我们的交通系统就变得更加紧迫了。另外ITS 将是我国高新技术应用的巨大市场之一，因此ITS 对于我国实现跳跃式发展，实现高新技术的产业化具有重大的意义。

中国 ITS 将在向发达国家的学习、跟踪和引进中发展，市场将在中国的实际应用中逐步形成，因此中国ITS 的市场和产品既有与发达国家系统或类似的一面，又有自己的特点。

下面仅举几例：相同的方面：

① 市场容量的巨大。

发达国家的政府和民间企业都对ITS的研究和开发投入了大量的金钱，这在交通运输领域中是从来没有过的，这与ITS的巨大市场前景是分不开的。正象前面所举的例子，日本认为ITS将在日本形成50万亿日元的巨大市场，当然这其中包括政府在ITS基础设施中的采购， 如交通控制系统，运输管理系统、通信和信息基础设施和设备等，以及消费者购买的ITS消费品，如汽车导航产品、车载信息设备、不停车收费卡的消费等等。在中国ITS的市场同样是巨大的，仅以基础设施建设为例，中国政府将在大陆上建设35000公里的高等级公路，在高等级公路的建设中，有相当一部分需要建设通信、监控和收费系统，这部分的投资一般占到基本建设总投资的3－4％，1998年中国在公路方面的建设投资为1800亿元，如果其中的1000亿元用于高速公路的建设，则通信、监控和收费系统方面的投资将有30－40亿元。这仅仅是当前ITS应用初级水平，而且只是高速公路建设，如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高，中国ITS市场的容量将是天文数字。

② 交通管理和不停车收费系统的市场首当其冲。

交通管理是各国城市永恒的主题，只是今天使用了更多的高新技术，由于高新技术的应用，使得交通管理的观点、交通控制的原则、系统的设计都发生了较大的变化，自学习、自适应功能与信息的共享成为ITS的特色。以视频信号采集和激光、微波传感器为主的交通信息采集系统，以大型可变情报板、交通广播和车载信息系统为特色的信息发布系统，以大型背投式显示系统为核心的交通监控中心以及以光缆为主体配以专用短程通信的信息传输系统，再加上带有人工智能特色的软件系统，就构成了ITS领域中交通管理系统的主体。中国交通管理（监控）系统与发达国家的构成基本相同，只是由于中国交通的构成（机动车、非机动车、行人等）与发达国家有很大的不同，中国的文化背景和交通行为与发达国家差别很大，因此在系统的设计和软件的设计上与发达国家有较大的区别。

不停车收费是ITS服务领域中的一个特殊的方面，由于它涉及交通基础设施投资的回收，又是缓解收费站交通堵塞的有效手段，而且在使用中收费卡的用量又很大，因此各个国家都把不停车收费系统（ETC）作为ITS领域最先投入应用的系统来开发。即使是以前很少有公路收费的国家（如美国、德国等），考虑到扩大道路建设资金的来源以及鼓励私人投资公路建设或控制大城市的交通量，都纷纷将ETC引入道路系统。

我国也不例外，中国从80年代开始进行高等级公路投资机制改革和收费方针的尝试，从此中国高等级公路的建设开始以市场的机制进行运作，加快了中国公路建设的步伐。截止到1997年，中国大陆已经修建了超过4700公里的高速公路，高等级公路达到19000万公里。目前收取道路通行费是我国公路建设投资的主要回收方式之一，在高速公路建设的起步阶段（80年代末期），在中国收费站，工作比较可靠的收费系统基本都是引进的，如京津塘高速公路；进入90年代以后中国的收费系统开始了引进关键设备，中国公司进行系统集成的阶段，如北京的八达岭高速公路和广东的深汕高速公路等。一般地，在不找零时，每辆车的平均收费时间约为10－15秒；如需找零时，则收费平均时间约为18－24秒。据测算，封闭式收费系统每车道每小时的最大车流量约为320辆。由于目前大多数路桥收费站采用的是人工收费而且部分公路经营公司注重自身的经济利益，造成收费站的间距过密，多次停车使新建道路网的通行能力不能充分发挥，车辆频繁的启动和刹车，既浪费汽油又污染环境，同时还加快车辆部件的磨损，增加交通事故发生的可能性。随着经济的发展，中国许多地区的高等级公路交通量迅速上升，例如广东省广州到佛山的高速公路，平均24小时交通量为27600辆，平均年增长率为10.6％；广州市的北环高速公路，日交通量已近10万辆。又例如北京首都机场高速公路，1997年全线日交通量已达59664辆，主线收费站日交通量为35232辆。

在这些高速公路高峰时，收费站已经成为“瓶颈”，在广东行车20分钟，排队交费20分钟的事时有发生。所以目前我国交通部门已经把不停车收费系统的开发和应用列为我国ITS领域首先启动的项目，从1998年初开始，交通部组织近10个省的交通厅开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”，在该项目中，将研究制定我国的“不停车收费系统指导性意见”（包括：系统构成与接口规范、标签和路段的编码规范、不停车收费系统专用标志标线及信号规范、网络环境下不停车收费的结算制度、不停车收费系统电磁兼容性验收规范等），并在四个省、市进行示范工程。

③ ITS将为通信和信息设备带来又一个大用户。

ITS与以前的交通监控和管理系统的区别，不仅仅在于其内容大大超出了交通监控和管理的范畴，而且在信息的处理和信息共享方面提出了更高的要求，因此可以说ITS是建立在通信和信息系统之上的，多种高新技术和传统管理技术集成应用的系统。这无疑给通信和信息设备提供了巨大的市场，这是继公用电信网之后的又一个大用户。

不同的方面：

① 中国ITS与基础设施建设同行。

发达国家目前已经建成了四通八达的高速公路网，城市基础设施的建设也基本完成，他们是在这样的条件下开发和应用ITS。而中国则不同，我们的基础设施建设应该说刚刚开始上台阶，目前中国人均占有的高速公路仅是发达国家的平均水平的几十分之一，因此中国的高速公路建设还将持续相当一段时间。另一方面中国城市的基础设施也处于建设时期，广大农村的城市化进程刚刚开始，所以中国ITS的开发和应用与国外有着很大的不同，最大的区别就是我们ITS的开发和应用与基础设施建设同行。这种区别使得我们在建设基础设施的同时，可以将ITS应用的基础条件一次考虑，甚至同步建设，这就需要我们特别注意不要将国外为修补原有系统而开发的一些产品引进到中国，而且中国的企业应该与中国的最终用户一起研究中国的ITS究竟有什么内容，使用的环境是什么，搞出中国自己的ITS框架结构进而知道应该引进或开发什么样的产品。而不是无选择的代理和推销国外的产品，或看到国外在应用什么产品就简单地认为中国也可以应用，而盲目的进行仿制开发或引进。

② 中国ITS近期内将以投资类产品为主。

正如前面所说的，中国ITS与基础设施建设同行，而且我国的信息化水平以及国民的购买力较低，因此在中国开发和推销ITS相关的产品就与发达国家有很大的不同。近期内中国使用ITS产品最大的用户将是基础设施建设的投资者，而老百姓使用的一些产品，还要有一段准备期。例如车载导航产品，这种产品在日本已经进入普及阶段，现在市场上在用的已经达300万台（套）。我国有不少公司以及个别的地方看到这种产品在日本的大量应用，就认为中国很快也会有应用，于是也开始进行开发和推销，甚至计划与国外公司合作引进生产线。其实这种产品在中国的应用还要有一段时间，首先，中国的信息化水平较低，在城市中交通信息的采集远远没有达到可以提供给导航应用的水平；其二，我国的信息处理和发布手段很落后，特别是目前还没有解决信息传输到车的途径；其三，也是最重要的，我国交通参与者（驾车人、乘客、骑车人等）的购买力、素质和活动范围都无法与发达国家相比，而较小活动范围内驾车人基本上不使用导航产品，因为对于上班者来说，每天的交通状况和规律他们都知道。笔者通过在日本实地询问驾车人证实了这一点。不过车载信息设备是将来汽车的必备设备，导航仅是其应用的一个方面，因此我们对车载信息产品的跟踪必须加强，随着中国国家和老百姓经济实力的增强，车载信息设备将会进入千家万户。

③ 中国ITS应用将是追赶型的。

ITS是从发达国家来的，我们的交通管理、道路管理都在学习发达国家，我们的信息系统建设使用的也是发达国家提出的概念和产品。所以可以说中国ITS应用将是追赶型的，而发达国家则是ITS开发和应用的先导，。这就对中国ITS开发和应用提出了一个深层次的问题，处在追赶中的中国，能够形成自己的ITS产业吗？这个问题笔者还没有答案，因此想提出来供读者讨论。

总之现代交通运输的发展因为智能运输系统（ITS）的发展与应用，正迈向新纪元。在过去的一个时代，交通运输与社会经济生活的联系更加紧密，道路运输已成为最重要的地面运输方式之一，在发展中的中国，道路运输增长的需求当前主要靠提供更多的基础设施来满足，特别是建立完善的道路网络。然而在即将进入的21世纪，这种需求将受到限制，而且需求本身在很大程度上要靠先进的通信技术、信息技术和电子技术来满足。尽管在全球的许多地方仍将建设更多的基础设施，但它已不再是解决交通运输拥挤的唯一办法。随着ITS的快速发展，中国正面临日益增长的、尖锐的交通需求，中国必须在多种解决途径中作出决断。