摘要：本文在分析設計ITS應用信息系統功能目標的基礎上，著重介紹歐洲、美國和日本發展ITS應用信息系統的研究項目，并探討我國開發ITS應用信息系統的前景。

在進入21世紀之際，人們的出行需求日益增加，而道路的通行能力卻是有限的，這里有兩種思路來解決這個矛盾，一是采用新的技術和組織結構來減少出行的需求；二是有效地利用道路通行能力。在這兩種思路的實現方案中，通信信息系統都將起到重要作用。前者就是智能交通系統的總體思路，例如利用電子郵件、網站或者移動通信都可以用來減少人們的出行需求，替代傳統的貿易、金融、教育及社會活動，其效果不僅減少了交通阻塞和縮短出行時間，而且可有效地防止交通事故率的增長。
智能交通系統（ITS）的核心是先進的通信信息系統，它在ITS中用來控制交通流量，提高行車安全性，使出行者獲得節省時間、提高效率、安全可靠與交通環境和諧舒適的效果，例如在ITS中依靠車輛通信系統（IVS）能夠在發生危險的場合發出警示信號和緊急求援措施，對老年和殘疾人員駕車提供自動輔助駕駛手段等，以提高行駛安全。在ITS中起到重要作用的應用信息系統，包括有先進的交通流量管理系統（ATMS），先進的車輛控制系統（AVCS），先進的的公共交通系統（APTS），先進的長途客貨運系統（RTS）以及緊急車輛運轉系統（CVO）等。
本文將分析這些ITS應用信息系統的功能和效果，并結合歐洲、美國和日本開展ITS應用信息系統的研究項目，探討在新世紀里我國發展智能交通系統的方向和開發ITS應用信息系統的內容。

一、設計ITS應用信息系統的功能目標

1、交通管理（TrafficManagement）
①交通監視（TrafficMonitoring）
采用環導線、紅外、微波、視頻圖象處理以及聲波檢測等手段可以采集到交通數據，并判斷交通流量、阻塞、事故、車速等實時信息。同時，為了保護環境，還要監測車輛排氣、噪聲等對大氣污染的指標。
②交通控制（TrafficControl）
它是用來及時調整交通信號的定時間隔，自動反映交通狀況的實時信息。城市交通控制（UTC）系統在試用中可以減少10的旅行時間，同時減少汽油的燃燒和廢氣排放，正在研究帶有模糊邏輯和人工智能的UTC系統，它的效果將有明顯提高。另外，行車信息系統采用可變信息顯示，將成為綜合城市交通管理策略的一部分。
③市中心出入控制（AccessControl）
利用自動車輛識別技術（數字圖象與牌照號碼的自動閱讀）建立市中心車輛出入控制系統可以大量減少市內車輛行駛，使旅行總時間平均減少18％，同時可減少約50％的車輛尾氣排放量，在公交運輸中很有意義。
④交通管理（TrafficManagement）
基于交通控制的可變信息顯示（VMS）用來管理道路、控制車速以及車輛尾部保護、事故警示、路由信息等。近來研究匝道控制管理，可以減少19％的出入匝道交通的時間延誤。
⑤救援管理（EmergencyManagement）
利用閉路電視（CCTV）快速檢測事故和提供救援區間的地理位置，救援呼叫系統使交通管理人員能夠詳細描述事故地點和環境情況，并警告后續車輛。差分全球定位系統（DGPS）、電子地圖數據庫以及移動車載電臺等綜合在一起，其效果是可使救援車輛的響應時間減少，增加幸存率。
2、旅行信息服務（Traffic&TrafficInformation）
①無線數據/交通信息通道（RDS－TMC），它是為旅行信息服務的專用信道，用戶可以（在歐洲）選擇自己熟悉的語言來接收交通信息；用戶還可以挑選他們感興趣的地方或道路來接收信息。它每隔15分鐘可以收到300個信息，今后還要增加，用戶可以立即接通交通信道。試驗表明，約有34％的駕駛員由于交通阻塞而改變路徑，有33％的駕駛員降低車速，他們都是收到交通事故信息后付諸行動的。
②移動通信接收交通信息（GSM），它是在路網上使用的雙向數字移動通信系統，用作動態路由引導、駕駛信息、救援服務、停車信息、公交信息以及車隊管理等。
③動態路由引導系統（DynamicRouteGuidance），它將城市交通控制系統（UTC）和交通信息數據庫接通，執行動態路由引導功能，其中含有路由引導策略軟件，使運行需求達到最小，即運行時間最少或者運行路徑最短。實現的技術方案有兩種：一是利用RDS－TMC專用信道，作導航和路由引導用；二是利用GSM信道作導航和路由選擇。前者是基于數據傳輸，而后者可使用語音呼叫。
④選擇最佳路由的電子地圖（DigitalMap），基于數據庫技術的電子數字地圖作為車內導航設備已經推廣應用，另外它與GSM數字移動通信和差分全球定位系統（GPS）集成可用作駕駛員的緊急呼叫。
3、電子付費和收費（PaymentandTolling）
①電子收費設備（ECU－Elec.TollCollectionUnit）
在收費公路上的電子收費設備早已采用，并不斷改善和加強其可靠性和收費策略。②多道不停車自動收費系統（Multi－laneNon－stepAutomaticTollCollection）
在高速公路上可采用不停車自動收費系統，平均每年可節省40小時停車時間，困難在于任何自動識別通過的車輛類別和對不守規定車輛的自動執法。
③停車場引導預訂系統（CarParkGuidanceandBooking）
該系統提供停車場信息（在市中心），駕駛員可以預訂停車空間，并且在停好車后再付費，它對停車場管理和車主按需要停車非常方便。
4、貨運管理（FreightTransportOperation）
①貨運和集裝箱管理（CommercialFreightandFleetManagement）
在貨車與調度中心之間利用陸地或衛星通信網絡加強連結，它監視載貨車輛的運輸（采用自動車輛定位技術AVL），并預告任何偏離或延時。試驗表明，它可使旅行時間節省5％，和節省裝卸時間12％。
②危險品監視和事故通知（HazardousGoodsFlowMonitoringandIncidentNotification）
它監視并幫助控制危險品的移動，主要是加強貨車和主管運輸部門的聯合。
③換乘和終點站管理（IntermodalTransportandTerminalManagement）
它用于多種交通工具的換乘，如碼頭、機場、車站等，對貨運和集裝箱運輸管理更有意義。
5、公交運輸（PublicTransportOperation）
①公交車輛優先（PublicTransportVehiclePriority）
利用交叉路口交通信號的適時控制，使得公交車輛在交叉點上停留時間最少。試驗表明，紅燈信號減少達50％，總的交叉點停留時間可減少8％。另外，還要改進準點率和交通規則，改善連接其它交通方式的可靠性，平衡車載人數和改善車況，均有利于公交優先的原則。
②公交旅客信息服務（PublicTransportPassengerInformation）
它在車上實時顯示班車路線號碼和達到各站時間，同時預告下一停靠的站名。在終點站、碼頭或航運中心詳細顯示各條路線站名、時間表及票價，還有當前的交通狀況服務條件，對換乘旅客提供方便，并縮短換乘時間。
③自動計價系統（FareCollectionSystems）
自動計價系統給計費提供大量、靈活的選擇余地。試驗表明，磁性條形碼是成熟技術，可用于單乘、多乘自動計費；也可用于換乘，但它需要與計費設備接觸，影響速度，故僅在自動售票機上使用。新近開發的無接觸式智能卡更加靈活方便，適合于多乘、季票，并長期保值有效。
④旅客服務系統（Demand－ResponsiveTransport）
現有的旅客服務是人工操作，例如用戶通過電話向運營中心咨詢最佳旅行方案。更快、更準確的答案可以通過計算機管理的數據庫中去尋找，它根據不同的需要來選擇最佳方案（包括交通方式、時間、費用等）。該系統對用戶、經營者和運輸部門均感滿意。
6、交通安全（Safety）
①監視駕駛（DriveMonitoring）
試驗表明，車輛通信信息系統可以減少貨車駕駛事故41％，同時降低事故損失，它是在駕駛員疲勞、精力不集中或不規范操作的情況下及時發出警告信號。
②支撐駕駛（DriverSupport）
對于老年司機或在夜間行駛需要加強視覺效果，可采用路由引導系統，并幫助他們熟悉掌握。
③防止碰撞（CollisionAvoidance）
露天使用防撞裝置，在最小安全距離內發出警告，防止尾部碰撞，可降低駕駛員心理負擔。
④智能駕駛控制（IntelligentCruiseControl）
它是在最節約燃料的情況下駕駛車輛或船只，并自動控制行駛速度，前端有監視裝置，在需要時可以減速，以保證安全。試驗表明，它不僅保證安全，而且增加平均熄火時間5％到10％（從低速到高速）。

二、歐洲的ITS應用信息系統

歐洲是最早研究開發ITS項目的地區，1986年歐盟制定的尤里卡（以發展高科技為目標）計劃就已經開始規劃泛歐的智能交通網絡，并投入大量資金，提出了幾十項與提高出行效率、保證行駛安全和減少環境污染有關的ITS研究項目，其中最主要的有：
1、動態信息顯示系統（VariableMessageSigns，簡稱VMS）。VMS主要用于流量控制管理，其功能為遙控交通流量，及時疏導交通，最大限度地減少路段阻塞，同時為行駛車輛提供警示信息。
2、無線數據系統（RadioDataSystem，簡稱RDS）。RDS專門用于提供交通信息的數據傳輸通道，其功能為全天候、全方位地傳遞有關的交通信息，例如氣象信息、地理信息，以及市內停車場信息等。
3、旅行信息系統（TravelInformationSystem，簡稱ITS）。ITS用于車輛出行前為旅行者提供各種有用的信息，包括交通信息和服務信息，大大方便出行。
4、自動收費系統（AutomaticTollCollection，簡稱ATC）。ATC適用于收費道路，特別是高速公路收費處，用計算機可根據不同時間和地點進行收費。
以上這些項目早在八十年代末已經完成，從九十年代開始實施新一輪的ITS項目，特別是多國聯網的研究開發計劃，其中主要的有：
1、ECORTIS系統，它旨在開發利用原有的RDS通信系統，實現不同國家的駕駛員可以使用自己熟悉的語言在全歐內進行通信，并選擇最佳路由、了解行駛情況、改善服務質量。
2、EDEN網絡，它是連接歐盟各國交通指揮控制中心的專用的交通信息網絡，提供和交換各種交通信息和服務信息，實現信息資源共享，極大提高了交通服務質量和行車安全。
3、CENTRCO系統，它是全歐版圖內的交通流量管理和控制系統，主要功能為交通監控、流量管理、路由選擇、交通信息傳輸和顯示、道路自動收費等內容。
4、SERTI系統，它是為南歐（法國、意大利、西班牙和部分德國）設計的交通流量管理和調度系統，其功能為交通監控、管理調度、數據交換、信息服務等內容。
5、VIKING系統，它是為北歐（丹麥、芬蘭、挪威、瑞典和部分德國）設計的旅行信息系統，其功能為數據交換、信息服務、道路自動收費等內容。
6、CORVETTE系統，它是為阿爾卑斯地區（澳地利、意大利遍布和部分德國）設計的交通流量監控、數據交換、管理調度、信息服務和道路自動收費系統由此可見，歐洲的ITS項目不僅內容全面、功能先進，并且面向整個歐盟各國，實現統一的調度指揮，充分發揮交通信息資源共享優勢，實現優質服務和高效管理的歐洲交通網絡。下一步的計劃將是由陸上交通的ITS系統擴大和延伸到水運和航空領域，實現全歐整體交通網絡的智能化。