摘要：本文在分析設(shè)計ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)功能目標(biāo)的基礎(chǔ)上，著重介紹歐洲、美國和日本發(fā)展ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)的研究項目，并探討我國開發(fā)ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)的前景。

在進(jìn)入21世紀(jì)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(shù)和組織結(jié)構(gòu)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(xiàn)方案中，通信信息系統(tǒng)都將起到重要作用。前者就是智能交通系統(tǒng)的總體思路，例如利用電子郵件、網(wǎng)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(tǒng)的貿(mào)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(tǒng)（ITS）的核心是先進(jìn)的通信信息系統(tǒng)，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(jié)省時間、提高效率、安全可靠與交通環(huán)境和諧舒適的效果，例如在ITS中依靠車輛通信系統(tǒng)（IVS）能夠在發(fā)生危險的場合發(fā)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(yīng)用信息系統(tǒng)，包括有先進(jìn)的交通流量管理系統(tǒng)（ATMS），先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)（AVCS），先進(jìn)的的公共交通系統(tǒng)（APTS），先進(jìn)的長途客貨運(yùn)系統(tǒng)（RTS）以及緊急車輛運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)（CVO）等。
本文將分析這些ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)的功能和效果，并結(jié)合歐洲、美國和日本開展ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)的研究項目，探討在新世紀(jì)里我國發(fā)展智能交通系統(tǒng)的方向和開發(fā)ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)的內(nèi)容。

一、設(shè)計ITS應(yīng)用信息系統(tǒng)的功能目標(biāo)

1、交通管理（TrafficManagement）
①交通監(jiān)視（TrafficMonitoring）
采用環(huán)導(dǎo)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(shù)據(jù)，并判斷交通流量、阻塞、事故、車速等實時信息。同時，為了保護(hù)環(huán)境，還要監(jiān)測車輛排氣、噪聲等對大氣污染的指標(biāo)。
②交通控制（TrafficControl）
它是用來及時調(diào)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(tǒng)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(tǒng)，它的效果將有明顯提高。另外，行車信息系統(tǒng)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(shù)（數(shù)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(tǒng)可以大量減少市內(nèi)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(yùn)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(hù)、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(qū)間的地理位置，救援呼叫系統(tǒng)使交通管理人員能夠詳細(xì)描述事故地點和環(huán)境情況，并警告后續(xù)車輛。差分全球定位系統(tǒng)（DGPS）、電子地圖數(shù)據(jù)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(yīng)時間減少，增加幸存率。
2、旅行信息服務(wù)（Traffic&TrafficInformation）
①無線數(shù)據(jù)/交通信息通道（RDS－TMC），它是為旅行信息服務(wù)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(wǎng)上使用的雙向數(shù)字移動通信系統(tǒng)，用作動態(tài)路由引導(dǎo)、駕駛信息、救援服務(wù)、停車信息、公交信息以及車隊管理等。
③動態(tài)路由引導(dǎo)系統(tǒng)（DynamicRouteGuidance），它將城市交通控制系統(tǒng)（UTC）和交通信息數(shù)據(jù)庫接通，執(zhí)行動態(tài)路由引導(dǎo)功能，其中含有路由引導(dǎo)策略軟件，使運(yùn)行需求達(dá)到最小，即運(yùn)行時間最少或者運(yùn)行路徑最短。實現(xiàn)的技術(shù)方案有兩種：一是利用RDS－TMC專用信道，作導(dǎo)航和路由引導(dǎo)用；二是利用GSM信道作導(dǎo)航和路由選擇。前者是基于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫技術(shù)的電子數(shù)字地圖作為車內(nèi)導(dǎo)航設(shè)備已經(jīng)推廣應(yīng)用，另外它與GSM數(shù)字移動通信和差分全球定位系統(tǒng)（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(shè)備（ECU－Elec.TollCollectionUnit）
在收費公路上的電子收費設(shè)備早已采用，并不斷改善和加強(qiáng)其可靠性和收費策略。②多道不停車自動收費系統(tǒng)（Multi－laneNon－stepAutomaticTollCollection）
在高速公路上可采用不停車自動收費系統(tǒng)，平均每年可節(jié)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(guī)定車輛的自動執(zhí)法。
③停車場引導(dǎo)預(yù)訂系統(tǒng)（CarParkGuidanceandBooking）
該系統(tǒng)提供停車場信息（在市中心），駕駛員可以預(yù)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(yùn)管理（FreightTransportOperation）
①貨運(yùn)和集裝箱管理（CommercialFreightandFleetManagement）
在貨車與調(diào)度中心之間利用陸地或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)連結(jié)，它監(jiān)視載貨車輛的運(yùn)輸（采用自動車輛定位技術(shù)AVL），并預(yù)告任何偏離或延時。試驗表明，它可使旅行時間節(jié)省5％，和節(jié)省裝卸時間12％。
②危險品監(jiān)視和事故通知（HazardousGoodsFlowMonitoringandIncidentNotification）
它監(jiān)視并幫助控制危險品的移動，主要是加強(qiáng)貨車和主管運(yùn)輸部門的聯(lián)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(jī)場、車站等，對貨運(yùn)和集裝箱運(yùn)輸管理更有意義。
5、公交運(yùn)輸（PublicTransportOperation）
①公交車輛優(yōu)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(dá)50％，總的交叉點停留時間可減少8％。另外，還要改進(jìn)準(zhǔn)點率和交通規(guī)則，改善連接其它交通方式的可靠性，平衡車載人數(shù)和改善車況，均有利于公交優(yōu)先的原則。
②公交旅客信息服務(wù)（PublicTransportPassengerInformation）
它在車上實時顯示班車路線號碼和達(dá)到各站時間，同時預(yù)告下一?？康恼久?。在終點站、碼頭或航運(yùn)中心詳細(xì)顯示各條路線站名、時間表及票價，還有當(dāng)前的交通狀況服務(wù)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(tǒng)（FareCollectionSystems）
自動計價系統(tǒng)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(shù)，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(shè)備接觸，影響速度，故僅在自動售票機(jī)上使用。新近開發(fā)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(wù)系統(tǒng)（Demand－ResponsiveTransport）
現(xiàn)有的旅客服務(wù)是人工操作，例如用戶通過電話向運(yùn)營中心咨詢最佳旅行方案。更快、更準(zhǔn)確的答案可以通過計算機(jī)管理的數(shù)據(jù)庫中去尋找，它根據(jù)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(tǒng)對用戶、經(jīng)營者和運(yùn)輸部門均感滿意。
6、交通安全（Safety）
①監(jiān)視駕駛（DriveMonitoring）
試驗表明，車輛通信信息系統(tǒng)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(guī)范操作的情況下及時發(fā)出警告信號。
②支撐駕駛（DriverSupport）
對于老年司機(jī)或在夜間行駛需要加強(qiáng)視覺效果，可采用路由引導(dǎo)系統(tǒng)，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(nèi)發(fā)出警告，防止尾部碰撞，可降低駕駛員心理負(fù)擔(dān)。
④智能駕駛控制（IntelligentCruiseControl）
它是在最節(jié)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(jiān)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(yīng)用信息系統(tǒng)

歐洲是最早研究開發(fā)ITS項目的地區(qū)，1986年歐盟制定的尤里卡（以發(fā)展高科技為目標(biāo)）計劃就已經(jīng)開始規(guī)劃泛歐的智能交通網(wǎng)絡(luò)，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(huán)境污染有關(guān)的ITS研究項目，其中最主要的有：
1、動態(tài)信息顯示系統(tǒng)（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(dǎo)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(shù)據(jù)系統(tǒng)（RadioDataSystem，簡稱RDS）。RDS專門用于提供交通信息的數(shù)據(jù)傳輸通道，其功能為全天候、全方位地傳遞有關(guān)的交通信息，例如氣象信息、地理信息，以及市內(nèi)停車場信息等。
3、旅行信息系統(tǒng)（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(wù)信息，大大方便出行。
4、自動收費系統(tǒng)（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(jī)可根據(jù)不同時間和地點進(jìn)行收費。
以上這些項目早在八十年代末已經(jīng)完成，從九十年代開始實施新一輪的ITS項目，特別是多國聯(lián)網(wǎng)的研究開發(fā)計劃，其中主要的有：
1、ECORTIS系統(tǒng)，它旨在開發(fā)利用原有的RDS通信系統(tǒng)，實現(xiàn)不同國家的駕駛員可以使用自己熟悉的語言在全歐內(nèi)進(jìn)行通信，并選擇最佳路由、了解行駛情況、改善服務(wù)質(zhì)量。
2、EDEN網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)，提供和交換各種交通信息和服務(wù)信息，實現(xiàn)信息資源共享，極大提高了交通服務(wù)質(zhì)量和行車安全。
3、CENTRCO系統(tǒng)，它是全歐版圖內(nèi)的交通流量管理和控制系統(tǒng)，主要功能為交通監(jiān)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(nèi)容。
4、SERTI系統(tǒng)，它是為南歐（法國、意大利、西班牙和部分德國）設(shè)計的交通流量管理和調(diào)度系統(tǒng)，其功能為交通監(jiān)控、管理調(diào)度、數(shù)據(jù)交換、信息服務(wù)等內(nèi)容。
5、VIKING系統(tǒng)，它是為北歐（丹麥、芬蘭、挪威、瑞典和部分德國）設(shè)計的旅行信息系統(tǒng)，其功能為數(shù)據(jù)交換、信息服務(wù)、道路自動收費等內(nèi)容。
6、CORVETTE系統(tǒng)，它是為阿爾卑斯地區(qū)（澳地利、意大利遍布和部分德國）設(shè)計的交通流量監(jiān)控、數(shù)據(jù)交換、管理調(diào)度、信息服務(wù)和道路自動收費系統(tǒng)由此可見，歐洲的ITS項目不僅內(nèi)容全面、功能先進(jìn)，并且面向整個歐盟各國，實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度指揮，充分發(fā)揮交通信息資源共享優(yōu)勢，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)服務(wù)和高效管理的歐洲交通網(wǎng)絡(luò)。下一步的計劃將是由陸上交通的ITS系統(tǒng)擴(kuò)大和延伸到水運(yùn)和航空領(lǐng)域，實現(xiàn)全歐整體交通網(wǎng)絡(luò)的智能化。