國內外研究現狀和發展動態
一、我國交通系統發展現狀
公路，一般細分為高速公路、農村公路、普通公路等，中國公路發展至今，業績明顯，一定程度上滿足了交通要求，但是也暴露了不少問題，需要進一步探討、改善，以更好的交通建設滿足中國實際的發展需要！
對于擁有13億人口和960萬平方公里國土面積的國家而言，交通對國民經濟的發展具有基礎性、先導性的作用。我國政府始終把發展交通運輸作為國家經濟建設的重點。政府已形成的理念是“經濟發展，交通先行”，老百姓已形成的理念是“要想富，先修路”。
（1）我國公路建設規模快速增長。
我國城鎮化率從 1990 年的 26%快速上升到 2015 年 56.10%，年均提高 1 個百分點。根據國內相關發展規劃和聯合國預測，預計到 2020 年城鎮化率將達到 60%以上。
我國城鎮化的發展也促進了公路的建設，截至2013年底我國高速公路里程已經達到了10.44萬公里，超過美國，成為世界高速公路總里程第一的國家。截至2015年底，我國高速公里里程增至12.54 萬公里，已經超過了我國交通運輸“十二五”規劃，到 2015 年，國家高速公路通車里程為 10.8 萬公里的規劃目標。截止到2017年底，全國公路總里程477.35萬公里，比上年增加7.82萬公里；公路密度49.72公里/百平方公里，增加0.81公里/百平方公里；公路養護里程467.46萬公里，占公路總里程97.9%；全國四級及以上等級公路里程433.86萬公里，比上年增加11.31萬公里，占公路總里程90.9%，提高0.9個百分點；二級及以上等級公路里程62.22萬公里，增加2.28萬公里，占公路總里程13.0%，提高0.3個百分點；高速公路里程13.65萬公里，增加0.65萬公里；高速公路車道里程60.44萬公里，增加2.90萬公里。國家高速公路10.23萬公里，增加0.39萬公里。
圖3 2013-2017年全國公路總里程及公路密度
此外，隨著中國的經濟發展與城市化進程，中國的汽車保有量急劇增加，截止到2017年底，中國汽車年銷量已連續8年世界第一，目前我國汽車保有量2億輛，保有量占全球20%，銷量占全球30%。目前我國千人汽車保有量140臺，但總體而言仍屬于年輕的汽車消費市場，這說明中國的汽車保有量將還有非常大的空間。圖3給出了中國2006-2016年10年間汽車的保有量的統計，從圖中可以看到，中國的汽車保有量年均增加20%以上，然而，我國的道路用地面積水平相對偏低，尤其是城市道路用地面積嚴重不足，人均不到10平方米，雖然近年來道路用地面積在不斷擴大，但與機動車的增長速度相比較，現有的道路容量無法滿足不斷增加的機動車所帶來的交通需求，以上海、北京等為代表的特大型城市，全天飽和度高達70%，堵車現象極為嚴重，給交通運輸的發展帶來了巨大的影響。
圖4 2006-2016年全國汽車保有量
目前,我國的交通管理水平的落后也是造成交通堵塞的重要原因。國外已采取了先進的智能交通管理技術實現道路交叉口和道路通行的全面控制，相比較之下，我國在交通智能化管理方面普及程度還不夠， 在管理的技術上還無法實現對人、車、路的綜合考慮，不能準確預測和引導交通需求，交通信息不暢，道路利用率偏低， 導致交通管理不善，從而加劇了交通資源浪費、交通擁擠和交通環境嚴重污染。
圖 5我國部分地區等級公路里程與信號機數量對比圖
二、智能交通系統國內外研究現狀
智能交通系統（Intelligent Transportation System，簡稱ITS）是未來交通系統的發展方向，它是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。ITS可以有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率，因而，日益受到各國的重視。
1、我國發展現狀
我國是在90年代初開始關注國際上智能交通系統的發展,并首先在城市道路交通管理上開展了一系列科學研究和工程實踐。目前，智能交通在我國主要應用于三大領域：
（1）公路交通信息化，包括高速公路建設、省級國道公路建設
公路交通領域目前熱點的項目主要集中在公路收費，其中又以軟件為主。公路收費項目分為兩部分，聯網收費軟件和計重收費系統。此外，聯網不停車收費（IETC）是未來高速公路收費的主要方式。
（2）城市道路交通管理服務信息化
兼容和整合是城市道路交通管理服務信息化的主要問題，因此，綜合性的信息平臺成為這一領域的應用熱點。除了城市交通綜合信息平臺，一些縱向的比較有前景的應用有智能信號控制系統、電子警察、車載導航系統等。
（3）城市公交信息化
目前國內的公交系統信息化應用還比較落后，智能公交調度系統在國內基本處于空白階段，也是方案商可以重點發展的領域。在地域分布上，國內的各大城市特別是南方沿海地區對于智能交通的發展都非常重視。
在城市智能交通領域，北京、廣州走在我國前列。
（1）北京。目前北京市已初步建成4大類ITS系統：道路交通控制、公共交通指揮與調度、高速公路管理、緊急事件管理，約30個子系統，分散在各交通管理和運營部門。 在北京市已頒布的《北京交通發展綱要》中，明確了2010年初步實現智能化交通管理的近期目標，并將建立以智能交通系統為技術支持的“新北京交通體系”作為北京城市交通發展的長遠目標，其中綜合信息平臺和智能交通控制系統是發展的重點。
（2）廣州。作為全國首批智能交通示范城市之一的廣州，智能交通系統構建包括廣州市交通信息共用主平臺、物流信息平臺、靜態交通管理系統等智能交通系統的主框架。其中共用信息平臺已初具規模，實現了羊城通系統、線網規劃系統、出租車綜合管理平臺、聯網售票系統、96900呼叫中心等多個子系統的連接，可以完成數據的采集、分類和有效存儲、查詢、訂閱等相應的數據處理工作，實現了諸多的數據處理功能，提供了初步的交通數據服務功能。
目前，我國的智能交通發展還存在著展業鏈條發展不健全、核心技術被國外壟斷、統一標準和技術規范建設出獄之后狀態、資源整合不夠，難以發揮系統功能優勢等問題
2、澳大利亞：先進的智能交通運輸系統和交通控制系統
①最優自動適應交通控制系統（SCATS）
SCATS系統在澳大利亞幾乎所有的城市都有使用，目前上海、深圳等城市也采用這一系統。
SCATS系統的優點是其自動適應交通條件變化的能力，通過大量設在路上的傳感器以及視頻攝像機隨時獲取道路車流信息。ANTTS是其重要子系統，該系統通過幾千輛出租車裝有的ANTTS電子標簽與設在約200個交叉路口處的詢問器通話，通過對出租車的識別，SCATS系統能夠計算旅行時間并對交通網的運行情況進行判斷。
澳大利亞的先進系統合作研究中心正在開發一種名叫TRIRAM的系統，其主要的目的是通過模擬道路網來預測交通行為以及新的交通流量。
②遠程信號控制系統（Vic Roads）
交通撥號系統通過普通的電話線，TCCC能夠連接到50個偏遠的受控交通燈，可以監測這些信號燈的狀態改變它們的參數，為偏遠路口的信號控制提供了便利。
③微機交通控制系統（BLISS）
該系統最主要的優點是運行于普通微機上，并可控制63個交通燈，目前在布里斯班已超過500個信號燈采用BLISS系統進行控制。
道路信號系統：是交通控制中心與機動車通信的基礎。該系統使用900MHz的頻率通過路旁詢問器與車內電子標簽進行通信，電子標簽通常是簡單的異頻雷達收發機，當被詢問時可返回一個可被識別的信號。該系統最普通的應用是車輛的不停車收費。
視頻數據獲取系統：運用視頻攝像機監測、識別和計算交通量。通過自動辯識車牌號碼來對重型車輛監測、分類、識別，數據可被送到重型車輛監測站，與數據進行對照，該系統能監測到超速車輛、強制停運的車輛。
實量旅行信息系統：通過車載的定位器，計算機軟件可以估計每輛車的到達時間，并通過顯示屏顯示給正在等候的旅客。另外，該系統還可以用于駕駛員通報突發事件。
3、日本：現代化的公路智能管理
到2003年6月末，日本裝有汽車導航系統的車輛已達1200多萬輛，同時裝有汽車導航系統和車載信息通訊系統（VICS）接收器的車輛也達700多萬輛，以上裝置可以為駕駛員或其他機動車使用者提供即時道路信息。因此，日本的道路車多而不亂。路上諸多監測器和雷達，隨時監控道路情況和采集信息，駕車人可通過情報信息板獲取即時道路信息。
①電子收費效率高
ETC技術相對于傳統收費技術來說有兩大優勢：一是更加適應于多個不同主體運營管理多條收費道路的情況；二是對非法行為、人為破壞和逃費行為有著更強的防范性。從ETC的功能來講，可以根據條件實現收費費率的靈活設定和調整，從而提高了收費道路的利用率，最大限度地減少了在收費口的擁堵。
日本最常用的ETC收費站采取3個門橋的樣式，這3個門橋分別用于識別車型、識別入口和收費信息傳輸，其欄桿采用新材料制成，里邊為碳素纖維，外邊為發泡纖維。在車的時速不低于80公里的情況下，門橋可迅速向上打開，萬一打不開，也可向前推出，外層的發泡纖維對車體不會造成損害。
②排水路面效果好
日本的高速公路處于良好的養護狀態，少見坑槽和裂縫，平整度好。日本全國7000多公里高速公路，全由道路公團統一管理。全日本50%以上的道路采用排水路面結構。從實施效果來看，排水路面具有減噪、防濺水、防滑、防眩光等效果，從而可降低交通事故發生率。
3、新加坡：高速公路監控及信息誘導系統
為了提高高速公路的使用效率和行車安全，高速公路需要有先進的監控系統和交通信息發布系統，即EMAS對其進行管理。
1EMAS的主要功能
（1）提供實時的交通信息
用三種可變電子情報板形式提供前進方向的交通狀況或者事故警告。在進入高速公路之前，以及在高速公路出口前的路段，駕駛員能夠接收到實時前方的最新交通資料，允許在必要時改變行駛路線。如果不改變路線，至少能掌握所選擇路線上延誤的原因和情況。
（2）對交通事故的快速響應
EMAS對監控的道路進行24小時檢測，可以對交通事故地點進行快速定位并報警，交通控制中心可以快速派出處警人員到達事故現場，在最短時間內使交通再次恢復正常通行。
（3）將交通擁擠減少到最低限度
因為該系統能在交通事故發生的初期就有響應，大大縮短從事故檢測到事故處理完的時間，使交通擁擠減少至最低限度。同時，電子信息板及時提供交通信息，使駕駛員有機會避開事故地點，選擇其他道路行駛，從而進一步降低交通擁擠。
（4）提高道路安全性
汽車駕駛員在道路上遭遇困難時即可引起系統的注意，可以以最快的方法移去道路上的障礙并清理事故現場，直到保持交通自由暢通，享有更安全的行駛環境。
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