生态型智能交通的国际视野及启示.docx
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生态型智能交通的国际视野及启示
生态型智能交通的国际视野及启示
导读：
欧盟、美国和日本在生态型智能交通系统建设方面为世界提供了系列化的经验。
借鉴这种经验，有助于实现我国建设生态文明城市的发展目标，特别是在智能交通系统的发展战略、建设内容和技术路径上，可以更充分地体现公交优先战略、绿色出行理念，以及公共交通运行的精细化管理，并创建和完善步行、自行车等慢行交通环境，提供多模式交通换乘综合信息服务。
DOI:
10.3969/j.issn.1674-7739.2013.02.005
引言
智能交通系统的发展，提高了交通安全水平，提升了交通运输管理的效率，缓解了交通拥堵，节省了出行时间，同时也减少了能源消耗和污染排放。
随着机动车保有量的快速增长，小汽车越来越普及，出行距离不断增加，机动车尾气排放量不断升高，道路交通尾气排放的污染物比例不断升高，交通已经成为影响空气质量的重要因素。
发达国家早在十年前，已经倡导低碳、绿色交通出行理念，从交通节能减排方面，开展智能交通系统的研究、试验、示范工程建设，探索可持续的绿色交通发展之路。
一、国外生态型智能交通的成功经验
（一）欧盟EcoMove项目
EcoMove是欧盟第七框架下的科研示范项目，通过研究基于车车通信、车路通信的协同交通系统，优化驾驶员的驾驶行为，降低汽车的油耗，引导驾驶员选择最环保的行驶路径；通过车队管理系统，为驾驶员提供一个自主学习的驾驶教练系统，指导和鼓励驾驶员选择能耗更低的规划路径；通过交通管理系统优化交通信号灯的科学配时，提高整个路网车辆的运行效率，减少能耗。
这个项目的目标是通过实施EcoMove生态型智能交通系统，提高交通系统的运行效率，减少20%的油耗和CO2排放。
EcoMove包含6个子项目：
1.SP1项目协调和宣传
2.SP2核心技术集成
开发共同和核心技术用以保证整个项目技术的一致性。
主要包括通用通信平台：
浮动车信息、交通管理信息、交通状态信息通信，及绿色电子交通地图、生态交通模型、生态交通战略模型。
3.SP3生态智能驾驶（ecoSmartDriving）
开发面向小汽车驾驶员的生态驾驶解决方案。
不合理的驾驶行为是增加汽车油耗的一个重要的因素，通常驾驶员没有足够的信息，判断自己的驾驶行为是否合理，导致驾驶员缺乏节能减排的意识。
ecoSmartDriving系统通过整合车载系统信息，包括导航信息、交通管理信息，向小汽车驾驶员提供低能耗的驾驶方案和驾驶路径，在驾驶员出行前、出行中提供信息，并收集驾驶员出行后的反馈信息。
SP3的目的是开发和验证驾驶员信息系统，为驾驶员提供低能耗的驾驶方案，培养驾驶员的绿色驾驶行为和驾驶意识。
4.SP4生态货运和物流（ecoFreight&Logistics）开发面向货运和物流管理的生态驾驶解决方案。
货车油耗是物流和运输企业最主要的成本之一，通过ecoSmartDriving培训系统训练驾驶员，降低货车10%～15%油耗。
SP4包含三个应用：
（1）生态驾驶教练
为货车驾驶员在出行前提供驾驶行为优化的模拟驾驶培训，在出行中为驾驶员提供实时的低能耗的驾驶建议，并检测驾驶员的驾驶行为，即出行后分析驾驶员的驾驶行为和行车路径，作为奖励低能耗驾驶员的依据。
（2）生态物流规划
结合交通管理信息、驾驶行为数据和物流运输信息，帮助物流企业找到能耗最低的车辆、驾驶员、拖挂车和行驶路径的配置方案。
（3）生态货车导航
根据货车的特定属性，包括交通量数据、绿色地图，为货车提供能耗最低的行驶路径。
5.SP5生态交通管理和控制
生态交通管理和控制系统，是通过优化城市交通信息系统，从整个路网的角度，减少车辆的停车次数，缓解城市的交通拥堵。
通过信号灯协同控制，平衡个体与集体的车辆运行效率，并为个体驾驶员提供个性化的信息服务。
6.SP6验证和评价
评价EcoMove项目对驾驶员的驾驶行为、机动性、路网的效率和环境问题的潜在影响，并测算实施该项目的成本收益。
[1]
（二）欧盟EasyWay项目
为了能够加速智能交通系统（ITS）在欧洲的普及，欧盟在欧洲范围内进行道路交通信息服务的统一设计，让ITS能够在欧洲各国间互通有无，形成更高的效益。
EasyWay主要是由2001～2006年所进行的TEMPO（Trans-EuropeanIntelligentTransportSystemsProjects）项目延伸而来，该计划是建立连结跨国道路网络的基础设施，例如电子收费系统（ElectronicTollCollectionSystem，ETC），而EasyWay则是接续其后在2007～2013年实施的新项目，更注重应用服务的发展。
EasyWay是欧洲各国在交通信息服务、交通管理和货物运输物流方面采用兼容统一的ITS技术和服务，它是欧洲范围道路网最大的ITS合作项目，使将近30个欧洲国家的150个运营商以及相关的合作商多年来共同协作致力于该实际平台的建设，目前该项目已通过各成员国的认证，正在欧洲范围内实施。
EasyWay由TEN-T（Trans-EuropeanNetworkforTransport）项目支持，其主要目标是增强安全性、减少拥挤、降低对环境的影响，通过应用共享一致的实时信息、交通管理和货运物流服务，促进地区及欧洲ITS服务的连续性。
在避免拥挤、方便出行和提高机动性方面，EasyWay通过采用可靠的、高质量的交通信息和交通管理系统增加道路网的有效性，其目标是至2020年在欧洲目标路网（TEN）内交通拥挤降低25%；在挽救生命，增强道路安全性方面，EasyWay在国家及欧洲层面具有同一个目标，即通过数据采集和处理、信息发布使道路事件显著降低，其目标为至2020年在欧洲目标路网（TEN）内致命的和严重的伤亡事件降低25%；在减少CO2排放、保护环境方面，广泛地优化道路设施及其使用，其目标为至2020年在欧洲目标路网（TEN）内CO2排放降低25%。
在发展方向上，欧洲ITS协会提出将道路、车辆、卫星和信息通信系统进行集成，将欧洲各国独立的系统逐步转变为车与车、车与路、车与人的合作系统,实现人和物的移动信息交互。
今后几年计划实现的服务主要包括：
路侧紧急呼叫、车内和路侧速度提示、通过浮动车和蜂窝电话监测交通状态、危险货物车辆和被盗车辆跟踪等。
另外，欧盟十分注重服务，期望在欧盟的框架下，建立一致性的道路交通信息系统。
[2]
（三）欧盟CVIS项目
欧洲CVIS（CooperativeVehicleInfrastructureSystems）项目通过创建一个车辆信息平台，实现车辆可以直接与路况“对话”。
比如，只需要通过一个简单的红绿灯、十字路口或者是其他基础设施上的接受器模块，就能直接获得最新路况，了解潜在的危险，为未来可接受即时路况信息奠定基础。
这个项目计划在德国经过测试后，将会在道路基础设施中广泛应用。
它有60多个合作者，由欧洲智能交通协会（ERTICO）统筹，从2006年2月开始，其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合信息平台，这个平台运用到车辆和路边装置能提高交通管理效率，其中车辆不仅仅局限于私人小汽车，还包括公共交通和商业运输车辆。
地图数据提供商Navteq作为该项目其中一个主导，将与德国航空航天中心一同开发这种创新的定位平台，用来解决交通通信问题。
而这项新技术将结合几种不同的定位技术，包括欧洲伽利略卫星导航系统和GPS（全球定位系统），以及WLAN无线局域网、车辆传感器、基础设施等技术。
2010年智能车和车路合作系统进入测试，即“i2010智能车辆计划（i2010intelligentcarinitiative）”。
在欧洲道路上对1000辆以上安装了各种智能化车载设备的各品牌汽车进行试验，测试8种不同的高新技术，通过大量的数据采集来检验这些技术安全、效能和舒适的程度，进而研究智能车辆对安全、能源与效率以及社会的影响。
智能车辆计划通过采用一个综合的欧洲方案，确保各欧盟国家技术的兼容统一和互操作性，支持基于ICT（智能车技术）的研究、开发及其实际应用，支持对更智慧、环保和安全车辆的研究和开发，并促进其市场化。
通过广泛宣传，使驾驶员和政策制定者意识到智能车辆的好处，帮助驾驶员预防交通事件的发生，并提供路网实时交通信息给驾驶员，优化引擎性能，提高能源利用效率。
[3]
（四）巴黎Autolib绿色电动车项目
Autolib项目是法国巴黎的电动汽车租赁项目，于2011年12月开始投入应用。
目前Autolib一共有3000辆电动车，在巴黎市一共有1120个充电站和停车场（巴黎市中心城区共有700个停车点，500个在路内、200个在路外，平均每隔300米就有一个充电站）。
Autolib项目是基于巴黎2007年成功实施的公共自行车租赁项目Velibbike。
Autolib为公众提供了热线、手机客户端、网站等租赁服务手段，并以每半小时作为收费单位，用户用信用卡来支付。
目前Autolib系统已经拥有37,000名使用者，其中13,000名是年用户，3000辆电动车平均每天被使用2500次。
政府希望这项服务未来能替代2万辆私家车的潜在购买需求，并与轨道交通、地面公交等公共交通系统完美结合。
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（五）美国IntelliDrive项目
美国ITS五年发展战略（2010～2014年），即IntelliDrive战略，计划达到如下四个目标：
显著减少高速路上的车辆碰撞及其后果；各种类型的车辆能够和交通信号灯之间进行通信，以消除不必要的停车等待，有助于以能耗最低的方式驾驶；出行者能获得所有交通方式和路径选择的准确的行程时间信息，以及对其所选出行方式潜在的环境影响；交通管理部门通过获取数据能准确评估多模式交通系统的性能。
IntelliDrive采用一系列的技术及应用，采用无线通信技术为车辆之间，车辆与道路设施之间，车辆、道路设施和用户无线设备提供互联；战略计划充分利用无线技术，使交通运输更安全、智慧和绿色，最终有利于民众的生存；研究计划的核心聚焦于与车辆互联的技术、多交通模式ITS应用，以期达到安全，车辆（汽车、公交、卡车和其它车队）基础设施和用户设备之间无线互操作互联以支持安全性、机动性和环境友好性；研究如何将警告信息有效地传递给驾驶员，以增强整体的安全性，减小对驾驶员的干扰。
除此之外，五年计划也支持技术转让和全国范围内的ITS专业知识和技术的开发。
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（六）日本Smartway项目
1.三个发展阶段
日本是最早研发ITS的国家之一，日本ITS的发展大致经历了三个发展阶段。
第一阶段，1996～2004年，为ITS推进实用化阶段。
1996年相关5省厅提出了关于推进ITS的整体构想，VICS系统是将道路拥挤、交通限制等的道路交通信息即时地向车载导航器发送的系统，从东京地区开始服务，2003年覆盖全国。
VICS系统是目前世界上规模较大、实际使用价值较高的道路交通信息系统之一，是日本一家具有半官方性质的交通信息处理、发布中心。
城市道路和高速公路的道路交通堵塞、驾驶车辆行经道路旅行时间、交通事故、道路施工、车速及路线限制、停车诱导等交通实时信息通过道路上设置的检测装置分别由警察部门和高速公路管理部门负责提供。
第二阶段，2004～2010年，为日本ITS普及并为社会作贡献的阶段。
为将事故防患于未然，日本开始研究智能公路系统，即通过车辆及道路的各种传感器实时监测车辆行驶道路周围环境及车辆状况的状态信息，并将这些信息实时提供给驾驶员，在必要的情况下还可对车辆实施强制控制。
该阶段以Smartway项目综合应用为标志，其发展目标为：
提高安全性；畅通化，减轻环境负荷；提高便利性；促进经济地区活力。
第三阶段，2010～2015年，主要是推进大范围的智能交通信息的综合传递。
2.实现交通社会
日本通过构建包括智能车辆、智能公路、紧急救援系统的Smartway，实现安全、高效、便利、舒适低排放的交通社会。
（1）日本Smartway的提出背景2004年，ETC用户达到400多万（平均利用率超过20%），日本国土交通省考虑以ETC系统为基础，集成车载导航系统（VICS）和已基本开发成型的安全驾驶系统（ASV），形成新的智能道路系统——Smartway。
Smartway于2005年初由政府、企业共同参加的联合体作为开发联盟，它提供一个开放共用的基础平台，强调基础设施的共用和车载装置的一元化；提供与安全有关的信息、提供前方道路状况、提供大范围拥堵信息、收费服务（包括高速公路、停车场等），即由一个集成的车载单元提供多种服务，包括导航、安全辅助驾驶、ETC、停车库收费管理、VICS功能、与因特网的互联，路边设施称为ITS服务点，ITS服务点与车载单元之间利用DSRC接口进行高速通信。
2009～2010年间，日本全国高速公路设置了1600个ITS服务点，拟在5年内发展1000万个用户。
[6]
（2）Smartway系统的6项信息服务
①辅助安全驾驶信息服务：
通过路侧设置的一系列传感器检测前方道路转弯处或视线死角区域是否发生交通阻塞或存在路面障碍物等，并通过车路通信系统向驾驶者提供实时道路信息。
②静止图像信息服务：
通过闭路电视摄像机采集的前方道路交通状况信息，以静止图像的形式提供给驾驶者，如在隧道入口处可以清楚地了解到出口处的车流情况等。
③浮动车信息采集服务：
基于浮动车技术实现实时交通信息的获取，并通过车路通信系统，连同天气、路面情况以及高危地段等信息，迅速提供给临近的车辆。
④道路合并处辅助信息服务：
通过专用短程通信（DSRC）天线检测行驶于主干道上的车辆，当车辆接近道路合并处时，将通过车路通信系统向有关驾驶者发出警示信息。
⑤停车场电子付费服务：
通过车路通信系统实现停车场电子付费服务。
⑥宽带互联网上网服务：
通过车路通信系统实现宽带互联网连接服务。
日本在一些城市还推出了绿色地图，特别标出了适宜慢行交通和步行的通道，方便为本地居民和游人提供绿色出行参考。
二、上海发展生态型智能交通系统的启示
借鉴发达国家发展生态型智能交通系统的经验，为了实现上海建设生态文明城市的发展目标，建议上海在智能交通系统的发展战略、建设内容和技术路径上，需要作出调整，需要充分体现公共交通优先发展战略，鼓励绿色出行，精细化公共交通运行管理，创建和完善步行、自行车等慢行交通环境，提供多模式换乘交通综合信息服务。
为此，提出上海在生态型智能交通系统方面的重点发展领域和建设内容。
（一）完善和优化道路交通信息系统，发展智能道路系统（smart-way）
智能道路系统也可理解为新一代道路交通控制和诱导系统，包括交通信号协调控制、公交信号优先、动态路径诱导、交通违法监测、交通视频监视、智慧驾驶服务（Eco-driving）等。
建设内容包括，道路交通流多元采集、路侧信息发布、动态车载导航、车车和车路协同的车联网系统，驾驶行为的辅助信息服务系统。
在全面感知道路交通状况的基础上，提供更加精细化的服务内容，包括交通状况、交通事件、旅行时间、驾驶速度建议等。
目前上海在道路交通监控和诱导方面投入较大，但是功能上以安全监控、执法、信号控制为主，在车路协同、公交信号优先联动、驾驶提醒、旅行时间服务等方面，与生态智能交通的发展要求还相差甚远。
从发展趋势看，今后可以通过CAN总线监测技术，监测驾驶员的驾驶行为数据，包括加速、急刹车信息等，发布给驾驶员，优化驾驶行为，通过车路通信系统与交叉口信息灯控制系统通信，实现车辆的绿波出行，减少在交叉口的等待时间。
（二）全面落实公共交通优先战略，大力发展智能公交系统（smart-bus）
智能公交系统包括公交企业资源管理、智能公交调度、安全监控和乘客信息服务系统等。
在目前基于GPS车载终端的调度监控系统基础上，充分利用客流采集技术、CAN总线技术、移动互联网技术等，逐步推进基于时刻表的公交计划编排、运营、调度，进行准点运行考核和服务水平评价，提供公交时刻表方式的旅客信息服务，推进新型多功能一体化车载终端和无线宽带移动通讯网络应用，构建高质量的“公交优先”运行环境和服务系统，为减少自驾车出行和减少社区人均机动车保有量、为构建公交出行为主导方式的绿色交通系统提供技术保障。
通过公交线网优化、集群调度、公交专用道监测、公交站点信息服务、公交网站信息服务等信息化手段，提高地面公交运行效率，实现公交快速准点，以全面提高地面公交的吸引力。
目前，上海公交信息化还处在起步阶段，以车辆位置、车内和车站视频监控功能为主，公交信息系统标准化程度低，多方式公共交通换乘信息服务以静态信息为主，行车计划编制以经验为主，离发达国家普遍采用站点时刻表化的运行管理和动态换乘信息服务模式，还有很长的路要走。
同时需要加强公共交通与其他交通方式、道路交通管理系统的信息共享和资源整合。
在智能集群化调度模式下，根据道路交通状况和实时客流信息，许多常态的调度管理工作可以由系统自动完成，实现公交整个网络运能运力调配和区域公交客流时空分布相匹配，合理配置车辆和人员，提高公交运行效率。
[7]
（三）规范停车秩序，开发和应用智能停车系统（smart-parking）
智能停车系统，包括区域停车诱导系统、停车换乘P+R信息系统、停车场（库）内部诱导、车辆位置查询、不停车付费和自助缴费系统，以及道路停车咪表和停车费手机支付系统等，构建一个文明、有序、便利、智能的静态交通环境。
随着小汽车的快速增长，城市中心区“停车难”的矛盾将日益突显，需要整治和规范停车秩序，合理分配道路空间，错时利用和共享停车资源。
因此，发展智能停车系统，可以规范和引导车辆停放，减少道路拥堵，节省出行时间，也减少尾气排放和污染。
[8]
（四）大幅度减少道路交通排放，研究和开发交通环境监测与信息服务系统
通过研究公共交通、自驾出行、慢行交通等多种交通出行方式的能耗和碳排放水平，推出符合生态社会建设目标的交通排放评价指标体系，构建交通宏观和微观排放模型，分析评价和预测交通排放各项指标，编制“绿色交通地图（Ecomap）”，开发交通节能减排辅助决策支持系统，提供低碳和环境良好的出行方案建议和交通环境信息发布。
建议开发更低成本的机动车尾气检测装置和道路环境监测设备，对机动车尾气排放和道路空气质量进行实时监测。
建立交通排放模型和空气扩散模型，对区域的交通排放进行推算，根据实时交通量和历史数据模型，计算出不同的区域和路段的机动车尾气排放量，根据乘客不同的起讫点，提供绿色出行路径建议。
[9]
（五）推进交通信息资源整合和共享，建设交通综合信息服务系统
上海交通综合信息平台框架基本建成，但是目前存在交通数据挖掘和应用不足，交通信息资源整合的广度和深度有待扩展，交通决策支持功能简单，出行综合信息服务精细化不足等问题。
因此，在各个专业交通信息系统发展到一定阶段后，需要利用云计算、大数据（Big-data）等技术手段，充实和完善交通综合信息平台，实现道路、公共交通、航空、铁路、长途客运、停车、步行、自行车、环境、气象等信息资源的整合、共享和交换，为出行者提供“一站式”的交通综合信息服务方式，即网站、移动终端、电话和交通广播电视等方式的交通综合信息服务，同时又提供个性化、多模式换乘信息服务内容和基于出行链的交通信息服务，获得出行方案选择和出行路径规划等全过程精细化的信息服务。
（六）积极倡导低碳绿色出行，推广公共自行车系统
自行车出行是绿色交通方式，在欧洲城市大量推广使用，取得良好效果，改善了出行环境，减少了机动车出行量，可以节能减排，还有健身、休闲，提升生活品质之功效。
浙江杭州、上海闵行和张江等地开展了公共自行车系统的建设、运行和管理。
公共自行车系统是一种交通方式的运行系统，也是城市智能交通系统的重要组成部分。
公共自行车系统需要利用信息化、智能化的技术手段，构建完善的公共自行车网络和管理平台，实现自行车的通借通还，智能配送，做到自行车资源优化调配，实现和公交、轨道等的科学合理衔接。
（七）大力推广新能源汽车应用，推进建设小汽车共享系统（carsharing）从交通工具能源使用方式上解决环境污染问题，是交通可持续发展的有效措施。
政府需要在政策上扶持新能源汽车产业发展，规划和建设新能源汽车应用的基础设施，积极推进能减少环境负荷的低污染、低油耗车辆的研发，采取综合手段普及推广新能源技术，以减少交通工具尾气的排放，改善交通环境。
[10]
小汽车共享系统是国外比较流行的一种交通出行方式，虽然本质上还是个体机动车方式，但是由于采用清洁能源和车辆共用，极大地提高了车辆使用效率，节省了能源消耗，减少了尾气排放，又给本地出行者和外来游客提供了机动化的便利。
小汽车共享系统是一种交通运输系统，更是一种智能交通系统，既采用国际领先的智能卡管理和车辆运行监管技术，又体现国际通行的市场化运作模式，有利于使用新能源汽车，有利于以全新的出行模式诠释绿色交通的理念。
在郊区新城和新型城镇化的规划建设方案中，建议规划布局小汽车共享系统。
参考文献：
[1]JanLoewenau,Pei-ShihDennisHuang.eCoMoveEfficientDynamicsApproachtoSustainableCO2Reduction[M].17thITSworldcongress,2010.
[2]Soriano,F.R.,Tomas,V.R.DeployingharmonizedITSservicesintheframeworkofEasyWayproject:
TrafficManagementPlanforcorridorsandnetworks[M].TelematicsandInformationSystems（EATIS）,2012.
[3]KaragiannisGeorgios,AltintasOnur.VehicularNetworking:
ASurveyandTutorialonRequirements,Architectures[J].Challenges,StandardsandSolutions,Communicationssurveys&tutorials,2011,13（4）.
[4]李忠东.巴黎推出电动汽车租赁服务项目[J].汽车与配件，2012（4）.
[5]Arnaout,G.M.,Khasawneh,M.T.AnIntelliDriveapplicationforreducingtrafficcongestionsusingagent-basedapproach[M].SystemsandInformationEngineeringDesignSymposium（SIEDS）,2010IEEE.
[6]Kanoshima,H.,Hatakenaka,H.Developmentofnextgenerationroadservicesbypublicandprivatejointresearch[M].ITST,2008.
[7]上海公交信息服务总体方案研究（2012）[R].上海市城市综合交通规划研究所，2012.
[8]上海停车信息
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