我国智慧交通发展现状及应用技术研究

段春利

（交通运输通信信息工程质量检测中心）

1 引言

新基建对交通运输行业而言，本质是利用数字化、智能化技术改变传统的交通基础设施建设，通过互联网和物联网等数字信息技术，将智能的交通智慧化。随着经济的发展，人工智能、大数据等新兴技术与交通运输行业的深度融合，给行业带来新的发展机遇：自动驾驶、车路协同、共享交通等，民众生活的智慧水平不断攀升。无论是新基建还是交通强国，在世界范围的科技变革中，信息技术都成为不可或缺的部分。

2 智慧交通的概念

智慧交通属于交叉学科，涵盖了建筑、交通、计算机、信息科学等多个领域的内容。智慧交通的概念由智能交通运输系统（ITS）发展而来，相较智能交通，智慧交通综合运用了IoT、AI、大数据、云计算等新兴数字信息技术，在已有的交通运输基础设施上，将这些技术集成到传统的交通运输系统，通过改变交通基础设施、运输工具、运输组织和交通管理形态等方式，形成虚拟与现实相结合、一体化、因需而变的智慧交通运输系统。智慧交通运输体系更加注重以人为本，更具有可持续发展的意义，能有效解决路段的通行能力。

智慧交通运输体系涵盖了交通运输的各个领域，如ETC、自助停车付费、新能源充电桩等，市场需求巨大，智慧交通运输体系也将在基础设施智慧化、生产组织智慧化、运输服务智慧化、决策监管智慧化等方面大有可为。

3 我国智慧交通的发展现状及问题

3.1 我国智慧交通发展现状

从20 世纪90 年代中期开始，我国就进行了关于智能交通系统发展战略、体系框架、标准体系等方面的研究。其中，智能交通关键技术还进行了专项攻关和试点示范。2013 年，交通运输部提出了“综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通”的发展理念。2017年，党的十九大报告中首次明确提出“交通强国”发展战略。2019年，中共中央、国务院正式印发《交通强国建设纲要》，为智慧交通的发展指明了方向：“大力发展智慧交通。推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合。推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施。”2019 年，《推进综合交通运输大数据发展行动纲要（2020—2025 年）》明确，到2025年，综合交通运输大数据标准体系更加完善，基础设施、运载工具等成规模、成体系的大数据集基本建成。2020 年，《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》提出，到2035 年，交通运输领域新型基础设施建设取得显著成效。先进信息技术深度赋能交通基础设施，精准感知、精确分析、精细管理和精心服务能力全面提升，成为加快建设交通强国的有力支撑。泛在感知设施、先进传输网络、北斗时空服务在交通运输行业深度覆盖，行业数据中心和网络安全体系基本建立，智能列车、自动驾驶汽车、智能船舶等逐步应用[1]。

智慧交通，大有可为。政策加持，技术创新，目前，我国智慧交通体系经过发展有了一定成果。

①提高了路网运行管理和服务的水平。

②改善了城市智能交通管理和服务的水平。

③智能交通+互联网逐渐普及。

3.2 我国智慧交通发展遇到的问题

3.2.1 智慧交通统筹管理能力不足

智慧交通属于交叉学科、交叉部门的共建工作，涉及的共建部门繁多，导致组织管理松散，没有主导单位和成熟的管理体系；建设规划零散，没有在统一原则的基础上进行顶层规划设计；技术标准不统一，进行交叉共建的前提是要有统一的技术接口标准；缺乏系统的法律法规，不具备监管能力。

3.2.2 市场参与率较低

当前，我国的智慧交通建设多由政府主管部门主导，缺乏市场机制的刺激，导致技术应用和市场结合较低，不能充分发挥市场化的作用。

3.2.3 科技研发能力不足

智慧交通的发展依托于信息技术的进步，技术研发能力不足将会导致核心技术不能自给；当前我国智慧交通建设更注重数据的收集和管理系统的搭建，对核心模型和集成分析方面投入不足。

3.2.4 产业发展水平较低

虽然有国家政策的加持，但是由于认识不到位、各部门信息孤岛等原因，在智慧交通体系建设中还缺乏科学、合理的规划，整个产业发展零散，不能建成完善的产业链。

抓住智慧交通发展的机遇还需要积极解决上述问题，建立健全相关规章制度，做好顶层规划设计工作，搭建各共建单位统一协作的平台和标准，积极引入市场机制，加大科研力度，坚持以人为本，构建服务民众、造福民众的智慧交通管理和服务体系[2]。

4 智慧交通的关键技术

智慧交通的实现需要依靠一些关键技术。

1）追踪系统

目前，大多数车辆都装有车载GPS。GPS系统提供双向通信，帮助交通专业人员定位车辆，检查超速车辆，并提供紧急服务。

2）传感技术

包括车辆和道路基础设施中的智能传感器、射频识别和智能信标传感技术，确保驾驶员的安全。道路反射器、感应线圈均采用道路建造，在夜间时，更有助于交通管制和安全驾驶。

3）高清视频停车系统

高清视频停车系统能远距离识别车辆，在车辆到达指定距离时，停车场道闸会自动抬起，实现不停车进出停车场，缓解城市交通系统拥堵。

4）交通灯系统

射频识别技术被用于交通灯系统。该技术即使在多车道、路口和车辆时也能提供正确的算法和数据库，这些灯可以在高峰时段自行调整，无需任何人工介入。

5）紧急电子车辆服务

在紧急情况下，车内传感器可与附近的应急中心建立联系。电话会帮助司机与操作员联系，并将重要信息直接传送到中心，如时间、地点、车辆方向和车辆识别等。

6）数据处理技术

智慧交通中数据的海量性、多样性、异构性都决定了处理的复杂性，简单到交通设施及来往车辆数据的收集，复杂到交通事件的判定检测，都需要对数据进行实时、准确的处理。智慧交通中常用的数据处理技术有数据融合（Data Fusion）、数据挖掘（Data Mining）、数据活化（Data Vitalization）、数据可视化（Data Visualization）等，除此以外，还必须做到数据的选择性上传，保证个人隐私数据的安全。

4.1 交通要素的标识及识别

智能识别和无线传感技术是用于标识和感知物体的最主要的技术手段，是整个智慧交通建设的基础。智能识别是指每个物品都拥有唯一的条码、二维码、或RFID 标签，这些电子标签中封存着它们独有的特征及位置信息，然后这些信息被智能设备读取并传输至上层系统进行识别处理和最终决策。无线传感网络（Wireless Sensor Networks）是指由安装在目标监测区域内的大量低成本微型传感器节点构成的多条自组织网络，节点之间通过无线方式交换信息，有着灵活、低成本和便于部署的优势。

4.2 智能交通云

智能交通领域各部分处于信息孤立、各自为战的状态，数据难以相互传递，严重浪费数据资源。智能交通云主要面向交通服务行业，是一种融合了云计算的智能交通管理技术，充分利用了云计算的海量存储、信息安全、资源统一处理等优势，为交通领域的数据共享和有效管理提供了新的思路[3]。

4.3 智慧交通系统集成技术

不同省市、不同部门、不同场景的智慧交通系统尚为分散状态，无法共享数据，形成了一个个“信息孤岛”，造成前期投入成本很高，却无法发挥作用。因此，智慧交通系统集成技术的研究迫在眉睫。智慧交通领域的系统集成可分为数据集成和设备集成。数据集成有两种应用方式，一种是单个平台系统内部数据的融合，如车辆监测模块中多个传感器信息的融合处理；另一种是多平台多传感器不同时期相关数据的分析处理，通过融合后得到潜在数据，并对交通信息进行预测。

5 结语

综上所述，虽然我国智慧交通在发展中还存在统筹能力不足、市场动力不足、研发能力较弱等问题，但它同时也给我们带来了机遇，能够提高交通运输行业的信息化水平、改善城市拥堵现状、助力智慧城市建设等。随着我国在智慧交通领域的科技创新发展，将逐渐掌握更多核心技术，在世界上拥有绝对话语权，提升国家的综合竞争力，真正实现交通强国。