我国交通运输信息化发展方向

我国交通运输信息化 发展方向,清华大学交通研究所,背 景,当前，我们面临着自17世纪工业革命以来的又一次革命信息革命，对我们传统运输业的从业者（包括政府和企业、管理者和建设者、经营者和使用者），都毫无例外地提出了严峻的挑战！尤其是20世纪80年代，由欧、美、日等国家率先研发智能交通系统相关技术以来，全世界都关注着交通运输领域的这场革命。经过十多年的发展，ITS已由欧、美、日三极走向世界，预示着以信息技术为核心的智能交通系统（ITS）将成为21世纪的发展方向。与此同时，我国在加入WTO以后，国内一部分运输市场向国际开放，从而使我们进入全球经济一体化的市场竞争中去！因此要求我们必须转变传统观念，与时俱进，以应对信息时代提出的挑战，依靠科技创新和体制创新，实现生产力跨越式发展！,一、人类由工业社会向信息社会转型 二、ITS是21世纪交通运输发展的必然趋势 三、我国发展ITS的战略和原则四、积极推动交通信息化、智能化的发展五、信息通信技术在交通运输领域中的应用,目 录,人类由工业社会向信息社会转型,八十年代后期以来，世界范围内的冷战结束，工业化国家用于军事和国防领域的卫星导航系统，信息采集与提供系统，计算机控制与管理系统，电子与电子通信技术等高新技术转向民用化，同时将军事上的投入也大部分转移到民用技术的开发和应用上来。1993年2月，美国总统克林顿在美国国会发表了题为促进美国经济增长的技术经济发展的新方向的报告中，提出了建设“信息高速公路”（即国家信息基础设施【NII】），以此作为发展政策的重点和产业发展的基础。形成高、新企业群，提高生产效率，以增强国际竞争力，促进经济腾飞。,人类由工业社会向信息社会转型,1998年初，美国副总统戈尔代表美国政府提出“数字地球计划”包括：大力发展系列卫星（气象卫星、陆地卫星、海洋卫星等）；建设宽带高速公路信息网（即建设第二代因特网）；建设高性能超级计算中心；开发“1m分辨率”的国土资源库。该计划的目的就是引导全球进一步构筑和完善信息社会的基础设施，完成人类由工业社会向信息社会的转型。据经济合作与发展组织（OECD）1999年下半年发表的报告指出：世界各国信息设备和服务业在过去的10年中，增长率均为相应的国民生产总值的一倍，成为带动经济发展的火车头！人们逐渐认识到：信息产业是新的经济增长点，信息化是推动经济增长的主要动力。,人类由工业社会向信息社会转型,我国政府在20世纪90年代初，开始了以公共通信基础网络为基础，以国家“金关”、“金桥”、“金税”、“金卡”四个工程为代表的信息化建设和以发展高速宽带信息网、加强信息资源开发和信息资源共享为目的的“数字化城市”的建设；并在国家经济和社会发展第十个五年计划纲要中，明确提出：要“以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展”，“将信息技术广泛应用于社会生产、经营以及生活的各个方面”；“交通建设要统筹规划，合理安排，扩大网络。优化结构，完善系统，推进改革，建立健全畅通、安全、便捷的现代综合运输系。充分发挥各种运输方式的优势，发展和完善城市间旅客快速运输、大城市旅客运输、集装箱运输、大宗物资运输和特种货物运输五大系统。以信息化、网络化为基础，加快智能型交通的发展”。,ITS是21世纪交通运输发展的必然趋势,智能交通系统（简称ITS: Intelligent Transportation Systems ）是指将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等高新技术有效地运用于整个交通管理体系，使人、车、路密切地配合、和谐地统一，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通综合管理系统。 特点： 1. 信息化 数字化 智能化 2. 系统化 集成化 一体化,利用最先进的信息通信技术 实现交通的高度信息化,国外ITS发展的经验与教训,国外ITS发展动态,国外ITS发展及项目示意图,国外ITS发展的经验与教训,国外ITS发展动态,如果说70年代以前，世界上发达国家应用计算机技术实施交通信息自动控制等作为ITS的孕育期的话，那么80年代前后，欧洲开发的ALI路线诱导系统，美国的电子路径诱导系统（ERGS），日本的汽车综合控制系统（CACS）等项目，可以说是进入ITS初创期。 从国外开展的ITS项目示意图中，我们把ITS的发展划分为初期（94年以前）和发展期（1994年以后）。,美国ITS体系结构,对急救车行驶的支援,对步行者等的支援,对安全驾驶的支援,交通信息管制,道路管理的高效化,对公共交通的支援,自动收费系统,商务用车的高效化,个开发领域种用户服务种单独用户服务种附带服务,导航系统的高级化,日本的大服务领域,日本ITS的开发发展计划,日本ITS的开发领域,日本ITS研究开发领域及相关技术,国外ITS发展中的经验与教训,日本自1970年起经历了ITS发展的三个时期，不同时期有不同的需求：1）、ITS基础设施需求期：早期ITS基础设施如交通信号和路上设施在减少交通事故方面是非常有效的。19701975年这段时期，尽管日本道路上的车辆略有增长，交通事故死亡率却降低了近一半，而且年交通事故死亡率比以往均有大大下降。2）、基本ITS技术需求期：在具备ITS基础设施基础后，基本的ITS技术则能够产生作用，19751990年，交通控制系统和高速路控制系统是典型的基本ITS技术。尽管这一时期车辆数有所增长，车公里数也在增长，交通事故死亡率却在降低。这一时期车公里数比其他同期大大增长。3）、先进的ITS需求期：1990至今，需要发展先进的ITS技术。在日本，VICS是成功的应用系统。,我国发展ITS的战略及原则,我国从20世纪70年代开始应用计算机技术在城市交通控制与管理领域实施道路交叉口信号控制，开展以提高路口通行能力为目的的开发研究。随着国家大规模高速公路骨干线路网的建设，以监控、通讯、收费为主的三大机电工程在高速公路工程建设中普遍实施。这个阶段只停留在应用计算机技术、通讯和控制技术提高城市交通科学管理水平、改造传统交通运输业的认识水平。90年代以来，特别是全球化的“信息高速公路”建设及“信息社会”的到来，国际上重视和研究智能交通系统的促进，我国开始从信息技术的层面认识ITS，并开始加强ITS的发展。,我国发展ITS的战略及原则,2000年2月29日，科技部会同国家计委、经贸委、公安部、交通部、铁道部、建设部、信息产业部等部委相关部门在充分协商和酝酿的基础上，建立了发展中国ITS的政府协调领导机构全国智能运输系统（ITS）协调指导小组及办公室，并成立了ITS专家委员会。 “九五”后期，国家开展了“中国ITS体系框架”和相关“ITS技术标准”的研究，并将智能交通系统关键技术开发和示范工程列入国家“十五”科技攻关重大专项。,我国发展ITS的战略及原则,ITS体系框架作为指导ITS建设的纲领性技术文件和规范ITS建设的重要技术手段，在中国得到了高度重视。我国在“九五”末期，国家科技部将“中国智能交通系统体系框架研究”课题增列为“九五”国家重点攻关项目。“十五”期间又对中国ITS用户服务进行了全面更新，在广泛征求各方意见的基础上，初步形成了“中国智能交通系统用户服务（第二版）”并对中国ITS体系框架逻辑框架和物理框架的进一步修改完善。,交通管理与规划,出行者信息服务,运营管理,电子收费,车辆,紧急事件和安全,综合运输,出行前信息服务；行驶中驾驶员信息服务；途中公共交通信息服务；个性化信息服务；路径诱导及导航服务,公交规划；公交运营管理；车辆监视；一般货物运输管理；特种运输的管理,电子收费,视野的扩展；纵向防撞；横向防撞 ；交叉路口防撞；安全状况（检测） ；碰撞前乘员保护,紧急情况的确认及个人安全；紧急车辆管理；危险品及事故的通告；公共出行安全；易受伤害道路使用者的安全措施；交汇处安全服务,客货运信息资源交换；提供旅客联运服务；提供货物联运服务,八大服务领域,自动公路,自动公路,交通法规监督与执行；交通运输规划支持；基础设施的维护管理；交通控制；需求管理；紧急事件管理,积极推动交通信息化、 智能化的发展,交通信息化、智能化发展需求分析国家交通信息化、智能化发展的近期目标以科技创新、体制创新，实现传统运输业的跨越式发展,交通信息化、智能化发展需求分析,满足“全面小康社会”对交通便捷、安全、舒适的需求实现区域经济发展及大交通战略的需求提高交通运输管理现代化、提高运营效率和服务质量的需求满足社会大众对旅行服务信息及货物信息的需求,满足“全面小康社会”对交通便捷、安全、舒适的需求,据预测，2020年全国公路水路客货运输量将比2000年增长2倍左右，民用汽车保有量将增长6倍左右。面对“全面小康社会”对交通运输的巨大需求，交通必须实现新的跨越式发展，重点是扩充能力、改善服务和缓解制约。扩充能力要求全面提高交通供给的数量和质量；改善服务要求保证交通安全、畅通和高效；缓解制约要求交通可持续发展，响应国家环保和节能战略。,满足“全面小康社会” 对交通便捷、安全、舒适的需求,为实现新的跨越式发展目标，到2020年公路网规模总里程要达到300万公里，高速公路历程达8.5万公里，要基本实现国家高速公路网；港口总通过能力要求达到50亿吨，集装箱码头总通过能力达2亿标准箱左右；五级以上航道里程3.5万公里以上，其中三级以上达到1.4万公里。通过这些大规模的基础设施建设和高效的管理手段，形成一个更安全、更便捷、更可靠、更经济、更智能和可持续的交通系统。,实现区域经济发展及大交通 战略的需求,未来二、三十年后，以“环渤海”、“长三角”、“珠三角”经济圈，将成为人口规模世界罕见的特大都市圈，城际联系越来越密切。实现300公里半径内的大中城市，高速铁路即可在l小时抵达；在100公里半径内的城市即可用轻轨实现互联。目前，区内一些重要城市正在加紧进行以自身为中心的小型城市圈建设，这一发展态势更迫切地要求加强全区域的统一规划与协调。在制订各类基础设施建设规划时，既要考虑各城市自身发展需求，又应从全区域整体发展需求出发，在机场、港口、高速铁路、高速公路与城市轻轨建设布局中，形成全区域统一、便捷、高效的交通网络，进而形成快速、便捷、高效的大都市圈交通网络。,实现区域经济发展及大交通 战略的需求,区域经济的合作与发展，为城市群之间的自身定位及在资金、信息、人才、商品的流动中找到城市崛起的机遇。周边城市不约而同地把与北京、上海、广州的联动看作是重要的战略，以路桥交通网络的规划和建设为契机，正在打造一个“3小时经济圈”。这无疑对各省的交通发展战略和交通基础设施建设规划提出明确的目标，对采用信息化手段提升交通主管部门的科学化决策水平、运输管理的现代化水平、交通系统的智能化水平，实现交通运输跨越式发展提出了更高的要求。,提高交通运输管理现代化、提高运营效率和服务质量的需求,交通运输管理信息化、智能化是当今世界范围内交通现代化发展的主要趋势，在大力建设交通基础设施，增加扩充能力和缓解制约的同时，必须加快交通运输传统行业的科技创新和体制创新，提升决策、管理、运营的科学技术水平。信息化技术在交通领域得到广泛集成应用，全面改进着交通系统的通行能力和服务水平，使得交通管理和决策逐步实现数字化，智能化水平不断提升。,提高交通运输管理现代化、提高运营效率和服务质量的需求,交通部在交通科技发展战略中，将“形成完善的交通科技创新体系和强大的自主创新能力，突破重大技术关键，在交通基础设施建养技术、决策支持技术、运营管理技术等领域达到国际先进水平。全面提升公路水路交通的科技含量，为交通新的跨越式发展提供支持，为本世纪中叶基本实现交通现代化提供保证”，确定为2020年公路水路交通科技发展的战略目标。,满足社会大众对旅行服务信息 及货物信息的需求,智能交通系统是信息化社会的产物、是现代交通运输体系及其管理模式的方向，最终实现的目标就是实现对大众出行和货物流动提供信息服务。 随着ITS信息采集、处理融合技术等基础设施建设和全社会信息化水平的提高，以及智能交通综合信息平台的建立，通过各交通领域的信息共享、数据的融合和利用，交通服务信息的发布，达到满足了解道路交通实时状况的信息和预测信息，以及选择出行时间、最佳出行路线和出行方式的信息服务的需求。,满足社会大众对旅行服务息 及货物信息的需求,各省以公共平台（技术平台、数据平台）为支撑的智能系统（信息服务系统、管理系统、安全系统、交易系统）各子系统构建了智能交通系统发展框架，其中智能信息服务系统将通过电子公告牌、触摸屏、网站、电话特服号等，向运输需求者和道路运输主体提供运输服务的公众信息，实现公众服务 的数字化、信息化、网络化、智能化，以满足社会对客货运输及出行的信息和服务的需求。,国家交通信息化、智能化发展 的近期目标,国家信息化领导小组强调了中国信息化建设的发展基调：努力走出一条有中国特色的信息化道路！国民经济和社会信息化专项规划标志着中国信息化建设进入到系统指导、科学规划的新阶段，而关于我国电子政务建设的指导意见的形成也使如火如荼的中国电子政务建设有规可循。,国家交通信息化、智能化发展 的近期目标,上个世纪90年代以来，以美国、欧洲各国、日本为代表的发达国家政府先后通过各种会议、策略联盟将国家意志注入到社会信息化的进程中，并率先跨入了信息时代，带动综合国力迅速增长；进入21世纪之后，越来越多的国家政府将信息化放在了首要位置，视作实现跨越式发展的契机，比如韩国、爱尔兰、印度。而中国的现实国情，在纵向上是工业化和信息化的同步交叉发展，在横向上是各地区的发展相当不均衡，错综复杂的基础和时不我待的局面，要求中国必须要有一个强有力的国家意志来推进信息化，保障信息化的进程不被各种因素干扰，真正带动中国实现跨越腾飞。,国家交通信息化、智能化发展 的近期目标,各部门、各地区都要从全局和战略高度增强实施规划的自觉性，把实施规划与推进工业化、促进产业结构升级密切结合起来，与扩大内需、促进经济持续增长密切结合起来，与应对加入WTO新形势和深化体制改革密切结合起来，与全面建设小康社会、加快现代化建设步伐密切结合起来，努力实现规划提出的各项目标和任务。,国家交通信息化、智能化发展的近期目标,国务院关于加快科学技术进步的决定指出：“要加快国民经济信息化的进程，努力解决交通，通信社会服务领域的信息化、现代化的关键技术问题”。交通部公路、水运交通信息化“九五”规划和2010年发展纲要中提出：“将在全国交通系统建立一个以计算机技术、通信技术和信息网络技术为基础的全方位的现代化信息网络，发展和应用各种业务信息系统，为各级交通主管部门决策，为交通企事业的经营管理以及面向社会提供准确、及时的信息服务，达到决策科学化、办公自动化和经营管理现代化，并为我国交通运输系统的智能化奠定跨世纪的信息化基础”。“在此基础上，发展形成我国智能运输系统(ITS)的基本框架”。,国家交通信息化、智能化发 展 的近期目标,国家十分重视和支持智能交通技术的发展和应用，加快用高新技术改造传统产业，实现交通跨越式发展。靠科学技术的进步和体制创新，实现单一依赖基础设施扩张的粗放型交通增长向依靠高新技术进步，以提高效率为核心的集约型交通发展的转变，同时，交通效率的提高和交通安全的改善在一定程度上也将有利于实现对交通资源的充分利用和交通环境的改善。,交通信息化、智能化概念,交通信息化与智能化的基本含义是指，运用各种现代化的高新技术，将各类交通信息从采集、处理到提供服务加以系统化，共享其资源，为最佳营运与管理交通、发展智能交通系统（ITS, Intelligent Transport Systems）和新产业，发展经济，推动城市进步奠定基础。,交通信息化、智能化概念,交通信息化与智能化借助信息技术和智能技术对交通信息加以综合开发运用，反作用于各交通要素，使交通系统得以更好运行，获取最佳效用的过程。智能交通系统则是交通信息化与智能化的具体体现，如先进的交通管理系统（ATMS）、先进的交通信息系统（ATIS）、先进的公共交通系统（APTS）等。,国家交通信息化、智能化发展 的近期目标,信息通信技术在 交通运输领域中的应用,信息通信技术在ITS中的地位 ITS的用户服务与通信ITS的无线通信技术及其发展ITS的无线通信技术应用,没有先进的信息通信技术，就没有先进的智能交通系统,ITS重要的关键组成部分人车路信息沟通的桥梁信息采集、处理、发布及应用中具有重要作用ITS用户服务功能有效发挥的关键搭建社会信息化平台的基础,ITS体系框架的用户服务,商用车辆运行,电子收费,车辆控制与安全系统,紧急交通管理,公共交通管理,旅行者信息,交通管理,ITS框架体系物理结构,信息传输方式：有线通信（点对点），无线通信（车路间、车车间），尤其是广（宽）域移动通信将是智能交通系统应用最广、技术发展最快的通信方式。,无线通信技术在ITS的重要地位,由于车辆、行人都是交通系统中的移动体，因此，无线移动通信技术成为构建智能交通系统的基本要素。支撑路车之间（Road Vehicle Communication）、车车之间（Inter Vehicle Communication）的通信技术的研发将提到议事日程。 各示范城市正在建设的ITS共用信息平台、以及出行者信息服务系统、交通控制管理系统、车辆运营管理调度系统、汽车计算平台都对移动通信网和相关技术的研发提出了要求。,ITS的无线通信技术,“路车”之间的通信主要是指交通控制中心与车辆间的通信，一般可采用下列方式予以实现： 调频广播通信无线寻呼系统 卫星通信系统移动通信技术 专用短程通信系统,卫星通信系统,GPS具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候优势的导航定位、定时、测速系统，在智能交通系统调度、管理中被普遍应用。 GPS系统与其他无线通信技术相结合，可以很好的完成以下几个ITS中的服务功能： 1）交通管理中的紧急事件管理及紧急车辆管理功能 2）出行者信息中的路径诱导及导航服务功能 3）运营管理中的车辆监视、公交运营管理、一般货物运输管理、特种运输的管理,全球卫星定位系统,GPS在紧急联动中的应用,社会综合服务应用平台,成都市城市应急联动系统信息平台（地理信息、部门数据资源、事件分析、预案启动）,成都市城市应急联动系统基础平台（有线、无线通信、计算机网络、安全、数据库群）,应急联动系统应用平台,授权访问、筛选,应急联动系统运行管理体系,110,120,122,防洪抗震气象灾害,水电气油危险品,安全生产,119,移动位置服务,固定服务,接入服务,手机,GPS,固定点报警,公共信息终端,SP,SP,SP,接入网关、防火墙,政策法规体系,紧急联动,北京出行者交通信息服务系统发展框架,公交调度,GPS车辆监控系统常用通讯平台比较,移动通信技术,移动通信技术是目前技术更新速度最快的领域之一，GSM系统虽然可以基本满足ITS对语音通信的要求，但是GSM系统在数据通信方面的功能非常弱，难以满足ITS系统对数据通信的需求。CDPD、GPRS、CDMA是近年来逐步发展成熟的数据通信技术，其中CDPD只能用于数据通信，由于其本身的一些限制，很难在全球范围内获得广泛的应用。 GPRS、 CDMA在ITS中具有较好应用前景，特别关注第三代移动通信系统（ CDMA）的发展。,专用短程通信,专用短程通信（DSRC）系统主要是利用专用短程通信技术，通过路侧车道控制系统的信号发射和接收装置识别通过车辆的相关信息，自动对车辆进行身份鉴别、实时监控、动态引导等智能化管理。 在城市中广泛地采用专用短程通信系统，将不