摘 要：面对日益严重的城市交通问题，传统城市交通管理与发展模式已经很难缓解交通需求与交通设施之间的尖锐矛盾。伴随着物联网、云计算等相关技术的出现，人们提出了智慧交通的概念。本文借鉴了国内外智慧交通发展经验，结合国内城市交通的特点和客观实际，对智慧交通顶层架构进行了深入研究，对智慧交通的建设内容作了详细的阐述，为智慧交通建设的不断推进和完善以及可持续发展提供了依据，具有重要的现实意义。
关键词：智慧交通；智能交通；发展现状；物联网；云计算
中图分类号： U4 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-107-3
0 引言
交通作为城市基础设施的重要组成部分，在日常生活中发挥了极为重要的作用，同时，城市交通的发展程度也是一座城市现代化程度体现。城市交通的发展状况直接影响着城市生活、工作效率。
但是，随着经济的快速发展和城市的持续繁荣，使得非农产业向城镇集聚、农村人口向城镇集中，这对原有的城市交通系统造成了巨大压力。当前全国大、中、小城市均面临着不同程度的交通拥堵、交通安全、能源消耗、环境污染等问题，这些问题严重制约着城市的可持续发展，日益严峻的生态和生存环境不断考验着生活在城市的人们。如何缓解并提升城市交通服务水平和服务效率成为关注热点。
1998年原美国副总统戈尔提出“数字地球”从而引发了将其概念应用到“数字城市”的社会信息化运动，2008年，IBM总裁兼首席执行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念，引发了世界上国家和地区建设“智慧城市”的建设热潮。
1 智慧交通的特点
智慧交通是在以人为本、可持续发展的理念指导下，将物联网、云计算、大数据、移动互联网等技术为代表的智能传感技术、通信传输技术、数据处理技术和信息网络技术等有效集成，并运用到交通系统中，以提高交通管理服务效率、提升人们的出行体验为目的，以更精确的信息在更广的时空范围内构建的智能化、人性化、立体化的综合交通体系。具有如下特点：
1.1 高效省时
智慧交通通过实时跨网络交通数据分析和预测，避免不必要的时间、能源等浪费，提高车辆的运输效率，使交通流量最大化满足人们的出行需求。
1.2 安全便捷
智慧交通利用物联网等技术，向各交通行驶主体及相关部门提供实时、有效的交通信息，使其避免产生交通事故，防患于未然，力图做到安全出行。通过移动通信提供最佳路线信息和车辆实时运行信息，以及一次性支付各种交通费用，为旅客提供便捷的出行服务，增强旅客体验。
1.3 以人为本
智慧交通面世以来即秉承着以人为本、服务民生、需求引导、开放创新的理念，“智慧”落脚于人们的出行需求得到高水平满足。
1.4 节能环保
新能源汽车等智能应用技术的不断发展，将会大幅度降低碳排放、减少能源消耗和各种污染物的排放，从而提高人们的生活品质。
2 智慧交通的发展现状及趋势
2.1 国外智慧交通发展现状
从西方发达国家的经济发展里程来看，各国交通发展均经历了以下几个阶段：大力增加公路通车/通航里程；提高公路/航道等级；综合运用各种运输方式；从可持续发展的角度去优化各交通运输方式；交通信息化、智能交通/智慧交通。由于智慧交通是近年来才兴起的概念，是智能交通在新时期的趋势和最终目标，因此本文主要以智能交通的发展为主要论述对象。
1995年，日本的通产省、运输省、邮政省、建设省和警察厅五部门制定道路、交通、车辆的信息化方针，拉开了ITS系统研究开发和实施的序幕。日本心交通系统是实现智能交通的关键之一，在“日本ITS框架体系”的指导下，该系统有一个具有高性能的核心性综合交通控制中心和10子系统组成。这些系统包括：公交优先系统、交通信息提供系统、综合智能图像系统、安全驾车辅助系统、行人信息通信系统、紧急车辆优先系统、不停车收费系统、动态车辆导航系统、车辆行驶管理系统等。
英国对智能交通系统的研究一直处于世界前列，其拥有世界最多用户的SCOOT系统一直是智能交通系统的主要组成部分。另外英国交通信息高速公路（Travel Information Highway，TIH）和视频信息高速公路（Video Information Highway ，VIH）是世界领先的交通信息网络平台系统。
2.2 国内智慧交通发展现状
20世纪70年代，我国开始在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术，并在全国主要的大城市如北京、上海等地使用单点定周期交通信号控制器和线协调交通信号控制系统。20世纪80年代初，我国陆续从国外引进了先进的城市道路交通控制系统，如英国的SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统等。
进入21世纪，随着我国城市道路资源的利用趋于饱和，合理配置交通资源，加大城市智能化交通系统建设，成为各地智力交通问题的首要任务。特别是结合了2008北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会等重大活动的举办需求，实施了国家综合智慧交通技术应用示范等重大项目，并且围绕国家高速公路网不停车收费和服务系统、北京奥运智能交通集成系统、上海世博智能交通技术综合集成系统、广州亚运智能交通综合信息平台系统、远洋船舶与战略物资运送在线智能检测系统五个方面开展了系统的研究，并取得了显著的成果。
科技引领是我国智慧交通的一个重要特点，从“十一五”开始，“863计划”将现代交通技术列为一个单独的领域来开展研究；2011年4月，交通运输部颁布的《交通运输“十二五”发展规划》中明确指出在“十二五”期间要重点研发包括智能车载终端设备、公共交通信息采集监测于服务、运营监管和应急保障等城市智能交通关键技术。2012年国家发布《交通运输行业智能交通发展战略（2012-2020）》，将智能交通提高国家战略地位，成为我国第一部以政府文件形式发布的智能交通战略。另据“中国城市智能交通市场研究报告”统计，2008年至2013年期间，城市智能交通复合增长率达到了20.2%，而受益于公安部《道路交通安全“十二五”规划》、《道路交通科技发展“十二五”规划》等多项政策，预计未来10年内智能交通的资金投入将超过1700亿元。
从整体上而言，我国智慧交通未来的发展呈现三大态势：一是城市化进程加快给智慧交通产业创造巨大空间；二是世界智慧交通系统将进入一个创造新一代移动社会的崭新阶段；三是智能交通技术应用方面，利用智慧交通技术来减少交通污染，发展低碳和绿色交通，促进城市交通的可持续发展成为重要方向。
3 智慧交通总体构架
传统智能交通系统包括交通管理系统、交通信息系统、公交信息系统、车辆管理系统、泊车系统、车辆控制系统六大子系统，其核心在于控制，即将控制技术、信息技术、通信技术融入交通领域，形成完整的控制体系。
智慧交通是在智能交通的基础上，融入人的智慧，实施及时、便捷、安全、高效的交通控制。智慧交通的核心在“智慧”，即给交通安装大脑，使之能够及时看到、听到信息，并及时作出反应，从根本上解决城市交通拥堵、资源浪费、安全事故频发、难以实时控制事态等难题，使城市交通发展走上良性发展的轨道。智慧交通系统是将电子、信息、通信、控制、车辆以及机械等技术融于一体，应用于交通领域，并迅速、灵活、正确地理解和提出解决方案，以改善交通状况，使交通发挥最大效能的系统。
智慧交通系统是一个开放的复杂的巨型系统，由许多关系密切的不同领域、不同功能的子系统综合集成。其中，人、车、路和环境是交通的四大基本要素；管理者、行人与驾驶员构成交通中人的要素；公交车、地铁、出租车、自行车、商用车、特种车辆等构成交通工具要素；普通公路、高速公路、轨道、航线、公交站、停车场、综合交通枢纽等构成交通基础设施要素；自然灾害、天气状况等构成交通中的环境要素。这几者之间依靠互联网、物联网、移动互联网等互联构成以车联网为中心的交通信息广泛采集、即时传输的网络，将交通流信息和气象信息等输送到城市交通云中心，利用云计算等新兴技术手段对交通信息进行储存处理，并进一步利用大数据、人工智能等手段对交通数据进行深度处理，将结果输出给公众，向管理者、出行者提供随需而变的服务。最终形成集节能环保、绿色低碳、智能高效于一体的智慧交通体系，涵盖交通管理系统、出行者信息服务系统、车辆运营管理系统、电子收费系统、智能车辆、自动公路、综合运输、紧急事件与安全以及车联网等系统。
4 智慧交通建设内容
智慧交通将先进的信息、控制、计算机技术和交通工程集成，形成各项建设内容，加强人、车、路之间的互联互通，将各种设施单元（车载设备、路侧单元、控制中心）、交通管理部门和出行者集成到一起，为提高运输系统的总体运输效率和安全水平提供基础和手段。
4.1 交通规划与管理
智慧交通在交通管理与规划领域的建设包括三方面，分别为：先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统。其中，先进的交通管理系统是重点，交通基础设施智能监控是基础，交通运输规划决策支持系统则属于长期宏观类型的应用。
4.2 出行者信息服务
出行者信息服务领域包含的内容及分类方法较多，从系统建设独立性的角度分析，智慧交通在该领域的建设内容包括三方面：智能车流诱导系统、智能车载导航系统和多渠道信息服务系统。
4.3 车辆运营管理
智慧交通在车辆运营管理领域的建设内容包括：智能公交系统、快速公交运营管理系统、轨道交通运营调度系统、出租车调度管理系统、公共自行车管理系统、智能商用车辆管理系统以及特种车辆运输智能监控系统等。
4.4 电子收费
智能交通在电子收费领域的建设主要体现为不停车收费系统（ETC）和智能停车系统。其中，不停车收费系统是智能交通系统中起步较早、发展较为成熟的建设内容。随着传感器技术和短程物物通信技术的进步，还将衍生出多种其他基于便携终端的自动收费系统。
4.5 智能车辆
智慧交通在智能车辆的建设内容包括智能防撞系统和智能辅助驾驶系统。通过先进的车载电子系统、车载传感系统以及车程无线短程通信系统，实现全方位的车辆避撞功能，包括：纵向防撞、横向防撞、交叉路口防撞以及碰撞前的车辆乘员保护等。
4.6 紧急事件与安全
智慧交通在该领域的建设内容包括事件应急管理系统和紧急救援系统。其中，事件应急管理系统包括事件的预防、事件的检测与确认、事件的鉴别、事件的响应、事后管理、事件的记录等功能。紧急救援系统的主要服务对象包括机动车驾驶员、行人、摩托车驾驶员以及非机动车驾驶员等。
4.7 综合运输
智慧交通在综合运输领域的建设内容主要体现为智能客货综合联运系统。该系统利用部署在货物、车辆上的各种传感与识别技术以及旅客的便携智能终端的能力，结合运输路径所在范围内的实时路况信息，实现客货运信息资源的交换，大幅提升旅客联运服务和货物联运服务中的效率和质量问题。
4.8 自动公路
自动公路系统是智慧交通中最先进的应用领域之一，通过在公路系统上铺设路面磁钉车道，控制中心可直接对每辆智能汽车发出指令，调整其行驶工况。该系统通过与智能车辆系统进行信息交换来检测周围行驶环境的变化情况，达到行车安全和增强道路通行能力的目的。
4.9 汽车移动物联网
汽车移动物联网，简称车联网，是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下，交通系统中的人、车、路灯组成要素的感知能力将逐渐实现。相当于提供了覆盖率极高的海量信息采集终端和信息发布终端。在物联网的环境中，以汽车移动计算平台为核心，利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化，建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。
5 结语
在信息化浪潮与数据科学崛起的共同推动下，智慧城市在全球范围内成为下一代城市发展的新理念和新实践。智慧交通是智慧城市的重要组成及基础支撑。智慧交通的实现依赖于技术与理念的进步，技术的进步是交通朝纵深、智能的方向发展；技术和理念的提升给交通领域带来了前所未有的延伸拓展空间，不但连通了各种交通方式和交通参与主体，使交通更加高效，而且将交通系统的末端渗透到智慧城市的其他领域，通过便捷的交通吸引大量客流、物流、资金流，给城市医疗、旅游、教育、安防、商业等领域带来巨大活力，极大地开拓城市的发展潜力，而城市的发展也会带来交通领域更大的繁荣，激发出交通领域更多更新的商业模式。
参 考 文 献
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