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智能交通系统发展分析:中国智能交通系统发展框架构想
摘 要：八十年代以来，世界一些发达国家纷纷投入智能交通系统（ITS）的研究与开发，并已形成二十一世纪交通运输系统的发展方向。我国是一个发展中国家，随着经济的高速发展，城市化、汽车化急速发展，导致交通拥挤、事故增多、环境污染等问题日益恶化。本文针对我国的实际情况，对发展ITS的必要性、紧迫性进行分析，并对发展我国ITS的框架提出了设想。
关键词：ITS 信息管理通信 电子收费系统
一、中国发展ITS的必要性与紧迫性
1．ITS的概念及其意义
ITS（Intelligent Transportation System）是以信息通信技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一，而建立起的大范围内、多方位发挥作用的实时、、高效的运输管理系统。
ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保障交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量，并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视。目前已形成世界二十一世纪的发展方向。
2．发展中国ITS的必要性 1）中国是一个经济持续发展的发展中国家，改革开放以来，城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前，城市化水平不足19%，目前已经发展到超过30%，预测2010年将接近50%；机动车拥有量目前已达6000万辆，并以每年10%以上的速度增长，预计2010年达到1.3亿多辆；
2）中国城市交通的特点是混合交通，目前自行车拥有量超过1.8亿辆，如果公共交通服务水平不提高，城市交通结构不改善，自行车拥有量将会有增无减；
3）改革开放以来，中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观，但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距，特别是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。
交通管理设施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能的效应；
4）中国城市的大气质量恶化，已逐步由无烟煤污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等，致使在世界十大空气污染最严重的城市中，我国就据之有七。同时，车辆状况差也直接影响到城市交通，并已成为制约我国城市交通的重要因素。以车况较好的北京市为例，平均日故障次数达500次以上，给城市交通带来巨大压力。
二、中国发展ITS的主导思想
从上述必要性与紧迫性分析得到如下结论：
1．中国是一个发展中国家，与发达国家相比，我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距，加上我国特有的混合交通特点，以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善，因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架；
2．中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力，因此也不能重复发达国家走过的老路，一定要立足本国实际，走中国ITS发展之路，以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业；
3．二十一世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制的集约化；管理设施现代化；管理手段网络化、信息化、智能化；管理效率高效化；管理方式社会化。因此中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革，而这种变革将直接影响着ITS的发展。
三、中国发展ITS的目标及基本框架
综上所述，中国ITS的发展框架应逐步实现以下三个阶段目标：
（一）前期阶段（5年）
1．目标
缓解交通需求矛盾，提高交通通行能力，减少中心区交通负荷。
2．措施
1）完善道路网系统功能，实施主干道（含快速路）的交通监控；
2）加强交通需求管理（TDM），实施中心主要道路的收费管理，缓解中心区交通压力；
3）减少路口非机动车干扰，实施机动车—非机动车时空分离及对自行车实行IC卡管理；
4）路口渠化。实施信号灯优化配时及多相位信号控制；
5）提高公交服务水平。吸引一部分交通量，实施公交优先道路及优先信号；
6）公交线路网智能调度系统及信息服务系统。该系统运用GPS和计算机技术、信息网络技术实施运行起讫点的调度，运行期间的控制、突发事件的处理，并向乘客提供实时的车辆运营情况，车辆间隔时间等服务信息；
7）建立城市机动车紧急救援系统。机动车突发故障是目前造成我国城市交通拥堵的重要原因，及时、有效地处理故障将大幅度减轻交通堵塞的发生。依靠成熟的GPS定位技术、通信技术、计算机网络技术，并利用城市现有厂、站、救援车辆资源，再加以适当扩充，可以很快形成生产力；
8）严格执法，加强违章处理，实施电子抓拍和电视监视等科技手段；
9）开展动态交通分配理论方法研究，实施集中式交通控制系统软件的开发。
3．目的
该阶段的目的是充分利用现有条件，主要解决中心区交通拥堵，有目的地改进交通控制中心监控系统，改善交通结构，减少交通需求，为ITS创造必要的技术条件和交通环境。
4．阶段任务
该阶段同时要完成以下任务：
1）ITS标准化的制定；
2）ITS相关部门完成本行业ITS发展规划及信息化建设目标；
3）加强宣传、教育，发动有关企业开展ITS开发；
4）加强国际交流，了解国际ITS的动态，消化、吸收国际先进技术，研发我国ITS技术及产品；
5）进行ITS示范工程建设，推广应用ITS技术；
（二）发展阶段（10年）
1．目标
在综合信息网络平台下，形成信息管理、信息通信、信息服务子系统，实现交通信息双向 交互；实施交通指挥、控制，达到减少堵塞时间、降低交通事故、出行便捷及保护环境的目的。
2．措施
初步建设以下各系统：
1）城市信息管理系统
该系统按城市GIS数据库、信息网络、车辆管理信息等分步建设，不仅为ITS系统提供直接相关的动、静态信息，同时也为未来城市发展提供各项信息服务。
2）道路交通信息通信系统
该系统由信息采集、信息处理及信息三部分组成。
信息采集：实时采集交通拥挤、事故发生、道路施工、气候变化及停车泊位等信息。
信息处理、分析：采集的各项信息经交通信息中心进行处理和分析。
信息：将经过整理的实时信息及分析后的预测信息通过无线通信、有线广播、电子显示屏、net网，车载器向出行者及驾驶员。
3）微波接入网系统
该系统与交通管理监控系统及交通管理信息系统联网，提供开放式联网支持，通过车载单元（微波标识卡）和路边单元（微波天线及其控制器）有效地采集交通数据，提供信息及交通控制。
4）网络下的电子收费系统
该系统是车路间信息通信系统，通过微波通信技术实行不停车收费。该系统将在全区域内实现收费路网“一卡通”。
5）多式联运管理服务系统
该系统采取计算机网络技术将各交通方式的运费、管理、服务系统联网，为客、货运输提供联运服务，提高效率和管理水平。
3．目的
该阶段的目的是信息通信网络化，建立信息通信平台，实行人、车、路之间相互传递实时、信息。
4．阶段任务
该阶段需要同时完成以下任务：
1）ITS相关部门在信息平台建设中，要统一规划，联合攻关；
2）形成产、学、研一体化，推进信息产业的开发和产品研制；
3）加快智能车辆的研制生产，以适应ITS发展对汽车技术提出的要求；
4）有指导性地抓好示范工程；
5）国际间的>:请记住我站域名/
（三）成熟阶段（10年）
1．目标
以ITS的发展推动信息化社会的进程，创立新产业，开拓新市场。
2．措施
1）完善交通基础设施，并达到世界发达国家现有水平；
2）在城市综合交通实现规划、管理、运营智能化的基础上，逐步实现全国各交通方式的综合运输规划、管理运营智能化；
3）城市交通结构趋于合理，公交运量占较大比重；
4）完成车间通信系统；
5）成批生产电动汽车、环保车辆及智能车辆；
6）建立社会化信息服务系统；
7）形成ITS新产业。
3．目的
1）建立一种大范围内、多方位发挥作用的实时、、高效的智能化运输综合管理系统；
2）实现科教兴国和社会可持续发展的战略目标；
3）推动人类迈进信息化社会。
四、结 语
本文从我国的实际情况出发，提出了我国ITS发展的框架设想，计划用5个5年计划的时间实现ITS的发展目标。设想必定会存在主观臆想或脱离实际，仅作为抛砖引玉，引起大家讨论。设想虽然对其中的技术关键没有过多涉及，但技术问题也非常重要，是一只到达设想彼岸的船。因此，也望相关专业的同行一起讨论，共谋大计。
我们一直认为在技术上，我们国家绝不比其他国家落后，虽然在发展ITS的基础条件上远不如发达国家，但只要坚持“两弹一星”的创业精神，一定会实现工业化的宏伟蓝图。
智能交通系统发展分析:发展我国智能交通系统的思考
摘 要 智能交通系统是现在交通运输发展的趋势，就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍，对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。
关键词 智能交通 运输系统
智能运输系统(Intelligent Transport System)的主要思想是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体,运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面,使人在驾驶过程中可以随时通过GPS/GIS、广播、信息板等手段了解目前的交通状况,而交通管理部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况,并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息,使整个交通系统的通行能力达到较大。
交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费,加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7～8km/h;由于车辆速度过慢,尾气排放增加,使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失,据研究报道，美国每年因交通阻塞造成的经济损失约410亿美元,日本东京每年因交通拥挤造成的时间损失相当于
1 000多亿美元,欧洲每年因交通事故、交通拥挤和环境污染造成的经济损失分别为500~5000和50～500亿欧元。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力，尽量的利用现有的资源，使其发挥较大的作用，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。
1 智能交通发展的现状
对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力,并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。
在美国,对ITS的研究虽然起步最晚,但由于投入较多,目前已处于该领域的经验丰富水平。1991年,美国开始对ITS研究进行投资,仅1994~1995年就确定了104项研究项目,并成立了专门组织,着手制定ITS的研究开发计划,到1997年投资近7亿美元;1998年6月9日美国总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案(Transportation Equity Act of the 21th Century)”。该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创纪录的投资。法案跨度为6个财政年度(1998~2003),拨款总金额为2 178.9亿美元,其中有相当一部分用于支持ITS的进一步研究与开发。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针,由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究,著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等,其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模较大的合作研究计划,共有12个国家的700多个单位参加,经费达5亿欧元。日本从20世纪70年代就开始了对汽车交通综合控制系统的研究,并成立了全国性的ITS推进组织,是对ITS进行研究最早、实用化程度较高的国家。目前已建立了较为完备的交通控制、信息服务等综合体系,并基本完成了覆盖全国的电子地图的绘制工作,有400万台汽车导航仪在使用,其中120万台可接收信息。
我国在ITS领域的研究起步较晚,但随着全球范围智能交通技术研究的兴起,进入20世纪80年代,我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面,北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统;另一方面,国家加大了自主开发的步伐,如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS,上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等;1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心,代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动,现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外,我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”,并逐步推广到全国100多个城市。
2 中国发展智能交通的必要性和紧迫性
中国是一个经济持续发展的发展中国家,改革开放以来,城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前,城市化水平不足19%,目前已经发展到超过30%,预测2010年将接近50%;机动车拥有量以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到13亿多辆。中国城市交通的特点是混合交通,目前自行车拥有量超过1.8亿辆,如果公共交通服务水平不提高,城市交通结构不改善,自行车拥有量将会有增无减。
改革开放以来,中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距,特别是大多数城市路网结构不合理,道路功能不完善,道路系统不健全。交通管理设施缺乏,管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是实现了监视功能,而远没有发挥控制功能的效应。
中国城市的大气质量恶化,已逐步由煤烟型污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等,致使中国处在世界十大空气污染最严重的城市之中。同时,车辆状况差也直接影响到城市交通,并已成为制约我国城市交通的重要因素。
3 中国发展ITS的主导思想
中国是一个发展中国家,与发达国家相比,我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距，加上我国特有的混合交通特点,以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善,因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架。
中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力,因此也不能重复发达国家走过的老路,一定要立足本国实际,走中国ITS发展之路,以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业。
21世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制集约化;管理设施现代化;管理手段网络化、信息化、智能化;管理效率高效化;管理方式社会化。因此，中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革,而这种变革将直接影响着ITS的发展。
4 发展中国智能运输系统的对策
中国经过改革开放20多年来的建设,交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高,交通运输技术装备得到明显的改善,使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡,已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡,已经从“卖方市场”向“买方市场”过渡，并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比,仍存在着一些差距，如交通运输基础设施总量不足的矛盾依然存在;交通运输设施在技术装备、服务质量等方面还很不适应国民经济持续发展的需要,与国际水平相比差距较大;部分地区、部分运输方式和一些运输方向上存在着运力过剩、低水平恶性竞争的现象等。
纵观美国、日本等发达国家的交通运输发展经验,不同经济发展时期,其交通运输发展具有不同的特征,尽管世界各国情况不同,条件也有相当的差异,但这种特征却有着一定程度的共性。和发达国家相比,虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距,但改革开放的政策使我们的发展速度较快,发达国家今天遇到的问题,我们已经或者今后必将会深刻地感受到,为使交通运输业适应21世纪的要求,我们应采取积极的对策,根据国情发展中国的智能运输系统。
4.1 打好ITS发展基础,特别是应加强ITS基础理论的研究工作
目前,国际上ITS理论仍不完善,还处于发展时期,我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流,在国际ITS现有发展水平上结合中国特点,深入细致地进行理论研究,尽快接近或达到世界水平,以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者,成为他们不成熟技术的推广试验场。
4.2 建立ITS协调组织机构
中国交通运输体制目前仍是条块分割状况,铁路、公路、民航、公安、建设等部门分头管理,现已出现了各自发展自身ITS的势头,这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的,有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织,类似于美国的ITS America,日本的VERTIS及欧州的ERTICO组织,来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准,特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划,实现ITS技术和产品的通用性、兼容性和互换性,加强政府的宏观调控,以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。
4.3 注重人才的培养
随着ITS的进一步发展,21世纪交通运输将会发生重大变化,而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作,派出人员学习培训,走出去、请进来,将近期的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。
4.4 当前迫切需要解决的问题
作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目入手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化;ITS中的城市交通管理系统;先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统;先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。
智能交通系统发展分析:智能交通系统在我国的应用与发展
【摘 要】ITS系统是一项起源于美国的新兴技术，随着社会经济的不断发展和交通运输量的持续增长，利用智能交通系统（ITS）来提高道路的利用率、道路交通的安全程度和道路使用的舒适性，已成为未来交通运输的发展方向。本文简要地介绍了ITS系统的基本概念和作用、应用范围及在我国的发展状况等。
【关键词】智能交通；应用；道路；发展
在我国，随着城市化进程的加速和汽车的普及，交通拥挤、交通事故、交通环境恶化等问题日趋严重。而我国的城市交通基础设施、管理技术相对落后，使城市交通体系承受着巨大的压力。
在此情况下，国内外学者普遍认为只有通过建立智能化交通管理系统，有效利用各种交通设备，以及与此相关的各种交通信息，使路网上的交通流处于平稳的运输状态，从而使交通的安全性、通畅性得到很大程度的提高，能源消耗与环境污染得到有效的降低与改善，使车与车、 车与路、车与人达到协调。
一、概念
智能交通系统（Intelligent Transport System，ITS）的前身是智能车辆道路系统（Intelligent Vehicle highway system，IVHS），而ITS系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、多方位发挥作用的，实时、、高效
二、ITS系统的应用
1.交通信息服务系统（ATIS）。建立在完善的信息网络基础上的。交通参与者通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，向交通信息中心提供各地的实时交通信息；ATIS得到这些信息并通过处理后，实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息；出行者根据这些信息确定自己的出行方式、选择路线；当车上装备了自动定位和导航系统时，该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。
2.交通管理系统（ATMS）。ATMS有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统，但是ATMS主要是给交通管理者使用的，该系统类似于机场的航空控制器，用于检测控制和管理公路交通，在道路、车辆和驾驶员之间提供通讯联系。它对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，依靠先进的车辆检测技术和计算机信息处理技术，获得有关交通状况的信息，并根据收集到的信息对交通进行控制，如信号灯、诱导信息、道路管制、事故处理与救援等。
3.公共交通系统（APTS）。APTS的主要目的是采用各种智能技术促进公共运输业的发展，使公交系统实现安全、便捷、经济、运量大的目标。该系统通过车载电脑、管理中心计算机与全球定位系统卫星联网，实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯，来提供商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。目前，法国巴黎大街上的20辆公共汽车和英国伦敦约2500辆出租汽车已经在接受卫星的指挥。
4.车辆控制系统（AVCS）。指辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以地判断车与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让，并根据路况自己调节行车速度，人称“智能汽车”。目前，美国已有3000多家公司从事高智能汽车的研制，已推出自动恒速控制器、红外智能导驶仪等高科技产品。
5.货运管理系统。指以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论进行管理的智能化物流管理系统。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术有效组织货物运输，提高货运效率。
6.电子收费系统（ETC）。是目前世界上的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载器与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，且所交纳的费用经过后台处理后清分给相关的收益业主。在现有的车道上安装电子不停车收费系统，可以使车道的通行能力提高3～5倍，此系统已应用于我国的部分高速路口。
7.紧急救援系统（EMS）。是一个特殊的系统，它的基础是ATIS、ATMS和有关的救援机构和设施，通过ATIS和ATMS将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体，为道路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。
三、ITS系统在我国的发展现状
我国是一个发展中国家，交通运输基础设施短缺。在ITS领域的研究起步较晚，但随着全球范围ITS系统研究的兴起，进入20世纪80年代，我国也加快了对ITS系统研究的步伐。一方面，北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统；另一方面，国家加大了自主开发的步伐，如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS，上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等。
四、中国交通运输目前存在的问题
1.基础设施短缺与其利用的低效率并存。
2.基础设施建设速度落后于车辆增长速度，交通拥堵已成为大中城市交通中的普遍现象。
3.交通安全形势严峻，造成的损失巨大。
4.机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源。
5.运输效率低，能源消耗不断上升。
五、发展我国ITS系统的对策
1.打好ITS发展基础，特别是应加强ITS基础理论的研究工作
目前，国际上ITS理论仍不完善，还处于发展时期，我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流，在国际ITS现有发展水平上结合中国特点，深入细致地进行理论研究，尽快接近或达到世界水平，以迎接21世纪ITS发展的挑战。
2.建立ITS协调组织机构
应尽快成立一个由国家统一领导的，有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织，类似于美国的ITS America，日本的VERTIS及欧洲的ERTICO组织，来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准，特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划，实现ITS技术和产品的通用性，兼容性和互换性，加强政府的宏观调控，以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。
3.注重人才的培养
随着ITS的进一步发展，21世纪交通运输将会发生重大变化，而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同，为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作，派出人员学习培训，走出去、请进来，将近期的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中，以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。
六、结论
我们幅员辽阔，大中城市星罗棋布，需要大量的道路来有效连接。在目前，我国的城市交通事业蒸蒸日上，急需一个完善的管理系统进行有效管理，而从高起点出发的智能管理系统正适应这一需要。
然而，智能交通管理系统是一个庞大的系统工程，需要大量的人力和财力投入，同时也涉及到社会生活的各个方面。它的推广应用不是单纯的技术问题，而是需要政府各部门介入和取得广大群众的广泛支持。
智能交通系统发展分析:浅析现代智能交通系统中车牌识别技术的发展
摘 要：随着我国现代化经济的迅速发展，城市交通网络日益完善，机动车辆也越来越普遍化，公路交通事业迅速发展，传统的人工管理方式已经越来越不能满足实际工作的需要，车辆识别技术作为智能交通系统的一个重要方向逐渐受到人们的重视。车牌照识别系统是车辆检测系统中的一个重要环节，它在交通管理中占有重要的地位，有着多种应用。车牌识别系统一般包括车牌的定位、车牌字符分割和车牌字符识别三个部分，是车牌识别技术研究的重点，本文主要对车牌识别技术的发展和现状进行了简要介绍。
关键词 车牌识别；图像处理；模式识别；人工智能
1车牌识别技术简介
随着我国科技的发展及交通管理系统的不断完善，车牌字符识别技术的应用已经逐渐成为智能交通系统的重要组成部分，它可以从复杂的背景中地提取、识别汽车牌照、车辆类型等信息，在交通控制和监视中占有很重要的地位，具有广泛的应用前景。 所以，汽车牌照的识别问题已经成为现代交通工程领域中研究的重点和热点问题之一。
由于受环境、 待识别车辆的车型复杂和车牌位置不固定等的影响，给车牌定位方法的选择带来一定的困难。车牌本身的污染、缺损也会影响识别率。一些车辆由于天气或是路况不好，使得车牌被灰尘、泥土沾染，另外还有一些车辆行驶时间较长，车牌上的字符已经部分缺损了，严重的时候，人眼也很难辨别车牌上的字符，这些情况都会影响系统的识别工作，导致误识别。可见，要提高车牌定位系统和字符分割系统的正确率将碰到很多困难。无疑，如果车牌字符识别系统有较高的自适应性和鲁棒性，即对有一定噪声或变形的字符图像仍能正确识别，则会极大的减轻车牌定位系统和字符分割系统的压力。 因此，设计一个抗干扰性能良好的车牌字符识别系统对整个车牌自动识别系统都是有益的。 同时，字符在某种程度上反映了图形的一般特点，是一类特别的图形，其自动识别一直受到人们的极大关注，因为它的解决对于人们的生产和生活具有非常现实的意义。
2车牌识别系统的构成
在智能化交通管理系统中，车辆牌照是能够辨识机动车的标识符号，其作用是无可替代的。因此车辆牌照识别系统应具有很高的识别正确率，对环境光照条件、拍摄位置和车辆行驶速度等因素的影响应有较大的冗余，并且要求满足实时性要求。
图1牌照识别系统原理图
车牌识别系统是计算机图像处理与字符识别技术在智能化交通管理系统中的应用，它主要由牌照图像的采集和预处理、牌照区域的定位和提取、牌照字符的分割和识别等几个部分组成，如图 1 所示。 其基本工作过程如下：（1）当行驶的车辆经过时，触发埋设在固定位置的传感器，系统被唤醒处于工作状态； 一旦连接摄像头光快门的光电传感器被触发，设置在车辆前方、后方和侧面的相机同时拍摄下车辆图像（目前已发展到视频检测）；（2） 由摄像机或 CCD 摄像头拍摄的含有车辆牌照的图像通视频卡输入计算机进行预处理，图像预处理包括图像转换、图像增强、滤波和水平较正等；（3）由检索模块进行牌照搜索与检测 ，定位并分割出包含牌照字符号码的矩形区域；（4）对牌照字符进行二值化并分割出单个字符 ，经归一化后输入字符识别系统进行识别。
3车牌识别系统的发展
车牌识别技术产生于上世纪末开始的智能交通革命，智能交通系统经过近十多年的推广、试行和发展，目前已成功地应用于若干经济发达及较为发达国家的都市及城市、高速公路系统中。而车牌识别系统正是在这种应用背景下研制出来的，能够自动实时检测车辆经过和识别汽车牌照的智能交通管理系统。
进入新世纪以来，随着我国科学技术水平的不断提高，车牌识别技术已经逐渐更新和完善，并开始在交通、公安、路政、停车场、安防、门禁、智能小区等许多领域得到了广泛的应用。车牌识别系统简单地说是一种以特定目标为对象的专用视觉系统，它能够从一幅图像中提取分割并识别出车辆牌照，运用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术，通过对图像的采集和处理完成车辆牌照的自动识别，识别结果可按需求分别包括车牌的字符、数字、牌照图像，以至牌照颜色、坐标、字体颜色等。目前，车牌识别系统己经最广泛应用到包括智能交通违章监视管理（电子警察），高速公路不停车收费，车辆检测，停车场监控与管理等应用中，一方面，车牌识别系统本身是一个全数字化的智能系统，在它上面只要做不多的扩充，就可以衍生出一些其他功能。另一方面，即使是世界上很多研究机构和公司专门从事这方面的研发工作， 高性，高性能和高识别率的车牌识别系统还待开发，LPR 系统发展迅速，出现了一些较为实用的产品。
4车牌识别技术的研究现状
自交通管理系统趋于现代化智能化以来，车牌识别技术的提出和研究使得交通管理更加便捷和轻松。其主要途径就是对车牌的图像进行分析，自动提取车牌信息，确定汽车牌号。这个阶段的研究并没有形成完整的系统体系，而是就车牌识别中的某一个具体问题进行讨论，并且通常是采用简单的图像处理技术来解决。识别过程是使用工业电视摄像机拍下汽车的正前方图像，然后交给计算机进行简单处理，并且最终仍需要人工干预。进入 20 世纪 90 年代后， 随着计算机视觉 （ComputerVisionTchnology）的发展和计算机性能的提高，开始出现车牌识别的系统化研究。中国、美国、日本、法国等国家相继投入大量的人力、物力进行应用研究。 近几年以来，计算机及其相关技术发达的一些国家开始探讨用人工神经网络技术和遗传算法解决车牌的自动识别问题。 同时开始研究车牌识别的实时性要求，使得车牌识别系统进入实用化阶段。
汽车牌照识别技术（Lieense Plate Recognition，LRP）在国外起步较早，一些实用的 LRP 系统也开始应用于车流监控，出入控制，电子收费等场合。 ARGUS 英国 Alphatech 公司的图像部于 80 年代中期开始研制名为 RGUS 的车牌自动识别系统。 可处理黑白或彩色图像，ARGUS 的车牌识别时约为 100 毫秒，通过 ARGUS 的车速可达每小时100 英里；新加坡的 Optasia 公司研制的 VLPRS 系统，适合于新加坡的车牌；香港的亚洲视觉公司的车牌识别产品 VECON 适用于香港制式的车牌。另外日本、加拿大、德国、意大利、英国等发达国家也都有适用本国车牌的车牌识别系统。 从识别原理上有模板匹配，支持向量机的分类器，基于特征的分类器，人工神经网络分类器，粗糙集分类器，聚类分析等方法。国内不少学者也在进行车牌识别方面的研究，实验室方面，西安交通大学的图像处理和识别研究室、上海交通大学的计算机科学和工程系、清华大学人工智能国家重点实验室、浙江大学的自动化系等在车牌识别方面有各自独立的研究，并取得了一定的成绩。 中国科学院自动化所的刘智勇等发表文章，他们在一个 3180 的样本集中，车牌定位率为 99.4%，切分率为 94.5%。北航的胡爱明等利用模板匹配技术开发了一种应用于收费站的车牌识别系统，其识别正确率能达到 97%以上。 华南理工大学的骆雪超、刘桂雄等提出了一种基于车牌特征信息的二值化方法，该系统对效果较好的车牌的识别率能够达到96 %。 清华大学的冯文毅等利用一种光电混合系统进行车牌识别，系统能够通过硬件来完成车牌识别的全过程。黄志斌等将基于串行分类器的字符识别应用于车牌识别系统中，对车牌识别系统中的分类器进行了详细的研究。
智能交通系统发展分析:谈中国智能交通系统企业未来的发展对策
摘要：经过二十多年的建设和发展，中国的交通运输行业和相关企业都取得了有目共睹的成就，智能交通技术水平有了显著提高，正在逐渐成为交通运输业发展的主力军。但是，与发达国家相比，我们的智能交通行业和相关企业的力量还是十分的弱小，面对中国境内未来庞大的市场需求，我们国内的智能交通企业应该如何迅速发展，应对未来的机会和国际挑战。
关键字：智能交通;现状;趋势;问题;对策
智能交通系统简称ITS，是一种先进的一体化交通综合管理系统。是将先进的信息技术、电控技术、信息通传技术、传感技术、计算机处理技术集于一体，应用在整个交通运输管理体系上的具有信息化、智能化、系统化的新型管理系统。从而形成所有交通设备的优化配置和充分利用，实现交通运输服务的智能化和集约式发展。
二十一世纪是信息化的时代，也是公路智能化的时代，目前国际上公认智能化交通系统是解决当前交通运输瓶颈的根本途径。在这样的大形势下，我们有必要认识认清智能交通系统的现状，了解其在全球的发展趋势，从而制定智能交通系统企业未来的发展对策。
一、全球智能交通系统的现状和发展趋势
自上世纪80年代以来，很多国家都投入了大量人力，物力和财力，对ITS进行了多领域多角度的研究和实践，并取得了显著的成效。目前全球范围内，已经形成了美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心，这些国家的VICS系统已经相当的完善和成熟，其中日本是智能交通系统应用最广泛的国家，另外，欧美一些国家的智能交通系统也已普遍应用。当前，智能交通系统已经成为除了航空领域、军事领域之外的另一高新技术集中应用领域。
最早开始对汽车交通综合控制系统进行研究的国家是日本，从上个世纪七十年代，日本便成立了全国性的ITS组织，是最早对ITS进行研究，同时也是ITS实用化程度较高的国家。日本已经基本实现了电子地图的全国覆盖，支持了全国的400万台汽车导航仪，以及共120余万台同时接受信息。目前已经建成了一个十分完备的交通控制和信息服务的综合体系。
在ITS领域内，美国的研究起步虽然比较晚，但是美国的智能交通企业借助其国内强大的科技水平、人才优势已经雄厚的经济基础，目前其技术已处于该领域的经验丰富水平。1991年，美国开始对ITS企业的相关研究进行投资，仅1994~1995年就确定了104项研究项目，并成立了专门组织，着手制定ITS的研究开发计划，到1997年对智能交通企业投资近7亿美元；不仅如此，在1998年，当时的美国总统克林顿还签署了“面向21世纪运输权益法案(Transportation Equity Act of the 21th Century)”该法案跨度六个财政年，共计拨款2178.9亿美元，用来支持ITS企业的进一步研究与开发，为美国公路系统的持续发展奠定了强有力的经济基础和后盾。
同时，欧洲的ITS企业的系统研究则根据欧洲一体化的政策，执行一个由政府、企业和个人三方共同出资的研究模式，其中当前世界上规模较大的交通运输界合作研究计划DRIVE工程便是其中之一的项目。DRIVE工程共有12个国家的700多个单位参加，经费达5亿欧元。另外比较著名的项目还有PROMETHEUS等。
二、中国智能交通系统的现状和问题
我国ITS的研究与开发起步比较晚，但是由于我国人口众多、道路交通压力巨大的基本国情，因此我国发展ITS的需求十分的迫切，对ITS的重要意义和现实作用认识的也更加的清楚，在我国国民经济发展地十五个五年计划纲要中指出“建立健全综合的现代运输体系，以信息化，网络化为基础，加快智能型交通的发展。”做到对道路交通流量的时空分布进行合理有效的优化和调整，对现有资源进行充分利用和整合，实现人车路的和谐统一，改善环境质量和能源的有效利用。因此，我国目前正在着力发展ITS相关的研发和企业的发展，从而满足我国未来交通运输行业巨大的需求。
目前我国的智能交通行业的总体发展情况较好，但是还存在着一些显著的问题，制约着我国智能交通企业的发展：
（一）对智能交通系统并没有统一的整体的规划。无论是政府行为还是企业行为，目前我国还没有出现一套比较完整的对只能交通系统的整体规划，各部门各企业目前都各自为政，自己关起门来搞研发，各自拥有各自的一套系统，操作平台各自不一，各平台之间的数据无法相互交换、设备不能相互联结、操作手法也差异极大。因此没有一套具有系统性和可操作性的整体规划方案，ITS的发展瓶颈就无法突破。
（二）缺乏有效的投资机制。目前国内虽然已经有一部分从事ITS技术研究和产品开发的企业，但受到资金的限制，大都规模较小、产品较单一，尚不能形成ITS产业链条和产业集群，远远无法满足我国交通运输行业对智能交通系统庞大的需求。
（三）企业缺乏与政府的有效沟通机制。从发达国家的实践经验来看，企业或者行业之间一般都会有一个专门的组织与政府进行沟通，如企业协会等。但是由于目前我国的智能交通行业发展还远未达到规模，而且企业实力较弱，因此当前还未出现一个能上承政府、下接民间的沟通机构，因此智能交通系统领域的资源优势无法得到合理有效的优化配置，政府也无法整合资源优势，有效地引导智能交通产业发展重点，调整和优化产业结构。
三、中国智能交通系统企业未来的发展方向和对策
经过二十多年的建设和发展，中国的交通运输行业和相关企业都取得了有目共睹的成就，智能交通技术水平有了显著提高，正在逐渐成为交通运输业发展的主力军。但是，与发达国家相比，我们的智能交通行业和相关企业的力量还是十分的弱小，面对中国境内未来庞大的市场需求，我们国内的智能交通企业应该如何迅速发展，应对未来的机会和国际挑战。
（一）建立独立机构，组织与政府和行业内部进行积极有效的沟通。欲先善其工、必先利其器，目前我们各自为政的发展势头，已经造成了中国资源上的巨大浪费，想要迅速的突破智能交通行业的发展瓶颈，必须借助政府的力量制定相关的技术规范和整体发展规划，加强政府行为的宏观调控，实现技术和产品的相互兼容和通用性，从而减少利益的冲突和资源的浪费。
（二）在技术引进的同时，加强企业自主创新能力。ＩＴＳ行业作为一个高新技术密集行业，产品的竞争力较大的必然来自产品的自主知识产权，我国的ＩＴＳ企业如果只注重引进国外技术进行简单的生产安装，那势必永远无法与国外企业进行竞争。反之我国的ＩＴＳ企业只顾自己闷起头的搞研发，不顾当前国际先进技术的发展情况，那也只是白白浪费人力物力。因此，我国的ＩＴＳ企业必须在消化吸收国外先进技术的基础上，根据我国实际国情，加快适合我国特色的新技术的开发和生产，提升企业的自主创新能力，从而在国际市场上占领一席之地。
（三）利用政府政策，募集企业发展资金。目前我国智能交通企业实力普遍较弱，在面对大的市场机遇时，有时会受到资金的限制，如果能通过与政府的有效沟通，获取到政府在资金等方面的保护和支持，那便能为企业解决一部分燃眉之急。目前政府已将智能交通系统作为中国未来交通发展的重要方向，借助这一政策优势，企业可以借助政府力量拓宽一部分的投资渠道和融资方法，把握住机会迅速发展。
（四）注重企业人才的培养。随着智能交通行业的进一步发展，企业对不同层次的专业人才需求的质量将会越来越高，数量也会越来越多，为此应加强企业与国内高校及科研单位域与国外ITS企业的交流合作，派出人员学习培训，走出去、请进来，将近期的ITS技术溶入本企业的科研和管理之中，培养更多的高素质的人才去迎接新世纪的挑战。
参考文献：
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［4］陆化普,史其信. 智能交通系统研究发展动向与启示. 科技导报,1996,第10期
［5］史其信. 中国道路交通的现状与ITS研究展望. 及时届亚太地区ITS会议（东京）1996.10