国内外研究现状和发展动态
一、我国交通系统发展现状
公路，一般细分为高速公路、农村公路、普通公路等，中国公路发展至今，业绩明显，一定程度上满足了交通要求，但是也暴露了不少问题，需要进一步探讨、改善，以更好的交通建设满足中国实际的发展需要！
对于拥有13亿人口和960万平方公里国土面积的国家而言，交通对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用。我国政府始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。政府已形成的理念是“经济发展，交通先行”，老百姓已形成的理念是“要想富，先修路”。
（1）我国公路建设规模快速增长。
我国城镇化率从 1990 年的 26%快速上升到 2015 年 56.10%，年均提高 1 个百分点。根据国内相关发展规划和联合国预测，预计到 2020 年城镇化率将达到 60%以上。
我国城镇化的发展也促进了公路的建设，截至2013年底我国高速公路里程已经达到了10.44万公里，超过美国，成为世界高速公路总里程第一的国家。截至2015年底，我国高速公里里程增至12.54 万公里，已经超过了我国交通运输“十二五”规划，到 2015 年，国家高速公路通车里程为 10.8 万公里的规划目标。截止到2017年底，全国公路总里程477.35万公里，比上年增加7.82万公里；公路密度49.72公里/百平方公里，增加0.81公里/百平方公里；公路养护里程467.46万公里，占公路总里程97.9%；全国四级及以上等级公路里程433.86万公里，比上年增加11.31万公里，占公路总里程90.9%，提高0.9个百分点；二级及以上等级公路里程62.22万公里，增加2.28万公里，占公路总里程13.0%，提高0.3个百分点；高速公路里程13.65万公里，增加0.65万公里；高速公路车道里程60.44万公里，增加2.90万公里。国家高速公路10.23万公里，增加0.39万公里。
图3 2013-2017年全国公路总里程及公路密度
此外，随着中国的经济发展与城市化进程，中国的汽车保有量急剧增加，截止到2017年底，中国汽车年销量已连续8年世界第一，目前我国汽车保有量2亿辆，保有量占全球20%，销量占全球30%。目前我国千人汽车保有量140台，但总体而言仍属于年轻的汽车消费市场，这说明中国的汽车保有量将还有非常大的空间。图3给出了中国2006-2016年10年间汽车的保有量的统计，从图中可以看到，中国的汽车保有量年均增加20%以上，然而，我国的道路用地面积水平相对偏低，尤其是城市道路用地面积严重不足，人均不到10平方米，虽然近年来道路用地面积在不断扩大，但与机动车的增长速度相比较，现有的道路容量无法满足不断增加的机动车所带来的交通需求，以上海、北京等为代表的特大型城市，全天饱和度高达70%，堵车现象极为严重，给交通运输的发展带来了巨大的影响。
图4 2006-2016年全国汽车保有量
目前,我国的交通管理水平的落后也是造成交通堵塞的重要原因。国外已采取了先进的智能交通管理技术实现道路交叉口和道路通行的全面控制，相比较之下，我国在交通智能化管理方面普及程度还不够， 在管理的技术上还无法实现对人、车、路的综合考虑，不能准确预测和引导交通需求，交通信息不畅，道路利用率偏低， 导致交通管理不善，从而加剧了交通资源浪费、交通拥挤和交通环境严重污染。
图 5我国部分地区等级公路里程与信号机数量对比图
二、智能交通系统国内外研究现状
智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。
1、我国发展现状
我国是在90年代初开始关注国际上智能交通系统的发展,并首先在城市道路交通管理上开展了一系列科学研究和工程实践。目前，智能交通在我国主要应用于三大领域：
（1）公路交通信息化，包括高速公路建设、省级国道公路建设
公路交通领域目前热点的项目主要集中在公路收费，其中又以软件为主。公路收费项目分为两部分，联网收费软件和计重收费系统。此外，联网不停车收费（IETC）是未来高速公路收费的主要方式。
（2）城市道路交通管理服务信息化
兼容和整合是城市道路交通管理服务信息化的主要问题，因此，综合性的信息平台成为这一领域的应用热点。除了城市交通综合信息平台，一些纵向的比较有前景的应用有智能信号控制系统、电子警察、车载导航系统等。
（3）城市公交信息化
目前国内的公交系统信息化应用还比较落后，智能公交调度系统在国内基本处于空白阶段，也是方案商可以重点发展的领域。在地域分布上，国内的各大城市特别是南方沿海地区对于智能交通的发展都非常重视。
在城市智能交通领域，北京、广州走在我国前列。
（1）北京。目前北京市已初步建成4大类ITS系统：道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理、紧急事件管理，约30个子系统，分散在各交通管理和运营部门。 在北京市已颁布的《北京交通发展纲要》中，明确了2010年初步实现智能化交通管理的近期目标，并将建立以智能交通系统为技术支持的“新北京交通体系”作为北京城市交通发展的长远目标，其中综合信息平台和智能交通控制系统是发展的重点。
（2）广州。作为全国首批智能交通示范城市之一的广州，智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主平台、物流信息平台、静态交通管理系统等智能交通系统的主框架。其中共用信息平台已初具规模，实现了羊城通系统、线网规划系统、出租车综合管理平台、联网售票系统、96900呼叫中心等多个子系统的连接，可以完成数据的采集、分类和有效存储、查询、订阅等相应的数据处理工作，实现了诸多的数据处理功能，提供了初步的交通数据服务功能。
目前，我国的智能交通发展还存在着展业链条发展不健全、核心技术被国外垄断、统一标准和技术规范建设出狱之后状态、资源整合不够，难以发挥系统功能优势等问题
2、澳大利亚：先进的智能交通运输系统和交通控制系统
①最优自动适应交通控制系统（SCATS）
SCATS系统在澳大利亚几乎所有的城市都有使用，目前上海、深圳等城市也采用这一系统。
SCATS系统的优点是其自动适应交通条件变化的能力，通过大量设在路上的传感器以及视频摄像机随时获取道路车流信息。ANTTS是其重要子系统，该系统通过几千辆出租车装有的ANTTS电子标签与设在约200个交叉路口处的询问器通话，通过对出租车的识别，SCATS系统能够计算旅行时间并对交通网的运行情况进行判断。
澳大利亚的先进系统合作研究中心正在开发一种名叫TRIRAM的系统，其主要的目的是通过模拟道路网来预测交通行为以及新的交通流量。
②远程信号控制系统（Vic Roads）
交通拨号系统通过普通的电话线，TCCC能够连接到50个偏远的受控交通灯，可以监测这些信号灯的状态改变它们的参数，为偏远路口的信号控制提供了便利。
③微机交通控制系统（BLISS）
该系统最主要的优点是运行于普通微机上，并可控制63个交通灯，目前在布里斯班已超过500个信号灯采用BLISS系统进行控制。
道路信号系统：是交通控制中心与机动车通信的基础。该系统使用900MHz的频率通过路旁询问器与车内电子标签进行通信，电子标签通常是简单的异频雷达收发机，当被询问时可返回一个可被识别的信号。该系统最普通的应用是车辆的不停车收费。
视频数据获取系统：运用视频摄像机监测、识别和计算交通量。通过自动辩识车牌号码来对重型车辆监测、分类、识别，数据可被送到重型车辆监测站，与数据进行对照，该系统能监测到超速车辆、强制停运的车辆。
实量旅行信息系统：通过车载的定位器，计算机软件可以估计每辆车的到达时间，并通过显示屏显示给正在等候的旅客。另外，该系统还可以用于驾驶员通报突发事件。
3、日本：现代化的公路智能管理
到2003年6月末，日本装有汽车导航系统的车辆已达1200多万辆，同时装有汽车导航系统和车载信息通讯系统（VICS）接收器的车辆也达700多万辆，以上装置可以为驾驶员或其他机动车使用者提供即时道路信息。因此，日本的道路车多而不乱。路上诸多监测器和雷达，随时监控道路情况和采集信息，驾车人可通过情报信息板获取即时道路信息。
①电子收费效率高
ETC技术相对于传统收费技术来说有两大优势：一是更加适应于多个不同主体运营管理多条收费道路的情况；二是对非法行为、人为破坏和逃费行为有着更强的防范性。从ETC的功能来讲，可以根据条件实现收费费率的灵活设定和调整，从而提高了收费道路的利用率，最大限度地减少了在收费口的拥堵。
日本最常用的ETC收费站采取3个门桥的样式，这3个门桥分别用于识别车型、识别入口和收费信息传输，其栏杆采用新材料制成，里边为碳素纤维，外边为发泡纤维。在车的时速不低于80公里的情况下，门桥可迅速向上打开，万一打不开，也可向前推出，外层的发泡纤维对车体不会造成损害。
②排水路面效果好
日本的高速公路处于良好的养护状态，少见坑槽和裂缝，平整度好。日本全国7000多公里高速公路，全由道路公团统一管理。全日本50%以上的道路采用排水路面结构。从实施效果来看，排水路面具有减噪、防溅水、防滑、防眩光等效果，从而可降低交通事故发生率。
3、新加坡：高速公路监控及信息诱导系统
为了提高高速公路的使用效率和行车安全，高速公路需要有先进的监控系统和交通信息发布系统，即EMAS对其进行管理。
1EMAS的主要功能
（1）提供实时的交通信息
用三种可变电子情报板形式提供前进方向的交通状况或者事故警告。在进入高速公路之前，以及在高速公路出口前的路段，驾驶员能够接收到实时前方的最新交通资料，允许在必要时改变行驶路线。如果不改变路线，至少能掌握所选择路线上延误的原因和情况。
（2）对交通事故的快速响应
EMAS对监控的道路进行24小时检测，可以对交通事故地点进行快速定位并报警，交通控制中心可以快速派出处警人员到达事故现场，在最短时间内使交通再次恢复正常通行。
（3）将交通拥挤减少到最低限度
因为该系统能在交通事故发生的初期就有响应，大大缩短从事故检测到事故处理完的时间，使交通拥挤减少至最低限度。同时，电子信息板及时提供交通信息，使驾驶员有机会避开事故地点，选择其他道路行驶，从而进一步降低交通拥挤。
（4）提高道路安全性
汽车驾驶员在道路上遭遇困难时即可引起系统的注意，可以以最快的方法移去道路上的障碍并清理事故现场，直到保持交通自由畅通，享有更安全的行驶环境。
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