交通运输是社会经济发展和人民生活的重要环节,如果说因特网改变了人们的思维方式,那么智能交通将改变人们的生活方式。这种影响将是巨大而深远的。从国民经济和社会发展的角度来看,运输领域的每一次技术革命都意味着一个新的时代的到来,蒸汽机、汽车、远洋船……新技术让我们越走越远,越走越快,让世界的面貌发生了根本的改变。当今世界发达国家已经充分认识到了这一点,纷纷制定本国的战略对策,作为公路、水运主管部门,我部也开展了大量工作,下面我就我国公路、水运ITS发展的现状与问题,发展的环境、任务与需求,我们的战略目标和研发重点等向大家做一简单介绍。
一、我国公路、水运ITS发展的现状与问题:
我国早在70年代就将电子技术和信息技术应用于交通运输领域。但90年代才引入智能运输的概念。交通部作为公路、水运行业主管部门,十分重视智能运输的发展,在“九五”期间就进行了智能运输系统发展战略的研究,安排了必要的项目和建设,在制定《公路、水路交通“九五”科技发展计划和2010年长远规划》时又安排了智能运输系统的有关工作和项目,在这个计划的指导下,开展了以下几方面的工作:
1 智能运输系统发展战略研究和体系框架的制定:
为了指导全国公路交通领域智能运输系统的研发和应用工作,我部在1996年开展了智能运输系统发展战略研究,制定了交通ITS的发展规划和计划。中国ITS发展的战略是在中国基础设施建设与ITS发展同时进行这个背景下来讨论的,也就是说是如何同步协调发展我们的基础设施建设和ITS,以便提高运输效率和安全性,减轻环境影响。该项研究充分考虑到智能运输系统是一个有人参与的、与社会和经济密切相关的系统,在确定我国的ITS发展战略的同时注重与社会和经济的发展水平相适应。
随即开展的我国ITS体系框架研究项目进一步对我国ITS研究的方法、目标、范围、原则等进行了研究。这两项工作的及时开展,为我国ITS的发展打下了良好的基础。
2 标准化工作:
1995年交通部被国家技术监督局确定为全国交通工程标准化委员会依托部门,在国家标准化工作主管部门的领导下,“九五”期间已经完成和正在制定的标准有30多项,涉及交通监控、专用短程通信、电子收费、电子单证格式、数据交换协议等。
1999年10月,在科技部和国家质量技术监督局的统一安排下,国家智能交通系统工程技术研究中心和ISO/TC204中国秘书处承担了“中国智能交通系统标准体系的研究”。研究的主要内容有:明确潜在的需要制定标准的领域,制定出智能交通系统标准框架和体系表,开展一些急需标准的制定工作。目前该研究的主要内容已经完成,提出的标准体系表按不同层次覆盖了电子地图及定位、电子收费、交通管理与紧急事件管理、综合运输与运输管理、信息服务、自动公路与车辆辅助驾驶系统等领域,有300多项标准。
3 结合公路建设、管理和运输,开展应用项目的开发
在“九五”期间交通系统充分利用高速公路建设的时机和国家项目的支持,组织有关的研究项目和示范工程,特别是在收费系统的建设中,紧紧抓住公路收费这个政府和老百姓都关心的问题,以联网收费为突破口,出台了联网收费暂行技术要求,保证大范围内的统一和兼容,交通部组织多个省厅开始网络环境下不停车收费系统的联合攻关和示范工程建设,并已经取得明显的社会经济效益。
另外,以国家科技攻关等项目为龙头,实施了与智能运输系统相关的重大项目,例如国际集装箱运输电子数据交换和运作系统和示范工程,GPS、航测遥感CAD系统集成技术系统,地理信息系统(GIS)在公路设计中集成应用和综合技术,快速货运系统,货运交易信息系统等。在各地交通主管部门的组织下,各地交通行业也开展了大量信息化方面的开发和应用,组织了监控、收费、公路管理、客货运输管理、运营车辆管理等100多个研究和应用项目。这些项目的开发成功提高了交通运输系统建设、管理的水平。
4 进行基础条件的建设
交通部在“九五”基本建设中专门安排了1300多万元建设智能运输系统研究中心试验室,已经建成了宽带骨干通信平台,模拟监控室、自动车辆识别和电子收费实验室、交通工程检测中心试验室和电磁兼容性试验设施。这些试验条件的建设为智能运输系统的开发和应用研究提供了良好的条件。
5 积极开展水路智能运输系统的前期工作
虽然水路智能运输系统在我国尚处于起步阶段,水运行业实际上是应用电子信息技术较早的行业,尤其是远洋运输和沿海主要港口已经比较广泛地应用电子信息技术,一些大型港口和大型船公司已经应用具有较强功能的智能管理和控制系统,如:中远集团和中海集团的船务管理系统、箱务管理系统、船舶智能动态管理系统,上海、天津、青岛、广州、大连等港口的装卸调度系统、堆场管理系统、水上交通安全管理(VTS)系统。一些行业性的信息系统也在我国水运业获得应用,如:国际集装箱电子信息交换系统、水运信息统计系统、港口航道基础数据库系统等。水运业应用电子信息技术改造传统产业已经迈出了坚实的步伐,取得了显著成效,这些都是进行水路智能运输系统开发的基础;另外,继(ARPA)雷达自动避碰系统,IMMARSAT之后,电子海图和一人驾驶系统(IBS)将成为水运智能运输系统的亮点。为了合理规划和指导水运ITS的发展,我部已经组织有关院校开展水路智能运输系统发展战略的研究。
虽然“九五”期间智能运输系统的研究和开发有了一个良好的起步,但存在的问题也是突出的,总体上,存在以下主要问题:
(1) 研发力量小,产品的研发过程长,产品的产业化水平低,:国际信息和电子方面的产品日新月异,而我国在这方面普遍落后,因此始终处于亦步亦趋的追随过程,也难以适应市场需求。
(2) 盲目跟踪国际潮流,缺乏立足本国国情开发的有特色的产品。
(3) 现有各种信息系统、管理系统和控制系统基本处于“孤岛型”运作状况,各个运作实体与行业内外的信息交换缺乏有机的纵横联系。
二、 我国公路、水运ITS发展的环境、任务与需求
ITS是一项系统工程,是与社会、经济以及人民生活的各个部分密切相关的,我国ITS的发展必须充分考虑我国国情,对社会需求水平、经济发展趋势、甚至文化背景、地理环境特点、人口分布情况等各种因素都要有充分的了解和分析。不能不顾本国国情,盲目跟随国外潮流。
1、我国公路、水运ITS发展的环境:
目前我国国民经济持续稳定增长,政府宏观调控力度依然将保持较高水平,但将以政策手段为主;风险投资体制将逐步完善,信息化水平将迅速提高,逐步与国际接轨;安全、环保意识逐步提高。
我国地域特征明显,西部地区的地理、地质、气候环境十分复杂恶劣,灾害严重,人口稀少。东部地势平坦,人口密度大。
近年来,交通行业发展迅猛,由于中央采取积极财政政策,加快以公路为重点的基础设施建设,到2000年底,全国公路总里程超过140万公里,高速公路里程突破1.6万公里,跃居世界第三位。沿海港口万吨级以上泊位达到651个,其中3万吨级以上泊位达到214个。上海国际航运中心建设取得较大进展,长江口深水航道整治一期工程已经完成,水深达到8.5米。初步形成了以环渤海地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区港口群体为主的总体格局。
另外,从建国以来的数据可以看出,公路客运周转量和水运货运周转量在全社会运输中所占的比重呈现迅速上升的趋势,公路货运虽然在很长的一端时间内停滞不前,但从80年代中期的阶越式上升后也有缓慢的上升。2000年公路客运量、货运量分别达到134.7亿人次和103.9亿吨,占各种运输方式总运量的比重分别达到91.3%和78.3%。水路货物周转量占各种运输方式的比重增加到54.9%。这种趋势是与我国经济发展的形势及不同运输方式的优势密切相关的。由此也可以预测,随着我国经济形势的进一步好转和基础设施的进一步完善,特别是加入WTO以后,运量将进一步增长,这两种运输方式在今后很长一段时间内仍将呈现上升趋势。
但是,只需要一组数据我们可以清楚地看出我国目前交通运输领域存在的问题:1998年我国汽车拥有量仅为世界第11位,而公路交通死亡人数却是世界第一,即使用每万辆汽车死亡人数统计也仅次于印度,排世界第二(我国每万辆汽车死亡人数为59.2人,美国仅为2人)。可见我们的安全问题之严重。
这样的环境和现状意味着我国ITS发展拥有迫切的需求和广阔的空间。
2、任务与需求:
(1)公路运输领域:首先是安全方面,迫切需要开发应用能够改善道路安全性能的系统和产品。这也是国际上ITS发展的一个最主要潮流。但是我国的国情与发达国家不同,我国近40%的交通事故死亡是由超速、超载或车辆失修、失养造成的,另外西部地区大量的自然灾害和恶劣的环境也是交通事故频繁产生的直接原因。必须针对我国的实际情况研究开发能够提高交通安全性能的系统和产品。其次是交通管理方面,先进的交管系统将有效提高运输效率,减少交通阻塞,但过高的成本和过于精密的设备不利于广泛使用,有必要研制一些实用性和适用性强而成本较低的产品来普遍提高道路的管理水平。第三是基础数据库建设,从公路的勘察设计到管理都需要大量基础数据的支持,美国等发达国家的GIS系统早已十分完善,使得他们的公路建设和管理十分便捷,而我国在这方面的欠缺为交通发展带来了不便。
(2)水运方面则迫切需要开发应用能够实现信息资源共享的综合货运管理系统;推广使用先进的水上交通管制和船舶智能控制系统等,减少船舶进出港口和狭水航道航行船舶的碰撞;提高船岸通讯和导航能力,提高事故处理与救援速度。
三、 公路、水运ITS发展的战略目标与研发重点
根据我国社会经济发展的需求和交通运输长期规划的要求,我们制定了分三步走的公路、水运ITS发展战略和研发重点:
1、公路、水运ITS发展战略:
(1) 公路水运交通领域的ITS在“十五”期间的发展将遵循以下方针:从需求出发、以示范工程为龙头、重点突破、有选择的跟踪。目标是重点解决智能化的营运和管理、集成信息服务、专用短程通信和标准规范等关键技术,研究适合我国国情的智能运输系统发展模式和技术,为智能运输系统的开发、应用及产业化奠定基础,提升整个运输系统的管理水平、服务水平和安全性,进而带动制造业和服务业的发展,促进我国通过高新技术改造传统产业、信息化带动工业化的进程。
(2) 从2010年开始,在前一阶段建成的高速公路上大量使用先进的通信电子技术,逐步提高整个公路网的效率和安全性,力争用20-30年的时间达到和完成智能运输系统的战略总目标。
(3) 用大约50年的时间在中国建成以提高国家综合国力和人民生活水平为基本目的的高效、安全、环保的最具竞争力的综合运输系统。
2.研发重点:
根据公路水路交通“十五”计划和《公路、水路交通信息化“十五”发展规划》,十五期间ITS领域的研发重点有以下几方面:
(1)国道主干线电子(收费)系统示范工程:通过研究和示范工程,将统一我国的联网收费技术标准,结合高速公路监控系统,建立相应的自动化服务水平考评体系;确立收费方式,解决联网安全,开发收费软件系统的安全管理系统。
(2)现代货运体系和物流体系的开发和示范工程 通过开发和应用,建立适合中国国情的货运管理体系,重点开发货运管理系统、货物跟踪技术和设备、特种货物运输跟踪管理系统;大力提升大中型货运企业的信息化水平,形成高效的干线货物运输系统网络。实现管理科学化、经营网络化,提高我国道路货运的效率、效益和安全水平。
(3)高速公路紧急事件管理系统:通过高速公路实时监控和通信等系统,提高高速公路处理突发事件的能力和路政管理水平,具体内容有:制定高速公路紧急事件处理和服务系统指标体系;实现高速公路紧急事件处理流程规范化和计算机化;
(4)城市间旅客快速运输管理和信息服务系统:充分利用高速公路管理系统的信息资源,结合先进的信息技术和车辆定位跟踪技术,完善或建立城市间旅客快速运输管理系统,组建快速、安全、高效的城市间道路客运服务网络,开发和使用符合我国经济社会环境需求的道路客运信息处理和服务系统,大力发展基于因特网环境下的公众出行信息系统,实现联网售票、客运车辆信息查询、各种运输方式有效衔接之信息查询的功能,提高公路客运信息服务的范围和质量。
(5)水运综合信息系统:它是水路智能运输系统的信息运作平台,集合了水路运输服务的实体在运作过程所产生的各种信息,这些信息经处理后,除提供给政府管理部门外,还向接受运输服务的对象发布,使服务对象能够实时了解所需的相关信息。
(6)水上交通管制、事故处理与救援系统:该系统具备对所有通航水域中船舶位置和移动状况进行实时监控和智能化管理的功能,根据气象、海况、船舶密度等因素,对覆盖区域内所有船舶的航行状况进行判定,依据重要程度,自动向危及航行安全的船舶发出必要指令,向正常航行的船舶发出航行提示。对特定水域中发生的泄露事故进行监控和扩散趋势预报、对海难事故进行立体施救和定向搜寻的功能,对特定水域内事故的救援方案选择和事故灾害影响范围进行计算机辅助决策和评估,为遇险船舶和人员提供救助服务,为水域环境保护提供决策支持。
(7)先进的船舶控制系统(VTS):先进的船舶控制系统具备自动导航、自动驾驶、轮机自动控制、自动应答、自动规避、动态跟踪、航行状态自动记录等功能,通过各种传感器和接受器、船上计算机系统和控制执行机构,使船舶能够自动接收外部控制系统发出的各种信息指令,并实时监控船舶本身状态,在船舶操控过程中预防各种安全事故尤其是人为失误引发的事故发生。
(8)船舶自动识别系统(AIS):全球无线电应答器系统,也称自动识别系统,是近年来几个国际组织,特别是国际海事组织、国际航标协会、国际电信联盟共同的研究成果。它为船舶提供一种有效的避碰措施,能够极大地增强雷达功能,并且能够不通过雷达而使VTS了解所有装有AIS的船舶的完整的交通动态。它还是一种制定船舶报告计划的方法。
四、 交通部对ITS发展将采取的主要措施
1、提高全 行业信息化水平:行业信息化水平的提高是ITS发展的基础。欧美国家也是在全社会的自动化、信息化、智能化水平有了一定基础的情况下开始发展ITS的。交通部“十五”期间将加大对ITS基础研究、开发的力度,以适应ITS发 展的需要。
2、加快综合运输体系建设,理顺管理体制:现有的分离的运输体系和分割的管理体制是ITS发展的制约因素。必须理顺关系,才能避免重复建设,实现资源和合理利用和信息共享。
3、提高集约化管理水平,规范运输市场:目前市场上存在大量的水平低、规模小、效益差的小型运输企业,不仅造成大量安全隐患,而且不利于提高运输效率,更无法进行信息化管理。因此政府需通过规范市场和政策性引导来提高运输市场的整体水平。
4、加快标准体系的完善:ITS标准体系是整个ITS发展的基础,它应该是与国际接轨的,同时又适应中国国情,与整个交通信息标准体系相兼容的。
5、制定鼓励性政策,引导ITS产品的研发、生产和销售:ITS产品的生产和开发需要大量企业的投入,但也需要政府的政策性引导。特别是对能够提高安全、环保水平的产品要大力扶持;对有巨大社会效益的ITS产品,由政府出资进行研发或引进。
6、抓紧ITS方面人才的培养:发展我国的智能运输系统,必须注重加强人才的培养和人员的培训,土木工程技术和信息电子技术的复合型人才尤为重要。
信息技术为公路和水路运输这两种人类历史上最古老的运输方式插上了翅膀。我们相信在不久的将来,智能运输必将乘着我国经济飞速发展的东风展翅高飞。