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城市智能交通作为国家立体交通网建设的重要组成部分,在全球范围内受到广泛关注。20多年来,中国智能交通发展取得了显著成效,以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、高精度定位等为代表的新一代信息技术蓬勃发展,催生了以网约车、共享单车、定制公交、小微型客车分时租赁、代驾、代客泊车等为代表的城市出行服务新业态,为智能交通技术创新和市场拓展注入了新的活力和动力,促进了智能交通产业发展。
早在20世纪80年代中期,欧洲就已经开始对道路设施进行研究以及完善,并用于提高服务水平。智能交通系统(ITS)作为一种实时、高效、准确的新型交通运输系统目前在欧洲国家正得到广泛应用。今天就来看看欧洲一些国家智能交通的发展现状和未来趋势能为我们带来哪些启示呢?
丹麦
丹麦智能交通发展的特点
丹麦拥有低碳环保、健全高效的交通运输系统,它在公共运输、不同运输方式的集成以及电动汽车等领域进行了改进提升。此外,制定合理的智能交通解决方案也在丹麦智能交通系统的可持续发展过程中起到了至关重要的作用。
丹麦政府明确表示,想要积极推动绿色交通技术的发展,仅仅专注于单一方向是不够的,必须研究多种解决方案,并重点关注电动汽车、氢动力汽车、混合动力公交车和沼气公交车等新型清洁能源车型的应用。丹麦政府将优先促进绿色交通系统的建设,并采取一系列举措来使丹麦摆脱对化石燃料的依赖,更多地使用公共交通出行和推广节能环保技术的应用,进一步缓解道路交通拥堵。
重点发展领域和未来发展趋势
尊重自然是丹麦成为促进可持续发展的先锋国家的原因之一,丹麦建成了世界一流的绿色能源体系,它可以为人们提供大量绿色能源和更加清洁的生活环境。在未来的发展中,丹麦将会重点研究智能自行车系统、智慧港口、智能停车系统等领域,并与其他国家合作来推进全球的可持续发展。
丹麦拥有杰出的智能自行车系统。哥本哈根通过“绿波计划”利用新技术十分有效地解决了城市面临的各种交通拥堵问题。同时,哥本哈根还通过升级道路基础设施的方法来保持道路交通顺畅,利用智能交通技术大幅减少城市居民的通勤时间,并且通过设计更切实际的自行车道,让出行者更加乐意选择自行车作为出行工具,促进城市的节能减排。
丹麦智能交通系统可持续发展战略的另一个领域是智能港口。在过去的半个世纪中,航运业引入了船舶集装箱化、大型化和电子数据交换等技术,尽管对于港口作业系统有所改进,但是过分依赖于手动和基于纸张的系统在港口运营的各个方面仍在继续使用。为了保持竞争优势,运营商采用了数字思维方式,并实施智能端口技术,提高了作业效率和综合竞争力。除此之外,丹麦的停车设施也陆续推出自动停车系统以解决停车拥堵、资源利用率低等问题。
虽然丹麦在可持续发展方面已经做出了巨大贡献,但是在减排方面,丹麦只是做了很多相对容易的事,例如发展智能自行车系统,发展风能、生物质能和太阳能等新能源,以及发展区域供暖等。要想实现深度减排的目标,丹麦必须综合考虑那些更棘手的问题,例如建设新型的交通服务网络和发展可持续性能源等。
德国
德国智能交通发展的特点
城市交通管理系统是德国智能交通发展的关键领域。以柏林为例,德国的城市交通管理系统采用公私合作机制。交通控制中心利用线圈、视频、浮动车等技术,构建了一个覆盖道路、公交车、出租车等多种交通方式的立体检测系统,将所有交通要素(私人和公共交通)统一到一个城市交通管理系统中。通过该手段,德国实现了多部门数据共享和协调联动,收集、分析、上报收集的数据,给相关单位派出人员提供技术支持和信息服务。当交通量测站测试超过预设值(流量过大或交通停止)时,自动生成交通报告。
此外,值得一提的是德国通信信息管理系统。通信信息管理系统为德国智能化高速公路奠定了良好的基础。德国高速公路通信信息管理系统分为专用通信网络、应急电话系统、信息采集系统、信息显示和发布系统、专用通信网络和紧急电话系统。可直接接入所有的通信和信息设施。高速公路的信息收集、信息处理、交通分析与信息发布、交通信息设施由各州政府交通主管部门负责建设、管理和维护,并对外发布公共信息,实现信息共享。公共交通部门和交通管理部门分别负责公路监控和管理。道路交通部门负责交通疏导、疏散、信息发布等交通管理工作,警务部门负责道路安全、监督检查等工作,二者信息共享,信息互通。德国高速公路对车辆收取的过路费包含在燃油费和道路维护费中,因此德国高速公路没有收费设施。
许多先进的技术手段,如智能交通诱导系统、GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、交通网络控制系统等被应用在德国的公路和城市交通信息管理中,这些通信信息技术手段为交通管理提供了有效、可靠的技术保障,同时也提高了服务水平。
重点发展领域和未来发展趋势
德国智能交通重点发展领域
交通是德国新战略聚焦的五大领域之一,旨在实现新型运输方式快速、舒适、安全、高效、低噪声且节约资源。信息、通信和导航系统的发展有利于交通基础设施的进一步智能化,智能化物流方案的研究和移动电子服务的推广使用又推进了运输节能。
联邦政府计划资助了安全、联网和环保出行领域的技术发展,包括自动驾驶研究行动计划“BMBF、BMWi和BMVI的总体研究框架”、“2017~2020年清洁空气立即计划”、“Mobility2Grid研究园区”、研究议程“可持续的城市交通”、“国家未来城市平台(National Platforms,NPZ)”、技术资助计划“新车辆和系统技术”、“氢和燃料电池技术国家创新计划第二阶段(NIP2)”等。
德国智能交通未来发展趋势
智能车辆和联网出行是德国智能交通发展的主要趋势。未来几年,德国将通过利用智能道路,不断提高道路安全性,以及提高道路的通行效率。联邦政府正在推动自主驾驶的创新,帮助自主驾驶产业向国际化发展。在巴伐利亚州联邦交通研究所,为了测试和开发数字自主驾驶与智能网络链路的交互作用,一项数字交通试验在分离和复杂的实际条件下展开。在数字交通试验中,车辆间通信系统的研究也逐步开展,同时,可以智能监控基础设施的系统也已经开始了测试。
现代信息技术在内河航运业也得到广泛应用,它能够帮助船主获取航道拥堵信息,并且能够在船舶发生故障时及时通知航道管理机构。航道服务系统(River Information System,RIS)可以通过信息获取,进行航道的优化管控,减少不必要的船舶驶出,并减少船主的等候时间。该系统可向海上航行船舶的通信与导航系统提供交通状况、事故信息等。船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)同时也在处于研究和建立之中,航运大数据系统是其中一个重要的子系统。基于此,依托现代信息技术,德国不断完善水运服务系统,从而逐步提高现有水运基础设施的利用率。同时还可以提高船舶行驶的安全性和运输量。
信息技术还将应用在铁路方面,从而提高既有线路利用率。德国重要的运输系统就是铁路网,扩大其容量是其目前的关键目标。为此,铁路系统将增加新技术,例如取代传统的铁路信号设施。此外,通过在列车安装传感器可以将其数据进行传输,将数据上传到云,从而实现列车联网。
法国
法国智能交通发展的特点
纵观法国智能交通的发展历程,通过总结不同阶段的发展重点,可以将法国的智能交通特点归纳为以下四个方面。
1986年,法国在“保障车辆安全的欧洲道路基础设施计划”的指导下开始致力于增加道路里程数,修建并完善道路基础设施,以提高交通服务质量,保障车辆通行的安全性以及运输效率。到1988年,法国在完善道路设施方面给予大量的资金支持,通过将信息化等理念融入设施建设中,从而逐渐搭建起智能交通系统体系基础框架。21世纪初,法国的智能交通发展均侧重于道路设施本身的配套,一定程度上为智能交通奠定了底层发展条件。
进入21世纪后,随着计算机通信技术的快速发展,智能交通领域也迎来了蓬勃发展时期。法国在此背景下开始着眼于测试和评估协作式智能交通系统,使车辆彼此之间以及与道路基础设施能够进行通信。
从改善道路基础设施到提升车辆自身的安全性,再到车联网以及建立端边联系,法国在欧洲智能交通云服务平台试点下,着力探索多模式的交通集成应用。在公共交通方面,法国智能交通系统能够通过优先专用车道设置、车辆定位与跟踪等系统提供运营过程中的信息,从而降低运营成本,提高运输效率。同时,法国还在停车服务、付费系统、自行车共享等方面进行多模式下的智能交通实践,进一步拓宽了智能交通发展的广度。
在共同面对全球气候问题的挑战下,法国提出发展绿色智能交通。[1]2019年7月,中法工业合作机制联委会第七次会议暨中法产业圆桌会在重庆举行,两国代表达成共识,通过智能交通发展带来的契机建立低碳交通体系,利用智能交通成效来控制交通流、车辆速度和交通堵塞,利用其先进的手段管理车辆行为,契合“集约、智能、绿色、低碳”发展要求,打造智能绿色交通。
从以上法国智能交通发展的四个特点可以看出,法国智能交通体系逐渐趋于完善,从基础到深化,从单一模式到多模式协同发展,显现出独特的法国智能交通发展体系。
重点发展领域和未来发展趋势
2018年5月23日,法国经济部发布了《法国无人汽车发展战略》,明确表示从2019年开始,法国全国内的大小道路全部开放用于全自动无人驾驶汽车的测试,同时强调法国要加快自动驾驶领域的技术研发。
2018年5月19日,法国总统马克龙宣布“法国人工智能战略”,旨在顺应人工智能发展的黄金时代,使法国发展成为人工智能强国。[2]同时《法国与欧洲人工智能战略研究报告》也于当天对外发布,该报告经7个月的调研编制而成。报告指出,健康、交通、环境和国防与安全这四个领域是法国发展人工智能优先考虑的领域。
法国智能交通系统重点发展领域致力于可以向全国公众提供出行信息服务,满足公众的各种出行需求,为公众提供最佳的出行方案。车辆驾驶员能够借助车载无线通信设备获取道路条件、交通运行状况、服务设施位置和导航信息等交通信息,从而自主选择出行方式、时间和路线,提高道路通行能力,并且提升公众出行满意度。
荷兰
荷兰智能交通发展的特点
荷兰是著名的自行车王国,目前全国拥有2100万辆自行车,大约平均每人拥有一辆。这主要与荷兰的城市居民出行距离较短,各地区政府为提高城市居民的生活质量和推动城市的经济发展,出台一系列限制汽车使用的政策密切相关。[3]
与此同时,荷兰也拥有十分发达的公共交通系统,公交车辆行驶的道路状况非常好,路侧设置的交通标志也清晰明了,公交车辆和电车的路线将各大城市和村落都连接起来。荷兰的大中城市都设有公交车专用道,除政府规定的路段以外,其他车辆禁止在公交车专用道上行驶,实现了公交车辆的快速行驶。荷兰主要有以下4种类型的公交服务:大型城市运行的城市公交;主要城市和周边城镇运行的地区公交;主要城市与周边目的地运行的快速公交;在不同城镇间运行的“夹层”公交。
重点发展领域和未来发展趋势
21世纪初,欧洲很多国家基于已有的道路基础设施和数据通信条件,开始致力于推动车路协同的发展并且进入实质性应用阶段。在此阶段,荷兰开始构想并建设车路协同综合试验园。
荷兰拥有比较完善的智能交通系统基础设施,同时智能交通技术的研发也遥遥领先于其他欧洲国家。2009年起,随着一系列智能交通相关项目的实施,荷兰政府也开始大力支持车路协同相关技术研发和成果转化。车路协同综合试验园作为一种企业主导、政府支持的新的跨部门组织模式应运而生。车路协同综合试验园旨在从阿姆斯特丹市开始,为欧洲乃至全世界城市提供通畅、清洁、安全、舒适的道路交通环境和服务。
英国
英国智能交通发展的特点
英国是整个欧洲汽车最多的国家,87%的公路旅程由小汽车完成,只有12%由公共汽车完成。因此,确保公路交通畅通无阻,是一个复杂和全面的系统工程。英国对智能交通系统的研究一向领先于世界各国,例如,早期的交通信号灯线控系统、先进的SCOOT系统、交通信息高速公路与视频信息高速公路这两大交通信息网络平台系统,以及伦敦的拥堵收费系统,这些都是智能交通系统的重要组成部分。
重点发展领域和未来发展趋势
英国智能交通重点发展领域
早在20世纪70年代末期,英国就一直处于智能交通系统开发和实施的最前沿。根据欧盟2010年40号指令,自2011年至2019年英国实施了多项ITS方案,从全国范围的 智能交通系统到小规模的本地城市交通控制(UTC)计划,实施了大量公共和私有项目。以下为ITS优先发展领域。
道路、交通和旅行数据的最佳利用。这些数据的收集、处理和使用,使旅行者和货物安全有效地在英国境内移动。该项工作已有十多年的历史。公共和私营部门提供的几乎所有服务和路线都已纳入公共交通用户信息系统,包括驾驶员的信息、路线和停车引导系统、交通消息通道(TMC)等。公路当局和车队管理者使用数据来有效地运营其网络。
交通和货运管理智能化服务。国家/大型区域控制中心和信息提供商提供ITS服务,例如英国的国家交通控制中心(National Traffic Control Center,NTCC)、苏格兰的国家驾驶人信息和控制系统(National Driver Information and Control System,NADICS)和威尔士的交通威尔士(Traffic Wales)。
ITS道路安全和安保应用。自20世纪70年代以来,道路安全一直是英国交通政策的重点之一,英国在使用ITS(例如摄像机执法系统)减少人员伤亡方面一直处于国际领先地位。21世纪初,英国创新开发的点对点执行系统开始实施,实践证明非常有效。摄像头和ANPR系统在英国得到广泛使用,确保了运输的安全性。当时英国在欧盟内部处于该领域技术发展的最前沿。
将车辆与交通基础设施联系起来。迄今为止,车辆和基础设施信息共享(CVHS)并不是英国交通政策中的优先事项,但也有一些交通信息频道(RDS-TMC),卫星导航系统在私人和商业驾驶中都具有很高的占用率。
英国智能交通未来发展趋势
英政府科学办公室2019年1月31日发布了《未来移动:交通系统》战略报告。该报告展望了英国到2040年整个交通系统,以下为战略对英国未来交通发展进程的构想。
趋势图:2020年在所有火车上实现免费Wi-Fi,火车运营公司制定最低互联标准。2023年,首批无人监控自动驾驶汽车开始在英国道路上行驶。2025年,电动汽车变得越来越普遍,销售量与内燃机汽车(ICEV)达到大致相同的市场份额。2026年,在线零售商投资5000辆自动电动重型货车(HGV)车队。2027年,由于数据可用性和运输管理分散之类的障碍,传统市场提供商淘汰。2029年,由于工作方式的变化,通勤里程开始减少。到2031年,15%的乘客里程是乘坐自动驾驶汽车产生的。2033年,30年进展回顾发现,英国交通服务获取及其影响的不平等日益加剧。2036年,共享交通方式已在年轻的城市居民中确立。2038年,每年有几个月可以通过北极航线进行开放水域运输,以改变英国港口的竞争力。2039年,私人汽车的使用量达到了历史新高。
技术推进路线图:2020年开发更多智能高速公路。2021年,首批全自动驾驶汽车驶入英国道路,政府宣布对其广泛部署的障碍进行审查。2022年政府推出新的车辆运行框架,激励了自动驾驶车辆发展。2023年,尽管在家中工作和在线购物有所增加,但人均出行次数仍在增加。2027年,医疗保健专业人员、学者和慈善机构将发起一项全国性的大型运动,游说政府应对居民缺乏室外活动。2029年,欧洲火车控制系统数字信号在英国铁路网络中全面运用。2031年,伦敦作为一个快速发展的技术中心,人口超过大伦敦当局2017年做出的1000万的预测。2033年,英政府对可自由共享某些类型数据的公司实行税收减免政策。2034年,城市游行抗议因自动化和财富不平等加剧而导致的工作机会减少。2035年。无人驾驶飞机在农村地区运送包裹的比例不断增长。2038年,英国道路上几乎没有内燃机汽车,远远超过了政府2050年的目标。2039年,有80%的乘客里程是乘坐自动驾驶汽车行驶的。
英政府认为,提供合适的环境和支持以使新技术蓬勃发展至关重要。政府直接负责战略道路网(Strategic Road Network,SRN),并将技术和信息用于SRN的未来运营、管理和改进中。2015年至2021年间,英国公路局投入1.5亿英镑进行创新,支持道路战略中确定的关键优先事项。这些项目包括互联和自动驾驶车辆技术的试验,包括将伦敦A2/M2开发为互联车辆走廊的国家试点,其旨在为客户提供更好的信息,改善英国公路网络和基础设施管理。
瑞典
瑞典智能交通发展的特点
瑞典正处于社会发展阶段,数字化为其提供了新的发展条件和机会。在瑞典,我们看到未来的解决方案涉及自主车辆、自动驾驶、新的运输服务以及不同行为者之间的合作形式。加强运输系统数字化的一个先决条件是,系统的各个部分(基础设施、车辆和用户)相互连接,能够不断地接收和发送信息。数字化需要投入研究,其中汽车制造商需要与立法机构、国家和国际机构以及其他利益攸关方进行互动。
重点发展领域和未来发展趋势
运输政策的目标是确保为全国公民和企业提供社会经济有效的长期可持续运输供应。国家ITS战略将通过利用数字化的可能性为实现目标做出贡献。目标是:“通过创新的运输解决方案引领道路。”该目标不仅涵盖技术和系统;它在同等程度上涵盖了法规、计划体系、商业模式和融资形式。
为了实现这一目标,瑞典已经确定了以下优先领域的发展方向:①运输系统的数字化将主要基于现有的IT和电信基础设施。②服务和系统必须是国家级的、经过验证的,要尽可能地标准化,并且可以与欧盟内的解决方案进行互操作。③必须在对个人完整性和安全性有很高要求的情况下开发服务和系统。④服务和系统必须易于使用且可访问。⑤必须以简单的方式开放和访问数据以进行开发和创新。
本文摘自《智能交通蓝皮书:中国智能交通产业发展报告(2021)》——《国外智能交通发展分析》作者:刘浩 张可 赵晓华 李海舰 边扬 于海洋。有删选。
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