9.1智慧交通概述
出行作为人们每天都在进行的活动，其好坏足以牵动整个社会的神经。交通网络的日益发达使人们的出行越来越便捷，但同时交通带来的各种各样的污染又是各国政府必须面对的一大问题，而交通拥堵更是让大多数人难以忍受。
据英国SYSTRA公司对发达国家大城市交通状况的分析，交通拥塞使经济增长付出的代价约占GDP的2％交通事故的代价约占GDP的1.5~2％，交通噪音污染的代价约占GDP的0.3％汽车空气污，染的代价约占GDP的0.4％，转移到其他地区的汽车空气污染的代价约占GDP的1~10％。很明显，我们急需新方法来解决交通拥堵和空气污染等交通问题。
解决交通拥堵的传统方法是增加容量（例如新增高速公路和车道等）。但在土地资源有限、人口数不断增加的大背景下，仅靠增加道路容量是无法从根本上解决交通拥堵和环境污染问题的，我们需要其他的解决办法。在科技日益发达的今天，智能技术已开始应用到道路和汽车中，例如路侧传感器、射频标记和全球定位系统等。因此，我们应重新思考如何通过使用新技术和新政策使我们从A点到达B点更加方便快捷。
集成服务和信息对未来的公共交通至关重要。例如，为均衡供求，未来的交通系统将可以定位乘客位置，并为他们提供所需的交通工具；乘坐公共交通工具的人可以通过手机查看下一班市郊火车或地铁上有多少空座位。许多交通规划者已开始努力促成多个系统的集成，并在各种交通类型、多个城市甚至国家或地区之间整合费用和服务。
智慧交通系统可以缩短人们的空间距离、提高生产效率、缩短旅行时间、加速突发事件处理的速度，也可以保护环境、改善空气质量、降低噪声污染、延长资产生命周期、保护古迹／景点／住宅。
我们不奢望给智慧交通下一个准确的定义，一方面是因为，社会中不同角色的人从不同的角度出发，对智慧交通理解和认识是不同的；另一方面，科技进步的日新月异也给各种新技术和新理念的产生带来了极大的推动力，使得其内涵和外延都处于不断的发展变化之中。
9.1.1智慧交通具备的特点
交通作为整个社会运行的主要环节之一，无论它在哪个方面的小小改善都能对人们的生活带来可观的便利，那么，智慧交通又应该具备哪些特点呢？
①环保大幅度降低碳排放量，能源消耗和各种污染物排放，提高生活质量。
②便捷通过移动通信提供最佳路线信息和一次性支付各种交通费用，增强了旅客体验。
③安全检测危险并及时通知相关部门。
④高效实时进行跨网络的交通数据分析和预测，可避免不必要的浪费，并且使交通流量最大化。
⑤可视将所有公共交通车辆和私家车整合到一个数据库，提供单个网络状态视图。
⑥可预测持续进行数据分析和建模，改善交通流量和基础设施规划。
9.1.2智慧交通可以带来的社会经济效益
智慧交通系统的主要目标就是要充分有效地利用现有的交通资源，使其利用效率最大化。智慧交通系统将从缓解交通拥挤、减少交通事故、降低交通环境影响以及提高生产效率等方面产生可观的社会经济效益。具体来说，智慧交通系统的社会经济效益主要体现在如下几个方面：
1.减少交通拥挤和行车延误
随着城市人口的增加和社会经济活动的活跃，道路交通量不断增加，相应引起的交通拥挤也在增加。如前所述，不但在中国、泰国等发展中国家，就是在美国、日本、欧洲等发达国家，每年由于交通拥挤造成的经济损失也十分巨大。智慧交通系统的应用，将会大大缓解交通拥挤，节约交通利用者的出行时间，产生巨大的经济效益。智慧交通系统通过提供各种有选择的信息服务，能够使得出行者的路径选择向网络均衡的系统最优方向接近，达到路网负荷的均匀化，再加上能够将交通事故迅速通报从而使事故现场得到迅速清理的实时监测系统、能够根据当前情况调整的高速公路入口匝道和交通信号系统、能够减少收费站外车队长度的不停车收费系统等一系列子系统，可大大减少行车延误，实现道路资源的高效率使用。美国交通部估计，若将智慧交通系统与新增交通容量相结合，可以将未来用于应付交通拥挤而需要扩建基础设施的费用减少一半。
2.减少交通事故的发生率、死亡率
根据美国交通部门的预测，到2020年，美国因交通事故造成的经济损失每年将超过1500亿美元，而采用智慧交通系统将会提前对危险的预知和加快反应速度，从而大大增加交通的安全性，将事故损失降至最低。如在采用智能汽车—高速公路系统（IVHS）后，如果驾驶员比现在早0.5s预知危险，就可以减少追尾和交叉路口交通事故50％、减少正面碰撞30％；如果早1s预知危险，就可以回避90％的交通事故。另据统计可知，在交通事故中，20％是立即死亡、59％是现代医学无法医救的伤害，21％是因为得不到即时的抢救而死亡的，所以，采用IVHS后因即时抢救，交通事故死亡率也将大大减少。
根据日本的计算，智慧交通将能带来以下改变，2025年交通事故将减少50％平均车速将提高10km／h。交通堵塞现象完全消除，由此可以减少56亿小时／年的时间损失，和12.3兆日元／年的经济损失，燃油消耗降低25％，CO2排放量降低15％，NOx排放量降低30％。
3.产业发展与就业机会的增加
智慧交通涉及道路建设、交通管理、通信、计算机、电子、汽车、自动控制、信息服务、网络技术等众多的领域，是具有巨大经济效益的未来新兴产业群，也是未来多媒体技术应用可能性最大的行业。同时，智慧交通应用技术的发展与市场需求也将会推动与其相关的产业发展，增加就业岗位，促进社会经济的健康发展。
4.能源消耗量减少，污染程度降低
事实表明，单纯依靠交通基础设施建设解决交通问题，不但不能完全满足交通需求，还占用和消耗了大量的土地、燃油等资源，并造成了汽车尾气排放量剧增，给环境带来了恶劣的影响。如美国人口不足世界人口的5％但能源消耗占了全世界总消耗的30％以上，其中交通运输所消耗的能源占了1／4，而其中95，％是石油。而根据世界经济合作与发展组织（OECD）1988年的计算，其成员国中交通运输产生的CO2排放量占总排放量的21％，汽车尾气排放产生的大量硫化物、氮氧化合物、碳氢化合物以及颗粒物所造成的地方性污染成本占GDP的0.5％～1.0％。在未来，智慧交通系统大规模、大范围的应用将明显的改善这一状况，大大降低交通运输系统能源的消耗和对环境的污染。
9.1.3智慧交通的主要研究内容
智慧交通作为一种对先进交通体系的良好设想，是大量各种功能、技术和信息的集成；通信需求无所不在，数据的获取途径和处理方法多种多样，产品和服务功能的开发具有阶段性，所有这些都要求有一个体系结构来赖以建立高效、灵活而又经济的交通大系统。智慧交通研究的体系结构大致如下：
1.先进的交通管理系统
该系统包括城市道路信号控制、高速公路交通监控、交通事故处理等公路交通管理的各种功能，以及用来研究和评价交通控制系统运行功能与效果的三维交通模拟系统。系统能够对路网中交通流的实时变化做出及时、准确的反应，帮助交通管理部门对车辆进行有效的实时疏导、控制和事故处理，减少交通阻塞和延误，从而最大限度地发挥路网的通行能力，减轻环境污染，节约旅行时间和运输费用，提高交通系统的效率和效益。
2.先进的旅行者信息系统
主要是对交通出行者提供及时的信息服务。在出行前通过办公室或家庭的计算机终端、咨询电话、咨询广播系统等，向出行者提供当前的交通和道路状况以及服务信息，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线。
3.先进的公共运输系统
采用各种职能技术促进公共运输业的发展，它包括公共车辆定位系统、客运量自动检测系统、行驶信息服务系统、自动调度系统和电子车票系统。
4.商用车辆运行系统
是专为运输企业（主要是运营大型货运卡车和远程客运汽车的企业）提高盈利而开发的智能型运营管理技术，目的在于提高商业车辆的运营效率和安全性。
5.电子收费系统
该系统通过电子卡或电子标签由计算机自动收费，可使所有地面交通收费包括道路通行费、运输费和停车费等实现自动化，以减少用现金收费所产生的延误，提高道路的通行能力和运行效率，并可为系统管理提供准确的交通数据。电子收费系统采用先进的电子扫描技术和车辆自动识别电子技术，实现收费车道上无人管理、不停车、不用票据的自动收费。
6.应急管理系统
该系统用以提高对突发交通时间的报告和反应能力，改善应急反应的资源配置。该系统包含紧急通告与人员安全系统和应急车辆管理系统。
7.先进的车辆控制和安全系统
该系统应用先进的传感、通讯和自动控制技术，给驾驶员提供各种形式的避撞和安全保障措施。该系统能在很大程度上改善和代替了驾驶员对行车换进的感应和控制能力，提高行车安全性，减少交通阻塞，从而也进一步提高了道路通行能力和运输效益。
9.2智慧交通中的技术基础
智慧交通系统包含很多的子系统，各子系统中又都采用了各种各样的技术，如集中体现的信息、通信和控制技术，它们和交通工程技术相结合，形成了智慧交通系统中所特有的各项技术手段。
因此从系统整体的角度看，可以说智慧交通是众多技术的综合体现。但智慧交通涉及的这些技术并不只是简单的合成和堆砌，而是彼此间有着紧密的联系。概括起来，智慧交通系统技术具有集成性、系统性、先进性和综合性特点。
1.集成性
集成性可谓是现代交通技术的最大特点。将新兴的信息、控制、通信、计算机技术和交通工程集成，就形成了智能交通系统中各项特有的技术，如城市道路和高速公路智能交通控制技术、交通信息采集和融合技术、路径导航及交通信息服务技术、高速公路联网收费及不停车收费技术、智能车路技术等，这些技术加强人、车、路之间的联系，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，为提高运输系统的运输效率和安全水平提供了基础和手段。
2.系统性
要将智慧交通系统的各项技术构成集成到一块，形成一个有机和完整的系统，首先这些技术手段本身必须符合系统的特定要求，才有助于实现系统功能；另外系统的技术与技术之间有良好的接口和兼容性，才能整合到一起真正实现系统的总体功能和目标。这就是智慧交通系统技术特征的要求。
3.先进性
智慧交通系统的技术基础是先进的信息、计算机、网络、通信、控制等技术。如何将这些先进技术应用到传统的交通运输管理领域当中，形成现代的先进的运输管理技术，正是应用智慧交通系统解决当前交通问题的关键，也是其应用和开发研究所要集中解决的问题。
4.综合性
智能交通系统的定义明确指出要将信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有效地综合地运用于整个交通运输管理体系，这一方面说明智能交通系统包含了大量的技术，另一方面这些技术还必须被综合利用，而不是简单的叠加，技术与技术之间有很好的分工协作，才能实现一个大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。
9.2.1交通信息采集与处理技术
交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过全面的、丰富的、实时的交通信息不但可以把握城市道路交通的发展现状，而且可以对未来发展进行预测，为城市交通规划和交通管理部门的正确决策提供科学依据。交通信息分为静态和动态两种。静态交通信息是指交通系统中一段时间内稳定不变的信息，主要包括道路网信息、交通管理设施信息等交通基础设施信息，也包括机动车保有量、道路交通量等统计信息以及交通参与者出行规律在时间和空间上相对稳定的信息。动态交通信息是指实时道路交通流信息、交通控制状态信息以及实时交通环境信息等在时间和空间上相对变化着的信息。
以形状感应为检测对象的超声波脉冲式和光电管式车辆检测技术、以电磁感应为检测对象的环型线圈式和地磁式车辆检测技术以及由多普勒雷达发展起来的微波车辆检测技术这三大技术已逐渐成为交通信息采集的主要技术手段，并在交通信号控制系统和交通诱导系统中得到了广泛应用。
