現(xiàn)代公路交通始于二戰(zhàn)之后，以高速公路的興建為標(biāo)志。高速公路具有技術(shù)等級高、管理設(shè)施先進(jìn)、通行能力大、快速安全、舒適經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢，隨著高速公路在西方國家的延伸，為人們的出行和工作提供了極大的便利，人們的生活范圍不斷擴(kuò)大。與此同時，現(xiàn)代公路貨運(yùn)系統(tǒng)不斷完善，物流技術(shù)迅猛發(fā)展，商品流通速度的加快，使企業(yè)節(jié)省了倉儲和流通的開支，生產(chǎn)運(yùn)營成本大幅度降低。高速公路的發(fā)展有力地推動了西方國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。高速公路已成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的尺度之一。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代后期，公路交通進(jìn)入了新的發(fā)展階段。一方面，交通科技迅速發(fā)展，通過電子技術(shù)改造道路管理，大大地提高了道路的安全通行能力，收到了事半功倍的效果，為滿足公眾運(yùn)輸需求和降低國民經(jīng)濟(jì)成本提供了新的機(jī)遇；另一方面，經(jīng)過四、五十年的建設(shè)，發(fā)達(dá)國家高等級公路交通網(wǎng)絡(luò)基本完成，但依然難以滿足社會需求，特別是在臨近城區(qū)的地帶，道路堵塞情況仍十分嚴(yán)重，影響了出行效率，也污染了環(huán)境。于是，以智能運(yùn)輸系統(tǒng)的研究和開發(fā)為標(biāo)志，現(xiàn)代公路交通步入了智能化時代。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展和運(yùn)輸需求的變化推動公路進(jìn)入智能化時代
公路交通發(fā)展的根本目的是以最小的資源消耗為社會提供最全面的運(yùn)輸服務(wù)，最大限度地滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活所產(chǎn)生的運(yùn)輸需求。社會運(yùn)輸需求是交通發(fā)展的根本動力，由于社會運(yùn)輸需求處于不斷變化中，公路交通也在呈現(xiàn)不同的變化。當(dāng)今社會正在逐步進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)時代，就像資本和勞動力一樣，知識成為生產(chǎn)力發(fā)展的基本要素，創(chuàng)新和科技成果的產(chǎn)業(yè)化成為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大動力。各國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)在進(jìn)入新的調(diào)整時期后，信息的傳遞和交流更加活躍，全球開始了信息化的浪潮。在這樣的背景下，交通需求有了新的特點。
更關(guān)注人的需求，強(qiáng)調(diào)以人為本
在信息化時代，通過信息網(wǎng)絡(luò)的傳遞和處理，有效地降低了出行的時間，使人們從繁忙的勞作中解脫出來，擁有更多的休閑時光。通過網(wǎng)絡(luò)和各種信息手段提供實時的出行信息和導(dǎo)航服務(wù)，并提供智能化的車輛和先進(jìn)的交通監(jiān)管救助服務(wù)等，這些高科技的廣泛應(yīng)用使人們出行更加安全、便捷、舒適。
更注重運(yùn)輸?shù)男屎涂煽啃?/strong>
現(xiàn)代社會由資金、貨物和信息等生產(chǎn)要素的流動而推動。人們把這三種生產(chǎn)要素的流動稱之為資金流、物流和信息流。人們通過資金的流動調(diào)整資源的配置，借助信息的流動優(yōu)化資源的配置，最后借助物流實現(xiàn)資源的配置。貨運(yùn)作為商品生產(chǎn)和流通的重要一環(huán)，其運(yùn)營效率和可靠程度直接關(guān)系企業(yè)的作業(yè)方式和效益。所謂“零庫存”的作業(yè)管理模式就是以運(yùn)輸?shù)母咝Э煽繛榍疤岬摹?/p>
力爭國民經(jīng)濟(jì)成本最低
建設(shè)公路等運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施必須占用大量寶貴的土地資源，建設(shè)和使用過程中的養(yǎng)護(hù)將消耗大量的建筑材料，運(yùn)輸將產(chǎn)生大量的廢氣，這是運(yùn)輸所必須付出的代價，是國民經(jīng)濟(jì)健康運(yùn)行所必須支付的成本。如何在滿足運(yùn)輸需求的同時，將這些消耗降到最低，是當(dāng)前各國運(yùn)輸戰(zhàn)略首先要解決的問題。
上述這些運(yùn)輸需求正是公路交通發(fā)展的內(nèi)在動力，只有利用高新科技實現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑拍軡M足交通運(yùn)輸?shù)男枨螅_(dá)到交通運(yùn)輸?shù)母灸康摹?/p>
智能運(yùn)輸系統(tǒng)是公路交通進(jìn)入智能化時代的標(biāo)志。新技術(shù)的引入大大提高了公路交通的服務(wù)水平，使其更能滿足信息化社會的需求。
國外公路智能化的發(fā)展動向
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和社會需求不斷變化，在不同的發(fā)展時期，交通科技的發(fā)展方向和重點也不相同。當(dāng)前公路科技發(fā)展的方向是：為了提高道路通行能力和保護(hù)環(huán)境，研究開發(fā)智能運(yùn)輸系統(tǒng)，重點開展交通安全技術(shù)研究。
提高公路通行能力，推動ITS的研究發(fā)展
據(jù)美國的一項研究估算，2005年前，美國因為交通延誤而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)到500億美元。因此，借助高新科技發(fā)展智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)，提高現(xiàn)有路網(wǎng)的通行能力成為研究開發(fā)智能運(yùn)輸系統(tǒng)的最初動因。
進(jìn)入新世紀(jì)以后，人類逐步認(rèn)識到長期以來對環(huán)境破壞所帶來的災(zāi)難，提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。人與環(huán)境之間也由“人定勝天”開始走向“天人合一”，這是人類對自身與環(huán)境關(guān)系認(rèn)識的升華，也是人類理智的選擇。
公路交通對環(huán)境的破壞主要由占用土地造成的水土流失、自然景觀的破壞、行車造成的噪音污染和電磁污染以及大氣污染構(gòu)成。土地是不可再生的資源，建設(shè)公路需要占用大量的土地資源，因此，如何充分發(fā)揮已有公路的通行潛力意義重大。通過利用高新技術(shù)實現(xiàn)公路交通的智能化可以大大地提高現(xiàn)有公路的通行能力，在節(jié)省土地資源的同時，可提供良好的運(yùn)輸服務(wù)，減少車輛擁堵，改善環(huán)境。
重點開展交通安全技術(shù)的研究
從各國公路事故死亡率的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，近10年來公路交通事故呈緩慢下降態(tài)勢，說明公路安全研究已取得了階段性成果，但還需要更大的突破。
從智能交通運(yùn)輸?shù)慕嵌葋碚f，提高公路交通的安全系數(shù)，在國外主要在以下方面：在交通管理方面，采用先進(jìn)的監(jiān)控管理技術(shù)，通過道路監(jiān)控中心和路邊的可變標(biāo)志板、自動測速器和稱重裝置等傳感系統(tǒng)，一方面為駕駛者提供時實的路況信息，另一方面為道路管理者提供和監(jiān)控違章車輛的運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題，消除車輛違章。
傳統(tǒng)的公路交通安全解決方案往往是人、車、路分別研究，這種研究方法存在的缺陷是顯而易見的。當(dāng)前國外的研究已經(jīng)逐步采用人、車、路綜合考慮，將運(yùn)輸系統(tǒng)與緊急救助系統(tǒng)融合起來，通過先進(jìn)的信息技術(shù)提供系統(tǒng)的解決方案。公路科技的發(fā)展方向發(fā)生了變化，產(chǎn)生了許多科研熱點。這些科研熱點技術(shù)不僅科技水平高，而且科技成果對公路交通的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，直接推動了公路交通智能化的進(jìn)程。
國外公路交通技術(shù)熱點
全球定位系統(tǒng)（GPS）的廣泛應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)是以人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它是利用天空中均勻分布的GPS衛(wèi)星軌道參數(shù)以及載波相位信號，通過地面接收設(shè)備接收其發(fā)射的信號實時測定地面接收載體的三維位置。GPS同樣具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航定位能力，并具有良好的抗干擾和保密性。相對于傳統(tǒng)的測量方式，它具有觀測點之間無須通視、定位精度高、觀測時間短、提供三維坐標(biāo)、操作簡便、全天候作業(yè)等主要特點。由于其高度自動化，將逐步實現(xiàn)公路設(shè)計所必須的原始地形數(shù)據(jù)采集工作的自動化。
GPS能夠提供連續(xù)精確的三維導(dǎo)航能力，這一特征與道路管理監(jiān)控系統(tǒng)緊密結(jié)合，能廣泛應(yīng)用于車輛定位和服務(wù)中，結(jié)合電子地圖為車輛駕駛?cè)藛T提供導(dǎo)航服務(wù)，同時也可用于重要貨物的追蹤，使貨主即時了解貨物的準(zhǔn)確位置。
地理信息系統(tǒng)（GIS）方興未艾
地理信息系統(tǒng)是收集、管理、操作、分析和顯示空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。GIS的發(fā)展始于上世紀(jì)60年代，是計算機(jī)同步發(fā)展的結(jié)果。今天的地理信息系統(tǒng)集成了計算機(jī)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機(jī)圖形輔助設(shè)計軟件。在圖象處理上比上述兩類軟件更加全面，即地理信息系統(tǒng)所處理的事物對象既具有空間地理特征，也具有統(tǒng)計信息特征。可以說，地理信息系統(tǒng)將空間信息數(shù)字化，并使這些信息可視化，通過功能強(qiáng)大的軟件，使空間分析直觀簡明，數(shù)據(jù)管理便捷高效。
通過地理信息系統(tǒng)的普及和應(yīng)用，其強(qiáng)大的功能將成為交通信息管理的必備工具，成為科學(xué)管理和決策的依據(jù)。基于公路數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的交通地理信息系統(tǒng)GIS-T的研究是公路建設(shè)管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。它不僅能夠適應(yīng)各種層次管理部門隨時了解已有公路現(xiàn)狀的需求，同時還能夠通過強(qiáng)大的空間分析能力和豐富的圖表顯示，實現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)管理的電子化。
智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）的蓬勃發(fā)展
智能運(yùn)輸系統(tǒng)是指利用先進(jìn)的信息通訊技術(shù)，形成人、車、路三位一體，從而大大提高道路交通的安全性、行車的舒適性以及運(yùn)輸效率的提高和有利于環(huán)境保護(hù)的道路交通系統(tǒng)。
上世紀(jì)80年代以后，公路信息化進(jìn)程逐漸加快，從網(wǎng)絡(luò)的普及到計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的應(yīng)用，從各種數(shù)據(jù)庫的建設(shè)到管理系統(tǒng)的完善，從先進(jìn)的道路管理系統(tǒng)的開發(fā)到出行信息服務(wù)系統(tǒng)的建立，公路已不再是簡單的基礎(chǔ)設(shè)施，而是通過信息技術(shù)與車輛和駕乘人員連成一體。ITS的總體目標(biāo)是使交通管理智能化，使道路用戶出行更便捷安全，道路設(shè)施更大限度地發(fā)揮功能，使多種運(yùn)輸方式連接更加緊密。
由于各國國情不同，各國發(fā)展ITS的框架也不一致，但其基本功能主要都包括出行的信息服務(wù)：如向道路出行人員提供有關(guān)交通信息，到達(dá)目的地的信息，導(dǎo)航服務(wù)，提供公共交通運(yùn)行狀況，為行人提供路線指南等；緊急救助服務(wù)：當(dāng)車輛發(fā)生事故提供自動報警，為救助車輛提供路線引導(dǎo)等；車輛安全服務(wù)：為駕駛員提供安全行車環(huán)境信息，提供輔助駕駛和自動駕駛，提供危險警告等；收費(fèi)服務(wù)：實行自動收費(fèi)；交通管理自動化：提供交通管制信息，控制最合理交通量及運(yùn)輸車輛效益化等。在當(dāng)今的美國，ITS的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了顯著的效益，如電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC），大大提高了道路的使用效率，同時這項技術(shù)的不斷擴(kuò)展，和電子業(yè)務(wù)相連接，將發(fā)展為電子付款。部分技術(shù)正由設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實，如自動公路系統(tǒng)，它通過車路的配合，實現(xiàn)安全舒適的自動行駛的道路系統(tǒng)，目前國外已經(jīng)在研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大的突破。
智能運(yùn)輸系統(tǒng)在美國、日本和歐洲發(fā)展的最快，各國政府都高度重視，由于其市場前景廣闊，各國的民間科研開發(fā)機(jī)構(gòu)相繼投入巨資，這也從一個側(cè)面反映了未來交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向。
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