1.2 ITS的发展历程

ITS具有良好的社会效益和经济效益，自提出以来便得到了越来越广泛的关注。美国、欧洲、日本等发达国家和地区成立了专门的研究机构，对其开展了大量的科学技术研究和工程建设实践，积极推进ITS应用。ITS从提出至今，已有60多年，大致可以分为以下3个阶段。

（1）概念孕育和功能集成期（20世纪50—80年代）：建立了ITS基本框架；建成的ITS结构相对简单、松散，以实现分散控制为主；系统信息通信量较少，控制实时性较低。

（2）规模应用和系统集成期（20世纪80年代—21世纪）：形成了支撑规模应用的ITS技术体系；建设的ITS结构复杂、集成度高、动态性强。

（3）协同管控和服务集成期（21世纪以来）：提出了包括人、车、路等在内的协同管控体系；借助信息技术，实现了交通信息的全时空融合及交互。

1.2.1 美国ITS的发展

20世纪60年代，美国就开展了对电子路径诱导系统（Electronic Route Guidance System，ERGS）的研究；80年代，美国在加州成功开展PATHFINDER系统研究项目；随后，美国实施了智能化车辆道路系统（Intelligent Vehicle-Highway System，IVHS）项目。1990年，美国运输部（DOT）成立了IVHS组织。1992年，美国制订了智能交通发展战略计划。1993年，美国DOT启动了智能交通体系框架开发计划，并于1994年将IVHS组织更名为ITS America（Intelligent Transportation Society of America，美国智能交通协会），该协会目前是世界三大ITS组织之一。

1995年，美国DOT启动了ITS体系框架研究；1997年，美国ITS体系框架出台，之后美国DOT分别于1998年、1999年、2002年公布了第二、三、四版的ITS体系框架。2002年，美国DOT和ITS America协会合作启动了国家ITS发展战略计划（National ITS Development Strategy Project），在美国推动ITS应用。

2004年，美国开展了车路集成（Vehicle Infrastructure Integration，VII）系统研究。2010年，美国DOT发布了《智能交通系统战略计划（2010—2014）》，提出了IntelliDrive计划。2012年，美国DOT对ITS战略五年计划做了调整，采用Connected Vehicle作为车路协同相关研究的总称。2015年，美国DOT发布了《智能交通系统战略计划（2015—2019）》，明确了实现车辆网联化、加速汽车智能化两大核心战略，并提出了五项发展战略目标：使车辆和道路更安全、加强机动性、降低环境影响、促进改革创新、支持交通系统信息共享。

随着通信技术、信息技术和人工智能的发展，在智能交通领域，美国更加注重科学技术的发展，鼓励产业自由创新，开展了面向运营管理的智慧通道建设和面向车路合作的互联车辆计划。智慧通道建设主要是面向区域通道的高速公路开展主动交通管理，面向运输车辆提供车队管理、车辆信息服务等。互联车辆计划主要是利用短程通信技术或其他通信技术实现车路、车车的交互与协同，确保车辆在高速公路上自组织、高效、安全行驶，并开展大量实证试验。同时，美国升级和演进了指导ITS发展的顶层架构——ITS体系框架。美国最初提出它的ITS体系框架的出发点是为ITS的规划及集成提供一个结构化的方法。2017年，美国提出网联车辆ITS参考体系结构，就是考虑到未来10～20年，80%的机动车将搭载相关的网联设备，在网联功能整合的过程中会产生大量新的应用，为此美国ITS联合计划办公室开始制定相关的参考框架。2018年，美国发布了协作式智能交通参考框架（ARC-IT），这个框架是对美国ITS体系框架的重大升级，涵盖了美国ITS体系框架7.1版和网联车辆ITS参考体系结构2.2版的所有范围及内容，并把美国ITS体系框架中的8个服务领域调整成了12个服务领域，以此强化对自动驾驶的思考。

2020年3月，美国ITS联合计划办公室发布了《智能交通系统战略规划（2020—2025）》，描述了未来五年美国智能交通领域的重点任务和关键举措。该文件着重提出了6项重点计划，从新兴技术评估研发到具体技术应用部署，从数据权限共享到网络安全保障，从自动驾驶持续推广到完整出行的全人群全链条出行服务，力求实现ITS技术的全生命周期发展。

1.2.2 欧洲ITS的发展

欧洲ITS的发展与欧盟交通一体化进程紧密相连。1969年，欧共体委员会提出要在成员国之间开发交通控制电子技术；1985年，欧洲制订了“尤里卡”高科技研究与开发计划，将交通技术列为其九大重点领域之一；1986年，以奔驰汽车为主的欧洲11家汽车公司启动了以车辆研发为主体的PROMETHEUS（Programme for European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety）项目，该项目于1994年成功完成；1989—1991年，欧洲实施了以欧盟成员国政府为主导、以道路基础设施研发为主体的DRIVE（Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe）计划。DRIVE计划以基础研究和标准化为主要研究内容，分模型和一般问题、安全和人的行为分析、交通控制及其他4个研究领域、72个研究题目。随后，欧洲又于1992—1994年完成了DRIVE II计划，该计划主要包括交通需求管理、城市内综合交通管理、城市间综合交通管理、货车管理、公共交通管理，以及交通旅游信息、驾驶支援系统等内容。1995年，欧洲启动了PROMOTE（Programme for Mobility in Transportation in Europe）计划，旨在实现道路交通基础设施的智能化。1994—1998年，欧洲实施了相当于DRIVE III计划的T-TAP（Transport-Telematics Application Programme）计划，研究涉及全交通方式。1995—1999年，欧盟委员会开展了TEN-T计划，推进覆盖欧洲的交通信息服务网络建设。

在欧盟交通一体化进程中，为了推进电信技术与交通运输的结合，建设泛欧交通信息网络，1991年，欧洲多国相关产业和部门共同组建了ERTICO（European Road Transport Telematics Implementation Coordination Organization）；2003年，ERTICO提出了电子安全的概念，开发了自主式车载安全装置，强调车、路之间的协同。

2008年，欧洲发布了ITS行动计划，具体包括道路、交通和出行数据的优化利用，交通和货运管理的连贯，道路安全和保障，车辆和运输基础设施的整合，以及数据保障。当前，欧洲ITS发展战略的重点逐步转移到交通安全上，重点研究道路交通安全体系框架、交通通信标准化和综合运输协同技术等。在面向安全和效率的车路协同领域，欧洲启动了8个计划，包括CVIS、SafeSpot、COMeSafety、Drive C2X、CAR2CAR等。发展到现在，欧洲更加注重跨国联合创新，开展了以主动式交通管理为主要特征的Easyway项目和合作式ITS走廊应用示范。Easyway项目以欧洲跨国高速公路的信息共享和协同调度为主要目标，开展区域出行者信息服务、主动交通管理服务及货运和物流服务。欧盟的“地平线2020”计划（Horizon 2020）主要包括三大战略优先领域和四大资助计划。在优先的“社会挑战”领域，其计划在2014—2020年投入63.39亿欧元用于“智能、绿色、综合交通”板块的研究，以期开发智能设备、新型基础设施和服务，研究道路运输自动化，发展货运和物流新概念（如货运车辆编队），从而改善交通及出行条件，降低交通事故率，提高安全性，减少运输系统对气候和环境的影响。荷兰、德国、奥地利的合作式ITS走廊项目旨在开展基于V2X的行车安全预警示范，提供车路协同ITS的国际合作及应用，开展车辆组成的车队运行示范；2016年4月，欧洲六大卡车制造商（沃尔沃、戴姆勒、达夫、依维柯、曼恩、斯堪尼亚）组建了一支由12辆货车组成的车队，从瑞典出发，途径丹麦、德国及比利时，抵达荷兰鹿特丹港，共计行程2000km，测试后得出结论：智能化的道路基础设施能够有效地支撑货运车辆编队行驶等自动驾驶应用。随后，欧洲提出构建信息互联的道路基础设施，支持道路运输向自动化方向发展。

1.2.3 日本ITS的发展

日本ITS研发及应用多由政府部门主导。其最早的ITS项目是1973年由通产省牵头开发的“汽车综合（交通）控制系统”（Comprehensive Automobile Control System，CACS）。1984年，日本建设省主持开发了“路车间通信系统”（Road/Automobile Communication System，RACS）；1987年，日本警察厅主持开发了“先进的车辆交通信息与通信系统”（Advanced Mobile Tra Information&Communication System，AMTICS）；1989年，日本建设省将RACS升级为“先进的道路交通系统”（Advanced Road Transportation System，ARTS）；1991年，日本运输省主导开发了“先进的安全汽车”（Advanced Safety Vehicle，ASV），通产省组织研究了“超智能车辆系统”（Super Smart Vehicle System，SSVS），同年日本政府开发并投运了“车辆信息与通信系统”（Vehicle Information&Communication System，VICS）。

1994年，日本成立了道路-交通-车辆智能化推进协会（VERTIS）。1995年，VERTIS制订了日本ITS研发基本计划，将ITS划分为9个领域：出行信息系统、自动收费系统、安全驾驶支持系统、交通管理最优化、道路管理高效化、先进的公共交通系统、运营车辆高效化、行人诱导系统、紧急车辆支援系统。1996年，日本在高速公路上进行了“先进道路支援系统”（Advancecruise-assist Highway System，AHS）试验，随后又开展了“驾驶安全支持系统”（Driving Safety Support System，DSSS）项目。随着VICS、ETC（Electronic Toll Collection，电子不停车收费）、AHS/ASV的推进，2006年，日本启动了国家计划——“下一代Smartway”，旨在整合ITS各类功能，建立全国性的车载集成平台，并借助以专用短程通信为主的多模式通信将道路和车辆连成一个整体。目前，ITS-Spot网络已覆盖日本全部高速公路。

2014年，日本启动了“战略性创新项目”（SIP），提出了自动驾驶系统研究开发计划，以推进政府和民间协作开展车路协同式的系统开发与实用化研究。2017年，日本发布了《2017官民ITS构想及路线图》，其中也提出了自动驾驶汽车的发展目标。

纵观日本的ITS发展历程，政府的主导作用很强，也很重视基础设施智能化建设。日本依托其成熟的ETC技术和导航系统技术，构建了面向安全、管理和服务的ITS体系。在日本国土交通省于2004年提出智慧公路的概念后，其通过在高速公路上设置路侧热点，实现了高速公路智能路侧设施与具备收费、信息服务和车路交互功能的综合车载终端的交互服务，可以向车辆提供包括ETC、安全避碰、动态路径导航等在内的服务，并支持物流配送、非现金交易、自动驾驶等应用，从而推动建设面向安全、管理和服务的开放共用平台，使日本逐步进入ETC 2.0时代。

1.2.4 我国ITS的发展

与美国、日本、欧洲等发达国家和地区相比，我国工业化起步较晚。改革开放初期，我国交通拥堵问题并不十分突出。但是，随着工业化、城镇化的加速发展，消费结构持续升级，特别是小轿车进入家庭后，汽车保有量急剧增长。我国短时间内经历了发达国家几十年甚至近百年的发展历程，交通安全、交通拥堵、交通污染等矛盾在短时间内集中显现，已经影响到经济和社会的可持续发展。

20世纪70年代末，我国就开始在交通运输和管理中应用电子信息与自动控制技术，在北京、上海、广州等大城市开始了交通信号控制的研究与开发，在全国主要的大城市使用了单点定周期交通信号控制器和线协调交通信号控制系统。1978年，北京试验了自主开发的城市交通控制系统；“七五”期间，我国在南京试验了自行研发的自适应交通信号控制系统，其后，广州、天津、深圳、大连等20个城市建成了交通信号控制系统；从20世纪80年代开始，我国又陆续引进了SCOOT系统、SCATS等。

我国ITS经过40多年的建设，已经取得了积极进展，出行信息服务不断丰富，交通管理智能化水平逐渐提升，智能交通产业初具规模。

1.政策规划层面

1998年，我国完成了“智能交通系统发展战略研究”，提出了ITS发展的近期、中期、远期目标，以及相关保障措施。

2000年，科学技术部（以下简称科技部）会同原国家计划委员会、原国家经济贸易委员会、公安部、原交通部、原铁道部、原建设部、原信息产业部等部门，成立了发展中国ITS的政府协调领导机构——全国智能交通系统协调指导小组及办公室，并成立了ITS专家咨询委员会。同年，科技部在“九五”科技攻关项目中安排了“中国智能交通系统体系框架”研究项目，由国家智能交通系统工程技术研究中心（ITSC）牵头。该项目组分析了我国ITS的总体需求，以用户服务为基础，从物理结构、逻辑结构等方面提出了ITS体系框架（2001年），确定了8个服务领域、34项服务、138个子服务。同时，在科技部的领导下，济南、青岛、广州、深圳、成都等城市根据其社会经济和交通运输特点，分别开展了地方ITS体系框架研究和地方ITS总体规划工作。

“十五”中后期，ITSC专家团队在自行开发的定制化网络软件环境下，针对2001年的ITS体系框架中用户服务中存在的问题，借鉴发达国家和地区ITS用户服务的可取之处，纳入ITS发展过程中出现的新需求、新内容，采取更贴近各类用户的服务划分方式等，修订形成了国家ITS体系框架第二版（2005年）。

经过十余年的探索，“十一五”期间，我国针对具体国情，积极开展ITS研发和应用。“十二五”时期是我国交通运输发展最快的5年，交通运输行业把智能交通、绿色交通作为转变发展方式的主要方向，大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等现代信息技术在行业内得到广泛应用，线上线下结合的商业模式蓬勃发展，ITS服务水平有了质的提升。

进入“十三五”时期，为了促进交通运输与“互联网+”理念深度融合，以及推动交通智能化发展，2016年，国家发展和改革委员会（以下简称国家发改委）、交通运输部联合发布了《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》，这是未来一段时间我国ITS发展的纲领性文件。该方案明确了建设“三系统”“两支撑”“一环境”的工作任务，并面向产业提出了27项重点示范项目，主要围绕基础设施能力提升、功能应用、线上线下对接、政企合作、新业态发展、典型城市试点等，进一步推动智能交通发展。

2.技术研发方面

“十五”期间，科技部设立了“十五”国家科技攻关重大专项——“智能交通系统（ITS）关键技术开发和示范工程”，该专项包括16个课题，如表1-1所示。以此为标志，我国ITS进入了加速发展期。

“十一五”期间，智能交通技术研发进入了高速发展期。科技部积极探索运用新技术改变交通运输的组织和管理，在科技支撑计划中安排了重大项目——“国家综合智能交通技术集成运用示范”，部署了北京奥运智能交通管理与服务综合系统示范、上海世博智能交通技术综合集成系统示范、上海虹桥综合交通运输枢纽智能交通系统、上海世博会全国重点营运车辆联网联控等子项目。国家高技术研究发展计划（863计划）首次安排了综合智能交通专题，主要支持以下几方面的工作：

（1）围绕中国东南经济快速发展中的交通需求，在北京、上海和广州进行城市智能交通的集成系统开发，并进行运用示范，在长江三角洲和渤海湾地区实施区域联网电子不停车收费；

（2）注重智能交通在安全方面的开发利用，重点开发能促进交通安全性能的技术和产品；

（3）安排资金支持智能交通领域的研究和产品开发，为智能交通产业的形成提供帮助，包括鼓励采用新技术，为新技术和新产品的运用提供金融上的支持和税收优惠；

（4）加强和加快有关标准与规范的制定，形成完整的标准体系。

“十二五”期间，智能交通领域更加注重对要素的网联及要素间的协同问题的研究与突破，与车路协同技术相关的物联网及其在交通系统中的应用——车联网，均作为重大专项列入《国家“十二五”科学和技术发展规划》。科技部863计划立项研究的项目包括“大城市区域交通协同联动控制关键技术”“智能车路协同关键技术”“车联网技术研究”“交通状态感知与交互处理关键技术”“城市地面公交网络协同与环境友好型交通控制技术”“基于信息感知的机场飞行区设施安全保障技术与集成示范”等；国家科技支撑计划部署安排了“道路交通安全智能化管控关键技术与集成示范”“中等城市道路交通智能联网联控技术集成及示范”“大城市道路交通实时主动防控技术集成示范”“机场终端区协同控制与安全技术示范”“特种运输规划组织与监控技术研究”“大跨连续桥梁智能监测和诊断评价技术”“长江水运安全风险防控技术与示范”等项目研究；国家重大科技专项开展的芯片、传感器、宽带移动通信等核心产品为交通运输智能化提供了基础支撑；行业重大科技行动支持了船联网、车联网、城市物联网提升等专项研究。

“十三五”期间，产业界将载运工具的智能化、网联化推进到一个崭新的发展时期，基于云架构的智能管控技术、人工智能技术的发展，在智能交通领域，自动驾驶测试、交通自主管控、路网运行云控制等成了研究重点，而且产业界十分重视数字化、网联化与智能化的一体化发展。

（1）国务院发布的《新一代人工智能发展规划》明确了自动驾驶等智能载运工具、交通智能感知、复杂场景下的多维交通信息综合大数据应用平台等重点任务。

（2）工业和信息化部（以下简称工信部）等部门推动的“基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通示范应用”快速发展，目前已初步在北京、上海、重庆、杭州、武汉、长春等地形成智能网联汽车与智慧交通示范区。

（3）交通运输部启动了自动驾驶专题研究工作，开展了车路协同自动驾驶封闭测试场认定，截至2019年12月，已在全国完成了交通运输部公路科学研究院通州测试场、重庆车检院测试场等5个测试场的认定，并推动了京津冀、长三角等地区开展自动驾驶先导示范工程。

（4）科技部启动了国家重点研发计划“综合交通运输与智能交通”专项。“综合交通运输与智能交通”专项遵循“基础研究、重大共性关键技术、典型应用示范”的全链条创新设计、一体化组织实施原则，按照交通基础设施智能化、载运工具智能协同、交通运行监管与协调、大型交通枢纽协同运行、多方式综合运输一体化、综合运输安全风险防控与应急救援6个创新链（技术方向），共部署了15个重点研究任务。该专项实施周期为5年（2018—2022年）。2018—2020年，该专项已在6个技术方向启动了31个项目，其正式发布的具体方向及项目名称如表1-2所示。

3.小结

总体来看，我国ITS发展历程可以概括为起步、研究与试点、集成与应用、新一代ITS发展4个阶段。4个阶段的代表性成果如下：

（1）起步阶段：提出了我国智能交通的发展战略及体系框架等；

（2）研究与试点阶段：开展科技攻关等重大科研项目及示范工程；

（3）集成与应用阶段：开展北京奥运会、上海世博会、亚太论坛等场合的智能交通应用，以及高速公路不停车收费、高速公路管理系统等的集成与应用；

（4）新一代ITS发展阶段：自动驾驶、车路协同等新一代ITS技术研发有了长足的发展，智能交通产业结构进入新形态，载运工具智能化、网联化，基础设施数字化、网联化，以及基于全时空数据的精细服务与精准管控成了智能交通的新主题。

简言之，ITS在我国经过40多年的发展，已经在交通运输行业的各方面引起了革命性的变化，推动了通信、电子信息、控制等高新技术在交通运输行业的融合和应用，提升了我国交通运输的供给和服务能力，使交通基础设施的利用效率最大化，让交通出行者实现安全、快捷、舒适出行，从而改善了交通运输环境，实现了资源和环境的最优配置，改变了交通发展模式，推动了交通服务效率的提高和服务品质的改善。