1.1 智慧交通概述

交通运输是国民经济的基础性、先导性、战略性产业和重要服务性行业。在产业数字化、智能化的背景下，新型智慧交通业务不断涌现，智能驾驶发展日新月异，智慧道路建设也如火如荼。

智慧交通运用物联网、云计算、互联网、人工智能（Artificial Intelligence，AI）、自动控制、移动互联网等技术进一步提升交通系统运行效率和管理水平，为出行者提供安全、便捷、绿色、高效、经济的交通环境。

国外智慧交通发展较早。20世纪60—70年代，美国、日本、欧洲开始了智慧交通的相关研究。20世纪90年代，国际上正式出现智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）这个概念。智慧交通是在ITS的基础上，充分运用物联网、云计算、大数据、移动互联网等高新IT技术，通过高新技术汇集交通信息，为交通管理、交通运输、公众出行等提供实时交通数据的交通信息服务。

美国智慧交通的发展特点是由国家统一规划，投入充足，发展迅速。早在20世纪80年代中期，加利福尼亚州交通部门研究的PATHFINDER（路径导航）系统获得成功；1990年，美国运输部成立智能化车辆道路系统组织；1995年3月，美国运输部正式公布了“国家ITS项目规划”，明确规定了ITS的7大领域和29个用户服务功能。近年来，美国以五年规划为蓝图布局智慧交通发展战略，并持续推进自动驾驶技术优先策略，将自动驾驶上升为国家重要战略。2009年12月，美国运输部发布了《智能交通系统（ITS）五年战略规划（2010—2014）》，核心是智能驾驶（Intelligent Drive）在车辆、控制中心与驾驶者三者之间建立无线联系的网络，强调交通的连通性。《智能交通系统（ITS）战略规划2020—2025》则重视车辆的自动化和基础设施的互联互通，强调自动驾驶和智能网联的单点突破，以及新兴科技的全面创新布局。

日本拥有独具特色的道路交通信息通信系统（Vehicle Information and Communication System，VICS），广泛应用了电子收费（Electronic Toll Collection，ETC）技术。2004年，日本提出了智能通路（Smartway）项目，以专用短程通信技术（Dedicated Short Range Communication，DSRC）和车路交互技术为核心，通过路侧热点（ITS-SPOT）实现收费、信息服务和车路交互等服务功能。该项目由日本政府投资，2011年建设完毕，在全日本高速公路上开始投入使用。车载终端部分集成了已有的VICS和ETC功能，具有集车路信息交互和收费功能于一体的特征。2015年，Smartway项目正式更名为ETC2.0项目，并在已出厂的前装车辆上集成部署了车路协同终端设备，并逐步实现了对运行车流及车辆的监管、诱导和控制。

欧盟强调国际（主要是洲际）合作和标准化，强调综合运输系统智能化，重视通信和车载设备等。欧洲提出了“第五代道路”，即打造永远畅通的路（Forever Open Road），其特性包括高度适应性、高度自动化、气候变化韧性等。2015年，欧洲各国进行车载信息服务（Telemetric）研究开发工作，计划在全欧洲范围内建立专门的交通无线数据通信网，旨在开发先进的出行信息服务系统、车辆控制系统、商业车辆运行系统及电子收费系统等。目前，欧洲的智慧交通处于国际领先水平，已有相当一部分的研究成果投入实际应用中。

对中国而言，智慧交通还是一门新兴学科。中国从20世纪90年代开始关注智慧交通。目前，国内智慧交通已从探索阶段进入实际开发和应用阶段，智慧交通各产业链也日趋成熟。

在政策方面，2018年2月，交通运输部办公厅发布了《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，试点主要包括六个方向：基础设施数字化、路运一体化车路协同、北斗高精度定位综合应用、基于大数据的路网综合管理、“互联网+”路网综合服务、新一代国家交通控制网；2019年9月，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，以单独章节提出“大力发展智慧交通”，“智能、平安、绿色、共享交通发展水平明显提高”是发展目标之一；2020年8月，交通运输部在《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》的发展目标中提出，泛在感知设施、先进传输网络、北斗时空信息服务在交通运输行业深度覆盖，行业数据中心和网络安全体系基本建立，智能列车、自动驾驶汽车、智能船舶等逐步应用；2020年12月，34个交通强国建设试点方案全部获得批复，其中有23个试点方案包括智慧公路、5G、车路协同、综合交通、智慧停车、智慧建造等任务；2021年3月，工业和信息化部、交通运输部、国家标准化管理委员会三部门正式印发《国家车联网产业标准体系建设指南（智能交通相关）》，以促进自动驾驶和车路协同技术应用及车联网产业健康发展。

通信技术已经在交通领域得到了大量应用，通信技术对交通信息化与智能化有更加明显的推动作用，给交通系统带来了深刻变革。在交通领域，为了提高交通效率和驾驶安全性，以及提升用户体验，汽车、行人和交通设施都通过车联网（Vehicle to Everything，V2X）等技术接入通信网中，通过交通系统中不同元素的互联互通，享受通信技术发展给交通带来的便利，从而形成更广义的车联网。V2X可实现车车、车路及车人的区域性直连通信，而5G则可以实现对交通的全局控制，为智慧交通提供大带宽、低时延、高可靠及大连接的通信服务，因此，5G与V2X的融合可以更好地实现车联网全局与局部的不同业务需求。智慧交通是车联网的重要应用之一，据预测，车联网的应用可提高30%的交通效率，减少80%的交通事故，降低30%的碳排放量，可以有效缓解或解决由于车辆快速增长而带来的各种问题，并有可能彻底改变人们未来的出行模式。智慧交通产业链涉及各个方面，包括政府、设备商、通信运营商、车企，以及内容服务提供商等，这样不仅打破了传统交通行业的壁垒，同时也给通信运营商、互联网企业等带来了机遇和挑战。

近年来，智慧交通建设已经逐渐成为智慧城市建设的重要组成部分，智慧交通的主要应用场景多集中在高速公路和城市道路。在高速公路场景中，早期的高速公路信息化系统已经转变为智慧高速公路系统，如智慧隧道、智慧服务区等，通过智能化基础设施建设和智慧化应用，智慧高速公路可为车辆提供准全天候通行、伴随式信息服务、车道级精细管控等功能服务；在城市道路场景中，智慧交通典型业务应用有绿波引导、安全防碰撞、智慧停车管理等，这些都对智慧交通系统的通信能力、云计算能力有更高的需求，通过交通信息化，可提高交通管理能力、运营效率，改善交通服务水平，降低交通事故发生率和缩短排队长度。