美国公路ATIS发展历程简介及其对我国公路ATIS发展的启示

刘天栋，赵海娟

（武汉市规划研究院，湖北 武汉 430014）

0 引言

根据公路交通发展的特点及发达国家智能交通系统（Intelligent Transportation System,ITS）应用的实践，ITS在公路网上实施一般以信息服务作为起点，即实施公路高级出行者信息系统（Advanced Traveler Information System,ATIS）[1,2]。公路 ATIS能有效地提高公路交通运行效率和安全性能，提高公路运营、管理水平，提高公路服务水平，目前已经成为各区域性交通网络现代化的一个重要特征，并且正逐步受到我国各级政府的高度重视，成为保障和推动本区域经济持续发展的重要手段。

发达国家针对ATIS已作了大量研究工作，目前已有很多成功的区域性ATIS在运营，如美国明尼苏达州ATIS[3]、美国GCM地区多模式出行信息系统[4]、西班牙巴塞罗那地区交通信息中心[5]、英国公路出行信息系统[5]、日本的VICS[6]等。为了推广ATIS在我国的发展，交通部在“十五”期间推出了公众出行交通信息示范工程，目前部分省市亦不同程度的建立了公众出行信息服务系统如：北京市公众出行交通信息服务系统、成都市公众出行信息服务系统、浙江省公路公众出行信息服务系统、山东省公众出行信息服务系统等，这些ATIS应用系统涉及到信息采集、监控、信息发布等领域，为实施区域公路ATIS奠定了一定的基础。然而，总体而言，我国公路ATIS尚处于发展初期阶段，发展处于一个相对落后的水平，而且真正基于ATIS的交通信息发布与交通诱导系统的建设刚刚开始，信息服务建设滞后，信息发布缺乏实时性、权威性和可靠性，无法满足出行者对区域路网实时动态交通信息的需求。由于美国在ATIS的实施力度及规模上，一直处于世界领先地位。因此本文从宏观角度，对美国ATIS发展历程进行了概述，并对我国ATIS发展的现状及存在的问题进行了分析，以期对我国公路ATIS的发展提供借鉴。

1 美国ATIS发展历程简介

1.1 自发建设阶段

20世纪80年代初期至90年代初期，伴随着ITS的同步发展，许多地区或职能管理部门基于各自的管理需求，建立了相应的交通信息管理系统，主要关注于提高管理水平、运输效率，部分涉及到为出行者提供信息服务，如：交通管理中心、紧急救援管理系统、收费管理系统、排放污染管理系统等，但这些系统并非严格意义上的出行者信息服务系统。此外，部分地区也着手建立了主要为出行者提供出行信息的相关系统，如可变情报板系统，公路信息广播系统，交通信息商业无线电广播等。

在此阶段建设的相关系统，就运营模式而言，多是由政府部门负责筹建、实施、运营；就相关建设、运营标准而言，也是各自独立。这一发展阶段的特点是：各地区/部门的系统仅围绕本部门业务所建立；未进行统筹规划，各系统建设、运营标准不统一；各系统相互独立，且所归属部门不同；多数系统信息服务功能较弱，可提供较初级水平的信息服务功能；各系统信息服务对象有限，相关技术水平相差较大。

1.2 统筹规划阶段

随着ATIS的发展，各地区自发建设ATIS系统的弊端也越发明显，如各部门/地区所建立的系统间的标准不统一、整合困难等，从而对在州级及联邦层面上进行相关统一的规划及标准建设提出了迫切需求。因此，在已完成的系统的经验基础上，20世纪90年代初期至90年代中期美国联邦及州级层面都开展了ATIS相关规划、标准建设的研究，以期规范ATIS的实施、运营。

（1）ATIS规划

a.联邦层面

美国运输部开展了高级乡村运输系统（Advanced Rural Transportation Systems,ARTS）计划，来满足乡村地区出行者的需求。ARTS通过国家ITS框架与标准，将完全与国家ITS兼容运行。ARTS主要关注乡村地区的出行者需求，同时与都市圈ITS协同工作，支持与出行者及商务车辆的无缝交互。ARTS战略及工程规划由美国运输部内的多机构联合小组负责协调工作。

1993年，美国联邦公路局支持开展了乡村地区高级出行者信息系统的研究项目。研究目标是：规范在乡村及小城镇地区实施的联邦项目的有关ITS技术；由州及地方政府为ATIS实施提供指导，以满足乡村出行者的信息需求。

b.州级层面

美国许多州开展了州域ATIS规划研究，以美国明尼苏达州最为典型。1997年，明尼苏达州成立了ATIS政策委员会及ATIS技术委员会。ATIS技术委员会在政策委员会的指导下，负责开发州域范围内的ATIS规划，规划确定了州域内所有ATIS项目的短期、长期发展目标，其中州运输部可作为领导机构或参与机构。规划主要关注三方面问题：（a）确定ATIS面临的主要问题，首要的是明确私营企业在ATIS实施中的定位问题；（b）确定ATIS相关标准开发的优先权；（c）推荐ATIS实施保障机制，以保障ATIS相关项目、ATIS与其它ITS项目间的正常通信。

（2）ATIS相关标准的制定

ATIS相关标准的制定工作在ITS相关标准的指导下，与ATIS规划同期开展。

a.联邦层面

ATIS建设包括设计、实施、通信、运营、维护等各领域，其中，ATIS通信标准采用相应ITS的国家标准，其开发由政府/私营ITS社团协作进行，共分为7个不同的标准开发组织进行开发；对于ATIS运营标准的开发，以可变情报板系统（Changeable Message Signs,CMS）为例，美国联邦公路局制定了《CMS使用指导方针》、《CMS运营手册》、《CMS语句手册指导方针》、《实时驾驶员信息显示手册》等。

b.州级层面

除联邦层面的ATIS相关标准外，部分州由州公路管理部门负责，也致力于制定适应于本地区的区域性ATIS标准。以CMS标准为例，美国一些州的运输管理部门对CMS的布设位置、相关设计、运营政策进行了研究，并制定了相关手册或标准，如亚利桑那州的《永久性CMS使用指导方针》、科罗拉多州的《CMS指导方针》等。

本阶段发展特点是：ATIS的实施由各自为政向统筹规划过渡；政府部门在ATIS的发展过程中起主导作用；ATIS相关规划、标准建设逐步完备，并逐渐用于指导新系统的实施。

1.3 独立实施阶段

20世纪90年代中期以后，各部门/地区基于在“自发建设阶段”已建成的系统，在州级及联邦级ATIS相关规划的指导下，展开了ATIS相关系统的建设。在本阶段ATIS实施过程中，就实施规模而言，可分为两类：主导实施ATIS的部门内部的系统和区域内跨部门的综合系统。目前，美国运营系统大多在此阶段建成。

此外，就ATIS的实施主体而言，主要由政府部门负责筹建、实施、运营，但已逐步倾向于“政府部门/私营机构”的合作。合作领域多在信息发布领域，最典型的应用是佛罗里达州的TIRN(Florida Traveler Information Radio Network),TIRN采用“政府/私营机构”合作（佛罗里达运输局和TIRN广播公司）的方式，依托19个商业广播电台，建立了覆盖全佛罗里达州的广播系统。这种合作兼顾了运营公司的盈利性（一定时间段比例的商业广告）和运输局发布交通相关信息的时效性及分布频率的需求。此外，有部分地区的合作已拓展到信息采集、信息处理领域。

与前两个发展阶段相比，本阶段发展特点为：ATIS各组成系统功能更加完善；基于联邦及所属州级ATIS规划进行实施；各系统相关建设、运营标准相对而言更加统一化；各系统间整合具备了坚实的基础。

1.4 联合发展阶段

20世纪90年代末期以后，公路交通出行特点为出行距离长，跨区域出行多，为保证交通出行信息的连续性、一致性，以及ATIS系统运营效率最大化，伴随着各部门/地区独立实施的ATIS的逐渐增多，ATIS跨区域、跨部门整合的需求日趋迫切。同时，ATIS联邦级、州级相关规划、标准的建设也为ATIS的整合提供了前提保障。在ATIS联合发展阶段，总体而言有两种趋势：

（1）州域/区域内ATIS的整合

在州域范围内的ATIS整合主要指州域范围内城市地区ATIS与乡村（公路）地区ATIS的整合，此外，亦包括城市群区域性或通道级ATIS的整合。美国针对ATIS的区域性或通道性应用开展了广泛研究，其中典型的是GCM多模式交通信息系统。GCM通道连接了印第安纳州的加里（Garry）、伊利诺斯州的芝加哥（Chicago）、威斯康辛州的密尔沃基（Milwaukee）三个都市圈，GCM通道项目的目标是通过实施一系列的ITS项目，建立多模式的出行者信息系统，提高通道内公路网的运营效率、保障区域内出行者的信息需求，为其出行的安全、舒适、高效提供保障。GCM项目于1993年启动，其在联邦公路局的指导下，包括了三个州运输部，16个县级及许多地方交通管理机构。截至到目前，GCM项目完成了GCM通道区域ATIS战略规划、框架构建、功能要求分析、综合处理中心的建立以及一系列具体ATIS相关项目。

（2）州际ATIS的整合

对于州级ATIS的整合而言，除上文所述跨州际的区域性/通道级ATIS整合外，另外一种趋势是ATIS在美国全国范围内的无缝整合。典型的例子为美国交通出行信息电话服务系统（511）。2000年之前，美国大多数州提供本州的基于电话的出行者信息，且电话号码不统一。2000年，联邦通讯委员会指定“511”作为全国出行者信息号码。2002年，511部署联盟颁布了“511美国旅行信息号码，启动511服务的指导方针”、“511服务内容指导方针”及“511服务一致性指导方针”等一系列标准来保障511系统在全国范围内的建立。这些标准对511电话系统的建立、运营、提供的信息内容、各州之间的无缝结合等问题给出了相关规定。至2002年底，32个“511”项目在27个州内已经或准备开展。

与前三个发展阶段相比，本阶段发展特点为：此阶段同样在州级及联邦级相关规划、标准指导下完成；与ATIS第二发展阶段（独立实施阶段）几乎同步开始；各地区除考虑本地区ATIS的独立实施外，亦更关注与ATIS的整体联动效应；ATIS系统功能进一步完善，技术水平更加先进；在ATIS整合过程中，优先解决管理机制问题；在一定时期内，整合后的ATIS允许不同水平的多种技术的并存。

2 我国ATIS发展现状分析

从政策、规划层面来看，目前国内ITS发展的大背景为公路ATIS的实现提供了很好的发展基础，国家及部分省市已进行了公路交通信息化发展规划，为公路ATIS的发展提供了宏观指导，如中国交通部的《交通（公路水路）信息化建设指南》，江苏省的《江苏省公路、水路交通信息化“十五”发展规划》、《江苏省交通信息化“十一五”规划研究报告》等规划；从应用层面来看，部分地区建成了初级的公路ATIS应用系统，如大多数高速公路都设有监控中心，布设了环形线圈、闭路电视（CCTV）、天气监测器等设备采集交通信息。并能对信息进行一定能力的处理，通过CMS、商业电台、道路标志等方式发布给出行者；从营运模式来看，虽然商业营运模式还处于初级水平，但已有简单形式的交通信息代发布功能，如商业电台等。此外，私营机构也在逐渐介入信息服务领域，如现在国内已出现多种车载静态路径导航系统，能提供路径静态导航及多种静态信息的服务功能，这些都是私营机构独立研发的。这些都为我国公路ATIS的发展提供了一定的基础。

但是目前机电工程集中在高速公路上，大多数普通公路机电工程薄弱，为公路ATIS的实施带来诸多问题。此外，既有的信息采集、处理、发布系统之间相对孤立，各部门大多形成了“信息孤岛”，尚未建立有效的信息共用平台及保障机制。总体而言，我国公路ATIS存在的问题主要有：

（1）系统规划问题

目前，虽然有国家ITS框架及部分省市的地方性ITS框架作指导，但其对于具体的公路ATIS系统地支持作用毕竟有限。同时，针对特定地区而言，缺乏对区域内公路ATIS的实施的统一指导规划（包括区域性的系统架构设计、系统功能要求分析、商业营运计划等）。故各地已建的公路ATIS应用系统相对独立，功能良莠不齐，并且未能有效的互联、互通。

（2）标准建设问题

尽管我国ITS标准化工作已经启动，但建设成完善的标准体系尚需较长的时间，在此期间公路ATIS各应用系统的建设标准或通信标准会存在不统一的情况，为后期的系统融合带来困难。

（3）政策、制度问题

目前，我国的大部分省市的公路管理有其特殊性，高速公路与普通公路的管辖权分属不同的公路管理部门；此外，公路ATIS所需的信息也分别涉及到不同的公有部门，因此建立区域性协调、统一的公路ATIS需要有政府部门相关政策或管理制度的支持，即使不能进行体制改革，也应制定相应政策确定公路ATIS建设营运的主导部门，并且所制定的政策应具有连续性。

（4）公路信息服务水平发展不均衡

我国由于地区经济发展的不平衡，从而导致了各地区公路建设和信息服务水平的差异较大。总体来说，东部地区的公路密度大，机电设备建设较好，对公路出行者发布的信息种类和发布方式较多；而中西部地区公路信息服务则存在一定的差距。此外，我国目前的公路信息服务建设主要集中在高速公路上，对同样承担较大交通负荷的干线一、二级公路的信息化建设程度还很不够。

（5）公路信息服务的水平较低

与公路ATIS的建设要求和发达国家的公路信息服务现状相比，我国公路出行者信息服务的总体水平不高。信息发布的手段、方式、种类有限，信息的时效性、可靠性等方面还存在很大的差距。

3 美国ATIS发展对我国ATIS发展的启示

3.1 ATIS发展需要完善的理论支撑和技术依据

（1）明确ATIS发展的蓝图和框架

从美国公路ATIS发展历程来看，其发展规划的编制起步较早，一般是在国家层面相关规划指导下制定区域性的总体规划，以此来指导区域性ATIS相关应用系统的实施。从区域ATIS实施的效果来看，区域ATIS发展规划制定的越早，则后期各应用系统间协调运营、整合难度越小。目前，中国国家ITS框架（第二版）已开发完成，部分省市完成了省级ITS框架编制，同时在公路领域实施了部分ITS相关应用系统，这些均为实施公路ATIS奠定了一定的基础。但对于区域内公路系统构建具体的ATIS应用系统而言，用区域ITS框架进行指导，难以满足实际需要。美国各个州在实施区域ATIS发展时，均有清晰的ATIS发展规划和体系框架。因此，从公路ATIS的长远发展来看，尽快制定区域或者省域ATIS发展的蓝图和框架，对于我国公路ATIS健康、有序的发展时迫切而必要的。

（2）注重不同部门和区域之间的协调

ATIS是一个跨行业、跨部门、多主体、由互相连通的多个应用系统组成的复杂大系统，保证各个地区ATIS系统之间的兼容性，对于吸引用户使用ATIS系统是至关重要的；另外，区域之间ATIS数据共享能够有效地降低ATIS系统成本，提高系统效能。各个州，以及州内各个区域之间的合作协调，是美国ATIS成功实施的一大特点。目前，从技术层面来看我国公路系统已有的信息服务子系统都存在相互独立运行，而无法充分发挥整体功效的问题；从体制的层面上看，公路ATIS涉及到交通规划、建设、运营和管理等多个部门的职能范围，而ATIS作为一个整体，其相关各方必须统一协调，才能避免重复建设、信息资源无法共享等问题。因此，“统筹规划、分步实施、突出重点、全面推进”是建设实施ATIS的必然选择。ATIS的建设一次性投入高，后期运营要求持续的投入和维护，因而在主管部门协调、领导下，各相关部门必须相互协作，同时伴随大量资金的滚动投入，这样ATIS的建设才能进入良性的建设、运营、发展循环中。

（3）加大对ATIS科研和物力的投入

ATIS建设是一项专业性很强的技术工作，因此强大的技术支持是ATIS建设的有效保障。美国联邦交通部门和各州一级的交通部门重视对于ITS科研的投入，其中包括基础理论的研究和ITS系统应用研究，这使得最新的理论和技术能够迅速地应用到ITS系统当中。在目前我国ATIS发展规划的基础上，主管部门应当利用各个地区理论研究和产业上既有的技术优势，组成有学术机构、科研单位和设备制造商、系统集成商组成的技术顾问委员会，负责ATIS的系统功能规划与设计、系统软硬件研发、系统建设关键技术攻关、系统建设相关基础理论与技术的研究工作，提升ATIS建设的科技含量和技术水准。

3.2 ATIS的发展需要可行的实施机制和有效的保障措施

ATIS建设是一项复杂的系统工程，涉及到交通规划、交通管理、交通基础设施建设、交通运营管理、通信、信息化建设等多个领域，牵涉到多个政府职能部门。同时ATIS建设也需要投入大量的资金、人力、物力。单纯依赖政府行为很难保证其快速健康发展，在建设中必须引入市场机制，体现利益驱动原则，要充分发挥政府、企业、社会各方面的积极性。因此，为了保证江苏省ATIS的健康有序发展，必须建立合理的ATIS发展推进机制。

（1）建立ATIS发展的组织体制

通过建立ATIS发展的组织体制，协调各相关职能部门和组织间的关系，明确政府、企业、研究单位之间的任务分工，充分发挥它们各自的优势和作用，协调彼此之间的关系，这是保证江苏省ITS建设顺利进行的一个重要方面。应当明确ATIS建设过程中，哪些属于政府行为，哪些属于政府给予引导和扶持政策、企业运作，哪些属于单纯的企业行为。在系统建设过程中，政府行为主要包括规划行为、引导行为、建设行为和协调行为。政府应负责制定发展战略及指导性方案；进行建设项目的指导性评价；建设基础设施，承担基础地理信息的采集、管理和发布职责；通过政策、税收和行政手段协调投资者和建设者间的关系；优化信息、资金、技术、人员、基础设施等资源配置；组织技术培训。

针对ATIS建设自身的特点，以及各个区域的实际情况，ATIS建设应以“政府领导、统筹规划、加强协调、市场导向”为指导思想，贯彻以下基本原则：政府有关部门主要负责ATIS发展过程中的规划与协调，并为ATIS的发展提供宏观上的指导；各相关专业管理部门及其所属单位将是ATIS具体项目开发的主体，并为此提供必要的支持；结合行业特点和需求，有关企业和科研机构将负责开发适合我国国情的ATIS技术与产品。

（2）制定符合各个区域实际的ATIS发展投融资政策和产业政策

ATIS是一个复杂的巨系统，其建设需要投入大量的资金、人力、物力，完全靠政府投入显然不能够满足需求。因此，需要制定合理的投融资政策和产业发展政策，体现利益驱动原则，吸引社会资金，引导智能交通相关产业的发展，保证ATIS建设的良性和可持续发展。

（3）营造适于ATIS发展的基础服务体系和社会环境体系

ATIS作为一个多学科、多技术高度交叉的崭新领域，要使其能够真正在江苏省交通中发挥作用，除了制定科学的战略、框架和规划以及各种政策以外，还要注重营造适于ATIS发展的基础服务体系和社会环境体系，从而从外部环境、人员、机制和设施等方面保证ATIS的良性发展。

4 结论

ATIS涉及内容、部门众多，其发展模式、相关标准的建设及运营管理等受各地区经济水平、相关主导部门的重视程度等多方面因素的影响。然而ATIS的发展就宏观意义而言，还是遵循信息系统发展的规律的，即其整体发展遵循简单到复杂、从区域到整体的发展过程。国外的公路网管理体制与中国有所不同，其ATIS规划、建设时，多是都市圈、乡村地区、多出行模式综合考虑，公路ATIS是其区域性ITS或ATIS规划建设的一部分内容。目前，我国公路ATIS发展尚处于初级阶段，国内多数省市既有的公路ATIS普遍存在各自孤立、难以提供完善的区域路网动态信息发布的功能及有效的协同工作等问题。本文在借鉴美国ATIS发展历程的基础上，通过分析我国国内ATIS发展的现状，总结了美国ATIS发展对我国ATIS发展的启示，旨在为我国公路ATIS的规划和发展提供一定的理论指导。

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