第一節(jié) 美國智能交通發(fā)展經(jīng)驗(yàn)借鑒

一 美國推進(jìn)智能交通發(fā)展的政策

美國的智能交通在全世界一直起到示范和引領(lǐng)作用。美國發(fā)展智能交通系統(tǒng)最初考慮的是將先進(jìn)的信息通信技術(shù)（ICT）應(yīng)用至交通基礎(chǔ)設(shè)施和載運(yùn)工具中，對(duì)交通系統(tǒng)進(jìn)行智能化升級(jí)。美國以道路交通系統(tǒng)的智能化為核心來推動(dòng)智能交通發(fā)展，通過構(gòu)造一整套技術(shù)和運(yùn)營的先進(jìn)系統(tǒng)，提高了交通運(yùn)輸系統(tǒng)整體能力。

（一）立法工作在美國促進(jìn)智能交通研發(fā)和實(shí)施的過程中至關(guān)重要

20世紀(jì)90年代以來，美國聯(lián)邦政府、交通部等政府機(jī)構(gòu)出臺(tái)了一系列智能交通相關(guān)的法案、政策、規(guī)劃、項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)。為行業(yè)發(fā)展提供指引，全面營造良好的發(fā)展環(huán)境，并投入了大量資金用于研究、開發(fā)和應(yīng)用智能交通系統(tǒng)，穩(wěn)步推動(dòng)智能交通的研發(fā)和項(xiàng)目實(shí)施。

1991年美國國會(huì)通過了《陸上綜合運(yùn)輸效率化法案》（ISTEA），計(jì)劃通過信息通信和交通需求供應(yīng)管理提升交通路網(wǎng)的運(yùn)行效率，提出了建立經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)約能源、環(huán)境友好的全國綜合交通運(yùn)輸體系的發(fā)展目標(biāo)，并確立由聯(lián)邦交通運(yùn)輸管理部門負(fù)責(zé)全國智能交通管理。在1991年接下來的六年，政府撥款6.6億美元全面支撐智能交通的研發(fā)和應(yīng)用活動(dòng)。1998年，美國頒布了《21世紀(jì)交通平等法案》（TEA-21），通過立法推動(dòng)智能交通的發(fā)展重點(diǎn)由研發(fā)轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)設(shè)施集成。2005年9月，美國國會(huì)通過了《高效交通公平法案》（SAFETEA-LU），確立了智能交通在推動(dòng)交通發(fā)展中的核心作用。

（二）美國建立了以ITS JPO為主的智能交通管理體制機(jī)制

美國ITS JPO（智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項(xiàng)目辦公室）是美國交通部設(shè)立的推動(dòng)智能交通發(fā)展的下屬機(jī)構(gòu)，其目標(biāo)是促進(jìn)智能交通的開發(fā)和使用，使得人員和貨物的運(yùn)送變得更安全、更高效。ITS JPO依據(jù)美國國會(huì)通過的一系列法案，在美國交通部的指導(dǎo)下出臺(tái)了一系列智能交通戰(zhàn)略規(guī)劃和政策指導(dǎo)文件。

（三）美國持續(xù)出臺(tái)了一系列智能交通戰(zhàn)略規(guī)劃

政策層面，美國曾在1995年、1999年、2001年連續(xù)推出了智能交通戰(zhàn)略規(guī)劃和相應(yīng)的項(xiàng)目計(jì)劃。2009年，美國通過《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計(jì)劃：2010 —2014》（通過連接轉(zhuǎn)型升級(jí)交通系統(tǒng)），主要目的是確保IntelliDrive車路協(xié)同系統(tǒng)在2014年正式投入實(shí)際道路使用，通過政策推動(dòng)車載裝置和路側(cè)裝置部署工作的開展。2014年，美國交通部出臺(tái)了《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計(jì)劃2015—2019》，明確了智能交通領(lǐng)域的發(fā)展方向，確立了汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化兩大戰(zhàn)略重點(diǎn),同時(shí)提出打造更加安全的車輛和道路來緩解交通壓力，提高通勤效率。該規(guī)劃提出未來美國車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將分為三個(gè)發(fā)展階段：①概念車發(fā)展階段；②設(shè)計(jì)制造測(cè)試階段；③維護(hù)和運(yùn)營階段。2020年，美國交通部智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項(xiàng)目辦公室提出了《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計(jì)劃2020—2025》，提出了“加速ITS的運(yùn)動(dòng)來改變社會(huì)中的交通運(yùn)行方式，識(shí)別和評(píng)估可用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的新興替代技術(shù)方案，從公共利益出發(fā)引導(dǎo)并協(xié)調(diào)其研究、試驗(yàn)新興技術(shù)，支持在整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)中實(shí)施經(jīng)驗(yàn)證的ITS技術(shù)、方法和政策，挖掘智能交通系統(tǒng)能力實(shí)現(xiàn)所有地面運(yùn)輸模式的全部利益潛力”等五大戰(zhàn)略愿景。

當(dāng)前，美國的智能交通研究重點(diǎn)是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)（車路協(xié)同）。為促進(jìn)這兩個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的發(fā)展，美國推出了一系列專項(xiàng)政策。

具體來看，在自動(dòng)駕駛方面：2016年9月，美國交通部頒布了《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車政策（1.0）》，同意了自動(dòng)駕駛的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采納國際汽車工程師協(xié)會(huì)的自動(dòng)駕駛分級(jí)定義，對(duì)于高度自動(dòng)駕駛車輛（L3-5級(jí)），鼓勵(lì)使用智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，并提出了自動(dòng)駕駛設(shè)計(jì)、測(cè)試和部署的參考。2017年9月，美國交通部頒布了《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車政策（2.0）》（自動(dòng)駕駛系統(tǒng)——安全愿景），推動(dòng)各行業(yè)、各地方政府及民眾支持自動(dòng)駕駛技術(shù)的部署，采納了通過公眾評(píng)論和國會(huì)聽證會(huì)獲得的反饋，以自愿為指導(dǎo)，鼓勵(lì)最佳做法并優(yōu)先考慮安全。2018年，美國交通部發(fā)布新版聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車指導(dǎo)文件《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛政策（3.0）》（為交通的未來準(zhǔn)備），重新定義“駕駛員”和“操作員”等術(shù)語，以明確操控汽車者并非人類，鼓勵(lì)使用5.9GHz無線通信頻段，不再承認(rèn)奧巴馬政府認(rèn)證的10個(gè)自動(dòng)駕駛試驗(yàn)場(chǎng)。2019年，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）重新分配5.9GHz的20MHz頻段用于車聯(lián)網(wǎng)和車路協(xié)同無線通信技術(shù)。2019年，美國還發(fā)布了《國家人工智能（2019）》，重點(diǎn)指出聯(lián)邦經(jīng)費(fèi)投資將向機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能基礎(chǔ)研究?jī)A斜。2020年，美國交通部推出《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛政策（4.0）》（保證美國在自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)地位），優(yōu)先考慮安全，強(qiáng)調(diào)公共安全與網(wǎng)絡(luò)安全，確保隱私和數(shù)據(jù)安全，增強(qiáng)出行能力與自由，保持技術(shù)中立，保護(hù)美國的創(chuàng)新和創(chuàng)造力，提出法規(guī)現(xiàn)代化，推廣統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和政策，確保聯(lián)邦機(jī)構(gòu)間的協(xié)作，改善整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的效能。

表2-1 美國智能交通政策發(fā)展一覽

續(xù)表

續(xù)表

二 美國智能交通發(fā)展的情況

（一）美國智能交通起步早成效顯著

美國對(duì)于智能交通的探索最早可以追溯至20世紀(jì)60年代，通過電子道路導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車路雙向通信來提供車輛導(dǎo)航服務(wù)。美國已經(jīng)從最初的車載電子導(dǎo)航設(shè)施的普及、公共出行服務(wù)的開展、智能信號(hào)控制和電子收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用到全國性交通信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，車輛防撞設(shè)施的提升、交通管理水平的提升轉(zhuǎn)變。

（二）美國智能交通發(fā)展的重點(diǎn)之一是車路協(xié)同

美國車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從車路集成（Vehicle and Infrastructure Integration，Ⅶ）到智能駕駛（IntelliDrive），再到網(wǎng)聯(lián)汽車（Connected Vehicle）的發(fā)展階段。項(xiàng)目研究由美國交通部研究和創(chuàng)新技術(shù)管理局（RITA Research and Innovation Technology Administratoon）發(fā)起，并得到汽車制造商和美國各州交通部門的大力支持。技術(shù)研究從交通通信需求分析和典型應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)開始，設(shè)計(jì)了滿足交通通信需求的底層通信協(xié)議，開發(fā)設(shè)備樣機(jī)，并正式頒布802.11p標(biāo)準(zhǔn)。2004年以來，美國的研究人員曾在加利福尼亞州和密歇根州進(jìn)行了大量的車路協(xié)同實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)。2011年5月，美國交通部將IntelliDrive正式更名為智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究（Connected Vehicle Research）。2012年8月，密歇根州的Ann Arbor成為網(wǎng)聯(lián)汽車安全試點(diǎn)（Connected Vehicle Safety Pilot）的測(cè)試點(diǎn)，動(dòng)用了近300輛配備了專用短程通信（DSRC）設(shè)備的小轎車、公交車和卡車來測(cè)試車車/車路通信的表現(xiàn)，并考察車路協(xié)同應(yīng)用在改善交通安全方面的作用，取得了一系列研究成果。這些數(shù)據(jù)成為美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）制定政策的參考數(shù)據(jù)，而美國國家公路交通安全管理局計(jì)劃規(guī)定，推動(dòng)新出產(chǎn)的輕型車輛必須安裝DSRC設(shè)備，新出產(chǎn)的重型車輛必須安裝DSRC設(shè)備，同時(shí)考慮設(shè)計(jì)支持多種無線通信模式的上層協(xié)議。但因?yàn)檎邔拥母乩势照吓_(tái)，強(qiáng)制裝DSRC設(shè)備的政策被擱置下來。

目前，美國正在進(jìn)一步依托車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提升智能化交通管理、智能交通服務(wù)以及車輛行駛安全水平。2015年，美國交通部分別在懷俄明州、紐約市和佛羅里達(dá)州坦帕等試點(diǎn)開展了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測(cè)試，三個(gè)區(qū)域或城市分別關(guān)注于減少高速公路因惡劣天氣導(dǎo)致的擁堵、保障行人安全、緩解城市早高峰擁堵等，同時(shí)測(cè)試了搭載網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的車輛，并結(jié)合先進(jìn)的移動(dòng)和路側(cè)通信技術(shù)，來達(dá)到降低道路行車安全隱患、提升公眾出行效率的目的，并最終應(yīng)用至日常交通運(yùn)行中。交通部負(fù)責(zé)第一階段的全額資金投入，第二和第三階段也將提供80%的資金，剩下的20%由當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充。截至2018年底，美國交通部已經(jīng)在這三個(gè)區(qū)域或城市投入項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)超過4500萬美元，其中2018年，美國國家公路交通安全管理局也開展了一系列探索性高級(jí)研究（EAR）項(xiàng)目，評(píng)估貨車隊(duì)列駕駛行駛采用最先進(jìn)的協(xié)同自適應(yīng)巡航控制技術(shù)，推動(dòng)車輛根據(jù)安全運(yùn)行的需要調(diào)整車距。

（三）美國早早介入自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)世界自動(dòng)駕駛發(fā)展

在自動(dòng)駕駛應(yīng)用方面，美國早早介入自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)，可謂“十年磨劍，利刃出鞘”。以美國為代表的發(fā)達(dá)國家近20年在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域持續(xù)大量投入，進(jìn)行了眾多技術(shù)攻關(guān)和示范應(yīng)用，并在立法和政策上取得突破，“未來社會(huì)是自動(dòng)駕駛社會(huì)”觀念早已深入民心。美國等發(fā)達(dá)國家不僅探索自動(dòng)駕駛發(fā)展的技術(shù)路徑，同時(shí)正在網(wǎng)絡(luò)信息、汽車制造方面制定專利標(biāo)準(zhǔn)，旨在建立行業(yè)壁壘進(jìn)一步先發(fā)優(yōu)勢(shì)。發(fā)達(dá)國家自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已經(jīng)逐漸成熟并向外輸出。美國Velodyne激光雷達(dá)、以色列Mobile Eye視覺傳感器等已成為我國等發(fā)展中國家發(fā)展自動(dòng)駕駛不可或缺的傳感元件。

美國特斯拉和谷歌Waymo是在世界上最具代表性的企業(yè)。特斯拉自動(dòng)駕駛的硬件設(shè)備包括攝像頭、超聲波傳感器、前置雷達(dá)和車載處理器。到2018年11月，特斯拉車主使用自主駕駛輔助系統(tǒng)Autopilot已經(jīng)完成了10億英里的行程，特斯拉計(jì)劃開發(fā)全新的視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，收集到的圖像、聲波、雷達(dá)信號(hào)，讓車輛能夠更有效地獲得各項(xiàng)信息。而谷歌旗下的Waymo通過攝像裝置、雷達(dá)傳感器和激光測(cè)距儀感知周圍環(huán)境中的其他車輛和路況，并使用高分辨率地圖來進(jìn)行導(dǎo)航。Waymo已經(jīng)在2018年實(shí)現(xiàn)在美國25個(gè)城市的公路上完成了1000萬英里的行駛距離。同時(shí)，Waymo的虛擬測(cè)試距離也高達(dá)70億英里。同時(shí)Waymo已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了商用，在美國的菲尼克斯市以自動(dòng)駕駛出租車的形式提供搭乘服務(wù)。

（四）美國構(gòu)建了智能交通公共數(shù)據(jù)中心

美國智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項(xiàng)目辦公室及其合作伙伴也致力于提供開源性的實(shí)施公共調(diào)查數(shù)據(jù)。目前，美國智能交通公共數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為美國交通部的主要數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以訪問正在進(jìn)行中的項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)、創(chuàng)建可視化并在線分析，并提供較為完善的用戶訪問系統(tǒng)。