第一節(jié) 美國智能交通發(fā)展經(jīng)驗借鑒

一 美國推進智能交通發(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作用。美國發(fā)展智能交通系統(tǒng)最初考慮的是將先進的信息通信技術（ICT）應用至交通基礎設施和載運工具中，對交通系統(tǒng)進行智能化升級。美國以道路交通系統(tǒng)的智能化為核心來推動智能交通發(fā)展，通過構造一整套技術和運營的先進系統(tǒng)，提高了交通運輸系統(tǒng)整體能力。

（一）立法工作在美國促進智能交通研發(fā)和實施的過程中至關重要

20世紀90年代以來，美國聯(lián)邦政府、交通部等政府機構出臺了一系列智能交通相關的法案、政策、規(guī)劃、項目、標準。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)和應用智能交通系統(tǒng)，穩(wěn)步推動智能交通的研發(fā)和項目實施。

1991年美國國會通過了《陸上綜合運輸效率化法案》（ISTEA），計劃通過信息通信和交通需求供應管理提升交通路網(wǎng)的運行效率，提出了建立經(jīng)濟高效、節(jié)約能源、環(huán)境友好的全國綜合交通運輸體系的發(fā)展目標，并確立由聯(lián)邦交通運輸管理部門負責全國智能交通管理。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)和應用活動。1998年，美國頒布了《21世紀交通平等法案》（TEA-21），通過立法推動智能交通的發(fā)展重點由研發(fā)轉向基礎設施集成。2005年9月，美國國會通過了《高效交通公平法案》（SAFETEA-LU），確立了智能交通在推動交通發(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制

美國ITS JPO（智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項目辦公室）是美國交通部設立的推動智能交通發(fā)展的下屬機構，其目標是促進智能交通的開發(fā)和使用，使得人員和貨物的運送變得更安全、更高效。ITS JPO依據(jù)美國國會通過的一系列法案，在美國交通部的指導下出臺了一系列智能交通戰(zhàn)略規(guī)劃和政策指導文件。

（三）美國持續(xù)出臺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)劃和相應的項目計劃。2009年，美國通過《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計劃：2010 —2014》（通過連接轉型升級交通系統(tǒng)），主要目的是確保IntelliDrive車路協(xié)同系統(tǒng)在2014年正式投入實際道路使用，通過政策推動車載裝置和路側裝置部署工作的開展。2014年，美國交通部出臺了《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計劃2015—2019》，明確了智能交通領域的發(fā)展方向，確立了汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化兩大戰(zhàn)略重點,同時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)展將分為三個發(fā)展階段：①概念車發(fā)展階段；②設計制造測試階段；③維護和運營階段。2020年，美國交通部智能交通系統(tǒng)聯(lián)合項目辦公室提出了《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略計劃2020—2025》，提出了“加速ITS的運動來改變社會中的交通運行方式，識別和評估可用于交通運輸系統(tǒng)的新興替代技術方案，從公共利益出發(fā)引導并協(xié)調(diào)其研究、試驗新興技術，支持在整個運輸系統(tǒng)中實施經(jīng)驗證的ITS技術、方法和政策，挖掘智能交通系統(tǒng)能力實現(xiàn)所有地面運輸模式的全部利益潛力”等五大戰(zhàn)略愿景。

當前，美國的智能交通研究重點是自動駕駛系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)（車路協(xié)同）。為促進這兩個重點領域的發(fā)展，美國推出了一系列專項政策。

具體來看，在自動駕駛方面：2016年9月，美國交通部頒布了《聯(lián)邦自動駕駛汽車政策（1.0）》，同意了自動駕駛的分級標準，采納國際汽車工程師協(xié)會的自動駕駛分級定義，對于高度自動駕駛車輛（L3-5級），鼓勵使用智能網(wǎng)聯(lián)技術，并提出了自動駕駛設計、測試和部署的參考。2017年9月，美國交通部頒布了《聯(lián)邦自動駕駛汽車政策（2.0）》（自動駕駛系統(tǒng)——安全愿景），推動各行業(yè)、各地方政府及民眾支持自動駕駛技術的部署，采納了通過公眾評論和國會聽證會獲得的反饋，以自愿為指導，鼓勵最佳做法并優(yōu)先考慮安全。2018年，美國交通部發(fā)布新版聯(lián)邦自動駕駛汽車指導文件《聯(lián)邦自動駕駛政策（3.0）》（為交通的未來準備），重新定義“駕駛員”和“操作員”等術語，以明確操控汽車者并非人類，鼓勵使用5.9GHz無線通信頻段，不再承認奧巴馬政府認證的10個自動駕駛試驗場。2019年，美國聯(lián)邦通信委員會（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。2019年，美國還發(fā)布了《國家人工智能（2019）》，重點指出聯(lián)邦經(jīng)費投資將向機器學習與人工智能基礎研究傾斜。2020年，美國交通部推出《聯(lián)邦自動駕駛政策（4.0）》（保證美國在自動駕駛汽車技術的領導地位），優(yōu)先考慮安全，強調(diào)公共安全與網(wǎng)絡安全，確保隱私和數(shù)據(jù)安全，增強出行能力與自由，保持技術中立，保護美國的創(chuàng)新和創(chuàng)造力，提出法規(guī)現(xiàn)代化，推廣統(tǒng)一的標準和政策，確保聯(lián)邦機構間的協(xié)作，改善整個運輸系統(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

美國對于智能交通的探索最早可以追溯至20世紀60年代，通過電子道路導航系統(tǒng)實現(xiàn)車路雙向通信來提供車輛導航服務。美國已經(jīng)從最初的車載電子導航設施的普及、公共出行服務的開展、智能信號控制和電子收費系統(tǒng)的應用到全國性交通信息網(wǎng)絡的構建，車輛防撞設施的提升、交通管理水平的提升轉變。

（二）美國智能交通發(fā)展的重點之一是車路協(xié)同

美國車路協(xié)同技術的發(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。項目研究由美國交通部研究和創(chuàng)新技術管理局（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。技術研究從交通通信需求分析和典型應用場景設計開始，設計了滿足交通通信需求的底層通信協(xié)議，開發(fā)設備樣機，并正式頒布802.11p標準。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行了大量的車路協(xié)同實測實驗。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（Connected Vehicle Safety Pilot）的測試點，動用了近300輛配備了專用短程通信（DSRC）設備的小轎車、公交車和卡車來測試車車/車路通信的表現(xiàn)，并考察車路協(xié)同應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劃規(guī)定，推動新出產(chǎn)的輕型車輛必須安裝DSRC設備，新出產(chǎn)的重型車輛必須安裝DSRC設備，同時考慮設計支持多種無線通信模式的上層協(xié)議。但因為政府高層的更迭，特朗普政府上臺，強制裝DSRC設備的政策被擱置下來。

目前，美國正在進一步依托車聯(lián)網(wǎng)技術來提升智能化交通管理、智能交通服務以及車輛行駛安全水平。2015年，美國交通部分別在懷俄明州、紐約市和佛羅里達州坦帕等試點開展了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測試，三個區(qū)域或城市分別關注于減少高速公路因惡劣天氣導致的擁堵、保障行人安全、緩解城市早高峰擁堵等，同時測試了搭載網(wǎng)聯(lián)汽車技術的車輛，并結合先進的移動和路側通信技術，來達到降低道路行車安全隱患、提升公眾出行效率的目的，并最終應用至日常交通運行中。交通部負責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?shù)貦C構進行補充。截至2018年底，美國交通部已經(jīng)在這三個區(qū)域或城市投入項目經(jīng)費超過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研究（EAR）項目，評估貨車隊列駕駛行駛采用最先進的協(xié)同自適應巡航控制技術，推動車輛根據(jù)安全運行的需要調(diào)整車距。

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

在自動駕駛應用方面，美國早早介入自動駕駛產(chǎn)業(yè)，可謂“十年磨劍，利刃出鞘”。以美國為代表的發(fā)達國家近20年在自動駕駛領域持續(xù)大量投入，進行了眾多技術攻關和示范應用，并在立法和政策上取得突破，“未來社會是自動駕駛社會”觀念早已深入民心。美國等發(fā)達國家不僅探索自動駕駛發(fā)展的技術路徑，同時正在網(wǎng)絡信息、汽車制造方面制定專利標準，旨在建立行業(yè)壁壘進一步先發(fā)優(yōu)勢。發(fā)達國家自動駕駛產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已經(jīng)逐漸成熟并向外輸出。美國Velodyne激光雷達、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)。特斯拉自動駕駛的硬件設備包括攝像頭、超聲波傳感器、前置雷達和車載處理器。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，特斯拉計劃開發(fā)全新的視覺神經(jīng)網(wǎng)絡，收集到的圖像、聲波、雷達信號，讓車輛能夠更有效地獲得各項信息。而谷歌旗下的Waymo通過攝像裝置、雷達傳感器和激光測距儀感知周圍環(huán)境中的其他車輛和路況，并使用高分辨率地圖來進行導航。Waymo已經(jīng)在2018年實現(xiàn)在美國25個城市的公路上完成了1000萬英里的行駛距離。同時，Waymo的虛擬測試距離也高達70億英里。同時Waymo已經(jīng)初步實現(xiàn)了商用，在美國的菲尼克斯市以自動駕駛出租車的形式提供搭乘服務。

（四）美國構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)合項目辦公室及其合作伙伴也致力于提供開源性的實施公共調(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)可以訪問正在進行中的項目中的數(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)。