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智能交通簡(jiǎn)介和發(fā)展前景

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2008/10/27
　

    在本站這幾天的報(bào)道中，智能交通的新聞信息不在少數(shù)。許多城市都在加入智能交通，同時(shí)智能交通給人們帶來(lái)許多便利。
    08年，奧運(yùn)來(lái)了，因著這四年一度的盛會(huì)，亞洲、中國(guó)、北京比往日贏得了世界更多的關(guān)注。此時(shí)，作為衡量城市效率的重要指標(biāo)之一——城市交通的便捷與否成為籌辦奧運(yùn)的一個(gè)重要工作。當(dāng)然，良好的交通環(huán)境不僅可以給四方來(lái)客留下深刻的印象，也能為人們節(jié)省商務(wù)成本，增加出行方便。在這種形勢(shì)下，大范圍普及智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystem，簡(jiǎn)稱ITS）成為治理城市交通的一個(gè)重要措施被提上日程。
    仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，智能交通系統(tǒng)已經(jīng)深入我們生活的方方面面：電子警察、GPS、不停車收費(fèi)公路等都屬于智能交通范疇。然而，很多人對(duì)智能交通還未形成深刻的認(rèn)識(shí)，什么是智能交通？智能交通的常用領(lǐng)域有哪些？目前智能交通發(fā)展進(jìn)度如何？智能交通的未來(lái)發(fā)展又是如何？

    一、什么是智能交通
    智能交通是一個(gè)基于現(xiàn)代電子信息技術(shù)面向交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)系統(tǒng)。它的突出特點(diǎn)是以信息的收集、處理、發(fā)布、交換、分析、利用為主線，為交通參與者提供多樣性的服務(wù)。
 
    二、智能交通在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用領(lǐng)域
    智能交通的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。而在我國(guó)，智能交通出現(xiàn)最早、應(yīng)用最多、最常見的領(lǐng)域主要包括以下三方面：

    （一）不停車收費(fèi)系統(tǒng)
    自1988年我國(guó)首條高速公路建成通車，就是以封閉式人工收費(fèi)模式出現(xiàn)的。人工收費(fèi)是早期高速公路收費(fèi)普遍采用的模式，后來(lái)發(fā)展到半自動(dòng)收費(fèi)。這兩種也是目前最常見的高速路收費(fèi)方式。但是，停車、繳費(fèi)、啟動(dòng)，對(duì)于高速公路每日龐大的車流量來(lái)說，這樣一整套收費(fèi)程序不僅耗費(fèi)時(shí)間，而且容易造成交通擁堵。為了解決因交通擁堵帶來(lái)的車輛油耗、空氣污染等問題，以及避免人工收費(fèi)過程中可能產(chǎn)生的營(yíng)私舞弊現(xiàn)象的出現(xiàn)，電子不停車收費(fèi)(ETC)在90年代應(yīng)時(shí)誕生并迅速發(fā)展成一種嶄新的收費(fèi)方式，對(duì)提高收費(fèi)道路通行能力，滿足道路通行者簡(jiǎn)便支付通行費(fèi)等有明顯的效應(yīng)。各個(gè)國(guó)家開始積極研制不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)。由于該技術(shù)對(duì)提高收費(fèi)道路通行能力、滿足道路通行者簡(jiǎn)便支付通行費(fèi)等有明顯的效應(yīng)，該技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)形成了規(guī)模效益。我國(guó)已建的高速公路，以及各省市的大部分獨(dú)立大橋、隧道，城市環(huán)線、貸款集資道路均為收費(fèi)道路。在收費(fèi)道路迅速發(fā)展及逐步擴(kuò)大的背景下，道路收費(fèi)系統(tǒng)及其技術(shù)成為國(guó)內(nèi)關(guān)注的對(duì)象。在歐、美、日等國(guó)家先后使用不停車收費(fèi)系統(tǒng)并獲得成功之后，我國(guó)也著手推廣這一先進(jìn)技術(shù)。

    1、概述
    不停車收費(fèi)系統(tǒng)又稱電子收費(fèi)系統(tǒng)ElectronicTollCollectionSystem，簡(jiǎn)稱ETC系統(tǒng))是以現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)為主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)車輛不停車自動(dòng)收費(fèi)的智能交通子系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過路側(cè)天線與車載電子標(biāo)簽之間的專用短程通信，在不需要司機(jī)停車和其他收費(fèi)人員操作的情況下，自動(dòng)完成收費(fèi)處理過程。不停車、無(wú)人操作和無(wú)現(xiàn)金交易是電子收費(fèi)系統(tǒng)的三個(gè)主要特點(diǎn)。
    ETC系統(tǒng)主要包括四部分：電子標(biāo)識(shí)卡、收發(fā)器、微處理器和車道控制器。電子標(biāo)識(shí)卡即有源電子射頻卡，也被看做車輛的“身份證”。它存儲(chǔ)了車輛的編號(hào)及相關(guān)信息，在車輛通過車道時(shí)，電子標(biāo)識(shí)卡與射頻天線以專用短程通信（DedicatedShort-RangeCommunication，簡(jiǎn)稱DSRC）方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將車輛信息傳遞出去；裝有微波線路的收發(fā)器具備很強(qiáng)的抗干擾性和快速通訊能力；微處理器相當(dāng)于“翻譯機(jī)”，可以將標(biāo)識(shí)卡傳遞過來(lái)的信息進(jìn)行翻譯并

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[!--empirenews.page--]傳至車道控制器，進(jìn)而獲取車輛資料；根據(jù)卡上的信息，車道控制器可以判定通過車輛是否有正常通過的權(quán)力，還可判斷卡的有效性，并起動(dòng)相應(yīng)的交通標(biāo)志，也可以發(fā)出警告給車主必要的提示，如果發(fā)生違章闖關(guān)現(xiàn)象也可驅(qū)動(dòng)抓拍系統(tǒng)進(jìn)行違章取證等。可以說，射頻識(shí)別技術(shù)技術(shù)的使用使得不停車收費(fèi)系統(tǒng)先天的具有了收費(fèi)技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，對(duì)于城市而言，它還擁有了管理和控制城市交通的潛在能力。在交通繁忙低端都可以采用這項(xiàng)技術(shù)，以有效提高這些市政設(shè)施的資金回收能力。電子收費(fèi)系統(tǒng)在國(guó)外被廣泛地應(yīng)用于開放式的收費(fèi)站，國(guó)內(nèi)目前部分省市的高速公路已有所實(shí)施。電子收費(fèi)系統(tǒng)代表當(dāng)今最先進(jìn)的收費(fèi)技術(shù)，也是未來(lái)發(fā)展的方向，有著廣闊的發(fā)展前景。
    目前，電子不停車收費(fèi)技術(shù)的采用不僅減少了收費(fèi)站占地規(guī)模，并有效的提高了通行能力，在我國(guó)，不停車收費(fèi)已經(jīng)成為高速公路收費(fèi)方式的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

    （二）電子警察
    交通工具的迅猛發(fā)展以及私家車的日益普及在為我們的出行帶來(lái)了方便快捷的同時(shí)，也給交通部門增加了新的考驗(yàn)和壓力。傳統(tǒng)的交通管理體系在新形勢(shì)下顯得力不從心。而多種電子科技產(chǎn)品的應(yīng)運(yùn)而生使這一情況得以改變。電子警察系統(tǒng)便是運(yùn)用最新科技成果為制止交通違章強(qiáng)化交通管理而打造的先進(jìn)武器，它的出現(xiàn)為整治違章闖加強(qiáng)交通建設(shè)建立了不可磨滅的功勛。
    電子警察是一種利用自動(dòng)化檢測(cè)與測(cè)量技術(shù)捕獲交通違法或交通事故，利用網(wǎng)絡(luò)將采集的信息傳回公安部門進(jìn)行分析處理，并以此為證據(jù)對(duì)肇事者進(jìn)行處罰，以減少事故發(fā)生、輔助交警工作的方法。它作為視頻監(jiān)控與智能交通體系的完美結(jié)合，通過迅速的監(jiān)控、抓拍、來(lái)獲取違章證據(jù)，為處理交通違章執(zhí)法提供行之有效的監(jiān)測(cè)方法。因?yàn)樗臏?zhǔn)確、公正的執(zhí)法作用已成為道路交通管理隊(duì)伍中必不可少的重要一員。
目前比較典型的電子警察系統(tǒng)由于受到技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素制約，應(yīng)用尚未普及，常見的電子警察系統(tǒng)有以下兩種：闖紅燈交通違章自動(dòng)記錄系統(tǒng)；車輛防盜治安卡口系統(tǒng)。

    1、闖紅燈交通違章自動(dòng)記錄系統(tǒng)。本系統(tǒng)用于對(duì)城市路口闖紅燈車輛的自動(dòng)識(shí)別和違章車輛的自動(dòng)抓拍。常見的實(shí)現(xiàn)方式有：視頻電子警察、數(shù)碼電子警察、數(shù)碼視頻組合電子警察。由于數(shù)碼視頻組合電子警察既克服了單純視頻電子警察或單純數(shù)碼電子警察的不足，又集中了兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，所以已經(jīng)逐漸取代前兩種系統(tǒng)成為最常實(shí)現(xiàn)的電子警察系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由前臺(tái)和后臺(tái)兩部分組成。前臺(tái)采用航天科技中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)、目標(biāo)識(shí)別技術(shù)和目標(biāo)跟蹤技術(shù)，包括電子眼、傳感器、測(cè)速儀等，用于捕捉闖紅燈違章車輛。電子眼一般是指攝像頭，可在被觸發(fā)的情況下進(jìn)行自動(dòng)拍攝。傳感器安裝于路口地面下的壓力傳感器，用于對(duì)車輛駛過時(shí)觸發(fā)電子眼進(jìn)行拍攝。測(cè)速儀常安裝在高速公路和城市高架路兩旁，對(duì)來(lái)往車輛的速度進(jìn)行測(cè)量。后臺(tái)包括后臺(tái)應(yīng)用軟件一套，用于管理前臺(tái)已捕獲的違章車輛數(shù)據(jù)。

    2、車輛防盜治安卡口系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要應(yīng)用在城市的進(jìn)出口交通要道上、高速公路的出入口、重點(diǎn)路段等處的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，利用先進(jìn)的光電、計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問等技術(shù)，對(duì)監(jiān)控路面過往的每一輛機(jī)動(dòng)車進(jìn)行連續(xù)全天候?qū)崟r(shí)24小時(shí)不間斷、無(wú)遺漏的記錄，獲取過往車輛的局部特征圖像和車輛全景圖像，保存所采集的車輛圖像，存入計(jì)算機(jī)生并生成數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)具備聯(lián)網(wǎng)查詢功能，為各地公安及交警部門進(jìn)行交通管理提供重要線索和依據(jù)。系統(tǒng)主要由卡口前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、卡口后端系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)等幾部分組成，前后端系統(tǒng)一般由車輛攝像機(jī)、照明燈和應(yīng)用服務(wù)器等組成。網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系
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[!--empirenews.page--]統(tǒng)則負(fù)責(zé)信息    傳輸和服務(wù)器管理。不同的系統(tǒng)負(fù)責(zé)不一樣的任務(wù)，具有不一樣的功能。
    電子警察與傳統(tǒng)的人工警察相比有著多種優(yōu)點(diǎn)，例如違章識(shí)別率高，沒有誤判的行為；所有信息全部自動(dòng)化傳輸并且集中處理；信息可直接儲(chǔ)存為圖片形式并且與電腦相連，查詢方便快捷……此外，電子警察系統(tǒng)還能對(duì)廣大駕駛元產(chǎn)生強(qiáng)大的威懾效果，促使其不敢隨意違章，從而既保障了交通安全，減輕了民警的勞動(dòng)強(qiáng)度,又解放了大量的糾違警力。
    隨著技術(shù)的成熟，電子警察系統(tǒng)的運(yùn)用日趨廣泛，在我國(guó)的交通建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，扮演著舉足輕重的角色?？梢哉f，電子警察系統(tǒng)與傳統(tǒng)警察相比，是一次徹底的革命。也是智能交通不可忽視的運(yùn)用。

    （三）GPS
    GPS即全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）。它是美軍70年代初在“子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航定位”技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的具有全球性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候優(yōu)勢(shì)的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速系統(tǒng)，由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成，已廣泛應(yīng)用于軍事和民用等眾多領(lǐng)域。
簡(jiǎn)單地說，GPS是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能。全球定位系統(tǒng)開發(fā)的原始目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的。很多專業(yè)人士認(rèn)為全球定為系統(tǒng)是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成部分。經(jīng)過20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。
    在發(fā)達(dá)國(guó)家，GPS技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于交通運(yùn)輸和道路工程之中。目前，我國(guó)在這方面的應(yīng)用也已開始起步，從安防視角看，GPS在智能交通領(lǐng)域運(yùn)用的最為廣泛，不論給專業(yè)領(lǐng)域還是大眾生活都帶來(lái)了不可忽視的深重影響。
    GPS智能交通系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)涉及綜合性的高科技研制開發(fā)，從技術(shù)上看主要是融合全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、交通地理信息系統(tǒng)(GIS)和無(wú)線數(shù)字通信技術(shù)(GMS)三項(xiàng)高新技術(shù)為一體的最新高科技研制任務(wù)，當(dāng)然設(shè)計(jì)試驗(yàn)過場(chǎng)中離不開巨量的計(jì)算機(jī)軟件編程及調(diào)試優(yōu)化工作。
    在道路工程中，GPS目前主要用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)等。實(shí)踐證明，在幾十公里范圍內(nèi)的點(diǎn)位誤差只有2cm左右，達(dá)到了常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的精度，同時(shí)大大提前了工期。GPS技術(shù)同樣應(yīng)用于特大橋梁的控制測(cè)量中和隧道測(cè)量中，其速度快、精度高，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
    此外，GPS在汽車導(dǎo)航和交通管理中的應(yīng)用最為突出。三維導(dǎo)航是GPS的首要功能，飛機(jī)、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導(dǎo)航接收器進(jìn)行導(dǎo)航。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是在GPS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)。它由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、LCD顯示器組成。

    它所能實(shí)現(xiàn)的功能包括：
    1、車輛跟蹤利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo)移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上；還可實(shí)現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時(shí)跟蹤，利用該功能可對(duì)重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。
    2、提供出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航規(guī)劃出行路線是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)重要輔助功能，包括：自動(dòng)線路規(guī)劃：由駕駛員確定起點(diǎn)和終點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)軟件按照要求自動(dòng)設(shè)計(jì)最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡(jiǎn)單的路線、通過高速公路路段次數(shù)最少
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[!--empirenews.page--]的路線等。
    3、信息查詢?yōu)橛脩籼峁┲饕飿?biāo)，如旅游景點(diǎn)、賓館、醫(yī)院等數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶能夠在電子地圖上根據(jù)需要進(jìn)行查詢。查詢資料可以文字、語(yǔ)言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時(shí)，監(jiān)測(cè)中心可以利用監(jiān)測(cè)控制臺(tái)對(duì)區(qū)域內(nèi)任意目標(biāo)的所在位置進(jìn)行查詢，車輛信息將以數(shù)字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來(lái)。
    4、話務(wù)指揮指揮中心可以監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛的運(yùn)行狀況，對(duì)被監(jiān)控車輛進(jìn)行合理調(diào)度。指揮中心也可隨時(shí)與被跟蹤目標(biāo)通話，實(shí)行管理。
    5、緊急援助通過GPS定位和監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對(duì)遇有險(xiǎn)情或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助。監(jiān)控臺(tái)的電子地圖可顯示求助信息和報(bào)警目標(biāo)，規(guī)劃出最優(yōu)援助方案，并以報(bào)警聲、光提醒值班人員進(jìn)行應(yīng)急處理。
總之，GPS是近年來(lái)開發(fā)的最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，必然會(huì)在諸多領(lǐng)域中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。相信隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及高等級(jí)公路的快速修建和GPS技術(shù)應(yīng)用研究的逐步深入，其在道路工程和交通運(yùn)輸中的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛和深入，并發(fā)揮出更大的作用。

    三、ITS的未來(lái)發(fā)展
    在北美、歐洲及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，ITS的發(fā)展于明顯處于國(guó)際領(lǐng)先地位。在美國(guó)，由聯(lián)邦／州運(yùn)輸部作為主管部門，立法機(jī)構(gòu)及地方政府均有介入。政府的作用是對(duì)發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃，如美國(guó)國(guó)會(huì)1997年完善為《綜合運(yùn)輸法》，對(duì)如何采用先進(jìn)技術(shù)以提高運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)效能做了相應(yīng)規(guī)定；1996年初聯(lián)邦運(yùn)輸部對(duì)ITS的發(fā)展又具體規(guī)定出交通信息管理、緊急事故響應(yīng)、旅行信息等9個(gè)子系統(tǒng)作為該計(jì)劃的基本構(gòu)成，明確了到2001年的發(fā)展目標(biāo)。此外，政府也是資金的主要來(lái)源。美國(guó)政府每年對(duì)ＩＴＳ都有專門的預(yù)算，如1997、1998年分別為2.4和2.5億美元，而日本僅在1995年政府就投入6.7億美元。這為ITS的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)保證。在歐洲，ITS有180個(gè)伙伴，它的另外一個(gè)組建是各國(guó)的ITS分會(huì)，有27個(gè)分會(huì)，代表了大約1800多家公司，此外還有ITS歐洲大會(huì)協(xié)會(huì)等。這樣的歐洲ITS大會(huì)，就能夠?qū)φ麄€(gè)ITS行業(yè)發(fā)展起到重要的協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)與溝通作用，同時(shí)也促進(jìn)了ITS整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。借鑒國(guó)外ITS發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，盡管我國(guó)的ITS尚處起步階段，有了政府的支持、行業(yè)人士與社會(huì)各界的齊心努力，生活中也能看到ITS帶來(lái)的極為明顯的變化。
    可以立體停放的自行車、能夠?qū)崟r(shí)報(bào)告公交到達(dá)時(shí)間的停車牌、電子警察的運(yùn)用、車牌識(shí)別技術(shù)的發(fā)展……ITS越發(fā)深入我們的日常生活，將先進(jìn)的科技與日常交通融會(huì)貫通，將人、車、路、環(huán)境等多種要素以傳統(tǒng)交通無(wú)法比擬的動(dòng)態(tài)方式組合在一起形成一個(gè)嶄新的系統(tǒng)。
    在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，人們賦予機(jī)器“思考”的能力：車輛能夠在道路上自由行駛，道路可以依靠自身的智能將交通流量調(diào)整至最佳狀態(tài)……高效、安全、舒適、暢通、準(zhǔn)確，瞬息萬(wàn)變的時(shí)代科技改革了生活、改善了整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行。
    在公路交通智能化飛速發(fā)展的21世紀(jì)，智能交通技術(shù)將多項(xiàng)技術(shù)結(jié)合在一起，以人工智能控制交通領(lǐng)域的方方面面，它的普及有效的減少了交通事故的發(fā)生，對(duì)于資源的有效合理利用在降低環(huán)境污染的同時(shí)也有助于最大限度的發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)勢(shì)效能，提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率和服務(wù)水平，為公眾帶來(lái)出行的方便。數(shù)種因素結(jié)合下，ITS必然會(huì)成為未來(lái)城市交通的主角，人們的交通出行也將逐漸走向“智能化”。今后的生活，不只可以出現(xiàn)配備有多種智能交通設(shè)備的交通工具，更多的是對(duì)交通領(lǐng)域的整體調(diào)控與把握。而未來(lái)的交通管理系統(tǒng)，將由更多的信息采集點(diǎn)、優(yōu)化的算法和多樣的信息發(fā)布手段組成，走向“實(shí)時(shí)化”。

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