4.6.2 车联网与智能交通系统
英文telematics是telecommunications（远程通讯）的词头与informatics（信息学）的词根组合，telematics指称远程传送基于计算机的信息，该词的指称可对应于汉语的“车联网”。1978年，两位法国人在一篇论文中首次引入这一概念[161]。新世纪出现了in-car internet、internet of vehicles等专用词，有人称其为“2nd generation telematics”。车联网可一般地定义为，通过车载信息平台与公共网络动态通信，对车辆进行管理并提供服务的系统[162]。车联网是汽车技术与信息—通讯技术融汇的产物，是万物数字互联大潮流席卷地球的表现，代表了汽车发展的必然趋势，是汽车形态嬗变的一个标志特征，也是人类进入智能社会的标志之一，将革命性地改变制售用车的方式。
美国第一个迈出汽车与信息—通讯融合的脚步，1995年，GM与电子数据系统公司（EDS）、休斯电子公司（HEC）联合成立OnStar（安吉星）公司，专事通过车载通讯提供服务，提供导航、车况远程检测、音控免提电话、碰撞自动求助、紧急援助、安全保障等服务。福特联合微软等开发了类似OnStar的Sync，戴姆勒的Mbrace和Fleet Board、丰田的Safety Connect和G-Book、宝马的Connected Drive、沃尔沃的On Call等都提供telematics服务。这些是汽车厂随车提供的产品，是所谓“市场前装产品”。另一类由通讯运营商主导的产品，如Mobile Devices、Verizon、AT&T、Networkfleet，Inc.、移动和联通等提供的产品，这种模式不受汽车品牌的限制，可以是市场后装产品。车队管理系统（FMS）是专业公司为车队（特定的群）打造的一种管理网络，用基于位置的服务（LBS）为车队管理提供了新手段，过去车队管理者在办公室里不能行使的管理，用FMS就能坐在办公室里实时管理了。
智能手机的普及使其定位的功能可提供LBS，从而普及了汽车导航和提供途中信息服务。以智能手机为终端将车与网联接起来，虽然还只是极其有限的车—网信息互通，却也在驰骋不定汽车中实现了万物联网的初级阶段，大大方便了驾车一族。
车联网是一个“端”“管”“云”三层信息网络体系。第一层次端系统即由车辆的可无线射频识别的全球身份证（GID）、车载智能传感器和信息交互装置（与智能手机互联）组成的系统，负责采集车辆信息，感知行车状态与行车环境，既是身份标识及车内通信网络，也是车间通信、车—网通信的终端。第二层次管系统即并入公网的专网，它联接车对车（V2V）、车对路（V2R）、车对设施（V2I）、车对家（V2H）、车对行人（V2P）等的互联互通，起着车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游的作用，保障功能的实时性、可服务性和网络泛在性。第三层次云系统是并入的ITS、物流、保险等互联网，是多源海量信息的汇聚，需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能，其应用系统是在大数据支持下的，汇集、计算、调度、监控、管理、应用有关车辆的数据的复合体系。
智能交通系统是车联网上层的巨系统，覆盖汽车、机车、航空、水运。车联网并入ITS才能最终实现确保基于安全、快捷、节能、经济、环保的自动驾驶，也就是4.7节描述的理性自由驾驶，而车联网的发展又反过来支持ITS。ITS的体系结构称谓在各种文献中表述不尽相同，构造和功能基本一致，图4-44表示了ITS的体系结构，图4-45表示了ITS的实景。
在ITS的研发阶段，研发的重点聚焦在大数据的采集、处理、储存、交互通讯和基础设施上。到了实用阶段，如何保障系统可靠、安全，以及保障个人隐私不被泄露会成为焦点。ITS的短时故障都会成为灾难，因此，先试验后推广，循序渐进，对于发展ITS至关重要。
图4-44 ITS的体系结构
由于ITS与国家安全攸关，又是多领域的综合集成，各国政府和地区组织出面组织了ITS的研发，而车联网属纯商业产品，由企业主导开发。(https://www.daowen.com)
20世纪60年代美国联邦公路协会开发的为车辆提供行驶路线指引的电子指路系统（ERGS）为ITS之雏形[163]，但有文献，如Wikipedia之“Electronic Route Guidance System”认为，是美国政府70年代发起了ERGS。1990年DOT成立智能车辆和智能公路系统组织，1991年美国国会通过《1991年综合陆地运输效率法》，即ISTEA，ISTEA发起智能交通系统的研究和试验计划，责成DOT解决拥堵和安全问题，提高运输效率，减少交通需求的增加对环境的冲击。1995年末初有成果，但发现成本很高。1995年DOT正式公布第一个国家智能交通系统项目规划。1998年7月国会通过TEA-21（《21世纪交通权益法》），再次责成DOT和美国智能交通协会制定国家ITS项目计划，为此，DOT制定了近期五年计划、远期10年计划和长远的National Deployment Strategy（《国家部署战略》）。2009年12月，DOT下的技术研究与发明管理署（RITA）发布了ITS Stratigic Research Plan，2010—2014（《ITS战略研究计划：2010—2014》），该文件对未来五年的研究项目再度做出详尽的进度规划。未来五年的研究将集中在解决研究样机与实车之间的技术差距、公共部门与私人部门共同执行、从一定比例的研究样机到遍及全国的大系统间的复杂性等问题上。2012年12月，RITA在官网上公布了2015—2019 ITS Strategic Plan Discussion Document（《2015—2019 ITS战略计划讨论文件》），与相关者公开对话，广泛征求意见。
美国智能交通协会（ITS America）2011年发布的一份研究报告指出，智能交通业已成为快速发展的部门，价值已达约480亿美元，略大于直接邮递业，北美则达到520亿美元[164]。
20世纪70年代，德国开展了双向通信路径指引的ALI的研发。欧盟支持的ITS研究围绕着高效、清洁、安全的道路交通展开。1998年欧盟第五个研究工作框架规划（FP5）[165]开始执行时，在相关的项目中就有了ITS类技术的研究，研究延伸到FP6（2002—2006）。到FP7（2007—2013），研究的目标已提升到集成未来道路上各种ITS要素，以全面地满足欧洲交通的需要[166]。2010年7月7日，欧洲议会和欧洲理事会批准Directive2010/40/EU On the Framework for the Deployment of Intelligent Transport Systems in the Field of Road Transport and for Interfaces with Other Modes of Transport（《有关在道路交通领域里部署智能交通系统和与其他交通方式衔接的工作框架》），对有关道路交通的ITS事宜作出具有法律效力的规定。
日本的ITS研究发轫于20世纪60—70年代，1973—1979年间的自动车交通综合控制系统（CACS）是日本，也可能是世界第一个公—私合作进行的车载显示交互指路系统试验，其功能与美国的ERGS、德国的类似系统相似。以指路为主，用大型计算机和中央通讯系统做中央处理是这些系统的一个共同点，受通讯和处理能力的限制，这些系统都没有投入实际使用。
20世纪80年代，大容量储存器出现，使信息处理变得便宜，指路系统的研发指向了实际使用。1984年，CACS开始成为今天的汽车导航系统的初版。此时，美国的IVHS项目正在进行，欧共体正在推行欧洲高效交通系统与空前安全计划（PROMETHEUS，普罗米修斯计划），以及欧洲车辆安全专用道路设施（DRIVE）两个项目。
1994年，日本建立首相任首脑的“先进的信息和电信社会促进总部”。1995年，政府发布《促进先进的信息和电信社会基础指南》，根据《指南》，六个领域纳入中央政府主导，ITS列入其中。ITS涉及到五个政府省，仅1996—1998年日本ITS战略投资就达210亿美元，其中13%用于研发。
20世纪80年代初，“津塘疏港公路交通工程研究”被列入“六五”计划国家科技攻关项目，首次开展了应用计算机技术和通讯技术监控和管理交通系统的研究和工程实践。1988年，北京市从意大利引进了两套电子监控设备，在我国首开电子监控城市交通之先。2000年，科技部成立“全国智能运输系统协调指导小组”，负责指导ITS的研发和示范。中国政府部门和团体自20世纪90年代起开始参与ITS国际活动，交通部制定的科技发展“九五”计划和2010年长期规划，都列入了ITS。1999年，成立了交通部智能运输系统工程技术研究中心，并与智能交通技术交通运输行业重点实验室、全国智能运输系统标准化技术委员会三位一体，组成面向全国智能交通运输领域技术研究和应用开发的国家团队。
1999年组织全国科研力量开展“九五”国家科技攻关重点项目“中国智能交通系统体系框架研究”，2001年完成课题，课题确定了八个服务领域，共34大项，138个子项，包括：基础设施、行业信息化、公路收费—通讯—监控系统、交通一卡通、智能交通管理系统、停车诱导系统、智能公交系统、共用信息平台、出租车监控—浮动车[167]（floating car data）系统、车辆导航—联网不停车收费系统等。“智能交通管理系统”被《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》列入重点领域的优先主题，纲要提出“重点开发综合交通运输信息平台和信息资源共享技术，现代物流技术，城市交通管理系统、汽车智能技术和新一代空中交通管理系统。”ITS被“十五”以来的历次国家科技规划列为重大项目。2008年北京奥运会智能交通保障系统、2010年上海世博会交通保障系统、2010年广州亚运会智能交通系统、京津冀和长三角联网不停车收费系统等都是中国ITS研发的实际应用。
概而言之，ITS就是把过去孤立的点，联接成彼此相通互动的网络，为那些移动的质点提供服务和并施行管控，这张大网必然越过国界，把世界联接起来。1994年，第一届ITS世界大会（The1st ITS World Congress）在巴黎召开，一年一度的大会成为研讨和展示ITS的舞台。大会由欧洲道路交通远程通讯执行协调组织（ERTICO）、ITS America、日本智能交通协会（ITS Japan）共同筹备会议与展示，每年的会议在欧美、亚太的不同地区举行，大会期间，曾举行部长圆桌会议，开展政府间直接对话。2007年北京举办了第14届大会。