目錄 CONTENTS

序言前言編寫說明

第 1篇體繫架構篇

第 1章智慧交通繫統定義及架構研究綜述 2

1.1智慧交通繫統 2

1.1.1智慧交通繫統定義方式  2

1.1.2智慧交通繫統定義  3

1.2智慧交通繫統架構研究綜述。 4

1.2.1智能道路子繫統架構概況  5

1.2.2智能鐵路子繫統架構概況  8

1.2.3智能地鐵子繫統架構概況  13

1.2.4智慧交通繫統架構方式 . 14

第 2章智慧交通繫統需求和目的分析及評價指標體繫 172.1智慧交通繫統需求和目的分析。 17

2.1.1智慧交通繫統用戶主體分析  17

2.1.2智慧交通繫統需求分析 . 18

2.1.3智慧交通繫統目的分析 . 20

2.2智慧交通繫統評價指標體繫 22

2.2.1構建評價指標體繫的意義  22

2.2.2具體的評價指標 . 23

第 3章智慧交通繫統架構。 27

3.1智慧交通繫統邏輯架構。 28

3.1.1邏輯架構設計方法  28

3.1.2繫統功能域劃分 . 29

3.1.3各功能域內部主要功能梳理  30

3.1.4繫統邏輯架構構建  32

3.2智慧交通繫統物理架構。 32

3.2.1物理架構設計方法  33

3.2.2物理實體清單梳理  34

3.2.3物理子繫統抽像整合  34

3.2.4繫統物理架構構建  35

3.3智慧交通繫統架構應用。 36

第 4章智慧交通繫統關鍵技術 38

4.1智慧交通信息感知技術。 39

4.1.1交通信息感知技術發展歷程  39

4.1.2智慧信息采集關鍵技術 . 41

4.2智慧交通通信傳輸技術。 42

4.2.1通信傳輸技術發展歷程 . 42

4.2.2智慧通信傳輸關鍵技術 . 44

4.3智慧數據處理技術 45

4.3.1數據處理技術發展歷程 . 45

4.3.2智慧數據處理關鍵技術 . 46

4.4智慧決策技術。 47

4.4.1決策技術發展過程及現狀  48

4.4.2智慧決策關鍵技術  49

4.5智慧控制技術。 50

4.5.1控制技術發展過程及現狀  50

4.5.2智慧控制關鍵技術  50

4.6智慧交通集成技術 51

第 5章智慧交通繫統發展路線和保障措施。 555.1智慧交通繫統發展路線。 55

5.2智慧交通繫統保障措施。 58

5.2.1營造良好發展環境  58

5.2.2完善資金投入保障  59

5.2.3促進技術創新應用  59

參考文獻。 62

第 2篇智慧道路篇

第 6章智慧道路交通發展現狀分析 66

6.1國外智能交通發展現狀分析 66

6.1.1美國  66

6.1.2歐盟  67

6.1.3日本  68

6.2國內智能交通發展現狀分析 71

第 7章智慧道路交通主要建設內容 74

7.1智慧公路主要建設內容。 74

7.1.1智慧基礎設施 . 76

7.1.2智慧公路應用體繫  77

7.1.3信息安全  79

7.2智慧城市道路交通領域主要建設內容。 79

7.2.1智慧交通信號控制繫統 . 79

7.2.2智慧出行信息服務繫統 . 80

7.2.3智慧公交繫統 . 81

7.2.4停車誘導繫統 . 82

第 8章智慧道路交通發展影響分析 83

8.1政策導向 83

8.1.1國家大數據相關政策  83

XVI

8.1.2自動駕駛相關政策  84

8.1.3智慧交通相關政策  85

8.2新一代技術對道路交通發展的影響 87

8.2.1智慧交通的關鍵技術及發展趨勢分析  878.2.2技術發展對道路交通影響分析 . 89

第 9章道路交通領域智慧交通發展路徑研究 939.1發展目標分析。 93

9.2戰略任務 94

第 10章智慧道路典型案例 96

10.1京禮（延崇）高速智慧公路 96

10.2貴州省農村交通運輸綜合信息服務平臺。 9810.2.1平臺總體框架  98

10.2.2農村出行服務  99

10.2.3農村物流服務  99

10.2.4農村客運、貨運運行監管服務  99

10.2.5農村客運、貨運運營服務 . 99

10.3杭州城市數據大腦交通平臺 99

10.3.1智慧化交通管理應用 . 101

10.3.2智慧化公共交通應用 . 101

10.3.3智慧化堵點治理應用 . 102

10.3.4智慧化公眾服務應用 . 102

10.4廣州一站式出行服務平臺 102

參考文獻 106

第 3篇智慧鐵路篇

第 11章智慧鐵路概述 112

11.1智慧鐵路的內涵 112

11.2智慧鐵路發展現狀。 112

11.3智慧鐵路研究現狀綜述 113

11.3.1國外研究現狀 . 113

11.3.2國內研究現狀 . 115

11.3.3研究評述  116

11.4智慧鐵路發展機遇與挑戰 117

第 12章智慧鐵路體繫架構 118

12.1智慧鐵路標準體繫架構 118

12.1.1通用基礎與管理標準 . 118

12.1.2智慧鐵路應用標準  119

12.1.3平臺及支撐技術標準 . 119

12.2智慧鐵路技術體繫架構 120

12.2.1智慧鐵路技術體繫邏輯框架 . 120

12.2.2智慧鐵路技術體繫物理框架 . 121

第 13章智慧鐵路關鍵技術 123

13.1智慧列車 123

13.1.1智慧動車組 . 123

13.1.2智慧檢修機器人  126

13.2智慧線路基礎設施。 128

13.2.1可視化鐵路線路基礎設施資源“一張圖”平臺  12813.2.2智慧線路檢測 . 128

13.2.3智慧基礎設施狀態感知  129

13.2.4智慧決策管理 . 129

13.3智慧牽引供電 129

13.3.1智慧牽引變電 . 129

13.3.2智慧供電調度 . 132

13.4智慧運輸服務 132

13.4.1智慧調度  132

13.4.2智慧客運服務 . 139

13.4.3智慧貨運服務 . 141

13.5智慧安全保障 145

13.5.1智慧綜合防災監控  145

13.5.2智慧周界防護 . 145

13.5.3智慧應急  148

第 14章智慧鐵路發展路線 150

14.1智慧鐵路與國家戰略。 150

14.2智慧鐵路發展演進階段 151

14.3智慧鐵路發展技術路徑 152

第 15章智慧鐵路典型案例 154

15.1京雄高鐵 154

15.1.1智慧建設  155

15.1.2智慧裝備  158

15.1.3智慧運營  158

15.2京張高鐵 159

15.2.1智慧建設  160

15.2.2智慧運營  162

參考文獻 167

第 4篇智慧民航篇

第 16章智慧民航概述 170

16.1智慧民航的定義 170

16.2智慧民航的發展現狀。 171

16.2.1國外發展現狀 . 171

16.2.2我國發展現狀 . 173

16.3國內外研究綜述 177

16.3.1智慧空管  177

16.3.2智慧機場  180

16.3.3智慧航司  182

16.3.4研究總結  183

第 17章智慧民航體繫架構 184

17.1智慧民航繫統總體架構 184

17.2智慧出行 186

17.3智慧機場 189

17.3.1智慧機場需求分析  189

17.3.2智慧機場業務構成  191

17.3.3智慧機場繫統架構  194

17.4智慧空管 198

17.4.1智慧空管需求分析  198

17.4.2智慧空管業務構成  199

17.4.3智慧空管繫統架構  201

17.5智慧航司 204

17.5.1智慧航司需求分析  204

17.5.2智慧航司業務構成  206

17.5.3智慧航司繫統架構  209

17.6智慧監管 211

17.6.1智慧監管需求分析  211

17.6.2智慧監管業務構成  212

17.6.3智慧監管繫統架構  212

第 18章智慧民航關鍵支撐技術。 215

18.1智慧機場關鍵支撐技術 215

18.1.1高級地面活動引導與控制繫統A-SMGCS 21518.1.2基於自動化采集手段的航班地面服務保障繫統  21618.1.3航站樓內運行協同決策繫統T-CMD .218

18.1.4GTC綜合交通管控繫統 220

18.1.5機場協同決策繫統A-CMD .222

18.2智慧空管關鍵支撐技術 223

18.2.1航空器自主間隔保持技術  223

18.2.2基於四維航跡的航空器管理運行技術 . 22418.2.3飛行全階段數字化管制技術 . 226

18.2.4進離港航班排序技術 . 227

18.2.5航空器協同運行技術 . 228

18.3智慧航司關鍵支撐技術 229

18.3.1全球運行預警技術  229

18.3.2TCAS防撞繫統 . 229

18.3.3航班協同調度自動化 . 230

18.3.4航空器健康管理  230

18.3.5航空器運行管理雲平臺技術 . 231

18.4其他關鍵支撐技術。 232

18.4.1智慧出行  232

18.4.2智慧監管  233

第 19章智慧民航的發展。 234

19.1智慧民航與國家戰略。 234

19.2智慧民航發展面臨的挑戰 236

19.3智慧民航發展演進階段 237

19.4智慧民航發展技術路徑 238

19.4.1智慧機場發展技術路徑  238

19.4.2智慧空管發展技術路徑  239

19.4.3智慧航司發展技術路徑  239

第 20章 智慧民航典型案例  241

20.1 美國亞特蘭大機場 241

20.2法國巴黎戴高樂機場。 242

20.3新加坡樟宜機場 243

20.4迪拜國際機場 244

20.5北京大興國際機場、首都國際機場。 248

20.5.1北京大興國際機場  248

20.5.2北京首都國際機場  250

20.6成都雙流國際機場。 251

20.7其他機場 255

參考文獻 256

第 5篇智慧物流篇

第 21章智慧物流的現狀和趨勢。 266

21.1智慧物流所面臨的需求和挑戰 266

21.1.1智慧物流發展現狀  266

21.1.2智慧物流當前面臨的挑戰  268

21.2智慧物流的研究現狀。 270

21.2.1智慧物流體繫框架研究  270

21.2.2智慧物流理論技術研究  273

21.2.3智慧物流應用 . 276

21.3智慧物流的發展趨勢。 277

第 22章智慧物流的體繫框架 280

22.1智慧物流的定義和特征 280

22.2智慧物流繫統整體框架 281

22.2.1整體框架  281

22.2.2關鍵子繫統 . 283

第 23章智慧物流的核心技術 289

23.1智慧倉儲 289

23.1.1物聯網技術與自動化倉儲  289

23.1.2區塊鏈技術與智慧倉儲  290

23.1.3人工智能與智慧倉儲 . 290

23.1.4應用場景  290

23.2智慧包裝 290

23.2.1RFID技術與智慧包裝 . 290

XXII

23.2.2智能算法與智慧包裝 . 291

23.2.3應用場景  291

23.3智慧運輸 291

23.3.15G技術與智慧運輸 292

23.3.2大數據與智慧運輸  292

23.3.3 區塊鏈與智慧運輸  293

23.3.4新能源與智慧運輸  293

23.3.5應用場景  294

23.4智慧分揀 295

23.4.1自動化設備與智慧分揀  295

23.4.2應用場景  295

23.5智慧配送 295

23.5.15G與智慧配送 .296

23.5.2量子計算與智慧配送 . 296

23.5.3無人配送車與智慧物流  296

23.5.4應用場景  297

23.6智慧交易 297

23.6.1區塊鏈與智慧交易  298

23.6.2應用場景  298

23.7智慧客服 299

23.7.1語音識別技術與智慧客服  299

23.7.2應用場景  299

23.8智慧供應鏈。 299

23.8.15G護航智慧物流供應鏈化 299

23.8.2大數據供應鏈與智慧物流智能管理  30023.8.3區塊鏈技術實現多中心的物流供應鏈體繫  30123.8.4人工智能實現物流智慧化運營管理  301第 24章智慧物流的未來之路 302

24.1“交通強國”與“物流強國” 302

XXIII

24.2智慧物流的發展途徑。 305

24.2.1近期發展目標（2025年） 307

24.2.2中期發展目標（2035年） 309

24.2.3遠期發展目標（2050年） 309

第 25章智慧物流典型案例 310

25.1供應鏈服務 ——浙江傳化 310

25.1.1智能公路港 . 310

25.1.2網絡貨運平臺 . 311

25.1.3端到端的供應鏈物流解決方案  312

25.2多式聯運 ——中歐班列。 312

25.2.1發展現狀  312

25.2.2多式聯運中的先進技術  313

25.2.3“一單制” . 313

25.3快遞物流 ——中國郵政集團、順豐速運。 31425.3.1中國郵政集團 . 314

25.3.2順豐速運  316

25.4應急物流 ——物流。 317

25.5冷鏈物流 ——榮慶物流。 319

參考文獻 321

前言

智能交通繫統（Intelligent Transportation Systems，ITS）起源於 20世紀 60年代，它的概念於1990年由美國智能交通學會提出，並在世界各國大力推廣。簡單來說，智能交通繫統就是將先進的信息、通信、傳感、控制等技術應用於交通繫統，從而建立一個高效、便捷、安全、環保、舒適的綜合交通運輸繫統。

針對ITS，我國也開展了大量研究，相關理論架構和技術應用指導、支持了智能交通繫統在我國近三十年的快速發展。近年來，用戶對交通繫統安全可靠、經濟高效、方便快捷、節能環保、智慧自主、人性服務等需求不斷提高，同時，人工智能、雲計算、5G等新興技術快速發展成熟，在雙重驅動作用下，交通繫統亟需進一步轉型升級。因此，部分專家學者提出，要在智能交通繫統的基礎上，以新需求為導向，以新技術為手段建立新一代智慧交通繫統。讓交通繫統“耳聰目明”“四肢發達”的同時，實現“頭腦聰慧”和“自主決策”。

智慧交通在道路、鐵路、民航、物流等領域有深厚的積累與發展潛力。在道路交通方面，“智慧道路”將進一步實現動態感知、自動駕駛、車路協同，加速新能源應用，顯著提升道路交通繫統的能力，更新道路交通運營的業態與模式，改變傳統道路交通運行結構；在鐵路方面，“智慧鐵路”應用新型智能動車組、檢修機器人等智慧裝備，實現智慧工務、智慧調度、智慧監控，可以在安全、可靠的前提下提升鐵路效率，有效應對自然災害和恐怖襲擊對鐵路的威脅，提高乘客體驗和提升乘客滿意度；在民航方面，“智慧民航”通過智慧機場、智慧空管、智慧航司等建設應用，實現未來航空運輸的可持續發展，確保未來飛機的安全和高效運行；在物流方面，“智慧物流”中自動化立體庫、可視化智能包裝箱、自動分揀、無人配送機器人等應用，實現運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、流通加工、配送、物流信息智慧化，大幅提升物流運作效率，促進供應鏈升級。

我國高度重視智慧交通繫統，2017年 1月，交通運輸部專門出臺《推進智慧交通發展行動計劃（2017—2020）》，以指導、扶持智慧交通繫統發展。2019年，中共中央、國務院發布《交通強國建設綱要》，明確提出要推廣智能化裝備，廣泛應用智能高鐵、智能道路、智能航運等新型裝備設施。2021年2月，中共中央、國務院印發《國家綜合立體交通網規劃綱要》，提出要推進交通繫統智慧發展，提升智慧發展水平。國家繫列政策也為智慧交通繫統的研究發展創造了良好環境，提供了堅實保障。

本書受機械工業出版社承擔的國家出版基金項目的委托，力求從“體繫完整、技術前沿、典型應用、未來展望”等多維角度體現智慧交通在不同交通模式領域的進展。本書主要根據北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室、交通運輸學院、交通運輸部科學研究院、北京印刷學院等單位提供的相關資料以及本書所附文獻目錄編寫而成。北京交通大學交通運輸學、趙靜、王子吉安、徐笑涵、蔣志寰、郭婷、李傳、莫正倩、潘璠、陳俊明、任偉濤、廖佳新，交通運輸部科學研究院曹劍東，北京印刷學院劉準、楊曉靜等人對本書編寫做了很大貢獻。在編寫過程中也得到了軌道交通控制與安全國家重點實驗室、運營主動安全保障與風險防控鐵路行業重點實驗室的相關專家和領導及研究團隊，以及中國民用航空局第二研究所羅謙研究員、成都民航空管科技發展有限公司郝育松高工的大力支持，在此一並表示感謝！

本書共 5篇內容，第 1篇體繫架構篇介紹了智慧交通繫統的定義、需求和目的、體繫架構、關鍵技術與發展路線；第 2篇智慧道路篇介紹了智慧道路的發展現狀、主要建設內容、發展影響、發展路徑與典型案例；第 3篇智慧鐵路篇介紹了智慧鐵路的概述、體繫架構、關鍵技術、典型案例與發展路線；第 4篇智慧民航篇介紹了智慧民航的概述、體繫架構、關鍵支撐技術、發展情況與典型案例；第 5篇智慧物流篇介紹了智慧物流的現狀、趨勢、體繫框架、核心技術、發展路線與典型案例。

本書歷時一年編寫完成。由於智慧交通繫統涉及面廣，限於編者學識水平，本書難免有疏漏、不當之處，敬請讀者諒解。有關引用材料的出處，已列入各篇後的參考文獻中，部分非公開發表的報告，未列入參考文獻，在此一並致以謝意！

2021年 8月