ITS的定义

ITS系藉由先进之电脑、资讯、电子、通讯与感测等科技的应用，透过所提供即时资讯的沟通与连结，以改善人、车、路等运输次系统间的互动关系，进而增进运输系统之安全、效率与舒适，同时减少交通环境冲击之有效整合型运输系统。

运输系统包括人、车、路等三个次系统，除了「人」次系统外，「车」、「路」次系统主要构件为机器、设施及设备，属技术与工业之产物。如何利用先进科技，使传统运输系统「智慧化」，乃ITS主要的本质。鉴于ITS强调先进科技运用于陆面运输系统之运作，因此这里所指的「车」、「路」次系统系指狭义的陆面道路与车辆系统，而非广义的各种运输系统。

一）功能性分类

ITS乃结合通信、资讯科技及交通控制等技术应用于各种运输系统，以美国ITS America之分类方式，ITS大体包含七个子系统，以下针对各子系统依其功能作一扼要说明：

1.先进交通管理系统(Advanced Traffic Management Systems, ATMS)

ATMS为智慧型运输系统的核心与基础，此系统系利用侦测、通讯及控制等技术，将交通监控系统侦测所得之交通状况，经由通讯网路传输到交通控制中心，中心再结合其他方面获得之资讯，制定及评估交通控制策略，执行整体性的交通管理，并将相关资讯传送给用路人与相关道路管理单位，以达到运输效率最大化及运输安全之目的。本系统主要特色系强调其与各子系统间之整合与即时控制之功能，提供匝道控制、号志时制计画、事故管理、替代路线导引等之参考。

ATMS之相关技术有电脑交通号志、匝道仪控、事件自动侦测、动态交通预测、自动车辆定位（Automatic Vehicle Location, AVL）、可变讯息标志（Changeable Message Sign, CMS）、地理资讯系统（Geographic Information System, GIS）、行进间测重（Weigh-In-Motion, WIM）、自动车辆分类（Automatic Vehicle Classification, AVC）、电子式自动收费（Electronic Toll Collection, ETC）、自动车辆辨识（Automatic Vehicle Identification, AVI）、最佳路线导引等。

2.先进用路人资讯系统(Advanced Traveler Information Systems, ATIS)

ATIS系藉由先进资讯、通讯及其他技术，提供旅行者必要之资讯，使其能于车内、家里、办公室、车站等地点方便地取得所需之资讯，作为旅次产生、运具与路线选择之决策依据，以顺利到达目的地。

ATIS之相关技术有可变讯息标志（CMS）、公路路况广播（Highway Advisory Radio, HAR）、全球卫星定位系统（Global Positioning System, GPS）、地理资讯系统（GIS）、车内显示系统、最佳路线导引、无线电通讯（Wireless Communications）、电视路况报导、电传视讯、旅行服务资讯、整体服务数位网路（Integrated Service Digital Network, ISDN）等。

3.先进车辆控制及安全系统(Advanced Vehicle Control and Safety Systems, AVCSS)

AVCSS系结合感测器、电脑、通讯、电机及控制技术应用于车辆及道路设施上，协助驾驶人驾驶，以提高行车安全，增加道路容量，减少交通拥挤。本系统之主要特色系利用感测器协助人类感官功能之不足，减少危险之发生；提高自动控制之程度，从事更安全、准确、可靠之控制，弥补驾驶人因判断错误及技术不佳所造成的疏失与危险。

AVCSS之相关技术包括：防撞警示系统、自动停放车辆、车间与车－路间通讯、自动车辆诊断、自动横向／纵向控制等。

4.商用车辆营运系统(Commercial Vehicle Operations, CVO)

CVO系利用前述ATMS、ATIS与AVCSS之技术于商业营运车辆，以提升运输效率及安全，减少人力成本，提高生产力。所谓「商车」不仅包括大型与重型车辆如卡车、货车，也包括紧急救护用车辆，以及每日运作的商用小型车。

CVO 之相关技术包括：自动车辆监视（AVM）、自动车辆定位（AVL）、行进间测重（WIM）、电子式自动收费（ETC）、自动车辆辨识（AVI）、最佳路线导引、双向无线电通讯、商车电脑辅助调度、自动货物辨识（Automatic Cargo Identification, ACI）等。

5.先进公共运输系统(Advanced Public Transportation Systems, APTS)

APTS系将ATMS、ATIS与AVCSS之技术应用于公共运输系统，以改善公共运输服务品质，提高营运效率，增加公共运输系统之吸引力。

APTS之相关技术包括：自动车辆监视（Automatic Vehicle Monitoring, AVM）、自动车辆定位（AVL）、双向无线电通讯、电子式自动付费（Electronic Fare Payment, EFP）、最佳路线导引、公车电脑排班、公车电脑辅助调度、车内显示系统等。

6.先进乡区运输系统(Advanced Rural Transportation Systems, ARTS)

在美国几乎有50％以上之交通事故是发生在郊区道路，且由于距离医疗服务太远，延误治疗，死伤情形较市区严重，遂于ITS中增加此一子系统，希望藉由紧急号志、事故侦测、路线导引、双向通讯及自动定位等技术之应用，以降低事故造成之损失。

ARTS之相关技术有：事件自动侦测、自动紧急信号、最佳路线导引、自动车辆定位（AVL）、双向通讯等。

7.自动公路系统(Automatic Highway Systems, AHS)

自动公路系统是ITS各项技术最先进的一项系统，它系利用路旁设施的布设，使车辆得以自动驾驶。AHS的目的系藉由先进通讯及自动控制等技术的应用，协助驾驶人开车，以降低驾驶人开车时精神及体力上的负担，并提升交通安全与运输效率。

AHS的概念可分为车辆完全自主（即车辆完全智慧化）、道路设施控制（即大部分由道路上相关设施来控制），以及介于前两者之间的系统。根据美国国家自动公路系统联盟（National Automatic Highway System Consortium, NAHSC）的定义，AHS的发展架构依车辆与道路基础设施自动控制权的多寡，可分为以下五个研究范畴（Categories）：

车辆完全自主模式（autonomous）：车辆完全自我控制；

道路设施与车辆合作模式（cooperative）：除了车辆自我控制之外，增加车辆间通讯的功能；

道路设施支援模式（infrastructure-supported）：提供道路基础设施与车辆间通讯的功能；

道路设施管理模式（infrastructure-managed）：道路基础设施管理每一部车的运作，车辆仍可维持部分自我控制；以及道路设施控制模式（infrastructure-controlled）：道路基础设施完全控制车辆的运作。




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（二）智慧型运输基础建设(Intelligent Transportation Infrastructure)

以上系ITS的功能性分类，为了实现ITS的各项服务，美国运输部于1996年1月宣布将推动智慧型运输基础建设(Intelligent Transportation Infrastructure, ITI)，先前称为核心基础建设(Core Infrastructure)，初始的计画称为”省时运作”(Operation Timesaver)，计画目标希望在往后十年内在美国75大都市中广泛布设ITS相关设施，预计为美国旅行大众节省15%的旅行时间。ITS架构提供系统设计的观念性架构，它定义了ITS所需的次系统及资料流向。ITI系一整合性的计画，包括九项基础建设单元，其目的在促使ITS于都会区广泛地推广应用。在所有ITS的服务实际运作之前，ITI里所规范的系统必须事先布设，以支援ITS所需的基本设施。在投资基础建设部份，一般由公部门来执行，并藉由民间部门的协助，提供完整的ITI实体建设。

ITI包括以下九项整合的单元：

交通号志控制(Traffic Signal Control);
高速公路管理(Freeway Management);
大众运输管理(Transit Management);
事件管理(Incident Management);
电子收费(Electronic Toll Collection);
电子付费(Electronic Fare Payment);
铁路平交道(Railroad Grade Crossings);

紧急救援管理服务(Emergency Management Services);以及区域性多重运具旅行资讯(Regional Multimodal Travel Information).

ITI是ITS各项服务与系统赖以运作的通信与资讯流通的骨干，它不仅是几项单元的集合，更提供不同单元间交换资料(讯)的环境。虽然ITI各个单元有其个别的效益，然而彼此间的整合与合作，将为整个都会区或区域带来更显着的运输效益。




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（三）智慧型运输系统架构(ITS Architecture)

经过三年余(1993~1996年6月底)的努力，美国在联邦运输部及ITS America的统筹之下，第一份国家ITS发展架构(The National ITS Architecture)终于完稿，这份长达五千余页共十六册的报告，具体规范了美国未来发展ITS的观念性架构，这份报告虽然在系统设计与施行步骤并没有订定明确的内容，但它定义了ITS各项服务单元间的互动关系，以确保全国的相容性(Compatibility)及可交换性(Interchangeability)，同时保留了各地方或区域依据当地特性发展ITS的弹性。这个国家架构总共定义了七个群组(groups or bundles)共三十项使用者服务项目(user services)：

旅行与运输管理(Travel and Transportation Management)

· 行进中驾驶者资讯(En route Driver Information);
· 路线导引(Route Guidance);
· 旅行服务资讯(Travel Services Information);
· 交通控制(Traffic Control);
· 事件管理(Incident Management);
· 废气监测与改善(Emissions Testing and Mitigation);
· 铁路平交道(Highway and Railroad Crossings)。

旅行需求管理(Travel Demand Management)
· 需求管理与运作(Demand Management and Operations);
· 行前旅行资讯(Pre-trip Travel Information);
· 共乘配对及事前订位(Ride Matching and Reservation)。

公共运输营运(Public Transportation Operations)
· 公共运输管理(Public Transportation Management);
· 行进中大众运输资讯(En route Transit Information);
· 个人化大众运输(Personalized Public Transit);
· 公共运输保全(Public Travel Security)。

电子付费(Electronic Payment)
· 电子付费服务(Electronic Payment Services)。

商用车辆营运(Commercial Vehicle Operations)
· 商用车辆电子结关(Commercial Vehicle Electronic Clearance);
· 自动化路旁安全检查(Automated Roadside Safety Inspections);
· 车上安全监视(On-board Safety Monitoring);
· 商用车辆管理程序(Commercial Vehicle Administrative Processes);
· 危险物品事件反应(Hazardous Material Incident Response);
· 货物运送机动性(Freight Mobility)。

紧急救援管理(Emergency Management)
· 紧急事故通告及个人保全(Emergency Notification and Personal Security);
· 紧急救援车辆管理(Emergency Vehicle Management)。

先进车辆控制及安全系统(Advanced Vehicle Control and Safety Systems)
· 纵向碰撞预防(Longitudinal Collision Avoidance);
· 横向碰撞预防(Lateral Collision Avoidance);
· 路口碰撞预防(Intersection Collision Avoidance);
· 预防车祸的视线提升(Vision Enhancement for Crash Avoidance);
· 安全准备(Safety Readiness);
· 车祸前碰撞预防(Pre-crash Restraint Deployment);
· 自动公路系统(Automated Highway Systems)。

为何要发展ITS？

交通事故
交通拥挤
能源消耗
环境污染

整体而言，发展ITS旨在运用先进科技于运输系统，使有限的运输资源作最有效的利用，以增进「行」的便利，提升人民生活品质。其中，增进交通安全及改善交通拥挤为首要目标，此外，对降低环境冲击及带动相关产业之发展，亦有助益。在迈入二十一世纪先进科技的时代，为何要发展ITS？主要着眼于日益严重运输系统本身的问题，以及其对环境所造成的冲击等问题，以下针对国内目前的交通与其所衍生的问题加以说明。

交通事故﹣车祸死伤严重，造成庞大的社会成本与负担

根据内政部警政署统计，历年来台湾地区每年因交通事故而死亡的人数皆维持在三千人左右，而受伤人数亦在三千人左右，以民国86年台湾地区因交通事故的死、伤人数各为2,722及2,413人，分析其肇事原因，百分之九十七以上是驾驶不当所致。有关台湾地区历年交通事故死伤人数趋势统计，详见图1说明。这些交通事故不仅造成个人及家庭的负担，更是社会有限医疗资源及国家生产力的损失。

发展ITS的首要目标即是利用资讯及控制等科技，辅助驾驶人行车，以增进交通安全。这方面的系统有碰撞预防系统（Pre-crash Restraint Deployment）及自动公路系统（AHS）。此外，藉由先进交通控制系统的布设，可以有效减少延滞及旅行时间，提升道路服务品质，对降低交通事故率及增进交通安全亦有显着的贡献。

交通拥挤﹣公路建设缓不济急，造成运输机动性与经济生产力的降低

根据交通部统计，台湾地区机动车辆历年来皆以倍数成长，以民国70年为例，台湾地区机动车辆登记数在540万辆左右，至民国80年则达到1,061万辆，成长将近一倍，至于民国86年则有1,531万辆机动车辆，其中有一千万辆以上的机车，有关台湾地区历年机动车辆成长统计情形，详见图2说明。如此快速成长的机动车辆数，造成都会区常态性的交通拥挤。而反观国内新建道路的成长幅度，以民国70年为例，台湾地区公路总长度为17,522公里（不含市区街道），至民国80年则达到19,872公里，仅成长二千余公里，至于民国86年也仅有20,185公里的长度；在道路面积成长方面，民国80年台湾地区道路面积为251,649千平方公尺，至民国86年增至335,506千平方公尺，六年间仅成长33%，与机动车辆动辄倍数的成长，新建道路的速度永远赶不上机动车辆的成长与需求，因此以增加道路供给来改善交通拥挤问题的方法，日益不可行。有关台湾地区历年道路长度与面积成长统计情形，详见图3与图4说明，至于历年单位机动车辆享有道路长度与面积的统计情形，详见图5说明。

应用ITS的各项系统与技术，可以有效改善交通拥挤，例如：(1)藉由即时路况资讯的提供，用路人可以避开拥挤路段，选择替代道路或运具，甚至延迟出发时间，以避免尖峰时刻的交通拥挤；(2)迅速侦测并排除道路事故，以减缓因事故所造成的交通拥挤，甚至避免连续事故的发生，造成更严重的交通壅塞；(3)良好的大众运输系统可以吸引部份私人运具旅次，减缓交通拥挤问题；(4)即时而动态的交控系统可以随时侦测交通状况，自动调整交控策略，减少延滞及旅行时间，对改善交通拥挤亦有助益；(5)藉由电子式自动收费系统的布设，可以改善收费站区附近的交通拥挤，并且可以作为道路拥挤定价（Congestion Pricing）策略的基础；(6)提供共乘的资讯和机会，可以减少私人运具的旅次；以及(7)ITS可以提供用路人停车场位置及路线导引等资讯，避免因盲目寻找停车空间而造成的交通拥挤。

能源消耗﹣公路运输过度消耗能源，造成国家整体资源分配的不均衡

根据经济部能源委员会统计，台湾地区历年来公路运输能源消耗占总运输部门一直居于首位，从民国60年的87.15%，至民国70年的87.78%，随后十年变化幅度不大，至民国80年占总运输部门能源消耗的87.0%，约接近九成。不过从民国80年后在运输部门所占能源消耗比例已有下降的趋势，例如民国85年占83.22%，不过能源消耗总量仍继续成长。有关台湾地区历年公路与运输部门的能源消耗情形，详见图6说明。

提升公路运输的能源使用效率，对国家能源的整体规划有实质的帮助。利用ITS的各项技术，可以降低交通拥挤并转移部份私人运具旅次到大众运输工具，以提升运输系统的能源使用效率。

环境污染﹣大量的汽、机车排放废气，威胁大自然与环境的永续发展

根据台北市环保局统计委托台大环工所之研究报告指出，台北市空气污染物中约99.5%的一氧化碳（CO）、99%的碳氢化合物（HC），以及98%的氮氧化合物（NOX）来自机动车辆。此外，分析台湾地区历年来运输部门温室气体排放量的情形，以民国85年为例，其中以公路为最高，占84.04%，其次为航空，占13.16%；其次，以民国69年至民国85年温室气体排放量的成长率而言，公路亦成长3.4倍，大量使用公路系统的机动车辆，造成日益严重的空气污染问题，更直接威胁大自然与环境的永续发展。有关台湾地区历年公路与运输部门的温室气体排放情形，详见图7说明。

ITS可以提供用路人行车资讯，避免交通拥挤；另外藉由大众运输系统的改善以及便利的转乘资讯的提供，可以转移部份私人运具旅次至大众运输工具，减少私人运具的使用，降低空气污染及噪音等对环境所造成的冲击。