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[導讀]智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport Systems,簡稱ITS)是國家在上世紀中期開始研究的交通系統(tǒng)。當今世界,隨著汽車的發(fā)展普及,很多國家著手該系統(tǒng)的開發(fā)和應用,已經取得了很多成果。ITS是一個旨在克服道路、車輛

智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport Systems,簡稱ITS)是國家在上世紀中期開始研究的交通系統(tǒng)。當今世界,隨著汽車的發(fā)展普及,很多國家著手該系統(tǒng)的開發(fā)和應用,已經取得了很多成果。

ITS是一個旨在克服道路、車輛和人三者之間相互矛盾的綜合技術解決方案。高度發(fā)展的信息技術和通訊技術,使得這個技術解決方案得以成立和實施,而此系統(tǒng)的應用、推廣和發(fā)展又為安全、高效、環(huán)保的汽車社會提供了保障。

讓我們在回顧日本ITS的歷史后,再來觀察它的現狀,并展望其將來。

一、各自為戰(zhàn)的時代(1969年至1995年)

上世紀60年代中后期,小汽車、空調和彩色電視機替代洗衣機、冰箱和黑白電視機成為當時日本百姓爭相競購的“新三種神器”。

小汽車迅速走進日本的千家萬戶,到70年代初,日本的一些大城市已經車滿為患,擁擠不堪。

1969年,日本在一些城市開始導入交通管理系統(tǒng),用道路信息通告牌和廣播,向行駛在路上的各種車輛提供擁堵信息。這種對道路和車輛進行管理的嘗試,涉及道路建設的不少基礎設施,比如在高速路的一些路段上設置感應裝置和電子告示牌,開設全國統(tǒng)一的交通擁堵廣播波段(中波1620)等。到1978年這個交通工程告一段落時,其僅限于用廣播或告示牌將道路擁堵信息告訴行駛在路上的車輛,車輛駕駛者則根據這些信息,決定自己行駛的路線。而這種隨機應變的判斷,對于一個不了解周圍道路狀況的駕車者來說好比瞎子摸象,所以大多數私家車主即使聽到了道路信息,往往也仍舊選擇忍受塞車的痛苦。

車載地圖和導航儀很大程度上就是為讓駕駛者了解周圍道路而開發(fā)的。1981年,本田汽車公司在日本首先開發(fā)了利用陀螺原理顯示自車位置的車載地圖,因為精度不夠,一直沒有推廣開來。1987年,日本電裝公司開發(fā)了將地圖信息刻錄于CD的車載地圖。1991年使用GPS信號測定自車位置,并可以自動引導車輛到目的地的導航儀面市。翌年,不用反復確認畫面,只需聽著聲音提示的導航儀推出,贏得私家車主的喜愛,自此日本的車載導航儀得以迅速推廣開來。

伴隨著小汽車的迅速普及,交通死亡事故也頻頻發(fā)生。1970年,日本因交通事故而死亡的人數創(chuàng)下16,756人最高數字。這些事故既給家庭造成了無法挽救的痛苦,也給社會帶來了巨大的經濟損失。根據日本有關方面的調查,車車事故中最大比例為追尾(31%),其次為相撞(26%)。為了提高日本車的被動安全性能,日本的汽車公司付出了不懈的努力,各種和安全帶相關的裝置,如防抱死剎車(ABS)、安全車體技術以及各種安全氣囊等都是在70年代至90年代初在日本小汽車上得到實施的。

到90年代初,盡管通過日本政府和企業(yè)將近30年的各自努力,交通情況得到了一定的改善,但是一個有效的人、車、路和諧共存的交通管理體系卻仍然沒有形成。1995年,日本的通產省、運輸省、郵政省、建設省和警察廳五部門制定道路、交通和車輛的信息化實施方針,拉開了ITS系統(tǒng)研究開發(fā)和實施的序幕。

二、ITS實施現狀(1996年至2008年)

1996年7月,五部門又制定了更加詳細的ITS全體構思,準備用15到20年的時間讓日本的道路更加智能化,實現人、車、路三者的和諧互動。構思的具體內容有9項:高性能車載導航儀、自動收費系統(tǒng)、安全行車支援系統(tǒng)、交通管理智能化、道路管理效率化、公共交通支持系統(tǒng)、商用車效率化、步行者支持系統(tǒng)和緊急車輛運行支持系統(tǒng)。

(1)車輛信息通信系統(tǒng)(VICS)和高性能車載導航儀

1996年開始的VICS(Vehicle Information & Communication System),即車輛信息通信系統(tǒng)是這一時期的核心系統(tǒng)。該系統(tǒng)將從日本各地警察和道路管理部門收集的交通信息,進行整理、加工后,用三種方式傳播給各種車輛。首先是針對高速道路使用者,通過路上的電波裝置對經過該裝置的車輛(信號接受直徑70米)提供前進方向200公里內的道路信息。

針對非高速道路的使用者,應用兩種媒體傳送信息。對行駛在主要干道上的車輛,通過路上的光波裝置對經過圖1:日本ITS應用的現狀

該裝置的車輛(信號接受直徑3.5公里)提供前進方向30公里和后方1公里的道路信息。這兩種信息的播送頻率為2.4GHz。對一般道路的車輛則使用 FM調頻廣播,在全縣(相當于中國的省)或相應范圍內播出。同以往的道路信息相比,VICS的信息精度大大提高。因為VICS的信息基于設置在道路邊上的各種感應裝置,可以實時傳送各種很精確的圖像及聲音。駕車者可以利用這些精準的信息,做出各種反應。

和VICS相適應的是可以接受此信號的高性能車載導航儀,VICS提供的道路信息可以直接在導航儀的屏面上和道路復合顯現,道路的擁堵情況以顏色區(qū)分,比如紅色表示非常擁堵,橙色表示擁堵,讓駕車者非常直觀地了解堵塞的整體狀況,比較周圍道路狀況,自覺躲避擁擠的道路。導航儀也可以根據駕車者的指令,回避擁堵道路,重新檢索新的行車路線。

VICS開通以前,如果駕車者沒有收聽道路廣播,就會對道路信息一無所知。而VICS則不僅可以自動將道路信息反映到熒屏,還可以將地震、山崩、事故等緊急信息直接插入熒屏,提高行車的安全系數。

隨著嵌入式技術的發(fā)展和信息儲存的硬盤化,車載導航儀已經今非昔比,它不僅是駕車者的千里眼、順風耳,還是安全行車的好助手。VICS會將需要注意或采取對策的各種信息,比如事故信息、并線車輛信息、會車信息、各個車道的前方信息等等及時插入熒屏提示車主,防止或減少事故發(fā)生。

同時,車載導航儀也已經成為私家車中不可或缺的娛樂裝置。收看電視,播放碟片,連接iPod或音樂裝置等等,讓人們在車輛這個狹小空間內的生活變得更加豐富多彩。

(2)ETC和ITS車載裝置

ETC(Electronic Toll Collection System)即電子收費系統(tǒng),是ITS系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。該系統(tǒng)自 2001年3月投入使用后,短短6年間便累計售出1700多萬臺?,F在日本收費道路的通過車輛中,70%的車輛是安裝了電子收費系統(tǒng)的車輛,以前人工收費時,收費站前車輛排成長龍的景象基本消失,一駛而過的快感成為很多人選擇安裝ETC的理由之一。當有ETC裝置的車輛進入自動收費口時,雙向大容量通信系統(tǒng)馬上就可以將車牌號、信用卡持有人、進入地點和時間等信息雙向留存,當車輛駛出收費路口時,出口通訊系統(tǒng)便可以依據留存信息,瞬間結算費用。ETC裝置可以這么快地在日本推開,還有一個理由就是政府的價格優(yōu)惠政策,無論開始推廣,還是已經安裝此裝置后,都有打折優(yōu)惠。最近日本巷間流傳的節(jié)假日高速道路一律收費1000日元,只是限于裝了ETC的車輛。

和很多國家的電子收費系統(tǒng)不一樣的是,日本的ETC采用機卡分離的形式。就是機器裝置固定在車輛上,而ETC卡則隨使用者走。使用者無論開什么車輛,只要將ETC卡插入該車的裝置,就可以結算。這種機卡分離形式的最大優(yōu)點就是具有很大的擴張性。ETC卡不僅可以用作道路使用費的支付,也可以支付停車費、汽車輪渡費(此兩項內容還局限于局部地區(qū))等。今后這種卡還可以支付各種消費費用,積累各種返點或折扣。

支撐高性能ETC卡和硬件系統(tǒng)的是高速大容量的通信手段DSRC (Dedicated Short Range Communication),即專用短距離通信方式。DSRC使用5.8GHz,它使車輛和車輛、車輛和道路、車輛和各種設施、車輛和門戶網站之間的更大容量的雙向通信成為可能。

兼容DSRC的車載導航儀稱為ITS 車載裝置。2007年,日本有關部門發(fā)布了ITS車載裝置的標準,并在此裝置的基礎上試驗了今后將要推出的各種服務內容。這些內容有更加詳細和更加廣泛的道路信息和靜止圖像,行駛和停留時的無線上網,車輛和車輛之間的互動通信,以及各種公共設施的搜索、預約和自動結算等等。有關部門聯合生產廠家,準備用 10年的時間積極普及ITS車載裝置,讓日本的智能運輸系統(tǒng)變得更加智能化。

 

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