日本是一个人口少土地大的岛国,人均汽车比例很高。要解决交通拥堵问题,根本问题不能只靠建设新的路网来解决。然而,自1973年以来,智能交通系统的研究已经形成了智能交通系统的产业链,道路交通的有效整合基本上取得了良好的效果。
自1994年在巴黎举行第一届世界智能运输系统会议以来,日本连续主办了两次世界智能运输系统会议,即1995年在横滨举行的第二届智能运输系统世界会议和2004年在名古屋举行的第十一届智能运输系统世界会议。这说明日本在ITS研发方面的成就得到了世界的认可,其成功经验值得正在开发智能交通系统的国家和地区学习。
智能交通系统具有以下特点:充分利用现有的道路、交通、汽车等技术设备;采用先进的信息采集技术、数据通信传输技术、电子传感技术和计算机软件处理技术等。它集道路、交通、车辆、驾驶员和环境于一体,成为一个高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通管理系统。为了提高交通系统的运行效率,减少交通事故和环境污染,实现信息化、智能化、社会化、人性化的新型智能交通系统。
日本的智能交通系统
1.日本智能交通发展浅析
1973年,日本的个体组织开始研究ITS。到1994年,当时的警察厅、国际贸易和工业部、交通部、邮政和建设部(现在五个部门已经调整为警察厅、内政和交通部、经济、贸易和工业部、土地、基础设施、运输部)成立了道路、运输和车辆智能促进协会(,)。ITS的宗旨是促进本领域技术和产品的发展和普及。其目标是在未来30年内将现有道路交通死亡人数减少50%,基本消除交通拥堵,降低汽车油耗和尾气排放。
1996年,建设部、国际贸易工业部、交通部、邮电部、国家警察局联合制定了《ITS全体构想》。这一理念在促进交通部门改革方面发挥了积极作用,减少了交通拥堵,减日本智能交通最新动态少了交通事故,遏制了污染,提高了人民的生活质量。其组成的主要内容如下表所示。
日本智能交通系统概念的主要内容
随着智能交通系统技术研究的深入,智能交通系统的实际应用不断提高,其社会效益和经济效益日益显著。比如日本交通事故死亡人数连续八年逐渐减少,交通事故数量逐年减少。2009年交通事故死亡人数4914人,首次跌破5000人。日本近30年来交通事故的变化如下图所示。
近30年来日本交通事故变化情况(注:以上数据来自日本内务交通省统计局)
从上图可以看出,随着日本ITS的发展,交通事故死亡人数逐年下降,说明其智能交通系统取得了明显的效果。
2.日本智能交通系统通信技术
ITS通信系统包括路侧设施通信技术、路车通信技术、车内通信技术和车对车通信。
智能交通系统通信系统
在上表所列的通信技术中,Dsrc是ITS的关键通信技术。Dsrc技术是基于远程RFID的微博无线传输技术,可以提供高速的数据传输,保证通信链路的低延展性,保证系统的可靠性。DSRC技术专门用于车辆通信,负责在车辆上方和车辆之间的道路上建立双向信息传输。Dsrc系统主要由车载单元和路侧单元三部分组成。那里
被动:RSU发射电磁信号,OBU激活后进入通信状态,以开关频率发送回RSU。在无源Dsrc技术中,OBU电池配置是可选的。
日本智能交通系统对中国的借鉴意义
中国社会正处于发展和转型时期,一个显著的特点是从追求数量发展到追求质量提高。中国的道路基础设施已经有了比较完整的体系,机车数量也迅速增加到2亿辆;与此同时,交通污染、交通效率和交通安全等问题日益突出。
而中国的交通网络大多分布在东部沿海地区,密度已经很高了。估计随着其他行业的发展,已经不可能继续走增加交通里程(参与、图片、查询)的老路来缓解交通压力了。只有利用智能交通技术,充分利用现有的交通、道路等设施,才能减少交通污染,提高交通效率,提高交通安全。
目前,我国智能交通系统已经从探索进入实际开发应用阶段,许多地方在城市内部交通和公路方面进行了有益的尝试,取得了一定的成效。与智能交通发展较早的国家和地区相比,中国的智能交通系统存在诸多不足:
1、完善统一规划和目标
鉴于中国的国情,智能交通技术自引入以来,在各个地方得到了积极的研究和应用。一个显著的特点就是立足本地,立足城市内部交通,立足高速公路交通。这种模式在前期效果非常明显;然而,随着经济联系的日益紧密,世界各地的交通联系日益加强,城市交通与高速公路交通之间的过渡也越来越频繁。这种以异地为主,区分交通性质的智能交通系统,必然会阻碍这种新的交通需求。因此,中国应该借鉴日本的经验,注重统一规划和目标设定,为中国智能交通的发展找到明确的方向。
2.加强部门间的有效沟通和协调
国内智能交通的推广主要由科技部和公安部进行
、交通部、建设部、铁路部等有关部门成立的全国智能交通系统协调指导小组展开。近年来,指导小组在智能交通的技术研究、系统集成、示范作用等方面取得了显着的成效,但在协调各部门间的沟通、指导智能交通行业、监督行业标准实施等方面的作用是还有很大的发展空间。我国应该借鉴日本ITS开发的模式,不仅注重政府部门,还应协调学术部门、产业部门等,相关部门之间相互配合、协调,明确各个部门的职责和任务并制定智能交通系统的发展规划。因此,建议进一步加强智能交通系统发展规划。因此,建议进一步加强智能交通系统发展政府机构力量,强化其在规划制定、部门协调、政策研究、技术研发、标准统一、市场秩序维护、质量监督、信息服务等方面的功能;密切协调学术部门的研究成就,加大扶持力度加深研发力度;积极引导智能交通市场的发展,促进我国智能交通产业健康持续较快发展。
3、加快完善信息共享平台
当ITS发展到一定的程序,交通信息服务就成了智能交通的主要组成部分。目前体制下,我国的交通信息由交通、城管、公安等系统掌控,各部门之间信息共享的成效不大。而在日本,已经建立健全的信息服务平台,其中是日本车内信息的主要提供者。
因此,建议在省市层面,可尝试建立包括交通、城管、公安等部门相关负责人成立的交通信息协调和监督小组,致力于不同部门间的信息共享平台建设和利用。在交通联系密切等省市之间共享这一信息平台,并最终建立全国层次的信息共享和协调渠道。
4、增加人才的培养和资金投入力度
目前,我国ITS高端市场70%均由国外控制,所以我国在借鉴、引进国外ITS技术的同时,必须培养相关人才。只有这样,才能保证我国ITS的不断发展。此外,智能交通系统的开发必须保证资金的持续投入。没有足够的资金支持,很难保证ITS计划的实现。
总之,我国在借鉴日本等发达国家的成功经验的同时,结合我国公路交通的实际情况,有针对性的建立统一的智能交通系统发展规划、目标和实施的阶段,各部门,各地区密集配合,信息共享,为最终建立健全的智能交通系统奠定坚实的基础。
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什么是智能交通系统和智能汽车 中国智能交通系统
目前,日本有1.2亿人口,每天大约有7000万辆汽车在全国各地行驶。据日本建设部统计,日本每年约有100万人死于交通相关事故或受伤,因交通拥堵损失53亿小时,造成经济损失12万亿日元。在这样一个狭小拥挤的岛国,除了ITS之外,对于缓解交通拥堵这个巨大的问题,似乎没有特别好的答案。
日本智能交通系统发展现状
目前,日本有五个机构专门负责智能交通系统的相关活动,包括建设部、都市警察局、国际贸易和工业部、交通部和邮电部。同时,这五个部门通过其他组织推动ITS的发展,如车辆道路交通智能学会(致力于推动ITS发展的行业学术组织)、国家委员会(致力于推动建立ITS国际标准)等。
根据日本建筑省2000年至2001年出版的ITS发展手册,日本拥有200多万辆配备车辆导航设备的车辆,可以整合车辆信息和通信系统,为车辆提供实时道路信息。约有600个收费站安装了电子收费设备(ETC),未来几年还将有300个收费站安装同样的设备。
R&D围绕高级公路辅助导航系统和高级安全车辆的活动促进了智能巡航系统的发展。智能导航系统的出现主要是为了提高驾驶的安全性。它提供了一系列与驾驶员安全相关的功能,帮助驾驶员做出及时有效的反应,避免交通事故的发生。
VICS、ETC和AHS/ASV研究的高潮是在日本出现了被称为“Smartway”的下一代。这项成就集成了所有的智能交通系统设备,并将于2003年出现在日本的一条新高速公路上。
2000年底,日本建设部的一位官员在一次采访中对日本智能交通系统的研究发表了评论,他说:“代表日本智能交通系统未来发展的两个最好的应用是ETC和AHS。经过多年的研究,我们去年春天开始在一些高速公路上进行ETC测试。”据这位人士介绍,有关部门计划建立一个全国性的收费公路标准,开发一个只有一个转发器就能处理一系列电子收费应用的系统。
车辆信息和通信系统
VICS是一个数字数据通信系统,通过车辆导航系统向驾驶员提供最新的有用的交通信息。该系统于1986年诞生于日本,其工作模式是根据交通流量的方向,由安装在路边的信号塔传输并登录到车辆导航系统,为驾驶员提供各种有用的服务。
根据智能交通系统手册提供的数字,从1996年4月至2000年9月,VICS已安装了228万多台。专家认为,对实时道路信息的需求日益增长、使用VICS接收器的车辆导航系统的增加以及价格的下降是VICS受欢迎的主要原因。
起初,VICS的适用范围非常有限,只限于东京等大城市。到1998年3月,VICS已在中国主要高速公路上推广,东京、大阪、长野和京都的所有高速公路都已安装了该系统。值得一提的是,1998年4月,该系统还安装在当时世界上最长的明石斜拉桥上。到2000年6月,该系统已安装在广岛、福冈、北海道、宫崎和冲绳的高速公路上,将该系统的覆盖范围扩大到全国各地
电子收费装置
日本的ETC计划于2000年4月正式实施。该计划的目标是到2002年3月在全国建立800个电子收费站,到2003年3月达到900个。根据设计,ETC系统根据车辆类型和在公路上行驶的距离收费。统一的ETC标准使得系统的用户可以将每辆车上不同频率的雷达收发信机作为一个整体进行组合,保证不同系统管理的收费公路执行统一的标准。
根据智能交通系统手册,在开发ETC系统时,日本相关方在以下方面达成共识:
标准必须统一,使不同道路上的收费行为遵循同一标准,系统才能在全国范围内形成一个整体;
确保道路管理单位与车辆之间良好的沟通渠道;
为了满足未来功能扩展的需要,系统应包括车载设备和IC卡,使IC卡具有多种功能;
IC卡应与其他设备(如CPU)集成,并能与其他终端设备进行双向身份认证,并能分析相关记录以确保安全。
为了确保ETC系统的便利性和安全性,1999年9月成立了道路系统增强组织(ORSE),该组织可以提供及时的信息安全服务,如及时披露数据安全标准和提供身份信息。
数据安全标准是为防止伪造或篡改收费和私人信息而建立的通用标准,直接向已签署不停止收费安全标准文件和保密协议的企业开放。
AHS与智能导航
根据ITS手册,日本的智能导航系统是由交通部和建设部联合开发的。交通部积极推动ASV的研发,建设部推动AHS的研发。
当智能高速公路可以识别智能汽车并向其提供关于前方障碍物、交叉路口、道路停车和路况的实时信息时,智能导航可以向驾驶员提供以下三种服务功能:
提供信息以帮助驾驶员作出更快的决定;
错误判断的警告;
辅助导航以纠正误操作。
“追尾警告”是被结合到智能导航中的另一个系统,日本在1994年就在一条国道的某个事故易发地安装了该系统。在这个系统中,摄像头自动识别拥堵、事故以及抛锚车辆,相关信息自动显示在警示牌上提醒车辆注意可能发生的问题。有数字表明,这一系统的应用将事故数量削减了一半。
基于减少事故的考虑,一系列的服务内容已经被考虑结合到智能导航系统中。日本有关方面已计划从2003年开始正式实施有关项目以避免发生下述情况:
撞到前方障碍物;
冲出弯道;
偏离方向;
侧面及正面相撞;
交叉路口撞车事故。
此外,提供路面信息以保持持续的高速也是智能导航系统要提供的服务内容之一。
日本智能公路发展的目标
根据日本《ITS评论》(ITS-ReviewJapan)的介绍,信息技术与道路交通的结合正在使日本普通的路面向“智能公路”转变,而作为一个使ITS应用系统结合为整体的平台,智能公路将从2003年开始出现在日本的几个地区。该刊物还评论到:“这个转变将不仅改变人与路的关系,还将改变路与车的关系。……直到现在,路与车依然处于分离状态,而智能公路将有机地把二者结合到一起。……由于实现了车与路的有效信息沟通,智能公路将有效地减少道路交通意外。”
据介绍,日本智能公路的目标是到2015年将道路交通事故减少50%,同时有效地缓解交通拥堵,并减少对环境的污染。如果能得到持续的资金支持,智能公路系统完全能为21世纪可能出现的各种交通问题提供一个新的和有力的解决措施。
日本建设省提供的数字显示,2001财政年度智能公路计划的预算额为883亿日元,其中有88亿日元用于研发,795亿用于推广有关项目。为了使智能公路尽快成为现实,日本建设省于1992年2月成立了“智能公路工程顾问委员会”(theSmartwayProjectAdvisoryCommittee),负责阐明智能公路计划的重要意义、基本功能、要求以及需采取的措施。该组织与世界上许多ITS组织进行了合作,并向建设省提交了一份建议书。根据这份建议书,日本构建了发展智能公路的基本框架,并采取了一系列的措施将其付诸实施。
促进ITS的发展
日本建设省采取了一系列积极的步骤以促进ITS和全国范围的信息化公路的发展,并致力于达到以下几个目标:
研究解决拥堵、交通意外以及环境污染的有效措施;
通过创造新的市场和产业以促进经济增长;
提高生活质量;
促进地区发展;
使日本成为一个更加安全的地区。
日本建设省同时积极地推动ITS标准的建立,以保证ITS内部不同系统之间的兼容性,推动ITS的研究、发展和应用。据悉,该省已经与国内外的许多与ITS相关的组织进行了广泛合作,以推动这些标准成为国际ITS发展中的基本标准,并支持不同的ITS服务内容和第二代公路(如智能公路)的发展。
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