智能交通系统是我国在上世纪中叶开始研究的交通系统。当今世界,随着汽车的发展和普及,许多国家开始开发和应用这一系统,并取得了许多成就。
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智能交通系统是一种旨在克服道路、车辆和人之间矛盾的综合技术解决方案。随着信息技术和通信技术的高度发展,该技术方案得以建立和实施,该系统的应用、推广和发展为安全、高效、环保的汽车社会提供了保障。
在回顾了日本ITS的历史之后,让我们观察它的现状,展望它的未来。
一、互斗时代(1969-1995)
60年代中后期,汽车、空调、彩电取代了洗衣机、冰箱、黑白电视,成为日本人争相购买的三大新神器。
汽车很快进入日本成千上万的家庭,到了20世纪70年代初,日本的一些大城市到处都是汽车和拥挤的人群。
1969年,日本开始在一些城市引入交通管理系统,利用道路信息公告栏和广播向道路上的各种车辆提供拥堵信息。这种管理道路和车辆的尝试涉及到道路建设中的大量基础设施,比如在高速公路的部分路段设置感应装置和电子广告牌,设置全国统一的交通拥堵广播波段(中波1620)。这个交通项目在1978年告一段落的时候,仅限于通过广播或者广告牌的方式告诉路上的车辆道路拥堵的信息,车辆的驾驶员根据信息决定自己的行驶路线。这种随机判断就像盲人为一个不了解周围路况的司机触摸一个图像,所以大多数私家车主即使听到道路信息也往往选择忍受堵车的痛苦。
汽车地图和导航仪是为了让司机在很大程度上了解周围的道路而开发的。1981年,本田汽车有限公司在日本首次研制出利用陀螺原理显示自身位置的车载地图,但由于精度不够,一直没有推广。1987年,日本电装公司开发了一种车载地图,将地图信息记录在光盘上。1991年,利用GPS信号确定车辆位置,发射了能自动引导车辆到达目的地的导航仪。第二年,领航员上线,在没有反复确认画面的情况下,获得了私家车主的青睐。此后,汽车导航仪在日本迅速普及。
随着汽车的迅速普及,交通事故也频繁发生。1970年,日本交通事故死亡人数达到16756人的最高水平。这些事故不仅给家庭造成了不可挽回的痛苦,也给社会带来了巨大的经济损失。据日本有关方面调查,车辆事故比例最大的是追尾(31%),其次是碰撞(26%)。为了提高日系车的被动安全性能,日本汽车公司进行了不懈的努力。20世纪70年代至90年代初,日本汽车实施了各种安全带相关装置,如ABS、安全车身技术和各种气囊。
到20世纪90年代初,尽管经过日本政府和企业近30年的努力,交通状况有所改善,但尚未形成人、车、路和谐共存的有效交通管理体系。1995年,日本国际贸易工业部、交通运输部、邮政部、建设部和警察厅制定了道路、交通和车辆信息化实施政策,启动了ITS系统的研究、开发和实施。
二、智能交通系统实施现状(1996-2008)
1996年7月,五个部门制定了更详细的ITS概念,计划用15到20年的时间,使日本道路更加智能化,实现人、车、路的和谐互动。具体内容有9个:高性能汽车导航仪、自动收费系统、安全驾驶支持系统、智能交通管理、高效道路管理、公共交通支持系统、高效商用车、行人支持系统、应急车辆运行支持系统。
(1)车辆信息和通信系统
始于1996年的VICS(),是这一时期的核心体系。该系统对从全日本的警察和道路管理部门收集的交通信息进行分类和处理,然后通过三种方式传输给各种车辆。首先,对于高速公路用户,通过道路上的无线电波装置,将行驶方向200公里内的道路信息提供给经过该装置(信号接收直径70米)的车辆。
在非公路道路上,有两种媒体用于为用户传输信息。对于在主干道上行驶的车辆,通过道路上的光波装置。图1:智能交通系统在日本的应用现状
该装置的车辆(信号接收直径3.5公里)提供前方30公里和后方1公里的道路信息。这两种信息的播放频率是。一般道路上的车辆,使用调频广播,在全县(相当于中国的省份)或相应范围内广播。与以往的道路信息相比,VICS的信息准确率有了很大的提高。由于VICS信息是基于设置在路边的各种传感设备,它可以实时传输各种准确的图像和声音。司机可以利用这些精确的信息做出各种反应。
适应VICS的是能接收这个信号的高性能汽车导航仪。VICS提供的道路信息可以直接显示在导航仪的屏幕上,道路拥堵用颜色区分。比如红色表示非常拥堵,橙色表示拥堵,让司机直观地了解拥堵的整体情况,对比周围路况,有意识地避开拥挤的道路。导航员还可以根据驾驶员的指示避开拥堵的道路并检索新的行驶路线。
在VICS开放之前,如果司机不听公路广播,他们对公路信息一无所知。VICS不仅可以自动将道路信息反映到屏幕上,还可以直接将地震、滑坡和事故等紧急信息插入到屏幕中,以提高驾驶的安全系数。
随着嵌入式技术和信息存储硬盘的发展,汽车导航仪已经不是以前的样子了。它不仅是司机的千里眼和千里眼,也是安全驾驶的好助手。VICS会把各种需要注意或采取对策的信息,如事故信息、平行车辆信息、
会车信息、各个车道的前方信息等等及时插入荧屏提示车主,防止或减少事故发生。同时,车载导航仪也已经成为私家车中不可或缺的娱乐装置。收看电视,播放碟片,连接iPod或音乐装置等等,让人们在车辆这个狭小空间内的生活变得更加丰富多彩。
(2)ETC和ITS车载装置
ETC()即电子收费系统,是ITS系统中不可或缺的重要组成部分。该系统自2001年3月投入使用后,短短6年间便累计售出1700多万台。现在日本收费道路的通过车辆中,70%的车辆是安装了电子收费系统的车辆,以前人工收费时,收费站前车辆排成长龙的景象基本消失,一驶而过的快感成为很多人选择安装ETC的理由之一。当有ETC装置的车辆进入自动收费口时,双向大容量通信系统马上就可以将车牌号、信用卡持有人、进入地点和时间等信息双向留存,当车辆驶出收费路口时,出口通讯系统便可以依据留存信息,瞬间结算费用。ETC装置可以这么快地在日本推开,还有一个理由就是政府的价格优惠政策,无论开始推广,还是已经安装此装置后,都有打折优惠。最近日本巷间流传的节假日高速道路一律收费1000日元,只是限于装了ETC的车辆。
和很多国家的电子收费系统不一样的是,日本的ETC采用机卡分离的形式。就是机器装置固定在车辆上,而ETC卡则随使用者走。使用者无论开什么车辆,只要将ETC卡插入该车的装置,就可以结算。这种机卡分离形式的最大优点就是具有很大的扩张性。ETC卡不仅可以用作道路使用费的支付,也可以支付停车费、汽车轮渡费(此两项内容还局限于局部地区)等。今后这种卡还可以支付各种消费费用,积累各种返点或折扣。
支撑高性能ETC卡和硬件系统的是高速大容量的通信手段DSRC(),即专用短距离通信方式。DSRC使用,它使车辆和车辆、车辆和道路、车辆和各种设施、车辆和门户网站之间的更大容量的双向通信成为可能。
兼容DSRC的车载导航仪称为ITS车载装置。2007年,日本有关部门发布了ITS车载装置的标准,并在此装置的基础上试验了今后将要推出的各种服务内容。这些内容有更加详细和更加广泛的道路信息和静止图像,行驶和停留时的无线上网,车辆和车辆之间的互动通信,以及各种公共设施的搜索、预约和自动结算等等。有关部门联合生产厂家,准备用10年的时间积极普及ITS车载装置,让日本的智能运输系统变得更加智能化。
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