智能交通系统_ITS_在日本的发展综述_尚刚

第3期(总第118期)华东公路No.3(To tal No.118)

1999年6月20日

E AS T CHIN A HIGHW AY

June 1999

*　收稿日期:

1999-05-23

·综 合·

智能交通系统 I T S 在日本的发展综述

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　尚　刚　●　陈　宝 河南省公路管理局 郑州,450052

【摘要】　介绍了开发智能交通系统(IT S)最早、发展水平最高的国家之一——日本的IT S 发展情况,包括其开发过程、目前达到的水平及将来的发展规划。总结了其发展特点,希望能对我国的ITS 的研究开发有所启示。

关键词　智能交通系统(ITS)　日本　人　车辆　道路1　

智能交通系统简介

图1　IT S 系统概念图

智能交通系统(Intellig ent Tra nspo rt Sy s-tem,简称ITS)是各发达国家竞相研究的交通领域前沿科学之一。它是指利用先进的信息通讯技术,形成“人——车——路”三位一体的系统,从而大大提高道路交通的安全性、运输效率、行车的舒适性以及有利于环境保护的道路交通系统(ITS 系统概念图见图1)2　日本I TS 的开发体系

日本早在70年代中期就开始了I TS (当时叫RACS)的研究。在1996年7月由五家政府部门合作制定了《推进智能交通系统(ITS )整体构思》成为日本发展智能交通系统(ITS )的基本方案。该方案将ITS 划分了9个领域。

(1)智能导航系统。向用户提供道路通行

情况及天气情况等有关交通信息,提供电子地图及GPS 服务,帮助出行者优选路线、安排行程。

(2)不停车收费系统。运用先进的电子信息技术使车辆能以较高的速度通过收费站,站

点设立的监查设备可准确测量出车型、车载等必要数据,然后自动通过车主的银行帐户支取金额,从而大大缩短收费站对行车速度的影响。

(3)安全驾驶系统。向出行者提供气候、道路线型等行车环境信息;在能见度低或急弯处向驾驶员发出警告;提供汽车半自

动或全自动驾驶功能。

(4)交通管理系统。通过各种感应装置,侦察各路段的交通量数据,由控制中心向管理区域内车辆发布,并帮助车辆优选路线。

(5)公路高效管理系统。提供路段通行信息,对警车、押款车、超限车等特殊车辆进行智能管理。

(6)公共交通管理系统。提供公共交通运行情况信息,协助管理公交车辆行驶。

(7)运输车辆管理系统。对运输车辆进行智能化管理,实现运输车辆的连续自动驾驶。

(8)行人帮助系统。帮助行人选择通行路线,保障行人的人身安全。如:可自动感应人行横道上的行人,延长过街绿灯时间。

(9)车辆紧急支援系统。发生事故自动报警,调控中心迅速派遣车辆,选择最佳路线到达事故现场,减少事故影响,减少人员伤亡。

为推广应用ITS的研究成果,引进先进技术,实现ITS的多元化,发挥先进技术的优越性,日本又制定了Smartwa y(智能道路)计划和Smartca r/ASV(Ad va nce Safety Vehicle,先进安全型汽车)计划。

Sma rtw ay计划的目的是创造综合ITS技术的高效、安全的通行环境。在设想中这条道路是这样的:有先进的通信设施不断向车辆发送各种交通信息,所有的收费站都不需停车交费,能以较快的速度通过,道路与车辆可高度协调,道路提供必要信息以便车辆进行自动驾驶。日本的Smar tw ay计划实施方案如下:1999年产、学、官结合的“推进委员会”开始运作, 2000年为正式引进AHS(Adv ance cruise-as-sist Highw ay System,先进道路支援系统)进行试验验证,2001完成有关智能道路标准, 2002年将智能道路在全国主要道路上引进。

Sma rtcar/ASV(Adv ance Safety Vehicle,先进安全型汽车)计划是在机车上准备电子导航系统、车辆间通讯设备、自动驾驶装置等先进的电子仪器,使之能了解行车路途上的交通状况、不断选择最佳行车路线,依靠车道白线、车辆间通讯等信息进行自动或半自动驾驶。如:在转弯时可测出普通汽车侧后方的视觉死角位置的车辆、行人进行自动刹车或自动驾驶。日本为推行Sma rtcar计划专门成立了ASV(先进安全型汽车)的研究开发项目推进研讨会,其组成如图2。

图2　A SV推进研讨会组成结构图

通过推广Sma rtw ay及Smar tca r计划可大大提高道路的安全性、畅通性,扩大安全、舒适的活动空间

。

图3　日本ISO/T C204国内委员会组织结构图

日本成立了专门的ITS标准化组织——

ISO /TC204国内委员会以推进日本ITS 的国际标准化进程,其组织结构图见图3。3　日本国内I TS 的应用情况

在日本ITS 的开发与应用主要围绕三个方面进行,它们是:汽车信息和通讯系统(Ve-hicle Info rmatio n a nd Co mmunicatio n Sy stem ,V ICS)、不停车收费系统(Electro nic Toll Col-lection,E TC)、先进道路支援系统(Adv anced cruise-assist H ighw ay Sy stem,A HS)。3.1　汽车信息和通讯系统

在日本ITS 的应用中汽车电子导航系统走在前列,通过汽车电子导航系统可以获得电子地图、地理信息等帮助。最近,将汽车电子导航系统装在汽车上进行销售的销售量已超过汽车电子导航系统单独销售的销量,这一趋势将成为主流。此外,改编成大容量DV D-ROM 地图光盘的“DVD 导航系统”、可与手机并用的“通讯导航器”、由声音操作的“声控导航器”等的不断出现,刺激了消费者的购买欲,促进了电子导航系统向多元化发展。电子导航系统可提供鸟瞰画面,横断画面,地图画面等多种查看方式,并借助GPS 系统帮助驾驶人员迅速到达目的地

。

图4　每季度汽车电子导航系统和V ICS 销售量

如果在电子导航系统上加装V ICS 应用器功能将更加强大,V ICS 应用器可与附近的ITS 发射装置进行通讯,可接收V ICS 中心通过通信电波柱或通过FM 调频电波发送的各种文字和图形信息。目前日本东京、长野等城市周围已建立了V ICS 服务系统。由于电子导航系统和V ICS 应用器的功能强大、能为驾驶人员带来极大的便利,销售量迅速上升,汽车电子导航系统和V ICS 应用器的销售量见图4。

在未来几年汽车电子导航系统的功能还将进一步扩展,形成以汽车电子导航系统为中心的多元化发展,电子导航系统功能扩展示意图见图5

。

图5　汽车电子导航系统多元化发展示意图

现在日本各大公司已积极进入这前景广阔的新领域。奔驰日本公司、丰田公司在1997年先后开通了专用的信息中心,索尼公司、本田公司分别在1997年、1998年启用了IN TER-N ET 信息中心。大型汽车公司还为车辆加装了各类安全装置。如:本田公司在1997年9月上市的车型中提供了摇摆驾驶检测功能,通过传感器测出车体的晃动程度和车速,检测出驾驶者处于打磕睡状态、酒后驾驶或由于侧风引起的摇摆驾驶,如果持续一定时间就发出声音警报和屏幕警告。3.2　不停车收费系统

日本有关资料显示:高速公路的交通堵塞35%发生在收费站处,采用ETC 将大大提高公路的营运效率,节约乘客的时间。

在日本ETC 采用的方式是在车内设通讯器,在收费站设道路天线。通讯器以IC 卡为介