如何構建有效的智能交通系統
隨著車輛的增多,如何保障道路暢通、車輛和行人安全正成為各國共同關注的課題。國際電信聯盟日前在其出版物中引用了日本智能交通系統(ITS)發展的案例,以期為別國借鑒。
在此前舉行的第20屆智能交通世界大會上,日本智能交通系統協會主席渡邊裕之和與會代表分享了其關于智能交通未來發展的觀點,他稱,智能交通系統(ITS)將創建一個新的汽車產業。在提交大會的一段視頻中,日本首相安倍晉三宣稱,智能交通系統已作為日本的一項戰略性發展要素,并宣布,他還會建立更多的基礎設施來支持此類系統。
ITS向三大新領域延伸
第20屆智能交通世界大會的主題是“邁向未來的智能交通系統”,旨在基于開放的平臺、開放的連接、開放的機會和開放的合作,挖掘智能交通系統的潛力。大會期間,舉辦了有關智能交通系統技術、產品和服務的展覽。在安全方面,舉辦了有關新的駕駛輔助系統的展覽,這些系統是未來自動駕駛的基礎,如預防前撞制動系統和預防車道偏離系統的傳統技術,以及利用車對車通信技術的防撞系統和駐車輔助系統等。利用車到智能交通系統控制中心的通信的災難響應系統在展覽會上首次亮相。
從有關安全和交通管理的基本問題入手,智能交通系統領域現延伸至三個新領域:能源管理、通過大數據引導的個性化移動服務以及彈性交通系統。前兩個新領域源于電動汽車的興起以及不斷發展的信息通信技術(ICT)。
自2011年摧毀日本東部的大地震后,彈性交通的概念日益凸顯。更廣泛地說,在特大城市或區域的流動性是一個需要在新興經濟體中加以解決和應對的問題與挑戰,尤其在亞洲地區。
在第20屆智能交通系統世界大會上展示了由日本交通部牽頭的涉及工業界、學術界和政府的一個聯合小組開發的基于通信的先進安全駕駛輔助系統。
具備車對車和車對行人通信功能的駕駛輔助系統可以在不同的交通條件提高安全性。例如,在能見度低的情況下,通過為駕駛者提供有關潛在危險的信息,如關于車輛或行人靠近的信息,系統可以防止事故的發生。此外,通過提供有關交通狀況和條件的信息,還可為駕駛者提供更多支持。
在另一個例子中,豐田公司展示了利用協作自適應巡航控制和車道跟蹤控制技術以減少交通擁堵、事故和減輕駕駛者負荷的駕駛輔助系統新概念。協作自適應巡航控制系統可以管理車輛間的距離,車道跟蹤控制系統則保持車輛走在其車道中央并防止串道。這兩個示范系統采用的是700 MHz車對車和道路對車輛通信系統。
利用700 MHz頻段
支持安全駕駛
會上,日本總務省分享了其最新的、關于智能交通系統信息通信技術的觀點、技術和系統,如用于支持安全駕駛的700 MHz車對車和道路對車輛通信系統以及旨在保護行人安全的79 GHz高分辨率防撞雷達。
作為地面廣播數字化的一個結果,繼頻段用途可行性研究后,日本總務省信息通信理事會于2007年6月確定應將部分700 MHz頻段用于先進智能交通系統,以創建更安全的交通基礎設施。對此問題進行研究后,信息通信理事會對700 MHz頻段的技術要求(尤其是與干擾有關的技術要求)進行了審議,以便利用車對車和路邊對車輛通信技術來支持行車安全。結果是于2011年12月對相關的技術規范進行了修訂。
使用700 MHz頻段的智能交通系統發送和接收信息,如汽車和周邊其他車輛的位置和速度信息,利用兩種方法實現:車對車的內置無線電設備(車載設備)、從位于道路上的站點(路邊設備)到車載設備。
這些系統所用的700 MHz頻段上的無線電波,具有繞過建筑物和大型車輛并進入視野之外區域的特性,這使得系統可獲得駕駛者盲點所在處的車輛信息,并可防止在能見度低的地方出現碰撞。
無論是否裝有基站,車對車通信技術都可以用在任何地方。對裝有基站的地方,道路對車輛通信技術能將信息提供給車輛。例如,在交通事故多發地區,此類基站有望發揮重要作用。
從2013年4月1日起,在日本所有地區許可使用路邊設備,以及車載設備。現在的研究重點是引入行人對車輛通信技術,使用行人攜帶的無線電設備。
高頻段雷達保障行人安全
為了防止出現涉及車輛周邊人員和自行車的事故,日本還提出了對能探測小目標的高分辨率雷達的需求。為此,總務省已經制定了一項有關79 GHz頻段雷達使用的政策,原因是在該頻段上的雷達能夠探測小目標,如行人。法規修訂工作現正在進行中。
許多涉及行人的致命事故往往發生在過馬路時。高分辨率雷達可以區分停放的汽車、路邊的建筑結構和人員,并將準確的信息提供給駕駛者。高分辨率雷達也更準確地探測到目標的所在位置。例如,為了防止在人行橫道發生事故,需要能夠探測人群中的個體,高分辨率雷達的使用使之變得可能。
使用79 GHz頻段的高分辨率雷達系統,通過向司機發出告警以及將危險告警與車輛制動控制聯系起來的方式,來保證行人的安全。
致命事故的另一個常見原因涉及摩托車,往往在車輛超車或轉彎時發生事故。在這種情況下,更重要的是要能探測小型、快速移動的摩托車而非汽車。
利用79 GHz頻段的高分辨率雷達,能夠在很寬的距離范圍內探測到物體,從大約一個交叉點的短距離,到沿著直道的更長距離。現正在努力開發新技術,以增大79 GHz頻段高分辨率雷達的探測角,以便滿足未來日益增長的需求。
重塑互聯世界中的交通
第21屆智能交通系統世界大會將于2014年9月7日至11日在美國底特律舉行,大會主題為“重塑互聯世界中的交通”。
2014年第21屆智能交通系統世界大會組委會主席兼HNTB公司負責智能交通系統的副總裁James Barbaresso說:“我們的主題是一個重塑我們交通系統的偉大故事。”主題涵蓋了車輛、人員、移動設備以及道路和基礎設施。底特律目前有200多英里的高速公路被最新的智能交通技術所覆蓋;超過238個閉路電視攝像機持續監控道路狀況;78個電子信息標志向駕駛者提供最新的道路狀況或延誤信息;還有采用集中和自適應控制系統的交通信號,以改善交通流量。“底特律是由砂礫建成的,但我們也是由硅片建成的。”Barbaresso先生說。
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