智能車路協同:人、車、路的對話
在不斷的修路、造車過程中,居高不下的交通事故數量和日益嚴重的交通擁堵已經成為倍受關注的社會問題,傳統的交通管理模式也因此面臨嚴峻的挑戰。
近期,“十二五”主題項目“智能車路協同關鍵技術研究”通過了科技部組織的專家驗收,使得一種全新的交通管理模式成為可能。
該項目首席專家,清華大學姚丹亞教授多年來一直從事智能交通研究,他認為車路協同這一未來的新型交通運行模式是保證交通安全、舒適和暢通的重要方式。
據了解,該項目團隊在河北廊坊開發區搭建了我國首個智能車路協同集成測試驗證環境,配置了10輛智能試驗車,實現了包括行車安全和交通控制在內的15個典型車路協同應用。
車路協同:安全暢通的新出行模式
駕車出行時,你能否想象這樣的場景:盲區出現其他汽車時,車載顯示屏和語音系統分別進行提示,避免做出換道等不安全駕駛行為;兩車從垂直方向高速通過路口,有可能發生碰撞時,車載系統報警并主動剎車;車輛自動獲取前方紅綠燈狀態信息,提示駕駛員以適當車速行駛,不必停車正好適時通過路口,既提高通行能力,也降低污染排放;緊急車輛如救護車、消防車等接近路口時,信號燈提前獲悉到達時間,延長綠燈時間或提前結束紅燈,確保緊急車輛優先通過;前方道路發生擁堵、濕滑、有障礙物(如故障車)時,智能路側設備將實時感知并提示周邊車輛繞行。
在“智能車路協同關鍵技術研究”集成測試現場這一切都得以實現。參加驗收的專家、學者和嘉賓登上一輛輛裝載車路協同智能設備的車輛,體驗了現代交通帶來的安全、舒適和暢通。
姚丹亞教授介紹說,車路協同系統是目前智能交通系統的前沿技術,它采用先進的無線通信和新一代互聯網等技術,全方位實施車車、車路動態實時信息交互,并在全時空動態交通信息采集與融合的基礎上開展車輛主動安全控制和道路協同管理,充分實現人車路的有效協同,保證交通安全,提高通行效率,從而形成安全、高效和環保的道路交通系統。
業內專家們認為,項目組提出的“智能車路協同系統體系框架”對我國智能交通系統技術發展具有重要的價值,所開發的智能車載系統與智能路側系統對提升我國交通系統智能化水平具有積極的促進作用,研究成果對推動車輛主動安全技術發展、提升道路通行能力、引導產業發展具有重要意義。
先后起步:國內外共同追求的新交通理念
2004年前后,美、歐、日等發達國家就紛紛開始立項,集中對車路協同系統的關鍵技術進行研發。
時至今日,車路協同技術發展日新月異,對車路協同的理解也趨近相同:利用無線通信、檢測技術和智能設備技術提供車與車之間、車與路側設備之間、車與行人之間的“對話”,使交通參與者行人與車輛實時掌握其他行人與車輛的位置、速度和方向,通過智能分析提高車輛、行人的安全性,提高道路通行能力,減少污染排放。美國交通部今年2月3日對外發表聲明:“決定推動車—車通信技術在輕型車上應用。”聲明中決定在輕型車上使用車—車通信技術,避免碰撞,提高行車安全性。
美國交通運輸部長Anthony Foxx如是評價該項技術:車—車通信是繼安全帶、安全氣囊之后的新一代安全技術,在維持美國處于全球汽車工業領導者地位中扮演重要角色。
相對發達國家,我國在車路協同技術領域的研究啟動較晚。但是進入“十二五”后,科技部立項的“智能車路協同關鍵技術研究”項目圍繞車路協同核心關鍵技術和典型應用開展了系統性的探索研究,這一項目由清華大學、北京航天航空大學、同濟大學、北京交通大學、武漢理工大學、武漢大學、東南大學、國家ITS研究中心、中國汽車技術研究中心和重慶長安汽車[-1.56% 資金 研報]股份有限公司等10家單位參與,有效地推動了我國智能車路協同技術的迅速發展。目前我國的相關研究水平在總體設計、車載設備等方面已經與國際先進技術比肩,在多模式數據交互、管理技術、交通協調控制、集成測試等方面處于國際領先水平。
智能車載系統:保證行車安全性
姚丹亞教授打了一個形象的比喻,智能車載系統就像一個智能人,由眼睛、耳朵、嘴、大腦和手腳組成,協助駕駛員完成車輛的安全駕駛,比如車車避撞、人車避撞、交叉口安全通行、換道輔助駕駛等。
車載傳感器是汽車的眼睛,能看見前方的道路、車輛和障礙物;數據交互系統是汽車的耳朵和嘴,能與其他車輛進行交流,在獲得周圍車輛位置、速度和狀態的同時也將自己的情況通報給其他車輛;主控計算機是汽車的大腦,對看到和聽到的信息進行綜合分析,如果車輛行駛是安全的,她不會干預駕駛員操作,一旦她發現有危險,首先會提示駕駛員小心,當出現危急狀況時,她會直接指揮作為手腳的剎車將汽車停下來,避免危險真正發生。
智能路側系統:提高道路通行能力
智能路側系統不會移動,但她的傳感器就像我們的眼睛,能“看到”往來車輛、行人的運動和道路的濕滑狀態,還能與路口的紅綠燈控制系統連接獲取各個方向的燈色和剩余時間。
她的耳朵能“聽到”安裝了智能車載設備的汽車發給她的信息,更重要的是她可以用“嘴巴”把得到的所有信息廣播給來往的車輛,讓大家協調運行。比如,她可以把檢測到的異常停車、行人過街等危險情況通知周邊車輛,保證車輛安全;她可以根據車輛位置和信號燈狀態,給駕駛員建議一個合理的行駛速度,保證車輛不停車而通過路口;當獲悉駛近路口的車輛是救護車或消防車時,她可以調整信號燈讓他們先行;當然,她還可以與智能車載系統合作,當駕駛員不小心要闖紅燈的時候強制停車,避免危險。
智能數據交互系統:保證人車路的對話
車路協同系統基礎是車輛之間、車輛與不同地方的路側設備之間的相互交流。智能數據交互系統除了能看能說能聽以外,還是一個全能的翻譯,無論你是來自哪里,不論你有多重的口音,無論你說話快慢,只要你說的是中國話,她都可以翻譯成標準的普通話,保證所有駕駛員能聽懂她傳遞的信息。
有了她的幫助,所有的車路協同系統應用就可以大范圍的推廣應用。這一切都可以通過項目組開發的智能車路協同數據交互系統能來實現,目前該系統能通過專用短程通信、無線網絡和移動通信等多種通信模式實現車—車、車—路的數據交互,不同單位開發的各種行車安全、交通控制和信息服務等應用都能通過該系統實現對話,共同為提供安全、高效、便捷的交通服務做出貢獻。
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