如何构建有效的智能交通系统

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所属分类:科普

随着车辆的增多,如何保障道路畅通、车辆和行人安全正成为各国共同关注的课题。国际电信联盟日前在其出版物中引用了日本智能交通系统(ITS)发展的案例,以期为别国借鉴。

在此前举行的第20届智能交通世界大会上,日本智能交通系统协会主席渡边裕之和与会代表分享了其关于智能交通未来发展的观点,他称,智能交通系统(ITS)将创建一个新的汽车产业。在提交大会的一段视频中,日本首相安倍晋三宣称,智能交通系统已作为日本的一项战略性发展要素,并宣布,他还会建立更多的基础设施来支持此类系统。

ITS向三大新领域延伸

第20届智能交通世界大会的主题是“迈向未来的智能交通系统”,旨在基于开放的平台、开放的连接、开放的机会和开放的合作,挖掘智能交通系统的潜力。大会期间,举办了有关智能交通系统技术、产品和服务的展览。在安全方面,举办了有关新的驾驶辅助系统的展览,这些系统是未来自动驾驶的基础,如预防前撞制动系统和预防车道偏离系统的传统技术,以及利用车对车通信技术的防撞系统和驻车辅助系统等。利用车到智能交通系统控制中心的通信的灾难响应系统在展览会上首次亮相。

从有关安全和交通管理的基本问题入手,智能交通系统领域现延伸至三个新领域:能源管理、通过大数据引导的个性化移动服务以及弹性交通系统。前两个新领域源于电动汽车的兴起以及不断发展的信息通信技术(ICT)。

自2011年摧毁日本东部的大地震后,弹性交通的概念日益凸显。更广泛地说,在特大城市或区域的流动性是一个需要在新兴经济体中加以解决和应对的问题与挑战,尤其在亚洲地区。

在第20届智能交通系统世界大会上展示了由日本交通部牵头的涉及工业界、学术界和政府的一个联合小组开发的基于通信的先进安全驾驶辅助系统。

具备车对车和车对行人通信功能的驾驶辅助系统可以在不同的交通条件提高安全性。例如,在能见度低的情况下,通过为驾驶者提供有关潜在危险的信息,如关于车辆或行人靠近的信息,系统可以防止事故的发生。此外,通过提供有关交通状况和条件的信息,还可为驾驶者提供更多支持。

在另一个例子中,丰田公司展示了利用协作自适应巡航控制和车道跟踪控制技术以减少交通拥堵、事故和减轻驾驶者负荷的驾驶辅助系统新概念。协作自适应巡航控制系统可以管理车辆间的距离,车道跟踪控制系统则保持车辆走在其车道中央并防止串道。这两个示范系统采用的是700 MHz车对车和道路对车辆通信系统。

利用700 MHz频段

支持安全驾驶

会上,日本总务省分享了其最新的、关于智能交通系统信息通信技术的观点、技术和系统,如用于支持安全驾驶的700 MHz车对车和道路对车辆通信系统以及旨在保护行人安全的79 GHz高分辨率防撞雷达。

作为地面广播数字化的一个结果,继频段用途可行性研究后,日本总务省信息通信理事会于2007年6月确定应将部分700 MHz频段用于先进智能交通系统,以创建更安全的交通基础设施。对此问题进行研究后,信息通信理事会对700 MHz频段的技术要求(尤其是与干扰有关的技术要求)进行了审议,以便利用车对车和路边对车辆通信技术来支持行车安全。结果是于2011年12月对相关的技术规范进行了修订。

使用700 MHz频段的智能交通系统发送和接收信息,如汽车和周边其他车辆的位置和速度信息,利用两种方法实现:车对车的内置无线电设备(车载设备)、从位于道路上的站点(路边设备)到车载设备。

这些系统所用的700 MHz频段上的无线电波,具有绕过建筑物和大型车辆并进入视野之外区域的特性,这使得系统可获得驾驶者盲点所在处的车辆信息,并可防止在能见度低的地方出现碰撞。

无论是否装有基站,车对车通信技术都可以用在任何地方。对装有基站的地方,道路对车辆通信技术能将信息提供给车辆。例如,在交通事故多发地区,此类基站有望发挥重要作用。

从2013年4月1日起,在日本所有地区许可使用路边设备,以及车载设备。现在的研究重点是引入行人对车辆通信技术,使用行人携带的无线电设备。

高频段雷达保障行人安全

为了防止出现涉及车辆周边人员和自行车的事故,日本还提出了对能探测小目标的高分辨率雷达的需求。为此,总务省已经制定了一项有关79 GHz频段雷达使用的政策,原因是在该频段上的雷达能够探测小目标,如行人。法规修订工作现正在进行中。

许多涉及行人的致命事故往往发生在过马路时。高分辨率雷达可以区分停放的汽车、路边的建筑结构和人员,并将准确的信息提供给驾驶者。高分辨率雷达也更准确地探测到目标的所在位置。例如,为了防止在人行横道发生事故,需要能够探测人群中的个体,高分辨率雷达的使用使之变得可能。

使用79 GHz频段的高分辨率雷达系统,通过向司机发出告警以及将危险告警与车辆制动控制联系起来的方式,来保证行人的安全。

致命事故的另一个常见原因涉及摩托车,往往在车辆超车或转弯时发生事故。在这种情况下,更重要的是要能探测小型、快速移动的摩托车而非汽车。

利用79 GHz频段的高分辨率雷达,能够在很宽的距离范围内探测到物体,从大约一个交叉点的短距离,到沿着直道的更长距离。现正在努力开发新技术,以增大79 GHz频段高分辨率雷达的探测角,以便满足未来日益增长的需求。

重塑互联世界中的交通

第21届智能交通系统世界大会将于2014年9月7日至11日在美国底特律举行,大会主题为“重塑互联世界中的交通”。

2014年第21届智能交通系统世界大会组委会主席兼HNTB公司负责智能交通系统的副总裁James Barbaresso说:“我们的主题是一个重塑我们交通系统的伟大故事。”主题涵盖了车辆、人员、移动设备以及道路和基础设施。底特律目前有200多英里的高速公路被最新的智能交通技术所覆盖;超过238个闭路电视摄像机持续监控道路状况;78个电子信息标志向驾驶者提供最新的道路状况或延误信息;还有采用集中和自适应控制系统的交通信号,以改善交通流量。“底特律是由砂砾建成的,但我们也是由硅片建成的。”Barbaresso先生说。(来源:中国信息产业网)

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