日本智能交通的现状和未来

2009-07-31 17:14:38 来源:中国交通技术网 作者:lidan 责任编辑: lidant 收藏本文

　　比如最近换代的丰田皇冠车就有几种支持安全行车的选装件，比如瞌睡监视装置，通过监视器监视驾车者的眼皮，发现驾车者瞌睡时，及时报警提醒。比如防追尾装置，用雷达不断监测同前车的距离，一旦距离缩短到可能追尾时，汽车就会发出警报；如果驾车者还不及时刹车的话，汽车就会自动刹车，避免或减轻事故。

　　日产风雅车的安全行车装置有车线自动跟踪装置，该装置在汽车行驶中自动跟踪车道的分离线，并自动保持车辆行驶在安全的区间。高速道路上该汽车还可以根据设定跟随前车自动驾驶。诸如这样可以减轻疲劳、预防事故的技术很多在日本已经成为现实。

　　安全行车其实是一个相当复杂的系统，从道路方面看，AHS(Advanced Cruise－Assist Highway Systems)，即安全行车支持道路系统也是ITS的一个重要组成部分。其内容由7个方面组成：比如弯道减速、车道监控、行人保护、预防追尾和撞车等等，因为VICS和DSRC 的存在，把路面上的信息及时告知驾车者成为轻而易举的事情。今天在日本，只要装备了高性能车载导航仪的车辆，得到这些信息，提高安全行车系数已经是非常现实的事情。

　　(4)其他各子系统

　　除了上述内容以外，ITS的其他子系统，比如交通管理智能化、道路管理效率化、公共交通支持系统、商用车效率化、步行者支持系统和紧急车辆运行支持系统，也都取得了相当大的进展。

　　交通管理智能化和道路管理效率化，在前面已经多少涉及，拥堵信息发布、车道前方信息通报等等车路互动属于这些方面。信号灯优化管理、特殊车辆通畅行驶的保障等等都早就已经成为现实，公共交通运行信息在东京这样的大城市已经相当准确。

　　步行支持系统还停留在小范围试验状态。该系统利用“泛在”理念，将IC芯片嵌入各种信息对象，步行者只要手持阅读器就可以了解比如道路、盲道、楼层、交通等信息。盲人手持阅读器就可以像正常人一样在盲道上步行。该系统在人穿行横道线时，进行人车间的互动通信，减少事故隐患。

　　商用车的配置和装载信息因为涉及很多要素，它是ITS各子系统中进展最慢的部分。

　　三、ITS系统和嵌入式技术

　　ITS的研究、开发和实施涉及到各种技术，其中嵌入式技术是最不可或缺的。也正是由于ITS系统的研究和实施给日本的嵌入式技术带来了有利的发展机会，在整个ITS系统中，我们可以看到大量的嵌入式技术的应用。这些嵌入式系统可以按照很多种方法分类。为了便于理解，我们可以用比较直观的方法分类描述。

　　汽车电子中的嵌入式系统。在对日本的ITS描述中我们可以看到许多汽车电子系统，如：导航仪、摄像装置、车载收费装置、雷达、制动控制系统等。这些嵌入式系统中，导航仪、摄像装置等功能复杂，数据处理量非常大，但实时性要求不一定很高，适合使用CISC指令集的CPU配合相关的硬件设计和实时性不是很高但开发方便的OS。制动控制系统等功能简单，数据处理量低，实时性要求非常高，比较适合RISC指令集的CPU和实时性很高的嵌入式OS或不用OS。

　　地面上固定的嵌入式系统。这些嵌入式系统主要是相对车载的嵌入式系统而言的。如前文所述的通信系统、收费系统、道路和建筑物的标识等。通信和收费系统都是属于比较复杂和庞大的系统。它们的最前端肯定是嵌入式系统，如：通信控制装置、发送和接受装置、收费系统中的车辆识别装置、实时扣费装置等。但是后端则不一定是嵌入式系统，大部分情况下是大型服务器和PC机组成的一个局域网络。这些大型的计算系统和上层的更大型的计算中心通信形成一个庞大的计算网络。

　　行人持有的嵌入式系统。行人是交通中的一个重要的环节。如前文所述，在日本手拿阅读器可以识别道路、建筑物等。这个阅读器将来可能是盲人手中的拐杖，也可以是正常人手中的手机。无论是什么样子的，它都是一个有着复杂计算能力的嵌入式系统，可以计算出并找到行人要寻找的目标。同时它也有可能被汽车识别，能够保证你过马路的绝对安全，也能够告诉出租车你要打车去哪里。

　　值得一提的是，在日本的ITS系统当中，有许多系统用的实时操作系统是iTRON。这种操作系统是日本本土自产，在日本有大量应用。当然在硬件系统当中，日本有许多自产的芯片在各个嵌入式系统中工作。

　　在日本已初显规模的ITS系统可以理解成普适计算的一个子集。在这个系统当中，为了获得实施的道路交通信息和顺畅通行，将各个车载导航设备、车载电子收费装置、收费卡等作为一个个终端节点参与计算。它们通过不同频率的电磁波和道路旁的通信装置以及收费道口的收费系统进行实时双向通信并参与计算，而这些路旁通信装置和收费系统又作为整个大系统中的一个个计算节点参与更大的计算。

　　同样，为了车辆、驾驶员和行人的安全，将人、车辆作为一个个终端节点参与计算。车载电子系统通过图像处理技术（数据采集技术的一种）来获得驾驶员的实时状态的计算。汽车与汽车之间、汽车与行人之间可以通过雷达等技术进行位置的计算。即使是仍然不成熟的步行支持系统中，已经能够把行人、道路、建筑物作为计算对象，参与整个ITS的运算。我们完全可以这样描述ITS系统：在ITS系统内有各种各样的节点（人、建筑、道路、车辆等），他们无时无刻不作为一个相对独立的单元参与整个ITS系统的计算，能够满足交通系统的信息需要。

　　四、问题和展望

　　ITS系统在自动收费、路车互动、有效导航等方面已经涵盖日本主干道以上的所有道路，今后的主要课题是继续深化和普及。比如因为历史的原因，日本高速道路的各个出入口的间隔距离很大，如何低成本就近驶入高速或专用道路成为令很多地方政府头痛的课题，自动收费系统的出现，可以在高速道路的停车场和服务站边上设立自动收费的出入口，为解决这样的课题提供了现实基础。这样的试验也已经在小范围内成功。

　　深化普及工作涉及方方面面，比如停车场、大百货公司或超级市场的停车费是可以根据购物的总额，打折或免费的。如何让ETC系统也适应这种因商店而异、千变2万化的收费规定其实是相当复杂的工程。还有采用此系统需要一笔不小的设备投资，此费用应该由谁负担也是颇费思量的难题。

　　另外，道路信息的提供频度，也会因为驾车者的喜好而不同，有些人欢迎的信息插入频度，会让另一些人感到烦躁，这种众口难调的现实，实在很难找到解决的好方案。

　　将来的ITS肯定会是一种安全、高效、环保的系统。人车互动、车车互动的比例将会增加很多。现在让驾车者可以“看到”视线难及的障碍物后的车辆或行人，已经成功。人车互动、车车互动将会给行车安全提供很大的保障。而通畅的道路，又会带来环保和高效的结果。

　　DSRC已经成为国际通过的标准，可以预见在不远的将来，日本的ITS系统将会融入亚洲各国的智能道路系统，为全球范围的安全、高效和环保发挥更大的作用。

　　ITS系统的下一步发展应该是更庞大的海陆空三位一体的现代交通系统。相对ITS而言那将是更大的挑战，有更多的问题等待我们去解决。