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國際ITS發展及對中國發展ITS范文

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國際ITS發展及對中國發展ITS

今天,道路運輸已經成為超越鐵路的最重要的地面運輸方式,在國民經濟和社會發展中起著舉足輕重的作用。但是隨著汽車的普及、交通需求的急劇增長,進入80年代以來,道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環境污染等負面效應也日益突出,逐步成為經濟和社會發展中的全球性共同問題。

解決車和路的矛盾,常用的有兩個辦法:一是控制需求,最直接的辦法就是限制車輛的增加;二是增加供給,也就是修路。但是這兩個辦法都有其局限性。交通是社會發展和人民生活水平提高的基本條件,經濟的發展必然帶來出行的增加,而且在我國汽車工業正處在起步階段的時期,因此限制車輛的增加不是解決問題的好辦法。而采取增加供給,即大量修筑道路基礎設施的辦法,在資源、環境矛盾越來越突出的今天,面對越來越擁擠的交通、有限的資源和財力以及環境的壓力,也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設施之外的其它方法來滿足日益增長的交通需求。智能交通系統(IntelligentTransportationSystem,簡稱ITS)正是解決這一矛盾的途徑之一。

一、ITS的基本概念

國際上智能交通系統的發展歷史來看,各國普遍認為起步于60-70年代的交通管理計算機化就是智能交通系統的萌芽。隨著社會的發展和技術的進步,交通管理和交通工程逐步發展成智能交通系統,但是智能交通系統與原來意義上的交通管理和交通工程有著本質的區別,智能交通系統強調的是系統性、信息交流的交互性以及服務的廣泛性,其核心技術是電子技術、信息技術、通信技術、交通工程和系統工程。

1.its(IntelligentTransportationSystems)的定義

智能交通系統是在較完善的道路設施基礎上,將先進的電子技術、信息技術、傳感器技術和系統工程技術集成運用于地面交通管理所建立的一種實時、準確、高效、大范圍、全方位發揮作用的交通運輸管理系統。它是充分發揮現有交通基礎設施的潛力,提高運輸效率,保障交通安全,緩解交通擁擠的有力措施。

目前國內外對智能交通系統的理解不盡相同,但不論從何角度出發,有一點是共同的:ITS是用各種高新技術,特別是電子信息技術來提高交通效率,增加交通安全性和改善環境保護的技術經濟系統。

2.ITS的主要功能

“智能交通系統”實質上就是利用高新技術對傳統的運輸系統進行改造而形成的一種信息化、智能化、社會化的新型運輸系統。它能使交通基礎設施發揮出最大的效能,提高服務質量;同時使社會能夠高效地使用交通設施和能源,從而獲得巨大的社會經濟效益。它不但有可能解決交通的擁堵,而且對交通安全、交通事故的處理與救援、客貨運輸管理、道路收費系統等方面都會產生巨大的影響。ITS的功能主要表現在:(1)順暢功能:增加交通的機動性,提高運營效率;提高道路網的通行能力,提高設施效率;調控交通需求。(2)安全功能:提高交通的安全水平,降低事故的可能性/避免事故;減輕事故的損害程度;防止事故后災難的擴大。(3)環境功能:減輕堵塞;低公害化,降低汽車運輸對環境的影響。

2.1順暢功能

ITS可以提高車輛和行人的通行效率;提高道路、設施的使用效率;提高汽車運輸生產率和經濟效益。

據統計,僅美國每年因交通擁擠而造成的燃油和時間浪費就超過720億美元。而智能交通系統(ITS)將大幅度提高運輸效率,從而大大減少浪費,減少損失。

日本每年因交通堵塞造成的經濟損失達12兆日元,時間損失達56億人o小時,給社會和經濟帶來沉重的負擔。如此的交通堵塞還直接導致沿路生態環境惡化、增加大氣污染、增大能源消耗等深刻的問題。日本預測實行ITS后30年內可在減少交通擁堵方面實現如下目標:

雖然個人因ITS技術而節省的汽油錢并不多,但縮短每天的行車時間、降低人們的緊張程度卻在改善人們的生活質量方面有著重要的社會意義。另外,ITS技術的應用將提高道路上的文明禮貌程度。

就ITS使往返交通更容易的程度而言,該技術可能加快近郊化和遠郊化的趨勢,人們將住得離城市和工作地點越來越遠。

2.2安全功能

美國每年因交通事故致死的人數超過四萬人,因交通事故造成的損失超過1500億美元。日本交通事故死亡人數從1988年以后連續8年達到1萬人以上,其中高齡者因交通事故死亡人數大幅增加,預計到21世紀每4人中就有1人為高齡者。ITS能夠減少最可能出交通事故的年齡群體-少年兒童、老年人和壯年男子-的交通傷亡,據日本ITSJapan預計,實行ITS30年后可將現在的交通死亡事故件數減少一半。因此,可見ITS能切實地減少交通事故,其社會效益將是顯而易見的。

自動化汽車和自動化公路的普及將有益于因不能再開車而活動范圍受到限制的老年人,以前賦閑在家的年長者可以重返工作崗位或更積極地參加社區生活。

2.3環境功能

智能交通不僅高效、便利,還是“綠色交通”。有資料表明,由于平均車速的提高帶來了燃料消耗量的減少和排出廢氣量的減少,采用智能交通系統有望減少60%的城市交通擁塞,使短途運輸效率提高近70%,汽車油耗也可由此降低15%。交通的順暢將大幅度減少車輛在路上的遲滯時間,使得汽車尾氣的排放也大大減少,從而改善空氣質量。例如,在美國廣泛使用的交互式導航系統能使車輛廢氣排放量減少5%~16%,而燃料電池動力車輛排放的廢物只有水。據日本的資料,實行ITS后,可望在30年內將CO2產生量減少15%,NOX排出量減少20%,燃料消費量降低25%。有專家認為,只要每輛汽車每天少排尾氣10分鐘,北京的空氣質量就可以明顯改善。在已經初步應用“智能車輛引導系統”的日本,車輛“一路綠燈”的機會大大增加,據粗略測算,車輛在路上的遲滯時間減少了遠不止10分鐘。

3.ITS的主要領域

目前國際上公認的智能交通系統的服務領域為六個方面:先進的交通信息服務系統、先進的交通管理系統、先進的公共交通系統、先進的車輛控制系統、貨運管理系統、電子收費系統、緊急救援系統。

3.1先進的交通信息服務系統(ATIS)

ATIS是建立在完善的信息網絡基礎上的,交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設備,可以向交通信息中心提供各地的實時交通信息;該系統得到這些信息并通過處理后,實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息;出行者根據這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步,當車上裝備了自動定位和導航系統時,該系統可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。

隨著信息網絡技術的發展,科學家們已經提出將ATIS建立在因特網上,并采用多媒體技術,這將使ATIS的服務功能大大加強,汽車將成為移動的信息中心和辦公室。

3.2先進的交通管理系統(ATMS)

這個系統有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統,但是ATMS主要是給交通管理者使用的,它將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環境進行實時的監視,根據收集到的信息,對交通進行控制,如:信號燈、誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。

3.3先進的公共交通系統(APTS)

這個系統的主要目的是改善公共交通的效率(包括:公共汽車、地鐵、輕軌交通、城郊鐵路和城市間的長途公共汽車),使公交系統實現安全便捷、經濟、運量大的目標。

3.4先進的車輛控制系統(AVCS)

AVCS目前還處于研究試驗階段,從當前的發展看,可以分為兩個層次:

一是車輛輔助安全駕駛系統,該系統有以下幾個部分:車載傳感器(微波雷達、激光雷達、攝像機、其他形式的傳感器等)、車載計算機和控制執行機構等,行駛中的車輛通過車載的傳感器測定出與前車、周圍車輛以及與道路設施的距離和其他情況,車載計算機進行處理,對駕駛員提出警告,在緊急情況下,強制車輛制動。

二是自動駕駛系統,裝備了這種系統的汽車也稱為智能汽車,它在行駛中可以做到自動導向,自動檢測和回避障礙物,在智能公路上,能夠在較高的速度下自動保持與前車的距離。必須指出的是,智能汽車在智能公路上使用才能發揮出全部功能,如果在普通公路上使用,它僅僅是一輛裝備了輔助安全駕駛系統的汽車。

3.5貨運管理系統

這里的貨運管理系統是指以高速道路網和信息管理系統為基礎,利用物流理論進行管理的智能化的物流管理系統。綜合利用衛星定位、地理信息系統、物流信息及網絡技術有效組織貨物運輸,提高貨運效率。

3.6電子收費系統(ETC)

道路收取通行費,是道路建設資金回收的重要渠道之一,但是隨著交通量的增加,收費站開始成為道路上新的瓶頸。電子收費系統就是為解決這個問題而開發的,使用者在市場購買車載的電子收費裝置,經政府指定的部門加裝安全模塊后即可安裝在自己的車上,然后向高速公路公司或銀行預交一筆通行費,領到一張內部裝有芯片的通行卡(即IC卡),將其安裝在自己汽車的指定位置,這樣當汽車通過收費站的不停車收費車道時,該車道上安裝的讀取設備與車上的卡進行相互通信,自動在預交帳戶上將本次通行費扣除。

不停車收費系統是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載器與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理,從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的,且所交納的費用經過后臺處理后清分給相關的收益業主。在現有的車道上安裝電子不停車收費系統,可以使車道的通行能力提高3-5倍。

3.7緊急救援系統(EMS)

緊急救援系統是一個特殊的系統,它的基礎是ATIS、ATMS和有關的救援機構和設施,通過ATIS和ATMS將交通監控中心與職業的救援機構聯成有機的整體,為道路使用者提供車輛故障現場緊急處置、拖車、現場救護、排除事故車輛等服務。

二、國際ITS的發展狀況

1.國際ITS的發展狀況

智能交通系統在日本、美國和西歐發展得最快。

智能交通系統的發展起步于60-70年代,相關的ITS項目當時有美國的ERGS(ElectronicRouteGuidanceSystem,電子路線引導系統)、歐洲的COST30(CooperationinthefieldofScientificandTechnicalresearch,科學技術領域研究協作)、日本的CACS(ComprehensiveAutomobileControlSystem,汽車綜合控制系統)等。

自本世紀八十年代末以來,日本、美國和西歐等發達國家為了解決[本文由網站公文大全收集整理]共同面臨的交通問題,競相發展智能交通系統,投入了大量的資金和人力進行道路功能和車輛智能化的研究,希望在未來的市場上占據有利的地位。起初稱為“智能車輛道路系統(IntelligentVehicle-HighwaySystems-IVHS)”。隨著研究的不斷深入,系統功能擴展到道路交通運輸的全過程及其有關服務部門,發展成為帶動整個道路交通運輸現代化的“智能交通系統(IntelligentTransportationSystem-ITS)”。

1986年,歐洲開始大力實施以歐盟(EU)及各國政府為主導的智能交通系統研究項目DRIVE(DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope,歐洲汽車安全專用道路設施)和以民間為主導的PROMETHEUS(PROgraMmeforaEuropeanTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety,歐洲高效安全道路交通計劃)。

日本在CACS后,于80年代后半期,推動了以建設省為主導的路車間通信系統RACS(Road/AutomobileCommunicationSystem;1984-1989)和以警察廳為主導的新汽車交通信息通信系統AMTICS(AdvancedMobileTrafficInformationandCommunicationSystems:1987-1988)。90年代,日本參與了以美國為主導的ITS國際化工作。到1996年,日本已經有難以計數的大小項目在開展,從理論規劃到實際實施,從現場試驗到形成產業,其發展規模和速度咄咄逼人。日本目前在ITS項目上已經形成了官方、民間、學術機構的協調體制,這對日本ITS的發展起到了很大的推動作用。

美國自60年代的ERGS之后到80年代之間,在道路交通的信息化、智能化方面,幾乎沒有任何進展。但是,受到日歐進展的觸動,在進入90年代以后,關于ITS的研究工作開始大規模地開展起來。1991年美國國會通過了“綜合地面運輸效率方案”(ISTEA-IntermodalSurfaceTransportationEfficiencyAct,也可譯為陸路聯合運輸效率法),旨在利用高新技術和合理的交通分配提高整個路網的效率,由美國運輸部負責全國的ITS發展工作,并在以后的6年中由政府撥款6.6億美元,用來進行ITS的研究工作。1997年,美國在加州實施了一個“自動駕駛公路系統(AHS-AutomatedHighwaySystem)現場試驗和演示項目”,在現有道路骨架基礎上,利用先進技術以提高安全性、暢通性和旅行質量。現在在美國,ITS的相關技術已經產生了顯著的效益,如電子收費系統(ETC),它無須停車就可以實現收費功能,大大提高了道路的使用效率,同時這項技術的不斷擴展和電子業務相連接,可以發展到電子付款。

在ITS項目研究過程中,這些國家還成立了許多機構,以制訂并實施ITS開發計劃。如美國的智能車輛道路協會(IntelligentVehicle-HighwaySociety-IVHS,目前為美國智能交通協會ITSAmerica)、歐洲道路交通通信技術實用化協作組織ERTICO(EuropeanRoadTransportTelematicsImplementationCoordinationOrganization)、日本的路車交通智能協會VERTIS(VEhicle,RoadandTrafficIntelligentSociety,現改名為日本智能交通協會-ITSJapan)、以及智能交通系統國際標準化機構ISO/TC204等。

除了歐、美、日以外,新興的工業國家和發展中國家也開始了智能交通系統的全面開發和研究。如韓國由交通部牽頭制定了全面的智能交通系統框架結構和發展計劃;新加坡的城市道路電子動態收費系統應用最為成功,已成為居民生活不可分割的部分,目前,新加坡已經在全國開始推行不停車電子收費;中東的一些國家也開始討論本國智能交通系統的研究計劃;在香港,城市道路電子動態收費也已成功地試運行多年;我國的一些城市如北京、上海、重慶、廣州等地也開始在ITS方面開展了一些研究與應用示范項目。

智能交通系統是當前世界上交通運輸科技的前沿,由于其市場前景很好,不僅各國政府高度重視,各國的民間科研開發機構熱情也很高,不惜投入巨資,這也從一個側面反映了未來交通運輸的發展方向。

2.日本ITS的發展狀況

日本的道路交通,從60年代以后急速發展。日本的汽車數量從1965年到2001年幾乎呈直線上升,截至2001年1月末,日本車輛保有臺數約為7583萬臺,其中轎車5245萬臺,貨車1832萬臺。車輛的急速發展不僅為生活帶來了便利,也產生了許多負面影響:因交通堵塞帶來的經濟損失為12兆日元;交通事故發生量大幅增加,交通死亡者每年約為9000人,如日本1999年的交通事故發生量為85036萬件,其中死亡人數9006人;同時還產生了氮氧化物、可吸入性顆粒物等環境問題。

由于日本的車輛保有率(機動化水平)很高,因此其市區的道路狀況總體來講十分擁擠,經常會發生塞車現象,出行如使用汽車等交通工具則無法掌握時間。為此日本對ITS十分重視。

2.1日本對ITS的認識及發展目標

在認識上,日本中央政府認為ITS是解決20世紀遺留的最大問題之一?道路交通問題的有效手段,而且是保持和推進日本經濟活力的重要措施,認為ITS將成為其21世紀前半期最大的產業,可以創建新的產業領域(如電子、信息通信、軟件等);形成城市型的公共事業(如高度信息化等),還能增強日本的國際競爭力(如高效率的物流等)。并且認為,要實現ITS必須采取以下對策:(1)制定綜合、長期、科學的計劃;(2)建立可適應包括運營成本在內的成本評價的運營機構;(3)理順研究開發體制和強化研究開發成果的保護、公開及應用;(4)人才培養。

日本官方與ITS相關的主要綱領性文件有:

(1)《VERTIS偉大構想》。1994年10月,由日本的道路、交通、車輛智能化推進協會VERTIS組織制定。

(2)《向先進信息通信社會推進的基本方針》。1995年2月,由日本的先進信息通信社會推進本部制定。

(3)《道路、交通、車輛領域信息化實施指針》。1995年8月,由日本的有關5省廳(建設省、運輸省、警察廳、通產省、郵政省)制定。

(4)《推進智能道路交通系統(ITS)的整體構想》。1996年7月,由日本的有關5省廳(建設省、運輸省、警察廳、通產省、郵政省)制定。

1995年2月,由日本政府的先進信息通信社會推進本部制定了《向先進信息通信社會推進的基本方針》,其中指出ITS有望成為“推進日本整個社會信息化的起爆劑。為了使國民都能享受充實的公共服務,必須把自己當成用戶在先進應用技術開發、引進等方面起到先導作用,并全面有計劃地采取措施。”ITS被置于公共領域信息化的一個分支領域“道路、交通、車輛的信息化”的位置上。

接著在1995年8月,以建設省為主的相關5省廳制定了《道路、交通、車輛領域信息化實施指針》。其中明確了9個開發領域的同時,還確定了11項推進措施,以及以21世紀初為目標完成ITS的建設目標,表現出政府對推進ITS的積極態度。1996年7月,相關5省廳又制定了“關于推進ITS的整體構想”,以今后20年為長期視點歸納了ITS的目標功能、開發推廣的基本思路。

9個開發領域及其開發、推廣目標依次為:

(1)導航系統的智能化

其使用者服務內容是:提供交通信息;提供目的地信息。

開發推廣目標是:向車載機“提供交通相關信息”的工作,努力逐步向全國推廣;關于在家庭、辦公室等地“提供交通信息”,將努力充實服務內容,擴大服務范圍;關于“提供目的地信息”,繼續充實服務內容,并努力逐步應用到停車區、服務區、普通公路上的車站等;以21世紀初為目標,推進研究開發向即時對應的車載機提供信息服務,并努力在全國推廣。

(2)自動收費系統

其使用者服務內容是:自動收費。

開發推廣目標是:以2000年達到實際使用為目標,推進可在收費站不停車自動交費系統的研究開發,努力逐步向全國推廣。

(3)安全駕駛的輔助

其使用者服務內容是:提供行駛環境信息;危險警告;駕駛輔助;自動駕駛。

開發推廣目標是:以2000年左右達到實用程度為目標,推進研究開發“行駛環境信息提供”、“危險警告”及“駕駛輔助”中的基本內容,在作為車輛安全設備開始裝備的同時,逐步在高速公路及事故多發地區修建基礎設施;以2000年著手試運轉為目標,推進“自動駕駛”的研究開發,21世紀初力爭在全國的高速公路上應用。

(4)交通管理的最佳化

其使用者服務內容是:交通流量最佳化;發生交通事故時,提供交通管制信息。

開發推廣目標是:關于“交通流的最佳化”,從主要城市的管制中心和信號控制方式開發實現高度智能化,逐步向全國推廣,關于車載機推薦路線,努力從首都地區開始逐步應用;關于通過ITS“提供交通事故時的交通管制信息”,在確立手段、方法后,逐步在全國的主要道路上應用。

(5)提高道路管理的效率

其使用者服務內容是:提高維護、管理業務的效率;特殊車輛等的管理;提供限制通行信息。

開發推廣目標是:以2000年左右達到實用程度為目標,推進除雪車的最佳配置等ITS“提高維護、管理業務的效率”的研究開發,以21世紀初為目標逐步在全國推廣;以2000年左右著手試用為目標,推進通過ITS“實現特殊車輛等的管理”的研究開發,以21世紀初為目標逐步在全國推廣;逐步在全國的主要道路的限制通行地段、丘陵地帶等采用ITS“提供限制通行信息”。

(6)公共交通的輔助

其使用者服務內容是:提供公共交通信息;提供公共交通的運行、運行管理。

開發推廣目標是:逐步從主要商業地區開始應用ITS“提供公共交通利用信息”;以主要城市為中心先從有效地區逐步應用ITS的“輔助公共交通的運行及運行管理”,以21世紀初為目標,在全國的主要道路上推廣。

(7)提高商用車的效率

其使用者服務內容是:輔助商用車運行管理;商用車連續自動駕駛。

開發推廣目標是:以2000年左右著手試用為目標,推進ITS的“輔助商用車運行管理”的研究開發,以21世紀初為目標,逐步在全國主要公路上推廣;關于可能實現的“商用車連續自動駕駛”系統,以21世紀初為目標,逐步在全國主要高速公路上推廣。

(8)行人等的輔助支援

其使用者服務內容是:路線引導;防止危險。

開發推廣目標是:以2000年左右達到實用為目標,推進行人等“路線引導”的研究開發,從主要商業地區開始逐步推廣應用;有計劃地修建可延長行人通行時間(綠燈)的信號裝置;以2000年左右著手試用為目標,推進防止車輛給行人帶來危險的研究開發,以21世紀初達到實用為目標,在車輛上安裝安全裝置。

(9)救援車輛的運行輔助

其使用者服務內容是:自動緊急通報;救援車輛路線引導、支援救援工作。

開發推廣目標是:推進研究開發“緊急自動通報”系統,為防止災害事故擴大,首先從有效地區逐步應用;關于“救援車輛路線引導、支援救援工作”,以2000年左右著手試用為目標,推進受災情況的探測、預測的研究開發,以21世紀初為目標,逐步在全國的主要道路、地區應用。

2.2日本ITS各領域的發展狀況、優先領域

日本從1997年開始對ITS進行了3年的可行性研究,共選擇了道路收費和以下5個地區進行了試點實驗。相應的實驗內容及取得的成果有:

道路不停車收費系統。道路不停車收費系統是日本在ITS范圍內取得全面突破的重點領域。自從去年起已在全國范圍內大面積推廣。全日本目前有1200個收費站,其中的540個收費站作為第一批建設不停車收費系統的收費站,并在全國招標。在日本已經完成了用于ETC的5.8GHZ微波通信頻率的規格化,并開始了ETC的實用化。日本的技術標準為:通信頻點5.8GHZ,采用主動式通信方式。其優點是通信速率高(1Mbs)、容量大;通信可靠性高;發射功率小、電磁環境影響小。但目前成本還較高。到目前為止,日本540個ETC收費站的設備已全部安裝完成,并于2001年4月份正式運營。預計到2004年末,在日本將有900個收費站使用ETC。

5個地區的試點情況:

(1)豐田市

道路交通信息系統的高度信息化實驗。在自家或在路上提供CATV、互聯網、道路指南所、顯示板獲取信息,選擇路徑。實驗結果:在實驗區域內,行駛時間減少3%,平均速度增加1km/h。對顯示板的滿意度為3.2分(滿分5分)。

EV共同利用實驗。通過共同使用低公害車,減少普通汽車的臺數。實驗結果:減少了通勤車輛,促進了業務用車輛的共同使用。

大型活動時的PARK&RIDE實驗。為去市中心附近參加大型活動的人在市內設置4個臨時停車場,從臨時停車場可換乘公共交通,以緩和市中心的交通。

(2)高知縣

Internet對應型綜合交通信息的提供。

地區觀光信息終端的完善實驗。通過互聯網及路邊信息系統,提供道路交通信息、地區觀光信息。實驗結果:95%的人希望再次利用互聯網,98%的人對路邊信息系統滿意。

應呼公交車等的實驗。根據乘客事先的需求制訂公交車的運行計劃,也可在運行開始后針對每個需求變更運行計劃。實驗結果:在中村市實施了實驗的“中村城市BUS”的乘客,為實驗前的4-5倍(7人/日?40人/日)。約95%的乘客希望繼續此服務。

(3)東京都

城市內公共車輛優先系統(PTPS)實驗。以多個交叉點為對象,系統可使公交車優先通行,確保車輛的定時運行,提高行駛速度。實驗結果:縮短了乘車時間,減少了紅燈停車率。在實驗線路上,縮短了7~15%的乘車時間。

(4)歧阜縣:

通過互聯網提供ITS相關信息(交通信息、觀光信息)實驗。在路邊設置信息終端站,通過互聯網提供ITS相關信息。實驗結果:60%的利用者確認,駕駛時間縮短。約70%的駕駛員感到駕駛壓力減輕。

(5)岡山縣:

BUS到達時間預測系統實驗。控制中心利用GPS掌握BUS的位置,通過互聯網,向電腦、攜帶終端發送BUS的預測到達時間。實驗結果:乘客在車站等車時間減少6分鐘,達到約63%的候車時間縮短效果。

在日本,對輔助駕駛系統的研究也相當重視。“Smartway2001/智能道路計劃”中明確提出了實施計劃:

輔助駕駛系統的實驗;

2001年以后在各地舉辦活動引進該系統,積極推進實驗的進行;

在第二東名·名神等大城市的高速公路上首先引進;

2004年以后根據道路及地區特性smartway;

在全國主要干線道路網實現smartway。

2.3日本發展ITS的主要經驗及教訓

2.3.1主要經驗

(1)日本把發展ITS作為解決交通問題、拉動經濟增長的國家級項目,由中央政府直接推進。

日本把ITS作為國家級的項目,于1994年成立了由建設省、運輸省、警察廳、通產省、郵政省等5省廳組成的聯席會議,共同推進ITS的研發與應用(日本政府機構改革以后,建設省與運輸省合并,組建了國土交通省,所以目前由警察廳、總務省、經濟產業省、國土交通省負責推進ITS工作),并于1996年7月,由以上5省廳共同了“推進ITS的總體規劃”,其要點是:

ITS是國家級的項目,應戰略性地對待;

讓國民深刻理解ITS的必要性;

整合各方資源,使產業界、學術界與官方之間的關系效率化、體系化;

廣泛開展可協調的國際間合作;

把ITS作為長遠的計劃來考慮。

(2)運作模式:政府為主導、企業為主體、技術進步為支撐、需求為基礎

政府為主導:政府的責任主要是為完善地區的ITS系統提供政府支援;實施先導ITS技術的研究開發;研究并制定ITS相關的標準化及應用技術;為展開地區ITS而確立評價手段;研討包括制度在內的環境整備策略。政府負責對ITS作出長遠規劃,實施標準化認證體系,確保ITS在全國的兼容性。另外,ITS的發展還需要大量國有資金的注入。日本把ITS作為國家項目投入大量公共資金,現在日本中央政府每年在ITS方面約投入數百億日元的研究開發經費。

企業為主體:ITS的實施,除了政府的推進外,歸根結底還必須依靠企業的參與。企業,包括道路公團、設備制造企業、交通運輸企業等,才是實施ITS的主體。

技術進步為支撐:ITS的研究、開發、使用、改進等每一個環節都離不開技術進步的支撐,始終站在ITS技術的前沿,保持技術優勢是日本ITS技術發展的戰略目標之一。以車載機為例,不到十年,日本已經研發了三代產品。

需求為基礎:以ETC裝置為例,路邊裝置由道路公團投資,而車載機由車主自己決定,可買也可不買。但從日本市場來看,大多數用戶因為提高了車輛的通行效率購買ETC車載機;一部分用戶因為購買ETC車載機可獲得通行費用打折(另外在ETC試用初期購買車載機政府還有一定的補助),有經濟利益驅動;也有一部分是因為對先進技術感興趣(消費心理),喜歡嘗試,經濟原因不是考慮的因素。例如車載導航產品,這種產品在日本已經進入了普及階段,現在使用的導航系統由95年3月的49萬臺激增為710萬臺(2001年3月統計數),VICS上市臺數也已經突破280萬臺。可見旺盛的市場需求是ITS發展的基礎。

(3)統籌規劃、統一標準、統一認識、確保系統安全

以前,日本也存在不同部門、不同行業、不同轄區在構筑ITS系統時的重復和無效問題。日本有相關的建設省、運輸省、警察廳、通產省、郵政省等5省廳參與ITS的工作,以前系統分別由各省廳管轄,因此5省廳的計劃會產生重復和相互競爭的問題。

日本政府意識到,為使ITS在日本健康的發展,政府必須統籌規劃、統一標準、統一認識,優先解決關鍵的技術標準問題,如無線通信頻率采取哪一頻段;通信方式是采用紅外還是微波,主動還是被動;…等等。在日本所有產品的技術規格均由國家統一制訂,如通信設備、電子導航儀、ETC裝置、IC卡…等等,因此所有廠商的產品均以此為標準制造。另外,還必須實行統一的安全模塊體系,重視設施運行的安全,并確保系統安全。

(4)重視發揮協會的作用

在ITS項目研究過程中,日本還成立了日本智能交通協會ITSJapan(原VERTIS),以制訂并實施ITS開發計劃。ITSJAPAN是靠收會費進行運作的,它獨立于政府和企業之外,在推進ITS的進程中發揮了很大的作用。日本十分注意發揮協會的作用。現在,為推進地區ITS的發展,為加強官產學研的協作,地區ITS協會的設立工作也在進行。已設立的地區ITS推進組織有:

愛知縣ITS推進協會(1998年設立);

高知縣ITS推進協會(1999年設立);

新瀉縣ITS推進協會(1999年設立);

關西ITS推進協會(1999年設立);

岡山縣ITS推進協會(2000年設立);

札幌圈ITS推進座談會;

中國經濟ITS研究會(注:中國-指日本的中四國);

九州經濟ITS研究會。

擬設立的ITS推進組織有:

東北ITS推進協會;

沖繩ITS推進協會。

2.3.2教訓

(1)路網的規劃、建設是基礎

ITS并不是萬能的,它是建立在較完善的道路設施基礎上的,一個好的路網規劃、一個網絡化的道路設施是基礎。日本目前已經建成了四通八達的高速公路網,城市基礎設施的建設也已基本完成,他們是在這樣的條件下開發和應用ITS的。在與日本智能交通協會座談的時候,他們也十分誠懇地指出,ITS實質上是軟科學、軟技術,不能寄希望于用ITS解決所有交通問題。東京盡管路網有了規劃,但是路網設施的建設沒有完全按照規劃進行,這成為今天解決交通問題的先天不足,這是ITS所難以解決的問題。要解決交通擁堵,從根本上來說首先要解決道路建設等基礎實施建設,以及做好公眾的交通法規教育,之后再考慮用ITS更好地改善交通狀況。

(2)應采用經濟手段調控交通需求

交通出行是有代價的-越繁華的地區,代價越高,這就是用經濟手段調控交通的經濟學基礎。ITS技術恰恰為這種方式的實行提供了有效的手段。對于解決城市中心區以及繁華路段的擁堵問題,應采用經濟手段調控交通需求,如在重點區域或重點路段,采用ERP(ElectronicRoadPricing)技術或稱自由車道收費系統,以及對不同路徑采用不同的收費標準可以更大程度地提高道路、設施的使用效率。但日本只是認識到了這個問題,到目前并沒有實施。

(3)與ITS相關的法規建設還顯滯后

由于ITS技術的發展、道路需求的增長及多元化問題的出現,迫切需要制定與ITS相關的法律法規。而日本目前還沒有專門針對ITS制訂的法律。只是對其安全機制等相關法律和省令進行了修改,如郵政省修改了日本的電波法(將5.8GHZ專門用于ETC)。與ITS相關的法律法規建設還顯滯后。日本目前與ITS相關的法令主要有:

①法律

電波法(法律第131號)

道路運輸車輛法(法律第185號)

②政令

道路構造令(政令第320號)

③省令

道路運輸車輛的保安基準(運輸省令第67號)

電波法施行規則(電波監理委員會規則第14號)

無線設備規則(電波監理委員會規則第18號)

有關特定無線設備的技術基準適合證明的規則(郵政省令第67號)

(4)能力建設跟不上發展

日本的人口只是美國的1/2、EU的1/3,按此比例,日本能投入ITS研究開發領域的研究人員和技術人員太少。如日本在維持管理體制等課題的實施過程中發現,在沒有對于ITS導入的全面計劃、沒有對于組織內部的全面了解的情況下就開始了工作。因此,人力資源是日本的薄弱環節。人員培訓、人才培養,一直是日本強調要趕上美國和歐洲的一個重要方面。由于需要專門的知識,所以自計劃階段開始就有必要配備專職的職員,同時對于ITS的推廣,有必要和相關單位保持密切的協調。另外,對使用者的教育也很重要,以避免ETC使用者進入非ETC車道和無ETC裝置的車輛誤進入ETC車道等。

(5)如何與國際標準相協調

目前,各國之間的標準不統一,為ITS的推進帶來了一些障礙。比如,目前國際上主要的ETC標準有:以歐洲為代表的CEN標準和以日本為代表的日本ETC標準。這兩種標準的簡單情況比較如下:

由于國際標準是以CEN為主導開始研究的,日本的標準與國際標準的不一致使得日本產品的國際化受到了阻礙。為此,日本正在積極地參與國際標準的制定工作。

(6)對中小型風險型企業的支持

由于ITS是一個新興的產業,對于掌握高新技術的對中小型風險型企業在競爭中技術上并不處于劣勢。但由于資金、人員、準備等方面的原因,其發展受到了制約。日本目前投入大量人力、物力、財力進行its研究的還多是豐田汽車、電裝、松下、索尼等大型企業,日本政府及民間機構對對中小型風險型企業的支持還不夠。

三、思考與結論

中國既是當今世界上道路等基礎設施建設速度最快的國家,又是交通需求增長最快的國家。根據我國的《國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要》,未來的十年,這種趨勢將不會改變。這一期間正是智能交通系統在世界主要國家進入全面實施的階段,因此,中國也迫切需要根據中國道路交通的實際需求盡早啟動在運輸網中應用智能交通系統來提高運輸效率、保障安全和保護環境的工程,以實現道路交通運輸的可持續發展目標。

以下是幾點關于中國發展ITS的思考:

1.盡早啟動中國的ITS進程

八十年代以來,各發達國家雖然已經基本建成了四通八達的現代化國家道路網,但隨著社會經濟的發展,路網通行能力滿足不了日益增長的交通需求,交通擁擠、阻塞現象日趨嚴重,交通污染與事故越來越引起社會普遍的關注。經過長期和廣泛的研究,這些國家已從主要依靠修建更多的道路,擴大路網規模來解決日益增長的交通需求,轉移到用高新技術來改造現有道路運輸系統及其管理體系,從而達到大幅度提高路網通行能力和服務質量的目的。

對于我國這樣一個處于發展中的國家來說,道路基礎設施仍然比較薄弱,基礎設施數量的缺口很大,因此在相當一段時間內我國交通運輸增長的需求首先還必須靠提供更多的基礎設施來滿足,特別是建設完善的道路網絡。我國目前人均占有的道路面積僅是發達國家平均水平的幾十分之一到十幾分之一,經濟的快速發展以及機動車保有量的激增,使交通基礎設施的供給能力與需求之間的矛盾更加突出,因此中國的道路建設還將持續相當長的一段時間。另一方面,廣大農村的城市化進程剛剛開始,這一矛盾在短期內還難以緩解。運輸效率低下、城市交通堵塞和大氣環境污染加劇,已經成為我國各大中城市面臨的最為迫切需要解決的問題之一。據不完全統計,中國每年因交通事故和擁擠所引起的損失至少1700億元人民幣,而這種趨勢目前還在加劇。解決城市交通擁擠和堵塞已成為中國大城市交通面臨的一項十分迫切的任務。因此中國需要發展ITS是毋庸置疑的。但是中國ITS的開發和應用與國外有著很大的不同,最大的區別就是我們ITS的開發和應用必須與基礎設施建設同行。這種區別使得我們在建設基礎設施的同時,可以將ITS應用的基礎條件一并考慮,甚至同步建設。

根據世界各國幾十年的統計,道路的增長率總是低于汽車的增長率,在發達國家,道路的增長已經接近于停滯,而1995年世界汽車的增長率仍然有3.5%(汽車的保有量超過8億輛)。因此僅靠興建新的道路是不可能解決問題的。盡管道路的增長比汽車的增長慢,但是現有路網是否得到了充分的利用了呢?沒有,我們實際的經驗也可以證明這一點,如果我們能夠全面的充分的了解路網上的交通信息,無疑將會有利于我們的出行。

1996年與1978年相比,中國的機動車增加了27倍,而公路通車里程僅增加了0.32倍。以上海為例,雖然說上海的人均道路面積遠遠小于國外同類大城市,但上海市的汽車保有量也少得多。按照車均計算,上海市的車均占路面積為183.27m2/車,遠遠大于東京的32.85m2/車和大阪的34.25m2/車;上海市道路交叉口的通行能力,僅相當于國外交叉口的62%;上海道路的可達性指標相當于東京的1.5倍、大阪的2倍。但上海市的交通事故死亡率卻高得驚人。可從一個側面表明,國內已有的道路設施的效率沒有充分地發揮,還大有潛力可挖,必須盡早啟動中國的ITS進程。

2.ITS應作為國家重點項目,統一規劃、分步實施

中國正處在城市化、機動化快速啟動的階段,與日本相比,在人均資源占有率、國土面積小/人口密度大等方面有很多相似的地方。在城市化、機動化過程中,已經產生嚴重的交通問題,應該盡早將智能交通系統作為中國未來交通運輸領域發展的重要方向。

智能交通系統的開發與應用涉及到綜合運輸系統中的許多部門,如交通部、信息產業部、經貿委、鐵道部、公安部、國家技術監督局等有關部門,為此中國必須把ITS作為國家重點項目,總體統一規劃包括道路、鐵路、水運民航在內的中國ITS發展戰略,標準制定和人材培訓,并組織分步實施ITS關鍵技術的攻關和示范工程。

發達國家的政府和民間企業對ITS的研究和開發投入了大量的金錢,這在交通運輸領域中是從來沒有過的,這與ITS的巨大市場前景是分不開的。在中國ITS的市場同樣巨大。僅以基礎設施建設為例,截止到1996年,中國大陸已經修建了超過3200公里的高速公路,高等級公路達到1.78萬公里。監控、通信、收費是目前高速公路ITS應用的主要方面,然而,其中僅有不到半數的公路為安全、通信、監控、收費裝備了相對完善的管理系統和服務設施。由于管理原因和相連支路尚未連成完整的網絡,這些投資巨大的工程在提高系統容量和服務水平上仍有很大潛力。另外,中國還將建設3.5萬公里的高等級公路,其中有相當一部分需要建設通信、監控和收費系統。這部分的投資一般占到基本建設總投資的3%~4%。1998年中國在公路方面的建設投資為1800億元,如果其中的1000億元用于高速公路的建設,則通信、監控和收費系統方面的投資就有30~40億元。這僅僅是當前ITS應用的初級水平,而且僅限于高速公路建設。如果考慮到城市基礎設施的建設以及今后ITS應用水平的提高,中國ITS市場的容量將是一個天文數字。

正如前面所說的,中國ITS與基礎設施建設同行,而且我國的信息化水平較低,因此在中國開發和推銷ITS相關的產品就與發達國家有很大的不同。另外,中國ITS近期內將以投資類產品為主,而且中國使用ITS產品的最大用戶將是基礎設施建設的投資者。鑒于此,日本等ITS技術先進大國非常看重中國的ITS市場,一心想打開中國ITS市場的大門。對我國而言,正可以利用此優勢,采取以市場換技術的方針,初期讓出部分市場以引進技術,實現我國ITS的跨越式發展。

5.按政府導向、企業為主體、市場機制運作的運作模式進行運作

ITS既具有社會基礎設施的特性,同時又有其市場性。因此在導入ITS時要平衡考慮ITS的公共性和市場性,按政府導向、企業為主體、市場機制運作的運作模式進行運作。

政府和民間企業應致力于ITS的環境整備。即:政府應在政策上提供便利,解除各種制度的限制,建立利于地區ITS系統發展的有利環境,并協助ITS技術的開發、論證、評價、標準化等基礎事業的整備,促進ITS技術的標準化和普及化。企業應及早針對各地區、各階段的進度制定行動方案,即時提交系統提案,參與ITS的早期教育與系統框架的普及啟蒙活動。

6.區別不同規模的城市,實行分類指導的方針

政府還必須充分考慮各地區的特性,把握大城市、中小城市等不同規模城市對ITS的需求差異情況,實行分類指導。

對基礎較好、有現實需求的大城市,政府應促使其多方面啟動ITS,如北京、上海、重慶、廣州、深圳、大連、沈陽、濟南、青島、福州等城市可以優先發展。對中小城市可以鼓勵其選擇某些先進適用技術進行試點實驗、運用。同時有計劃地由東部向西部逐步推進。

7.避免一哄而上,重復投資

對ITS的發展,應全國統籌規劃,考慮產業如何布局,而不應一哄而上、重復投資、盲目發展。

隨著經濟的發展,城市間的車輛來往頻繁,一個地區在構筑ITS系統時,如果與其他地區的完全不溝通,將造成獨立不兼容、非效率的系統。因此從全國兼容的角度,也需要統籌考慮。實際上,一個地區的各種研究實驗成果,可能也適用于其他地區,特別是基礎系統部分應保持一致性。后續的城市要活用先行地區的經驗,因為先行地區關于各方面關系的調整、財政問題等的解決方案,是長期實踐得出的經驗。有效地利用這些經驗,對ITS的推廣很有意義。

另外,還必須制定行動計劃和完善推進體制。為成功開展ITS,要將ITS列入各地區的地區振興計劃、地區信息化計劃和交通安全計劃的顯著位置,并依據地區交通體系和城市規劃制定行動計劃。因此,在項目計劃階段,技術、運營方式、行動計劃三者要同時考慮。新晨

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