第二章 国际智能交通发展动态
美国智能交通发展概况
一、美国智能交通系统概述与发展历程
美国的ITS正式命名是在1994年,它的前身是智能车辆公路系(Intelligent Vehicle Highway System,IVHS)。美国对其研究的最早时间可以追溯到1950年,而大规模的研究应用和开发是在近十年。由相关数据显示当前智能交通系统在美国的使用程度已达80%以上,而其附属产品也相当优秀,美国智能交通应用中51%的车辆安全系统、37%的电子计费、28%的公路及车辆管理系统、20%的导航定位系统、14%的商业车辆管理系统方面进步较大。其实美国在智能交通的研究中也经历了一段摸索过程。从20世纪60年代末期到70年代,美国致力于发展电子道路导航系统(EGRS),运用道路与车辆间的双向通信提供道路导航。
1990年,美国运输部成立智能化车辆道路系统(IVHS)组织,1991年国会制定综合地面运输效率方案(ISTEA),除了对地面运输常规项目进行安排外,重要的是安排 IVHS 的研发和试验,希望利用通信和信息技术进行合理的交通分配以提高整个路网的效率,1994年IVHS更名为ITS America。1995年3月,美国交通局发布《国家智能交通系统项目规划》(National ITS Program Plan),明确规定智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。7大领域包括出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。
美国联邦政府1990—1997年间出资于智能交通系统研究开发的年度预算总数为12.935 亿美元,而后20年美国发展规划投资预算约为 400 亿美元,美国ITS的方式是从高层到基层,在美国政府的支持下提出全国统一的体系化结构。
为了加速ITS的发展,2001年4月,美国召开了一次由ITS行业260名专家和有关人员参加的全国高层讨论会。会后制定了新世纪前10年ITS发展规划,勾勒了未来ITS的使命和发展目标,明确了今后为实现 ITS发展目标必须采取的行动。计划确定和启动一系列建设和研究项目,包括必要的机构转换,以促进ITS技术的应用,使未来的地面交通运输系统通过ITS逐步转换成管理高效、经济适用的先进系统,这个系统将被真正地赋予安全、有效和经济地输送人员和物资的基本功能,从而能在极大程度上满足用户的各种需求,并具有与自然环境的良好相容性。
2009年12月,美国交通运输部(U.S.DOT)发布《ITS战略研究计划:2010—2014》,为2010—2014年五年中的ITS研究项目提供战略指导。该计划的核心智能驾驶Intelli Drive,即在车辆、控制中心与驾驶者三者之间建立无线关联的网络,通过实施监控和预测及时沟通信息、缓解交通堵塞、减少撞车事故、降低废气排放,实现安全、灵活和对环境的友好性。
2014年,美国交通运输部与美国智能交通系统联合项目办公室共同提出《ITS战略计划2015—2019》,为美国未来五年的在智能交通领域的发展明确了方向,该战略计划的核心是汽车的智能化、网联化。该战略计划主要针对目前交通系统存在的安全性、机动性、环境友好性等社会问题,提出使车辆和道路更安全、加强机动性、降低环境影响、促进改革创新、支持交通系统信息共享五项发展战略目标。其讨论主题分为三大类:一是使车辆连接更加成熟;二是试点和部署准备;三是与更广泛的环境整合。
2017年是美国车联网和无人驾驶爆发式发展的一年,美国在50多个城市部署了车联网和无人驾驶试验场,自动驾驶正式进入落地实验阶段。各种基于无人驾驶的应用在一些社区小规模推广,无人公交也投入试运营。美国交通运输部也正式提出未来新阶段ITS的发展应该与智慧城市紧密融合,加强智能交通与城市其他智能设施和智能应用的交互和集成,一站式地解决城市交通的效率、安全和环境问题。
二、2017年美国ITS相关会议
(1)2017年1月,第96届美国交通运输研究委员会年会(Transportation Research Board 96thAnnual Meeting)在华盛顿召开,其间召开了数个与智能交通相关的研讨会,会议的主题涵盖智慧城市、车联网、无人驾驶、大数据及车路协同。会议同时还展示了一系列当前美国ITS科技创新服务产品和服务。
(2)2017年7月,旧金山举办无人驾驶系统研讨会。会议吸引交通管理者、实践者和研究人员共同探究如何提高无人驾驶的安全性及如何加强车联网环境下的信息集成、管理和交互技术。本次会议的重点包括无人驾驶环境下的安全、绿色驾驶行为及人机交互等问题。
(3)2017年9月,俄亥俄州哥伦布市举办美国中西部ITS交通研讨会,会议的主题是智慧城市互联。研讨会重点讨论车联网和无人驾驶环境下的智慧城市构建框架,以及多智能体协同下的交通管理和运营。
(4)2017年10月,由IEEE举办的第20届国际智能交通系统大会在日本横滨召开,会议回顾了智能交通20年的发展历程,并提出智能交通系统2.0构想。会议主要聚焦在新的智能交通系统环境下交通流理论重构、数据融合及仿真建模技术。
(5)2017年10月—11月,第24届世界智能交通大会在加拿大蒙特利尔举办,美国ITS协会代表美国ITS参会。会议展示了ITS在全世界范围各个领域取得的新进展。今年会议的主题是关于集成的智能驾驶城市构建。会议从智慧城市、下一代智能交通系统及智慧集成技术深度讨论了车联网和无人驾驶的落地问题,以及如何更好地融合为智慧城市的一部分。
三、2017年美国典型智能交通应用系统简介
1.无人驾驶汽车
无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车,它是利用车载传感器感知车辆周围环境,并根据感知获得的道路位置、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。2017年,无人驾驶依旧是美国智能交通系统学术界与工业界的共同关注热点,相比前几年,2017年无人驾驶的发展更加侧重于系统的落地及大规模商业化推广。
加利福尼亚州圣何塞市于2016年宣布其智慧城市愿景,在该愿景计划中自动驾驶汽车将担任重要作用,旨在帮助当地政府使城市变得更安全,更具包容性,更具可持续性及更佳的用户体验。与其他自动驾驶试验场不同,圣何塞市的自动驾驶试验场是由多家企业运营的多个无人驾驶引用项目共同搭建而成的,目前各项目之间是彼此独立的,未来该市区将进一步考虑多项目应用之间的融合与集成(见图1)。
图1 圣何塞市的自动驾驶试验场
2017年圣何塞市的自动驾驶取得了一系列突破,催生了一系列基于无人驾驶技术的应用。图2(a)所示为新创公司AutoX推出的首部自动驾驶送货车,目前在圣何塞市的部分街区试营运,这台AutoX无人送货车不仅为顾客送货,同时也是移动式迷你杂货店,后座摆满商品,摇下车窗即可看到各式食品杂货,让用户无须出门就能选购生活用品,车内还有一位备用司机,主要工作是处理订单与现场销售。使用自动驾驶车运送杂货的好处是AutoX车体兼具仓储与零售功能;对消费者而言可省去开车到商店购物的时间、燃油费用与人力成本,让整个购物流程更加快速方便。
自动驾驶汽车企业Voyage在圣何塞退休社区推出了自动驾驶出租车,如图2(b)所示,主要面向对象是退休老人,并将提供“极其优惠”的价格。Voyage无人驾驶出租车可以通过手机上的应用程序召唤。无人驾驶出租车对许多人来说是一种福音,特别是可能无法开车的老年人和视力障碍者。图2(c)所示为Olli公交车,该公交属于电力驱动,可以搭载12名乘客,目前率先在圣何塞市一些封闭地区运营,如校园和机场。图2(d)所示为Uber公司研发的Otto无人驾驶货车,Uber于2017年早些时候对其技术进行测试,之后开始与多家卡车公司签订合同,使用改装的无人驾驶沃尔沃重型卡车运送货物,此举可能拉开了货运革命的序幕。
图2 圣何塞市的各种无人驾驶应用
2.车联网
车联网是物联网发展的一种重要产物,它可以由各种车辆构成,形成一个车辆、速度、路线等信息整合在一起的巨大交互网络,并且通过RFID、摄像头、GPS、传感器等软硬件设备实现信息处理,车辆可以完成自身环境状态信息的采集,并且通过物联网技术将车辆的各种信息汇聚到中央处理器,分析和处理驾驶员、车辆的工作状态,及时安排车辆的最佳路线、汇报路况和信号灯周期,保证车辆安全驾驶。
2017年美国联邦公路局与佛罗里达坦帕市交通局合作,提出了新一代车辆互联协同应用框架(见图3)。项目计划在坦帕市部署1600个配有车载 OBE 的浮动车、10辆配有OBE设备的公交车、500个行人探测器及40个交叉口路侦测器。通过实时获取城市道路的高精度交通流信息,实现城市路网的信号配时协同优化,改框架涵盖如下应用:基于车联网信息的智能信号控制、基于浮动车轨迹数据的城市动态交通状态监测及交叉口危险交通状态预警系统。
图3 坦帕市新一代车联网应用框架
3.智能碳排放可视化系统
随着车联网技术和无人驾驶技术的不断完善,传统的碳排放计算模型,如MOVES等已不再适用,如何构建车路协同环境下新的碳排放计算模型,以及如何实时监测城市区域的排放物水平,预测未来一段时间内某个区域的空气质量,成为了2017年交通环境研究的一个热点。由加州大学河滨分校研发的CMEM排放模型,在原有的MOVES模型基础上整合实时的车辆轨迹数据并融入车联网环境。
CMEM模型通过实时获取的车辆轨迹数据,计算道路的瞬时车速、加速度、车辆位置及车辆类型等一系列信息,通过R语言开发一套完善的碳排放实时可视化平台(见图4)。该平台可以针对CO2、CO、NOx及燃油消耗等指标进行实时监控和动态预测,为城市交通环境治理提供解决方案。
图4 智慧碳排放可视化系统
(撰稿:包杰 刘攀)
加拿大智能交通发展概况
一、2017年世界智能交通系统大会在加拿大蒙特利尔召开
2017年10月29日—11月1日,世界智能交通系统大会在加拿大蒙特利尔市隆重召开。大会以“Next generation integrated mobility:driving smart cities”为主题,旨在反映全球城市正在部署的各种智能交通系统产品,以满足人口增长、移动需求持续增长及用户对全时服务的需求。大会分为主要会场组织:可达性和自动化,基础设施面临的挑战和机遇,智能城市,数据、安全和隐私,规划、运营和安全,新的商业模式,创新。
大会由蒙特利尔市的Claude Carette担任组委会主席。各会场组织了近250个分会议,大约540篇论文在120个会议上展示,相关行业高管、官员和国际专家在分会议分享了他们对智能交通系统主题的看法和丰富经验,包括政策、战略、经济、技术、组织和社会层面的看法和经验。
大会组织涉及200多个组织和覆盖面积超过500000平方英尺建筑面积的展览。展览厅还辅以一系列技术参观,包括当地控制服务中心及主要建筑工地的参观和示范。
会上,大量的通信演示解释了如连接车辆和路边基础设施之间的V2V和V2I通信连接的各个方面,以提高驾驶员对交通状况的意识。这些演示还显示车辆与控制中心交换信息以改善流量,预先警告交通信号并优先考虑应急车辆。
二、加拿大运输与通信参议院常务委员会发布报告
2018年1月加拿大参议院运输与通信常务委员会发布名为“驾驶改变—自动驾驶车辆的技术与未来(Driving Change-Technology and the future of the automated vehicle)”的报告。报告指出,参议员们认为加拿大必须现在开始为自动驾驶技术的到来做准备,以确保国家为即将到来的技术变革时期做好准备。报告在自动驾驶车辆与车联网车辆两方面介绍了相关技术。
报告分析指出,加拿大对即将到来的交通运输准备不足。尽管研究人员正在努力扩大其潜力,但早期的自动驾驶汽车已经在道路上,并且相关车辆技术也在新车中出现。专家表示,自动驾驶车辆将在10~15年内在城市地区扎根,这可能预示一个新交通时代的开始。
与此同时,自动驾驶也可能成为一个重大失业、汽车黑客和个人隐私侵蚀的噩梦。参议院运输和通信委员会一直在认真研究自动化和互联汽车技术带来的巨大潜力和实际风险。根据一项估计显示,这些优势可能是天文数字:自动车辆的经济效益每年可以达650亿美元,可以避免碰撞,提高生产率,节省燃料成本和避免拥堵。
自动驾驶汽车还可以为老年人或行动不便的人提供更大的自由,并且可以大大降低碰撞率。另外,许多不同的公司正在研究这些技术。因此,必须制定相关指南,以便所有公司在车辆安全方面都有相同的期望。但也可能因此失去数十万个工作岗位,可能导致出租车、运输和停车等行业失业人数超过110万人。也存在重要的安全和隐私问题,如果没有强有力的保障措施,网络恐怖分子可以从世界各地控制加拿大汽车。
加拿大仍有时间制订一项强有力的计划,以最大限度地发挥自动化和互联技术的优势,同时应对风险。但政府现在必须采取行动。为此,委员会提出了16条建议,这些建议将使加拿大取得成功。
三、加拿大交通运输部推进交通系统的可达性和自动化项目
2017年,加拿大交通运输部推进了交通系统可达性和自动化项目(Program to Advance Connectivity and Automation in the Transportation System,ACATS),旨在应对因车联网/自动驾驶车辆的引入而出现的一系列技术、监管和政策问题,从而为国际贸易市场建立更强大、更高效的交通走廊,帮助加拿大企业为加拿大中产阶级的竞争、发展和创造更多就业机会。
该项目包括:国家贸易走廊基金,11年内资助20亿美元资金,以加强国家贸易走廊的效率和可靠性;贸易和运输信息系统(TTIS),11年内资助5000万美元资金,为用户提供高质量、及时和可访问的数据和分析;技术创新,5年内资助5000万美元资金,以刺激创新,促进无人机和车联网车辆/自动驾驶汽车(CV/AV)的采用推进。其中,国家贸易走廊项目计划建立促进车联网车辆/自动驾驶汽车(CV/AV)实践社区,以指导和支持技术、网络安全和监管准备;提供拨款和捐款资金,以研究确定车联网车辆/自动驾驶汽车技术、政策或监管问题的解决方案,制定部署车联网车辆/自动驾驶汽车技术所需的规范、标准、认证和指南;开展研究和测试活动,以确定并减少潜在的网络安全漏洞。
(撰稿:邱志军)
德国智能交通发展概况
德国经济研究所(DIW)2012年报告指出,不断增长的旅客运输和商业运输需要灵活使用现有的交通基础设施,并且急待智能交通系统(ITS)来实现日益突显的交通需求。因为有限的经济资源及政治和社会因素,交通道路网络愈发难以继续延伸和拓展;尤其是随着智能手机快速普及,不难发现其快速发展显著加速了ITS服务业的传播,也刺激了各种新型交通服务方式的崛起。对于德国及欧盟其他国家而言,ITS 已被视作建立安全、高效、经济及可持续发展交通系统的关键因素。尤其是欧盟其他国家,尽管欧洲对环境保护的要求日益增加,但欧盟其他国家并没有选择任何措施来限制交通增长,而是将ITS引入欧洲,并且将解决交通快速增长及避免交通堵塞等棘手问题的希望寄托于ITS的实施上。
一、德国智能交通系统ITS体系框架与政策发展
美国是智能交通系统发展的先驱,早在1996年就已经颁布了美国“国家智能交通系统ITS体系框架”(National ITS Architecture,NITSA),欧盟也于2000年实施了第一版本“欧洲智能交通系统体系框架”(European ITS Framework Architecture,EITSFA)。在引入智能交通系统这个词汇及制订相应体系框架的层面上,德国则起步较晚。
1.2012年“德国智能交通系统行动计划—道路交通”(ITS Aktionsplan“trasse” Koordinierte Weiterentwicklung bestehender und beschleunigte Einfuehrung neuer Intelligenter Verkehrssysteme in Deutschland bis 2020)
德国位于欧洲中部,地理位置优越,道路网四通八达,长久以来在交通方面具有特殊地位。同时,德国也是欧盟成员国之一,在制定交通发展战略政策之时也需要遵循欧盟的总体方针,与欧洲其他国家共同推动欧洲交通一体化的进程。在很多交通运输方式中,欧洲已经采取了一体化措施,如欧洲空域管理、欧洲内河运输信息服务(Binnenschifffahrtinformationsdienste)、欧洲铁路系统(das Europäische Eisenbahnverkehrsleitssystem,ERTMS)及海运管理和信息系统(das Seeverkehrsmanagement-und-informationssystem,VTMIS)。欧洲各国在接受和使用道路智能交通系统过程中显得颇为犹豫不决,欧洲智能交通也已经历很长时间片面且片断式的发展。因此早在20世纪90年代,欧盟就开始开展了大量研究,希望制订一个全欧洲范围共同的 ITS 框架,直到2000年,欧盟颁布了第一个欧洲智能交通框架体系版本(European ITS Framework Architecture,EITSFA)。而后在2008年年末又颁布了“欧洲智能交通系统行动计划”和相关的“欧洲智能交通系统准则”。诸多措施,如欧洲不停车电子收费系统、实时交通限速管理、停车引导与提前预订系统、导航和车辆辅助系统(车辆电子稳定性控制ESC、车辆变道预警系统)、电子货运eFreight、跨欧洲车辆救援系统eCall等,都属于ITS发展的范畴。该行动计划带动了整个欧洲的智能交通发展,加强了欧洲各国之间的协作,同时为各成员国间ITS的兼容及智能交通服务在欧洲境内无缝推广提供了基础。
2003年“德国交通线路计划”中的交通预测报告指出,德国1997—2015年交通量会大幅增长,其中货运交通将增长64%,旅客交通量也会提高20%,加之交通基础设施拓展的局限性,考虑交通安全、保护环境、减低能耗等方面问题,如何安全高效地使用当前的基础设施这个难题急待解决。同时由于信息通信行业的快速发展,使实施ITS成为可能。虽然德国较晚引入ITS这个概念,但早在“德国智能交通系统行动计划”颁布之前就已拥有许多潜在的ITS体系,如TLS系统和MARS系统等,也为这些系统建立了相应的法规和指南,如信号灯装置准则(Richtlinien fuer Lichtsignalanlagen,RiLSA)。很多既有的ITS系统被用来进行数据收集、传播和交通信息处理。但由于系统之间互不相连,形成了诸多孤岛,多数ITS系统为私人所属,也尚未有公开的系统标准,这些都极大地阻碍了一个互通的ITS体系的建立。因此急需制订一个国家层面统揽的体系框架,将各个既有ITS体系进行集成并且系统地囊括那些既有系统还未触及的领域。
2005年,德国道路与交通研究协会(FGSV)的信息与通信系统工作委员会(Arbeitsausschuss“Telematik”)成立了“ITS系统框架工作组”(AK 3.1.4),首先旨在拟定出ITS总体方针;2009年,达姆施塔特工业大学(TU Darmstadt)交通规划与交通技术系接受了德国公路局(Bundesanstalt fuer Strassenwesen,BASt)的研究项目委托,分析借鉴其他国家的ITS结构框架,最终递呈一个德国ITS系统发展的建议报告;直到2012年,德国联邦政府为了支持ITS实施,也为了响应欧盟2008年年末颁布的“欧洲智能交通系统行动计划”(IVS-Aktionsplan:Aktionsplans der Europäischen Kommission zur Einführung intelligenter Verkehrssysteme in Europa)及履行欧盟相应的“欧洲智能交通系统准则”,颁布了“德国智能交通系统行动计划—道路交通”(IVS-Aktionsplan Strasse)(见图1)。该计划由德国联邦政府和德国联邦交通,土木和城市发展部(Bundesministerium fuer Verkehr,Bau und Stadtentwicklung,BMVBS,2013年更名为德国联邦交通和数字基础设施部Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur,BMVI),以及各州政府、地方政府、电子行业机构、汽车行业机构、信息与通信行业机构、各ITS组织、无线电广播机构、消费者组织等其他利益相关部门共同制订,并且计划于2014年开始实施。该计划将建立智能道路交通系统框架作为一项任务,也将多交通ITS框架的合并作为下一步重要行动,同时预示德国ITS体系发展的开始。
图1 “智能交通系统行动计划—道路交通”中的智能交通系统简图[9]
德国“智能交通系统行动计划—道路交通”秉承“欧洲智能交通系统行动计划(2008)”的宗旨,旨在推动各交通运输方式及各方式之间合作的高效运营,推动货运物流链发展,降低欧洲道路的拥堵和事故率,进一步遏制能源浪费,优化能源使用效率,减少温室效应气体的排放,以及降低对矿物燃料能源的依赖。计划中确定了三个行动领域,其下有17个具体的措施,包括:①优化道路交通数据及行驶数据的使用,如建立“移动数据市场”(Mobiliaetsdatenmarktpaltzes,MDM)等;②使 ITS 服务在交通管理和交通信息领域普遍适用,如协调单一或者集成的交通信息等;③使用 ITS提高交通安全性,交通效率和促进环境可持续发展,如引入 eCall 服务等。这些措施都聚焦在道路交通中,建立一个全面的多交通方式协作的ITS德国还有很长的路要走。
遵循这个行动计划,在联邦州层面又进一步拓展出不同的行动计划,如“2015年黑森州无拥堵计划(Staufeies Hessen 2015)”,“拜人自由州DEFAS信息与通信倡议(DEFAS-Telematikinitiative des Freistaates Bayern)”,“下萨克森州移动交通管理规划 — 智慧道路(Masterplan Mobilitaetsmanagement- Intelligente Strassen in Niedersachsen)”等。
2.2015年“自动与互联驾驶战略”(Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren)
德国是汽车大国,不但是汽车的发源地,也始终走在汽车行业创新领域前沿。从四冲程发动机发明到汽车防抱死系统的研发,很多在汽车制造发展中起决定性作用的发明都来自德国。全球的“数字化变革”给汽车行业带来了一个新的发展契机:自动和互联驾驶。德国于2015年颁布了“自动与互联驾驶战略”(Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren),其中涉及六个行动领域:①交通基础设施,如“基础设施数字化”(Digitale Infrastruktur)及制定5G电信移动标准;②法律,如国际或国内交通法的修改;③创新,如在德国在高速公路德国联邦高速9号公路A9上建立数字化试验场;④互联,如使用交通地理信息系统数据和开发高准确度的地图系统;⑤信息安全于数据保护;⑥与社会群体对话,如自动与互联驾驶的机遇与风险。
在这个方针的指导下。2016年,由德国联邦政府2015年提出的关于自动驾驶的修正案在《国际维也纳道路交通公约》中生效,新的修正案明确规定,在全面符合联合国车辆管理条例或者驾驶人可以选择关闭该技术功能的情况下,将驾驶车辆的职责交给自动驾驶技术可以应用到交通运输中。
之后德国积极地修改了国家的道路交通法(Strassenverkehrsgesetz,tVG)和道路交通规则(Strassenverkehrsordnung,StVO),定义并且规定了自动驾驶的法律范畴。2017年,德国率先通过涉及自动驾驶汽车事故追责的法案。德国联邦议院颁布了《道路交通法第八修正案》(简称《修正案》),《修正案》明确了使用自动驾驶系统时驾驶人的权利和义务。例如,在自动驾驶系统接管状态下,驾驶人可以不对交通状况和车辆进行监控,但是驾驶人仍需时刻保持清醒戒备状态准备随时接管。在自动驾驶系统向驾驶人发出接管请求及当驾驶人发现自动驾驶系统不能正常工作时,驾驶人应立刻接管车辆。
2017年,德国联邦交通和数字基础设施部(BMVI)的伦理委员会发布了“自动和互联驾驶”(Ethik- Kommission-Automatisiertes und Vernetztes Fahren)报告,提出了自动驾驶汽车需要遵守的20条伦理规则。
3.2016年,德国联邦议院议案“推进智能移动交通”(Bundestageantrag - Intelligente Mobilität fördern - Die Chancen der Digitalisierung für den Verkehrssektor nutzen)
到2013年为止,在整个欧盟已经发展并建立了ITS实施规则,如欧洲航空一体化航空管理项目(SESAR),欧洲轨道交通管理系统(ERTMS)和河道运输信息系统(RIS)。但是许多都是针对单独交通方式的,欧洲之后会进一步致力于协调发展欧洲境内多交通方式智能交通服务。德国联邦议院2016年通过了一条议案“推进智能移动交通”(Intelligente Mobilität fördern-Die Chancen der Digitalisierung für den Verkehrssektor nutzen),议案提议:①将交通中各元素数字化;②推动自动驾驶和数字化道路进程,如完善法律框架、公开数据的标准化、维护数据安全性、数字化交通基础设施、倡导Car-to-X 模式和增加国家,联邦州及地区合作,建立试验区域;③建立自动化轨道交通;④物流自动化;⑤航空交通自动化;⑥内河运输和航运自动化;⑦推动科研。德国在这项提案的推动下会进一步发展除了道路交通之外各交通方式的智能交通系统,并且加强多交通方式的互联。
二、德国智能交通系统ITS研究项目
1.“移动数据市场”(Mobilitaet Daten Marktplatz,MDM)
MDM 是欧洲一个中立的交通数据平台,交通数据的提供者和需求者可以在这个有标准规范的平台中透明公正的交换数据,达到双赢。在2012年“德国智能交通系统行动计划—道路交通”中,把建立“移动数据市场(Mobiliaetsdatenmarktpaltzes,MDM)”作为行动计划之一。其实,早在2007年建立实时交通数据网络平台的想法已经形成,并且于2010年由多特蒙德市MATERNA公司着手实现,2011年投入试运行,2014年投入正常使用,2015年拥有英文版本的MDM网络服务面向整个欧洲市场开放。
例如,正在进行的“斯图加特市实时导航的可持续交通控制NAVIGARZ”项目就紧紧依托MDM平台(见图2)。首先,斯图加特市交通控制中心将被实时交通管理策略,如城市优化的路径,信号灯控制或者引导系统等信息传输到 MDM 上。MDM 将数据传输给导航信息供给公司 Garmin。Garmin 公司处理得到交通信息并进行路径选择后,再提供给300辆测试车辆,在半年时间内会对16种不同的路径选择策略进行测试和评价。这个项目的最终目的是为未来的交通参与者在路途中提供实时不断的交通信息和服务,并且将城市交通管理指令不断注入导航信息公司提供给交通参与者的实时数据中,进行提前交通管理干预,从而实现安全高效的交通。
图2 “斯图加特市实时导航的可持续交通控制NAVIGARZ”项目流程图[17]
2016年,黑森州道路与交通管理部门(Hessen Mobil)与梅赛德斯—奔驰公司及MDM平台合作(见图3),在奔驰公司新的E系列汽车系统中加入了Car-to-X技术,除了可以实现之前告知故障、事故、糟糕天气的功能之外,通过 MDM 平台还可以传递当天交通施工地的位置信息。2013年,Car-to-X-交互技术被奔驰公司使用,拓展了汽车传感器发展的视野,可以实现与其他汽车进行实时信息交互,对危险路段提前预警。
图3 黑森州项目流程图[17]
除上述两个项目以外,在德国还有许多交通项目正在通过MDM平台实现。
2.“德国数字化试验场”(Digitale Testfelder)
德国BMVI支持在公共区域建立数字化试验场(见图4),以便在真实交通中和复杂的行驶条件下测验新的自动与互联驾驶技术,因此这些试验场也被称为“处在真实条件中的实验室”。
图4 德国数字化试验场模拟图[21]
德国拜仁自由州的9号德国联邦高速公路是德国繁忙的高速公路之一,高速公路数字化试验场DTA被设于此处。BMVI将与拜仁自由州共同管理这个试验场,德国汽车行业协会及联邦信息经济,信息通信与新媒体协会也参与其中。试验场沿线有高速LTE网络无缝覆盖,因此这里也可以用于测试正在发展中的5G网络。MDM平台也为试验场的所有用户提供交通数据。创新的道路数字化的试验也会在这里进行。新的传感技术和智慧互联技术,如用传感技术持续监控和评价桥梁的结构状态,通过信息通信技术实现违章肇事警告,货车停车诱导系统等也会在这里逐一测试。
在城市也有很多试验场,尤其在柏林、布伦瑞克、德累斯顿、杜塞多夫、汉堡和慕尼黑。2016年,德国和法国合作项目“德法电动交通和数字化倡议”计划建立一个跨德法边境的大致呈三角形的试验路径,从德国梅尔齐希到德国萨尔布吕肯,再到法国梅斯,最终到卢森堡。
2017年颁布的“德国数字试验场自动与互联驾驶资助战略”中,德国计划到2020年花费2500万资助六项研究项目,Providentia项目将在试验场DTA进行车辆传感系统在自动驾驶使用中的可靠度试验,ConVex项目会在DTA场地利用5G网络建立车与基础设施的交互平台,Digitaler Knoten 4.0项目会在布伦瑞克研发混行交通在交通路口的数字化方案,Veronika项目会在卡塞尔建立车辆与信号灯的互联,DIGINET-PS项目会在柏林为自动驾驶处理和准备静态和动态道路交通信息,Harmonize DD项目在德累斯顿研发新型基于云技术的市中心区域高自动化与常规汽车支持系统。
MBVI 还支持许多关于自动驾驶的项目,如“低速区域内容错的无人驾驶汽车系统(3F)”“城市自动驾驶汽车和智能交通(@CITY)”“小货车在自动化区域的全自动化(AUTOTRUCK)”等。
3.与汽车企业合作
2015年,在德国有大约4260万各工作人员,其中将近500万人直接或间接与汽车行业相关[11]。汽车行业的研发创新也逐渐从车辆辅助系统转向了自动驾驶。2015年,奥迪自动驾驶车从旧金山行驶900km 到达洛杉矶;2017年,戴姆勒在美国高速公路上测试了卡车结队行驶技术。这些汽车公司也积极参与政府的科研工作之中,如2015年BMVI推出的“合作自动驾驶”资助战略中,奥迪、宝马和戴姆勒都参与其中。
(撰稿:王子)
日本智能交通发展概况
一、国家政府及各部委的ITS工作
日本政府ITS相关部委有内阁官房、内阁府、警察厅、总务省、经济产业省和国土交通省六部委。针对ITS的工作,各部委任务分工明确,协作良好。
2017年,日本内阁官房重点围绕“我国的IT战略与ITS”,内阁府重点围绕“科学技术、创新政策中的重点工作与ITS”,警察厅、总务省、经济产业省和国土交通省等部委重点围绕所负责的“2017年重点工作”及“ITS国际活动”等开展了推动工作,具体内容如下。
1.内阁官房和内阁府
内阁官房2017年继续推动了“自动驾驶系统”和“交通大数据应用”两项重点工程,制定了“官民ITS构架和行动路线图2017”,并于2017年5月18日在“第六届道路交通工作组”通过后,提交数据利用基础设施、问题解决分会及新战略推动专设调查会认可后,于2017年5月30日得到IT本部的批准。
此外,面向第三级以上自动驾驶系统的市场化和服务化所需的制度建设,在道路交通工作组之下设置“自动驾驶制度建设大纲工作组分组”,经过5次研讨形成了“自动驾驶制度建设大纲”并明确以下内容:①交通安全方面,到2018年夏天编制完成自动驾驶车辆安全导则;②道路交通法规方面,参照国际条约的动态,开始进行能应对快速灵活修订需要的研讨;③为了应对万一发生交通事故时的责任认定,利用既有的自赔法能对交通事故受害者进行快速赔偿。此外,还研讨了义务安装行驶记录仪等事项。
内阁府为了实现世界领先的“Society 5.0”,于2017年6月议会确定了“综合科学技术、创新综合战略2017”,集至今为止自动驾驶的研发之大成,向稳步实用化和产业化推进,同时在SIP(Strategic Innovation Promotion Program)结束以后,向更高的高度推动。内阁附着力推动如下工作:①以大规模实证实验为主的研究开发;②构建工程推广、商业化模型;③产学研结合,向地方扩大;④国际合作、标准化活动。此外,2017年11月,还组织召开了“第四届SIP-adus Workshop 2017”国际会议。
2.警察厅
警察厅的ITS工作任务是推动智能交通管制和保证出行安全。2017年,警察厅在继续推动新一代交通管理系统(Universal Traffic Management Systems,UTMS)、基于车路协同的辅助安全驾驶系统(Driving Safety Support Systems,DSSS)的实用和性能提升、利用数据挖掘的交通管控系统性能提升和基于浮动车信息的灾害发生时交通信息服务环境的建设,以及面向新一代城市交通的应用。具体内容如下:
1)UTMS的推动工作
UTMS是利用光信标传感器使车辆与交通指挥中心之间实现双向通信,通过信息交互,提高驾驶安全、减少交通拥堵、削减交通污染,构筑以安全、舒适和低环境污染为目标的交通社会。2017年,UTMS主要运用状况如下:
(1)先进的车辆信息服务系统 AMIS。(Advanced Mobile Information Systems,AMIS)利用可变情报板和交通广播等,通过光信标传感器对车载设备提供交通信息服务,以达到平衡交通流和缓解道路交通拥堵的目的。该系统2017年3月底已经推广应用到全国。
(2)紧急救援车辆保障系统FAST。(Emergency Vehicle Preemption Systems,FAST)在紧急救援车辆出动和通行次数比较频繁的区域,通过光信标传感器检测执行任务的紧急救援车辆,对其实施信号优先控制,缩短该车辆到达目的地的时间,同时防止紧急救援车辆因高速行驶而发生交通事故。该系统2017年3月底已经在16个都道府县使用。
(3)公交车辆优先系统PTPS。(Public Transportation Priority Systems,PTPS)对公交车等公共运输车辆实施交通信号优先控制,保证其优先通行,提高运行车辆的准点率和乘客的方便性。该系统2017年3月底在41个都道府县应用。
(4)基于交通信号信息的驾驶辅助系统TSPS。(Traffic Signal Performance Systems,TSPS)给驾驶人在抵达信号交叉口之前提供信号控制(灯色)信息,使驾驶人的驾驶更加从容,防止紧急停车和突然加速行驶。该系统2017年3月底在26个都道府县应用。
(5)辅助行人信息通信系统 PICS。(Pedestrian Information and Communication Systems,PICS)以辅助行人(尤其是老龄人和视障人)出行为目的,用声音提供信号灯(灯色)信息,或者延长绿灯时间等,防止行人交通事故的发生。该系统2017年3月底在33个都道府县应用。
2)基于车路协同的辅助安全驾驶系统DSSS的应用
DSSS是通过路侧检测器检测危险因素并进行避险信息服务的智能交通子系统。
该系统继2015年度进行示范道路试验后,2016年对该系统的性能进行提升,并对直行和左转时所需要的周边信息采集和是否需要检测车辆、行人以外移动体进行调查研究;2017年基于调查研究成果,对左转时所需要的周边信息采集等进行了模型系统构建。
3)利用数据挖掘的交通管控系统性能提升
将数据挖掘信息(车载机中储存的行驶历史数据)与既有路侧检测器数据进行融合,充实了信息内容,构建了更加详细的交通信号控制系统,力求交通流更加顺畅。2017年在8个府县交通指挥系统中应用。
4)基于浮动车信息的灾害发生时交通信息服务环境建设
在灾害发生后,在基于现状交通信息采集装置采集的信息基础上,进一步融合政府和民间企业收集的浮动车信息,快速找到通行线路,在及时提供给百姓的同时,也用于交通警察的临时交通管控。2017年在7个县交通指挥系统中应用。
5)面向新一代城市交通的应用
面向2020年东京奥林匹克运动会、残疾人奥林匹克运动会的新一代城市交通的实施及赛后推广,保证交通安全和顺畅,利用电波向公交车和行人手机推送交叉口交通信号状态信息及延长绿灯时长等。2017年进行了模型系统构建及效果验证。
3.总务省
总务省的ITS工作任务是提供通信频道和电波等相关技术及系统研发支撑,主要工作有利用700MHz的辅助安全驾驶通信系统、利用电波的自动驾驶系统实现,以及面向网联车社会实现等工作。具体内容如下:
1)总务省的作用和重点措施
总务省对利用电波的系统,考虑电波的利用状况及与其他无线系统之间的干扰等进行新波段的分配和技术标准的制定等工作。对于ITS,进行(Vehicle Information and Communication Systems,VICS)、ETC和ITS服务点等利用频率的分配和技术标准的制定,同时进行了上述ITS子系统的普及工作。
至今,为了实现安全的道路交通社会,推动着应用700MHz波段的安全驾驶通信系统。数字化远程信息处理的推广空出了700MHz波段,并将其分配给ITS,同时研究了与其他系统的干扰,先后进行了相关行业标准的修编和制度建设、通信可靠性、互联互通、安全保障等的实证。
79GHz高分解能雷达可以检测行人等小型物体,因此修改了相关行业标准,协调了管理制度,并从2013年4月开始已在全国普及应用。
2016年12月—2017年7月,举办了“面向网联车社会实现的研讨会”,并总结归纳形成研究报告。
2)利用700MHz的辅助安全驾驶通信系统研究
2017年3月,通过了“700MHz道路交通系统提升技术条件”的信息通信审议会审定,2017年7月为将系统移植到车路通信系统,进行了相关部颁标准的修订和制度建设。
3)利用电波的自动驾驶系统实现
2017年,在“利用ICT的新一代ITS建设”中,实施了毫米波段基础设施雷达的道路试验,该雷达不受车辆、行人等移动体之间位置、速度等信息交互的车车、车路、人车间通信及天气等周边环境的影响,可以感知交叉口及其周边车辆和行人的存在。
4)网联车系统实现
2016年12月—2017年7月,举办了“面向网联车社会实现的研讨会”,对创造新价值和商机的安全、安心网联车社会的实现进行了研讨,制定了基于无线通信网络的网联车社会带来的新社会和实施策略和路线图等。
4.经济产业省
2017年,经济产业省主导发起了自动驾驶商业研讨会(面向实现自动驾驶的对策方针2.0)、自动驾驶国际标准及普及基础建设等工作。
1)自动驾驶商业研讨会(面向实现自动驾驶的对策方针2.0)
2017年2月,经济产业省制造产业局局长和国土交通省汽车局局长共同发起“自动驾驶商业研讨会”,研究了日本产官学各界需要研究的工作:①明确社会车辆自动驾驶的框架;②协调领域的界定及其深化和扩充;③建设制定国际标准规范的战略体制;④促进产学协同的商议,归纳为“面向实现自动驾驶的对策方针2.0”。
2)自动驾驶国际标准和普及基础建设
在ISO/TC204框架下,日本在WG3(地图)和WG14(车辆行驶控制)分科会中发挥主导作用。在欧美各国积极参与的激烈竞争中,日本在自动驾驶相关地图和车辆控制系统领域,参照欧美等国家的标准,积极进行国际标准规范的起草工作。
5.国土交通省
国土交通省的ITS工作任务是进行ITS相关路上和车路基础设施建设。2004年8月,智能公路(Smartway)在“面向ITS的第二阶段”中获得立项以来,官产学研协作进行了“新车路协同系统的研究开发和实证”。从2011年8月开始,以全国的高速公路为中心进行了ITS服务点建设。从2014年10月开始,将“ITS服务点服务”改为“ETC2.0服务”,以推动行驶路径服务和充实民间服务。2015年8月开始正式开始销售ETC2.0车载机,开始了利用行驶线路的服务。
1)ITS的普及状况
(1)道路交通信息服务推动和效果。截至2017年年底,车载导航仪累计销售台数达约8091万台套。其中,进行实时信息服务的VICS车载导航仪(1996年开始出售)累计出售约5770万台套。据测算,仅2012年约减少碳排放320万吨。
(2)ETC的普及和效果。于2001年3月正式投入使用的ETC系统,2017年底的销售量累计约5789万台套,据测算减少了全国约1/3收费站的交通拥堵。
2)ETC 2.0服务的全国推广
(1)开始ETC 2.0服务。国土交通省对城市间道路每隔10~15km,对城市道路每隔4km设置路侧ETC 2.0装置,并于2011年8月在世界上首次开展路车协同ETC 2.0服务,至2016年年底设置数量达到700个。
(2)车载机的销售。从2009年秋季开始,7家民企开始了ITS服务点车载机的销售。截至2015年2月底,扩大到26家。截至2017年年底,ETC 2.0车载仪累计销售安装约235万套。
(3)推广普及宣传活动。为了让更多的人了解ETC 2.0服务,2017年10月在蒙特利尔ITS世界大会、CEATEC JAPAN 2017、东京汽车展2017等大型活动会场都设置了专门宣传展位。此外,在全国的“道路驿站”、高速公路服务区和停车场等场所也进行了积极的宣传活动,并且计划通过政府和企业相结合的形式,进一步推动宣传活动。
3)在物流领域的推动工作
在物流领域,从前仅有利用ETC进行不停车收费。2017年利用ETC 2.0采集的线路和行程时间等信息开展对货车司机的运输线路优化服务。
4)ASV项目的推动
ASV(Advanced Safety Vehicle)项目是从1991年开始,并且是通过政府主导的产官学协作方式研发的项目,2017年基于第6期工程计划,进行了路肩停车安全驾驶辅助系统的功能提升。
5)访日外国游客环境建设紧急对策(交通出行服务方便性提升工程)
为了实现国家4000万人、6000万人访日游客目标,提高游客停留期间的舒适性,提升旅游观光地的吸引力,保证抵达目的地的顺畅,2016年创建了访日外国游客环境建设紧急对策补助制度,并且对公交IC卡系统和公交定位系统的建设进行补助。
6.企业ITS的发展
2017年,以13家ITS Japan会员企业为代表,归纳总结其年度ITS活动内容,如表1所示。
表1 日本企业ITS实施案例
注:MaaS-Mobility as a Service
二、学术界ITS研究
首先,日本学术界于2017年12月7日,在九州大学召开了“第15届ITS年会2017”,参加人数321名,投稿论文94篇,ETC 2.0和自动驾驶成为了热点话题。
其次,日本学术界还积极向国际 ITS 杂志(International Journal of Intelligent Transport Systems Research)投稿,2017年刊登论文6篇。
与往年相同,日本学术界积极参与了日本政府部门和企业的ITS技术开发工作。
(撰稿:邵春福 张峻屹)
韩国智能交通发展概况
一、基本情况
1.韩国智慧交通发展阶段
韩国对ITS的定义:先进的运输系统,通过将先进的电子设备,信息和电信技术应用于各种交通模块和交通设施,包括道路和车辆。收集、处理并提供实时交通信息,最大限度地提高利用效率,改善成为方便和安全的运输并减少能源。2001—2020年韩国的ITS发展分为三个阶段:
第一阶段是2001—2005年,主要任务是组成ITS机构并完成初期工作,现已经基本完成ITS基本框架、技术标准化、电子道路地图及数据库的建立工作。第二阶段是2006—2010年,这个阶段是形成产业化、扩大规模的阶段。第三阶段是2011—2020年,是确保系统连接、兼容及运行的效率性,是为更高级系统进行规划的高级阶段。
韩国道路公社高速公路控制中心负责人介绍,到2020年,高速公路里程数将达到6160千米,实现在全国任何一点都可以在30分钟内到达高速公路。
2.韩国交通指南
1)机场
九个国际机场和七个国内机场,其中机场交通主要包括三个,仁川机场—首尔、金浦机场—首尔、首尔—仁川机场三条,其中仁川机场—首尔的交通包含机场快线(AREX)、直通列车(Express train)和一般列车(All stop Train)、机场巴士、出租车等。
2)火车
韩国的火车根据列车运行速度及列车内便利设施的不同分为高速列车 KTX、KTX-山川和一般列车、ITX-新村号、无穷花号及观光列车等,价格也有所差异。京釜线和湖南线是韩国铁路的枢纽线,此外还有连接丽水、昌原等其他地区的全罗线和京全线。
目前,韩国为外国人推出了一种可在指定期间内不限次数乘坐 KTX 和一般火车的KORAIL PASS通票。其中,首尔站2016年12月持通票可以搭乘沪南线,水西站2016年12月开通 SRT(Super Rapid Train)高速列车,清凉里站自2017年12月22日起运营连接首尔和江陵的江陵线高速列车KTX。
3)巴士
市内巴士在韩国大众交通中占据重要位置,市内巴士在市内轻松往来,路线完备,便于大部分人使用(见图1)。搭乘市内巴士可轻松穿梭于韩国国内的任意地区,区别于各个目的地(路线),市内巴士的颜色和编号有所不同。以首尔为例,市内巴士分为首尔市内远距离运行的干线巴士(蓝色),连接地铁站近距离运行的支线巴士(绿色),连接首尔及首都圈的快速广域巴士(红色),循环运行于首尔市内主要地区的循环巴士(黄色)等。除了首尔以外其他地区的公交大部分也分为干线、支线、快速(急行)、循环巴士运行,但根据地区特点会稍有不同。
韩国的高速/市外巴士因具有费用相对低廉、设施干净、出发准时等优点是游客出行的绝佳选择。高速/市外巴士客运站通常位于城市的中心区域,但偶尔也会有高速巴士客运站和市外巴士客运站不在相同地方的情况,建议您在出行前加以确认。综合巴士客运站则可乘坐高速巴士或市外巴士。
图1 市内巴士
4)地铁
在韩国,地铁是可以方便地游览主要景点的交通工具。从首尔、首都圈到釜山、大邱、光州、大田等地方城市均有地铁。现在,首尔圈地铁有1号线至9号线,此外新盆唐线、京春线、京义中央线、爱宝线、牛耳新设轻电铁线等也在运营之中。为了方便广大乘客,将不同的线路分别设置为了不同的颜色。地铁票价如图2所示。
图2 地铁票价
5)出租车
各地区的出租车起步价稍有不同,主要根据距离和时间计费。首尔市的大部分出租车都可以用一般信用卡和交通卡付费。相反,地方小城市有的只能现金付费,最好提前准备一些现金。出租车种类包括中型出租车(见图3)、模范出租车、大型出租车等。
图3 中型出租车
6)交通贴士
交通卡:包括Tmoney & cashbee卡、外国人专用卡和支付宝Tmoney卡。
外国人铁路通票:KORAIL PASS 是韩国旅行时外国游客使用的铁路通票,可以根据自己的旅行时间(2~5天)选择车票的使用时间。在相应的时间段内,外国游客可以不限次数地乘坐包括KTX在内的普通列车及特定列车。
二、韩国主要ITS服务系统
1.自动售检票系统(AFC)
自动售检票系统采用的交通卡制度,乘坐出租车、巴士、地铁、火车的费用和高速路通行费统统可以用一张电子交通卡支付,用电子交通卡支付交通费用为公共交通提供了很大便利。该系统拥有一个交通卡管理中心,联合手机制造产业、电信提供商、银行/卡务公司、交通公司等,完成了从不方便的现金支付方式到便捷的一卡通制度,交通卡管理中心首先通过个人乘坐公共交通使用,然后经过数据处理等,最后通过信息的精确计算来完成整个刷卡消费过程。
2.电子收费系统(ETC)
通过车载单元与接收天线之间的信号传输,可以使车辆不停车自动缴费通过收费站,自动从车载单元的智能卡片中扣费,目前为止韩国拥有335个自动收费厅,已安装的车载单元数量约为1470万,使用率在75%以上。通过收费站发放卡片时的通行能力约为450辆/小时,系统升级以后的通行能力为1800辆/小时。
3.公交车信息管理系统
公交车信息管理系统是先进的公共交通管理系统,根据收集到的数据,向公众提供实时公交车到达时间、公交车当前位置和事故信息,以增加公共交通的模式份额,通过智能手机、巴士站和地铁站BIT提供实时巴士到达时间,提供相邻地铁的到达时间、转移和事故信息、公共汽车路线和末班的公共汽车信息,还可以提供公交车间隔和超速驾驶监控。
4.高速公路交通管理系统
高速公路交通管理系统是用于操作和管理高速公路上的交通流量的智能 ITS 系统,该系统能在低于两分钟内完成从数据收集到数据处理然后提供信息的过程。其中,数据收集工具主要包括VDS、CCTV和报警电话等,搜集内容包括交通状态、速度和事故等,数据处理在交通信息中心进行,将处理后的信息提供给可变消息标志、互联网广播、导航App和智能手机等。
5.自动交通执法系统(ATES)
自动对超速、闯信号灯、违章停车进行执法。效果表现为减少交通事故的发生和由交通违章引起的交通不便,通过强制规定BRT线路,来提高巴士的驾驶安全。通过执法来禁止违法停车,从而减少事故发生并使交通流畅。在容易发生超速或者事故的地区通过提前安装ATES来防止由超速引起的事故。
6.预交通信号控制系统(ATSCS)
应用预定时控制方法(TOD模式)和自适应交通信号控制方法,通过分析由VDS和线圈检测器收集的数据,反馈给信号控制中心,信号控制中心下发到局部控制信号机控制路口信号。
7.国家交通信息中心
根据国家运输系统效率法(第90条:NTIC的建立),NTIC的收集和处理工作由当地政府、地区管理部门、韩国高速公路公司、高速公路特许经营和私营部门进行,随后 NTIC 将精确的交通信息提供给这些提供者和国家主要组织,包括国家应急管理机构和国家情报部门和当地公民。
主要角色和责任是实时收集和整合从全国范围内收集的流量数据作为枢纽,并提供出综合交通信息,负责ITS标准管理系统的运作,负责特殊场合(国定假日、重大事故、台风、大雪)交通任务组的运作。
8.停车信息系统
基于实时监测可用停车位来提供停车信息的完整停车引导系统。通过地磁检测器、视频、微波等检测是否有空余车位,然后反馈给用户并规划合适的停车路线。
三、韩国ITS进展
1.自主驾驶
1)自主驾驶测试场
2016年,韩国政府2017年10月正式开放名为K-city的自动驾驶汽车测试场(见图4)。按照规划,韩国政府对K-city共投资110亿韩元(约合970万美元),占地面积360000平方米(约合0.36平方千米),场内具备公交专用道、高速公路、停车场等测试场景和设施。在竣工后,K-city 将成为全球最大的自动驾驶测试场,比位于美国密歇根州安娜堡市的Mcity还要大一倍。
2)自主驾驶巴士
自2015年以来,韩国电信一直在研发自动驾驶车辆,并于2017年3月推出自动驾驶巴士(见图5)。
图4 K-city自动驾驶汽车测试场
图5 自动驾驶巴士
C-ITS 是一个平台,它允许司机和交通管理人员共享数据并使用它来协调他们的行动。考虑到韩国的最低车道宽度为3米,该巴士的宽度为2.5米,需要更先进的技术来保持巴士与车道两边的距离。为此,韩国电信采用了V2X(vehicle-to-everything)通信技术。
据韩国电信的数据显示,自动驾驶巴士的行驶速度可以超过70千米/小时,同时在拥堵的市区也能自动驾驶。该公司计划在高速公路和公共道路上收集关于自动驾驶的各种信息,同时专注于在车队中开发自动驾驶技术。该公司基础设施研究实验室负责人Jeon Hong-beom表示:“韩国电信计划为无线基础设施提供最优技术,以便将自动驾驶巴士和自动驾驶汽车商业化。我们将积极加入政府的C-ITS计划,在自动驾驶方面发挥主导作用。”该公司在平昌冬奥会上成功展示全球首个5G 服务,并计划在2019年将其商业化。
3)自主驾驶系统
韩国计划绘制全国各大主要城市地图,为无人驾驶车辆测试打造智能交通系统,韩国希望这种更智能化的交通系统能够帮助改善无人驾驶技术测试的安全性。韩国官员正计划建立智能交通系统,以确保此类试验对行人的威胁尽可能小。韩国国土、基础设施和交通运输部表示,他们正在研究建立智能交通系统,并为无人驾驶车辆创建详细的路线图。
目前有多项无人驾驶汽车试验在韩国进行。SK Telecom和韩国运输安全管理局已经在K-City完成了一项“合作驾驶”试验。在该试验中,无人驾驶汽车通过5G网络交换信息,可以在高速公路和步行区安全行驶(见图6)。
图6 “合作驾驶”试验
2.项目计划
1)C-ITS
项目总体内容为:首先优先处理15项服务、在道路上部署基础设施;其次,进行安全性效益分析、扩展C-ITS部署方案;最后,建立标准和规范、认证发展规范、制定必要的立法。总体分为三个阶段:2014—2020年完成 V2L 服务在高速公路标准化服务中的应用,2021—2025年完成V2L扩展到大都市区V2V安全服务,2026—2030年完成V2L扩展到中小城市V2P安全服务,预期效果到2030年将事故减少46%,社会成本节省28%,速度提高30%。
2)C-AHS
C-AHS是协调自主驾驶公路系统,目标是为了安全高效自主驾驶汽车和道路设施和系统发展之间协作的开发,项目周期为2015—2020年,预算为31亿美元(75%的政府投资和25%的私人投资)。
3)Public-Private Cooperation on Traffic Information
该项目相对于前20年从全国20%的智能交通系统部署到通过合作提供全国100%的交通信息,从公共(红外)和私有(智能设备)生成的各种交通数据到节省红外部署预算,从ITS服务专注于交通信息和用户便利性到专注于ITS服务的安全问题,该项目所造成的影响可以节约约12亿美元用于额外的ITS部署。
四、发展方向
1.扩充公共交通设施
通过在公共交通和铁路基础上促进交通基础设施投资,同时建设联网运输系统,提高投资效率。扩展都市巴士(M-bus)线路和快速公交(BRT),以获得更快更方便的公共汽车服务。创建专门的公共交通区,以在公共交通和行人服务的基础上振兴城市经济。开发一些运输中心,这些中心可以让人们更便捷的去中心购物或者做生意。
2.提供更便捷和安全的交通服务
采用一卡通制度,让人们可以在全国任何地方使用不同的交通工具,只要一张卡就可以。在全国范围内的城际巴士终端建立一个往返机票和在线预订系统,方便巴士预订。在市中心建立一个智能停车系统,让人们在市中心停车更容易。促进汽车共享,改善司机的停车难问题,缓解市中心的交通拥堵。
3.为自动驾驶汽车的商业化提供支持
建立道路驾驶测试系统,研究自动驾驶功能,开发商业化的保险,促进召回和检查系统。通过扩大测试驱动部分、指定试点驱动设施和创建测试城市(K-City)来支持技术开发。通过创建精确的路线图,提高GPS的准确性和建设道路基础设施,扩大无人驾驶汽车的支持基础设施。
4.加强消费者权益,促进新汽车产业
调查汽车和汽车零部件的缺陷,召回产品制造缺陷,以确保安全驾驶。通过推广替代部件设计许可协议,扩大替代部件测试项目和加强监督,改进替代部件认证系统。
5.促进安全、先进的交通文化
制订综合应对措施,减少交通事故死亡人数,实现保护包括残疾人和老年人在内的弱势道路使用者的权利,以确保安全、方便地使用交通工具,并取代22.8%的城市公交车。
(撰稿:王力)
澳大利亚智能交通发展概况
一、澳大利亚智能交通系统概述
第23届世界智能交通大会在墨尔本顺利召开,为澳大利亚智能交通注入活力,并指明了未来的发展方向。希望通过通信技术的提升促进智能交通发展,进一步提升澳大利亚城市的宜居性,即智慧城市的建设。澳大利亚交通从业者经过讨论与总结,提出七个重点研究方向:交通自动互联技术、移动化的智慧城市、基于移动通信的公共交通、大数据获取与分析、未来货物运输、运输投资与定价、发展框架设计。
基于澳大利亚智能交通发展现状,在各个领域提出了详细说明(见表1)。
表1 智能交通各领域的主题
续表
二、2017年澳大利亚智能交通发展动态
智能交通是智慧城市建设的重要支撑框架,通过信息化的交通网络构建,实现城市高效率智慧化运转。澳大利亚智能交通发展与智慧城市建设密切相关,交通设施设备完善迅速地促进了智慧城市建设。在智慧城市建设初期,2017年澳大利亚智能交通发展主要集中在自动驾驶测试与落地,智能停车站场规划等。
1.智慧城市中的智能交通
澳大利亚大型 GIS 技术服务商 Esri Australia 于2017年在珀斯开放了 Smarter Planning Perth(SPP)(见图1),为城市建设的政府机构提供合作平台。该平台的建立是珀斯智慧城市建设的重要里程碑,能促进城市建成多部门合作、提高多行业协作、加速多领域建设。其中,智能交通建设被SPP视为重要领域之一。
该平台能够提供各个城市建设领域的施工方、地点、进程等信息,提示使用的设施设备。从而减少重复建设、降低施工干扰,实现节省总体成本的目的。在道路交通信息化改善中,可以有效地实现城市规划、水务、建筑等多行业协同合作。
图1 Smarter Planning Perth(SPP)系统
2017年7月,由澳大利亚工程师协会主导的智慧城市研究所(Smart Cities Research Institute)在墨尔本成立。该研究所依托斯威本科技大学雄厚的科学技术能力,实现跨学科合作,目的是解决大城市快速发展带来的流动性、扩张性问题,最终缓解交通拥堵、节约能源、保护环境,实现可持续发展。
智慧城市研究所的研究主题主要包括:新城市治理结构,可持续城市交通,家庭和工作智能空间,智能与可持续的基础设施和交付系统。
围绕智能交通发展,提出土地利用与运输方案相结合的复杂系统建模研究思路,实现智慧城市迅速建设。
2.自动驾驶测试与落地
2017年,澳大利亚自动驾驶在部分城市获得了法律上的许可。新南威尔士州两院于2017年8月通过《自动驾驶法案》,这意味着车辆测试与运营将受到法律保护。2016年,南澳大利亚州政府已经通过《自动驾驶合法化法案》。2018年2月维多利亚州政府也通过了类似法案。但是,截至2017年年底,国家运输委员会尚未制定适用于全国范围内的无人驾驶试验指南和法案。
自动驾驶测试与落地在以上地区广泛实施,下面是一些典型案例:
2017年1月,国际无人驾驶公司International driverless car company在阿德莱德设立办事处,提供无人驾驶车辆、信息化道路设计等一系列相应服务。除此之外,南澳大利亚州本土企业Cohda Wireless也与当地政府保持紧密联系,推进自动驾驶发展。
2017年3月,弗林德斯大学主导的自动驾驶车辆在阿德莱德机场进行落地实验(见图2),利用无人驾驶穿梭巴士运送由停车场到候机楼的乘客。与此同时,科廷大学在校园内首次使用自动驾驶巴士服务在校师生,也被视为澳大利亚第一所试用商用无人驾驶车辆的学校。该车辆由法国公司 Navya 制造,每辆车可以乘坐11名乘客,通过计算机程序进行远程控制,借助立体摄像技术和GPS技术,车辆可以以45千米/小时的速度行驶。
2017年4月,澳大利亚综合多模式生态系统(The Australian Integrated Multimodal Ecosystem)在墨尔本建立(见图3),该系统是一个智能交通试验区,在100千米的道路上分布1000个传感器,用于收集车辆行驶和行人移动相关数据。
2017年8月,悉尼的自动驾驶巴士在奥林匹克公园进行测试(见图4),仍然使用了法国公司Navya制造的车辆,但是该车辆容量有了很大提升。维多利亚州政府同时开始了为期三个月的自动驾驶车辆运行测试,测试车辆来自六家汽车企业的12个车型。测试目的是检验道路状态以应对未来大量自动驾驶车辆的涌入。
2017年11月,Cohda 自动驾驶车辆在阿德莱德城市道路上进行无人驾驶测试,其目的是检验车辆与周边设施设备的联络,完善车辆在运行过程中与其他车与物的互联。同时,阿德莱德启动了一项为期五年的自动驾驶巴士项目,力图解决出行最后一千米问题。同一个月内,拉筹伯大学校园内也进行了无人驾驶穿梭巴士的测试(见图5),该车辆运行也为维多利亚州政府制定自动驾驶法案提供借鉴作用。
图2 墨尔本综合多模式生态系统
图3 悉尼自动驾驶巴士
图4 弗林德斯大学自动驾驶巴士
图5 拉筹伯大学自动驾驶巴士
3.智能停车站场规划
停车站场规划也是智能交通系统重要环节,能够在有限的土地上实现利用最大化,解决停车难问题。充分利用信息技术能够提高停车位的周转率,诱导车辆停泊。2017年4月阿德莱德宣布对该市停车站进行智能化升级(见图6)。市议会希望建造一套线上与线下相结合的平台,通过安装传感技术及应用平台,实现停车泊位信息公开、停车位置预约、停车费用在线支付功能。建造智能停车设施的最终目的是改进服务质量,提高停车的便利性。
图6 阿德莱德智能停车系统
2017年12月,堪培拉与阿德莱德签署合作协议,通过智能交通系统建设推荐智能城市发展。其中,着重指出智能停车设施设备的建设,通过开放的无线网技术、数据共享技术实现停车站场信息化升级。正如阿德莱德市长所言:2017年是阿德莱德智能停车发展的关键一年,将作为智慧城市建设的关键组成部分。
(撰稿:安琨 黄凯)
沙特阿拉伯智能交通发展概况
沙特阿拉伯(简称“沙特”)交通运输部积极致力于将智能交通技术应用于实际道路中,以加强道路安全,提升道路管理水平。基于此,2011年年底,沙特提出“沙特智能交通系统部署及整合计划”。该计划首先列出了交通运输部将应用于沙特道路网的智能交通系统主要框架,后续制定沙特道路网智能交通系统的用户服务。其中,主要框架是根据ISO准则及相关技术报告和国际标准,结合沙特自身需求制定的;用户服务用于解决和满足道路使用者的特殊问题和需求,主要包括出行信息、交通管理、货运物流、紧急救援、电子支付、天气监测等。该计划包括61个ITS项目,这些项目将部署在沙特交通运输部(Ministry of Transport,MOT)管理的路网上。项目部署的路网场景分为五种:城市快速路、城际高速公路、隧道、边境口岸和道路网络。
为了保证ITS项目涉及多方部门的协作,该计划提出了ITS系统框架。系统框架由功能需求、接口,及ITS服务的相关信息组成,定义了用户服务、功能实体和数据流。该框架的构建流程包括:①定义用户服务;②定义针对用户服务提供的功能;③定义ITS系统的物理实体;④定义物理实体之间的数据流;⑤开发通用的数据模型;⑥建立通信标准。该框架的主要内容如表1所示。
表1 沙特智能交通系统框架主要内容
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(撰稿:马万经)
法国智能交通发展概况
智能交通系统又称“智能运输系统”(法文:Système de Transport Intelligent,STI;英文:Intelligent Transport/Transportation System,ITS)是将先进的通信技术、信息技术和地理定位技术等集成到交通运输系统的高级应用或服务系统(DGITM,2012),其初始应用以道路交通为主,后逐渐拓展为以多模式智能出行为目标的服务体系。
一、发展概述
1.发展历程
智能交通系统自发地出现在20世纪80年代初的交通运营中,而这个术语直到20世纪90年代才出现在美国主导的交通运输体系语言环境中(Janin,2003,2013);在学术研究领域,20世纪60年代初就存在对缓解交通拥堵造成的不良影响的智能交通系统的研究。
智能交通系统的发展可大致划分为五个时期:①1960年代至1970年代,起步期;②1980—1995年,车载道路信息嵌入;③1995—2000年,协同性、自动票务和自动化高速公路;④2000—2005年,可持续的出行、多模式交通及道路安全;⑤2005至今,战略融合,全面合作与发展。
在环境友好,生态、经济可持续发展的要求下,智能交通系统在日常的运输管理中发挥着重要作用:提高服务质量、用户舒适度,增进安全,充分合理地使用交通网络,促成运输工具向节约时间、成本和能源的类型转换。智能交通系统的发展需要加强国际及国内运输政策制定者与相关企业的对话及协作,积极融入数字城市的建设,适应可持续经济发展的趋势,迎接大都市生长和区域城市运作的挑战。法国作为欧洲智能交通发展的主要参与国之一,面对城市发展中新的战略课题,为智能交通的开发提供了良好的平台和众多机会,其中涉及车辆间通信、车辆与基础设施通信和新的出行服务等(Lambert,2017)。
2.组织架构
在宏观政治、经济的制度背景下,法国智能交通系统形成了公共部门规划指导,独立的监管结构规范、支持,企业和服务商共同研发和运营,用户体验和期望导向的发展格局(见图1)。以下将详述决策机构,监管机构,生产、管理和经营者及受益者四个主体各自的角色和承担的主要作用。
图1 法国智能交通系统发展的组织架构(来源:Lambert,2017。)
1)决策机构
国家和各地方政府根据国家科研和战略咨询机构的调研,制定发展战略并引导ITS发展计划的实施。配合欧盟委员会《智能交通法令2010/40/EU》的实施,法国政府于2012年8月27日向欧盟委员会提交《2012—2017智能交通系统五年行动纲要》(DGITM,2012)。该纲要定义了此时间段内的研发重点和具体计划,为决策过程提供了技术依据。
战略咨询机构主要包括运输、环境和出行技术发展协会(Atec-ITS France),道路、街道和交通设施研究所(IDRRIM)。目前,Atec-ITS France主导的“出行3.0计划”(Mobilité 3.0)定义了未来ITS发展的方向及急待解决的技术、行政壁垒;科研机构主要有风险、环境、出行及规划研究鉴定中心(CEREMA),法国交通、规划及网络科技研究院(IFSTTAR)和法国国立计算机及自动化研究院(INRIA)。
2)监管机构
为此,政府制定了智能出行解决方案的监管程序:基于提供可靠、经济和协同的出行服务(ACTIF平台)的理念,统一编制并推广智能交通系统标准;设立基金,通过公共投资银行(BPI)、环境和能源管理署(ADEME)进行项目管理;国家分设以下机构为智能交通系统的创新和实验提供认证与支持:
(1)标准化机构,如运输、道路及其整改标准化办公室(BNTRA de l'AFNOR)。
(2)独立的行政机构,如国家信息和自由委员会(CNIL)。
(3)协助机构,如Inter Mutuelles Assistance(IMA)配合智能交通(紧急求援板块)的实施。
(4)培训机构,Institut Mines Télécom和Ponts formation conseil。
3)生产、管理和经营者
生产者收集、交换和处理信息来创造ITS产品并生成相关服务。因此,在用户(出行信息和凭证)、公共部门(网络使用的安全保障和优化)和企业(新出行工具的研发)间建立可靠的信息渠道对于实现预期的服务来说至关重要。设施管理和服务运营者在网络上加载生产者提供的产品,以提供相应服务。
4)受益者
作为ITS的最终受益者,出行者(客运)和托运人(货运)越来越多地对ITS服务生产的导向产生影响,将他们的期望融入新应用的开发及既有产品的改进中,有助于系统的认可和推广。
3.发展规模和领域
智能交通在宏观上是当今新的经济增长点,在微观上仍为企业业务开发的热点之一,在运输领域是优化出行的根本途径。1000多家享有国际盛誉的卓越法国企业在该领域创造约45亿欧元的年营业额,提供45000个直接就业岗位(ATEC-ITS,2017)。这些岗位并未统计与智能交通相关的建造和运营基础设施、车辆制造及物流货运管理等间接工作。
法国ITS的重点项目主要涉及以下五大领域(Lambert,2017):
(1)优化运输设施的使用:Optimod'Lyon,Gerfaut II系统(Seine-Saint-Denis),Autolib’服务(Paris),Tranquilien应用程序(Île-de-France)。
(2)改善道路安全:新型测速雷达,货车荷载的监管。
(3)提高服务质量:综合多式联运信息(Picardie),非接触式票务(Grenoble)。
(4)促进出行公平:MobiAnalyst解决方案,Handimap应用(Rennes)。
(5)保护环境:与公共交通铆合的合乘平台,经济驾驶辅助工具。
二、典型系统简介
目前法国较具特色的四类智能交通系统产品是:用户端信息服务、设施管理及优化、促进出行公平、鼓励合乘。
1.用户端信息服务
电子信息技术的快速发展正在悄然改变人们的生活方式,智能手机的普及使人们的网联性获得空前发展,对实时信息的获取也成为生活的一项重要需求。近年来在交通出行领域,越来越多的城市正在搭建出行信息平台,致力于提供准确、实时、多模态的交通信息,为出行提供决策帮助。
1)Optimod'Lyon
Optimod'Lyon是由里昂政府牵头,联合当地交通服务运营商、通信技术供应商,于2012—2015年开发的多模式交通信息管理、发布平台。其目的在于促进公共交通和私营交通服务的互联与合作,形成多模式交通(Multimodality)及多式联运(Intermodality)的交通格局,进而达到可持续交通的目标,其主要的功能模块包括:
(1)多模态出行信息采集:多模态交通信息数据库(30多种实时信息采集)、标准化数据存储、开放协作的ITS平台。
(2)中央信息处理系统:数据融合、系统运行效率评估、短时期交通预测等。
(3)信息发布与决策辅助:多模态导航系统(Optimod'Lyon)、信息发布网站(Onlymoov.com)及货运优化导航工具等。
其解决方案由Cityway EUROPE提供技术支持,核心功能框架如图2所示。
图2 Optimod'Lyon系统技术框架(来源:Cityway Europe。)
2)Tranquilien
Tranquilien是一款信息助手软件(Mobile Assiantant),由Snips开发,联合法国国营铁路公司(SNCF)运营,为用户提供列车内部实时信息及短期预测情报。出行者通过该应用查询列车时刻表并获取预测的乘载率信息,以便规划自身的出行时刻并可选择乘载率较低的车辆(厢)以提高乘车舒适度。模型是通过历史数据和用户反馈的实时信息来实现对每列客车及相关车厢乘载率的预测。应用这一预测模型和出行者的反馈,公交运营商能够更好地平衡需求并优化车辆供给。与此同时,该模型正在优化升级,后续版本将会结合天气、其他交通模式及当地市镇发布的信息更新,以提升模型预测的精准度。届时将会融合50多种信息,并构建开放的数据共享平台。
2.设施管理及优化
在智能交通监管方面,法国涌现出一系列旨在提高交通设施使用效率的产品,其中最具代表性的是由法国交通、规划及网络科技研究院(IFSTTAR)开发的多模式交通监督平台Claire-Siti,及其在大巴黎塞纳·圣丹尼的实地应用项目“Gerfaut Ⅱ System”。该项目的研发和实施可追溯至20世纪90年代,目前正在更新与多模式交通并行的对接。该项目的主要功能特征如下:
(1)交叉口信号智能优化:系统借助摄像头、传感器和天气预测点采集的交通网络的相关信息,通过交通监督模块来评估路网运行状况,依据此状态和预测对信号进行实时调整。该系统维护与协调公交轨道交通和道路交通对基础设施的共同使用,有条件地提供公交信号优先。
(2)交通系统管理平台:融合多元数据搭建交通系统仿真平台(基于 Aimsun Predictive Simulator),对交通流进行模拟、预测和评估,并向管理者提供决策支持。
3.促进出行公平
行动有约束的出行者即出行行为受到个体特征或设施限制的人群,包括残障人士、孕妇、带孩童的人士、老年人等。近年来,无障碍设施被持续更新并投入使用,但其分布情况未能被相关者全面获知而作为出行选择的依据,这是很遗憾的。基于“互联网应用程序”,通过为行动有约束的出行者提供相关的公共交通及路况信息,减少他们的出行障碍,并最大限度地避免因该困难造成的拥堵,是构建该项服务的基本目标。进一步来说,智能交通系统通过有筛选性的信息为行动有约束的出行者提供定制化的服务,在既有设施的条件下,减少行动有约束的出行者的路径选择费用,缩小了与正常人群的出行选择差别,促进了出行公平。
早在2011年,Handimap(见图4),一款旨在为行动不便者提供出行信息的应用在法国西部城市雷恩(Rennes)投入使用,并在短时间内覆盖洛里昂(Lorient)、蒙彼利埃(Montpellier)、拉罗歇尔(La Rochelle)和尼斯(Nice)等多个城市。该服务对于用户完全免费,仅通过广告获取一定收入。这个应用程序自动获取用户地理位置,在系统综合路面情况及无障碍设施分布(如指示人行横道的触觉区域,有声音辅助提示的十字路口,行动不便的旅客可到达的公交车站与站台,预留停车位等)的基础上,通过最短路径算法获取一条适合行动不便者出行的交通线路。因此,无论是乘坐轮椅的残障人士,还是手推婴儿车的年轻母亲都可以利用此系统方便自己的出行。此外,该程序亦可在智能手机等移动终端上使用,实时地提供可靠的出行建议。
4.鼓励合乘
长期以来,合乘行为被认为有助于减少小汽车的使用和道路流量,进而降低交通拥堵和环境污染;它们也为在公共交通系统尚未覆盖区域的居民或使用成本偏高的居民提供便捷。
近些年,在公交优先战略的背景下,小汽车合乘也取得了新的进展。2013年,法国国营铁路公司(SNCF)推出了自己的小汽车合乘平台(iDVROOM)(见图3),截至目前全法范围内拥有超过70万的注册用户。与传统小汽车合乘不同的是,该平台鼓励用户将合乘用于多式联运的出行中:在给出以合乘径直到达路线的同时,给出“合乘+公共交通”(以重轨为主)的选择建议。此举尤其增加了都市圈远郊居民的出行选择,使其通过小汽车合乘抵达相应的站点,再换乘轨道交通到达城市中心。此平台和相关的举措结合公共交通的供给,实现了小汽车合乘与公交优先战略的有机结合。
图3 合乘请求反馈示例
(来源:https://www.idvroom.com/。)
三、研发方向
经过20余年的发展,伴随信息、通信和人工智能技术的突飞猛进,ITS系统本身的概念内涵随之演进,产品的推陈出新也往往超越计划的初衷。在这一时期,系统的运算处理能力大大加强,用户获取信息的方式更加直观快捷,这种趋势使跨交通方式、用户导向型的服务和产品更具前景。
在此背景下,ITS 系统从传统的独立型产品研发走向多模式产品的融合,从管理者提供信息及配套设施走向信息接收端的个体化,从信息采集、处理和发布的分离走向系统的整合。2015年,生态及可持续发展部提出了智能出行(Mobilité intelligente)的概念,并委托Atec-ITS France发布了Mobilité 3.0的绿皮书。智能出行的目标是让出行更具效率、更可靠、更加经济及环保,同时它也将成为智能城市建设框架下的重要组成部分。
具体而言,在这一转型期间生态及可持续发展部对过去20年的研发进展进行回顾总结,分析了优势和不足,确认了核心需求,并制订了3~10年的行动计划。在这些计划中有四个优先发展的方向:自动驾驶汽车(Véhicule Autonome)、智能道路(Route Intelligente)、出行即服务(Mobility as a Service,MaaS)和多模式交通管理(Gestion Multimodale des Trafics)。
1.自动驾驶汽车(Véhicule Autonome)
法国经济、财政部根据预期的无人驾驶汽车功能将其划分为个人用车、公共交通用车及工业用车。对这三类车辆的试验都须遵循从封闭空间到有限的开放空间,最终到无限制运行场所的步骤。
如图4所示,计划到2020年实现有监控的无人驾驶公共交通系统,自动化水平达到级别3,到2022年自动化水平达到级别4,发展对货物运输的无人驾驶服务。
为了配合这一规划的实施,在保障安全的前提下加快无人驾驶汽车的研发进程,2015年通过的法令在2018年3月被更新为《n°2018-211 du 28 mars 2018》。法令重新定义了试验车辆种类,试验人员及试验环境,并提出了安全要求及相关准备和提示措施。
2017年,EasyMile与RATP协作在大巴黎地区的Vincennes,La Défense及Gare de Lyon等地开展了为期6~8月的试验;雷诺集团和TransDev集团联合在Saclay及A13高速公路上进行了自主开发的自动驾驶汽车的试验;Navya,Keolis集团携开发车辆与巴黎机场集团,在航空城区域内进行了在高密度复杂交通流环境下的车辆反应测试。
图4 无人驾驶汽车研发预期计划(来源:生态及可持续发展部。)
2.智能道路(Route Intelligente)
智能道路又称为第五代道路,即运用现代的材料、信息、能源转换技术更好地实现运输人和物的目标,并同时达到生态可持续发展的要求(见图5)。全法拥有不少于一百万千米的道路(其中12000千米高速公路),道路密度和人均道路长度都居世界前列,如此规模的道路网就对道路综合利用、优化维护改造成本及提高道路服务水平提出了内在要求。2015年签署的《高速公路重整计划》启动了32.7亿欧元,针对20个高速公路路段进行改造。2017年,Colas集团在Montréverd完成了首条智能道路的改造,这条道路可根据不同时段的交通需求变化来动态划分道路空间,如货运与普通停车位的共享,车道与路边停车位的转换,动态显示行人过街通道等。
图5 智能道路示意图(来源:法国交通、规划及网络科技研究院。)
未来的智能道路能够对道路本身进行自我诊断和干预,提供传递动态信息的媒介,并生产和传输能源,主要目标如下:
(1)减少事故和拥堵。通过在此类道路上行驶的智能车辆提供的共享信息,结合天气、道路条件和对事件的检测,为驾驶员提供相关的驾驶建议,包括行驶车道、速度和路线等。
(2)设施状态检测和干预。智能道路通过埋设在路面下的传感器和路边的天线对道路状况进行自我检测,如温度、道路的损毁程度及车流密度等。在达到阈值时自动启动相应装置来除雪除霜、夜间的自明标线、设施状态预警等。
(3)减少或摆脱能源依靠。采用可循环材料作为道路建设的主要材料来源,为后石油时代的道路材料升级做准备,并延长道路的使用寿命。利用道路自产能源,实现与环境或周边的生产活动交互能源的目的。
3.出行即服务(Mobility as a Service,MaaS)
出行即服务是在协调多种方式的出行接口及信息基础上提供链式服务,并最终实现多模式统一定价的服务机制。目标状态是出行者可根据系统提供的各种出行方案及相应的费用,来选择自身效用较高的方式,这种服务是根据供需关系动态变化的。
MaaS 的发展按照计划要经历三个阶段:第一阶段着重整合交通信息,需求侧通过各种自动验票装置或道路感知系统来完成,供给侧通过运营者的动态信息及设施的静态信息汇总而得;第二阶段在信息融合的基础上,提供多模式的一票制服务,费用涵盖出行采用的所有交通方式,如地铁+共享单车,合乘+自动驾驶汽车等;第三阶段导入价格互动机制,系统通过各种方式的组合、对比,以及模式间、时空间的差异化定价来达到调节需求的目的。
4.多模式交通管理(Gestion multimodale des trafics)
信息和服务的融合不仅为用户提供了一体化的出行选择,同时也对设施的管理者提供了动态控管的条件。目前的交通管理仍仅仅停留在交叉口信号灯的管理上。
未来多模式交通管理通过四方面的措施来实现:
(1)完善信息收集和发布:例如,控制中心对浮动车信息的广泛采集,基于前方信号为车辆提供行驶速度建议,对车道使用权的动态分配,对道路和公共交通系统运行的预测等。
(2)加强设施和服务的综合利用;如鼓励合乘;建立部门间协调机制,加强交通共管的效率意识,在各城镇编制多模式交通管理规划等。
(3)技术层面发展通信、数据处理融合技术。目的是国家对交通数据实施统一管理,解决数据壁垒和垄断问题,使各方的信息能够完全及时地反馈给控制中心并得以充分利用。
(4)加强对过境交通的引导和管理,减少对核心区的交通压力。
(撰稿:李盛 谢小燕 孙丹阳 康玮)