日本目前有1.2億人口,每天大約有7000萬各種車輛行駛在全國各地。據日本建設省統計,日本每年有約100萬人死或傷于與交通有關的意外事故,因交通擁堵而損失53億小時并因之帶來12萬億日元的經濟損失。在這樣一個狹窄而又擁擠的島國上,緩解交通擁堵這樣一個巨大的難題似乎沒有特別好的答案——除了ITS。
日本的ITS發展現況
日本目前有五個機構致力于并負責與ITS有關的活動,這五個部門包括:建設省、警視廳、國際貿易和工業省、運輸省以及郵電省。這五個部門同時經由其他的組織來促進ITS的發展,例如車輛、道路和交通智能化社團(the Vehicle, Road and Traffic Intelligence Society,簡稱VERTIS,一個致力于推動ITS發展的行業學術組織)和ISO/TC 204全國委員會(ISO/TC 204 National Committee,致力于推動ITS國際標準的建立)等等。
根據日本建設省公布的2000—2001年ITS發展手冊,目前在日本裝備了車輛導航設備從而能夠使車輛信息和通訊系統一體化并能向車輛提供實時的道路信息的車輛已經超過了200萬輛。大約有600個過路收費站已經裝備了電子收費裝置(electronic toll collection,簡稱ETC),另有300個收費站在未來幾年內也將安裝同樣的設備。
圍繞著高級公路輔助導航系統(advanced cruise-assist highway systems,簡稱AHS)和高級安全車輛(advanced safety vehicles,簡稱ASV)所進行的研發活動促成了智能導航系統(Smart Cruise System)的發展。智能導航系統的出現主要是為了提高駕駛的安全性,它提供了一系列與駕駛員安全有關的功能,在發生突發事件時幫助駕駛人員做出及時有效的反應以避免交通意外的發生。
VICS、 ETC以及AHS/ASV研究的頂點就是日本下一代的被稱為“智能公路”(Smartway)的出現,這一成果綜合了所有的ITS設備,并將在2003年正式出現在日本的一條新建高速公路上。
2000年底,日本建設省有關官員接受采訪時對日本的ITS研究進行了評論,他說:“代表著日本ITS未來發展的兩項最好的應用是ETC和AHS。經過多年的研究,去年春天我們已經開始在某些高速公路上進行ETC的試驗。”這位人士稱,有關部門計劃建立一個全國范圍的收費公路標準,并開發出這樣一個系統,即只通過一部異頻雷達收發機就能處理一系列的電子收費申請。
車輛信息與通訊系統
VICS是一個數字化的數據通訊系統,它經由車輛導航系統向駕駛員提供最近的有用交通信息。該系統于1986年誕生于日本,其工作方式是按照車流方向、由安裝在路邊的信號塔進行傳送并登錄到車輛導航系統上,為駕駛員提供各種有用的服務。
根據“ITS手冊”提供的數字,自1996年4月開始正式投入使用至2000年9月為止,VICS已經安裝了逾228萬套。專家認為,持續增長的對于實時道路信息的需求、應用了VICS接收器的車輛導航系統的增加以及價格的下降,是VICS得以普及的主要原因。
VICS起初應用的范圍十分有限,只局限在東京等大城市地區。到1998年3月,VICS在全國的主要高速公路上都得到了普及,東京、大阪、長野、京都等地區的高速公路上已全部安裝了這一系統。值得一提的是,1998年4月,該系統還被安裝在當時世界上最長的明石斜拉索橋上。到2000年6月,在廣島、福岡、北海道、宮崎以及沖繩等地的高速公路上也安裝了這一系統,使該系統的覆蓋范圍擴展到全國各個地區
電子收費裝置
日本的ETC計劃于2000年4月開始正式實施,該計劃的目標是到2002年3月在全國建設800個電子收費站,到2003年3月達到900個。按照設計,ETC系統根據車輛的類型和在公路上行駛的距離來收費。統一的ETC標準能夠使系統的使用者將每一部車輛上的異頻雷達收發器結合為一個整體,保證分屬不同系統管理的收費公路執行統一的標準。
根據“ITS手冊”,日本有關方面在發展ETC系統時,在以下幾個方面達成了共識:
標準必須統一,使不同路面上的收費行為遵循同一的標準,并使系統能在全國范圍內形成一個整體;
保證路管單位與車輛之間的良好溝通渠道;
為適應未來功能擴充的需要,系統要包含車載設備及IC卡,并使IC卡具有多種功能;
IC卡要能與其他設備結全為一體(如CPU),同時可以與其他終端設備進行雙向身份認證,并能對有關記錄進行解析以保證安全性。
為了保證ETC系統的方便和安全性,“道路系統增強協會”(the Organization for Road System Enhancement,簡稱ORSE)于1999年9月成立,該協會能提供及時的信息安全服務,比如數據安全標準的及時披露,身份識別信息的提供等等。
數據安全標準是為了防止收費和私人信息被偽造或竄改而設立的一項普遍準則,直接向那些已經簽署了關于不停車收費的安全標準文件和保密協議的企業開放。
AHS與智能導航
根據“ITS手冊”,日本的智能導航系統(the Smart Cruise Systems)由運輸省和建設省聯合開發。運輸省積極促進了ASV的研發工作,而建設省則促進了AHS的研發。
當智能公路能識別出一輛智能汽車,并向其提供實時的關于前方障礙、途經十字路口、需要在路上停車以及路面狀況等信息時,智能導航可以為駕駛員提供如下三方面的服務功能:
提供信息以幫助駕駛員作出更快的決定;
錯誤判斷的警告;
輔助導航以糾正誤操作。
“追尾警告”是被結合到智能導航中的另一個系統,日本在1994年就在一條國道的某個事故易發地安裝了該系統。在這個系統中,攝像頭自動識別擁堵、事故以及拋錨車輛,相關信息自動顯示在警示牌上提醒車輛注意可能發生的問題。有數字表明,這一系統的應用將事故數量削減了一半。
基于減少事故的考慮,一系列的服務內容已經被考慮結合到智能導航系統中。日本有關方面已計劃從2003年開始正式實施有關項目以避免發生下述情況:
撞到前方障礙物;
沖出彎道;
偏離方向;
側面及正面相撞;
交叉路口撞車事故。
此外,提供路面信息以保持持續的高速也是智能導航系統要提供的服務內容之一。
日本智能公路發展的目標
根據日本《ITS評論》(ITS-Review Japan)的介紹,信息技術與道路交通的結合正在使日本普通的路面向“智能公路”轉變,而作為一個使ITS應用系統結合為整體的平臺,智能公路將從2003年開始出現在日本的幾個地區。該刊物還評論到:“這個轉變將不僅改變人與路的關系,還將改變路與車的關系。……直到現在,路與車依然處于分離狀態,而智能公路將有機地把二者結合到一起。……由于實現了車與路的有效信息溝通,智能公路將有效地減少道路交通意外。”
據介紹,日本智能公路的目標是到2015年將道路交通事故減少50%,同時有效地緩解交通擁堵,并減少對環境的污染。如果能得到持續的資金支持,智能公路系統完全能為21世紀可能出現的各種交通問題提供一個新的和有力的解決措施。
日本建設省提供的數字顯示,2001財政年度智能公路計劃的預算額為883億日元,其中有88億日元用于研發,795億用于推廣有關項目。為了使智能公路盡快成為現實,日本建設省于1992年2月成立了“智能公路工程顧問委員會”(the Smartway Project Advisory Committee),負責闡明智能公路計劃的重要意義、基本功能、要求以及需采取的措施。該組織與世界上許多ITS組織進行了合作,并向建設省提交了一份建議書。根據這份建議書,日本構建了發展智能公路的基本框架,并采取了一系列的措施將其付諸實施。
促進ITS的發展
日本建設省采取了一系列積極的步驟以促進ITS和全國范圍的信息化公路的發展,并致力于達到以下幾個目標:
研究解決擁堵、交通意外以及環境污染的有效措施;
通過創造新的市場和產業以促進經濟增長;
提高生活質量;
促進地區發展;
使日本成為一個更加安全的地區。
日本建設省同時積極地推動ITS標準的建立,以保證ITS內部不同系統之間的兼容性,推動ITS的研究、發展和應用。據悉,該省已經與國內外的許多與ITS相關的組織進行了廣泛合作,以推動這些標準成為國際ITS發展中的基本標準,并支持不同的ITS服務內容和第二代公路(如智能公路)的發展