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第15届世界智能交通大会及相关国家高速公路考察报告
[来源] 北京高速公路网 [作者] 郭普金 [日期] 2009-01-06 [浏览数] 62621
  2008年11月16日至20日,第15届智能交通世界大会在美国纽约召开。大会和展览持续了5天,吸引了全球上万名交通运输行业高层管理人士和技术专家。本次大会的主题是“更省时、更安全”(Saving time, Saving lives)。全球领先的汽车厂商、导航设备厂商、数据提供商、系统集成商和专业研究机构展示了各种产品和解决方案。大会组织了两百多场主题论坛及管理和技术研讨会。与会专业人士就智能交通领域的前沿话题进行了广泛的交流。

  集团公司董事长郭普金同志率公司考察团参加了本届智能交通世界大会。考察团参会期间观看了大会展览,听取了相关大会讨论,充分了解了世界智能交通领域的最新进展。考察团成员代表还在“道路使用者付费技术论坛”上发表了演讲,并与国外同行就相关议题进行了对话和交流。参会结束后,考察团对美国、日本公路及相应的智能交通系统的建设和运行情况进行了实地参观,并与一个日本的智能交通研究机构(HIDO)和一家日本高速公路运营公司(中日本公司)就电子收费领域的管理和技术问题进行了深入的交流。

  以下就考察团在参观访问过程中的所见所闻及心得体会总结如下。

  一、 本届世界大会的热点议题与展示

  正如本届大会的主题所揭示的,智能交通应致力于打造“更省时、更安全”的交通环境。大会的很多议题和展示均以提高运输效率和交通安全为核心内容。

  大会中的热点议题包括:智能交通技术如何创造更好的交通环境、各国交通安全措施的成功案例、如何在公共交通系统中应用智能交通技术、下一代智能交通中的通信技术、道路使用者付费技术、高速公路运营中的主动管理策略、智能停车管理、智能交通数据采集的社会影响、重型卡车在专用车道上的自动驾驶技术、2030年的智能交通展望等。

  本次展会中的一个亮点展示项目是美国车辆基础设施集成(VII,Vehicle Infrastructure Integration)技术。该技术通过车辆与车辆之间、车辆和道路路测设备之间的无线通信技术,实现车辆、道路的整体协调控制和管理,该技术可能成为未来10-20年道路智能交通发展的趋势。技术展示以车辆自动防闯红灯系统为例。首先,在基础设施方面,交通信号灯具有DSRC(专用短程通信)天线,并以此通讯方式向车辆持续发送当前信号灯的状态。而在车内,除了可以通过摄像机来识别交通信号灯的状态,也可以通过DSRC设备接收来自信号灯上DSRC天线发送来的状态信息,这样在双重判别的条件下,就可以准确地向驾驶人员发出是否需要停车等候的信息,或者可自动根据获得的信息通过控制装置来改变车辆行驶状态。

  另一个引人注目的技术展示来自梅赛德斯-奔驰汽车公司。这个技术被称作车辆预判技术。这套被称为“6D视觉”的系统前端由两台摄像机组成,就像人类使用双眼来观察周围事物的方式一样。由这两台摄像机得到一个立体的影像,就可以通过3D描述来实时反应车辆周围的环境信息。并且该系统还可以捕捉到车辆前方的所有移动目标,并根据目标的运动方向、移动速度和加速度,来计算目标下一时间的移动位置,从而可以判断车辆和目标是否存在发生碰撞的可能或危险,并向驾驶人员发出警告信息。该项技术的研究人员非常希望本系统在将来能够得到应用,以显著减少车辆间或车辆与行人间相撞的事故,并能最大限度地降低事故的伤害程度。

  二、 美国高速公路概况和E-ZPASS电子收费系统

  美国是世界上高速公路发展最早、最迅速、路网最发达、设施最完善的国家之一,其高速公路网的建成,提高了运输效率,扩大了资源和商品的流通,促进了社会的发展和科学技术的进步,并在很大程度上影响了美国人的生活方式。

  1916年,美国国会制定了联邦资助公路法案,全美开始发展公路建设。1937年,美国在加利福尼亚州建成了第一条长1 1.2公里的高速公路。20世纪50年代初到70年代末,美国的高速公路建设经历了一个快速发展阶段,平均每年建成3000公里。到20世纪80年代后期,美国高速公路网已基本形成。目前,全美公路总里程达到630多万公里,其中高速公路总里程已近9万公里。

  美国收费高速公路的里程约有8000公里,所占比例不大。这与美国公路投资大多以地方政府与联邦政府为主有关。美国东北部地区高速公路普遍采用的E-ZPASS系统是全美最大的公路电子收费系统。

  E-ZPASS系统覆盖了马里兰州、德拉瓦州、伊利诺伊州、新泽西州和纽约州等12个地区的收费高速公路、桥梁和隧道。这些州是美国东北部工业最发达、人口最稠密和交通最拥挤的州。

  该系统采用915MHZ的射频识别技术。收费站设有专门的无障碍通道(E-Zpass专用道),通道内安装感应器和摄像头。经常通过高速路的车辆要在车前方的挡风玻璃内侧(一般在后视镜的上端),安装电子收费标签,车辆通过专用车道时,被感应器自动感应并记录下来,实现不停车收费。车主会每月收到一张账单,按单交费即可。如果没有安装电子标签的车辆从不停车收费系统专用通道闯过,将被拍摄下来,受到高额处罚。

  另外,最近在开通了E-ZPASS的部分大城市内,一些停车场开始支持使用E-ZPASS系统来进行自动收费。

  E-ZPASS用户可以用信用卡、银行卡、支票或现金开一个专门帐户,费用会被自动从用户预付的帐户中减掉。这个系统中最方便的用户是那些用信用卡和银行卡预付帐的用户,他们可以免费安装电子标签。而如果用户使用支票或现金账户申请安装时,则需要交纳10美元的押金,在以后归还电子标签时可退回押金。

  针对不同车辆(在E-ZPASS系统中,可以允许摩托车也使用电子标签通过专用车道),电子标签的安装方式也有不同,有车内式标签,也有车外式标签。

  为了鼓励用户使用E-ZPASS,各州对高速公路的通行费都会有不同折扣的优惠,优惠幅度主要根据道路、时间段、车型、使用频率以及是否合乘等情况会有所不同。

  美国目前使用915MHZ频段的射频识别技术虽然在应用上取得了比较好的效果并得以大规模推广,但由于技术选择上的原因,目前E-ZPASS只能作为单纯的不停车收费系统使用,而无法在此基础上扩展其他应用,例如基于车路通信、车车通信的辅助车辆安全服务、出行信息服务等内容。为了使目前的E-ZPASS系统今后能够扩展出更多潜在的应用,他们已经开始考虑采用5.9GHZ的专用短程通讯技术对目前的E-ZPASS系统进行改造。

  三、 日本高速公路的ETC电子收费系统

  目前,日本的公路总里程约120万公里,其中高速公路总里程约8400公里,全部为收费路。

  与中国情况类似,日本高速公路投资建设的主要模式也是“贷款修路,收费还贷”,只是日本早在1952年便立法确立了这一原则。1956年3月,国会通过《日本道路公团法》,同年4月成立了日本道路公团作为国家干线收费高速道路的建设、管理经营者。接着在1959年6月、1962年5月和1970年7月先后成立了首都高速道路公团、阪神高速道路公团和本洲四国联络桥公团。1970年,为建设和管理经营地方收费道路的法律制定后,地方道路公社也纷纷成立,从而形成了从国家一级到重要城市和地方一级的收费道路建设管理体系。

  日本高速公路目前主要由6家运营机构进行管理,全部实现了ETC联网。全国大约1450个收费站,总共7656条车道,其中包括3611条etc车道,占车道总数的47%。

  日本ETC系统于2001年3月投入运行。开始阶段用户量增长缓慢,使用率也较低,到2001年底时,ETC使用率仅为0.9%。经过近四年的发展,ETC使用率提升到约30%。从2005年起,道路运营公司相继出台了一系列对ETC用户的通行费优惠措施,用户量和ETC交易量开始猛增。目前,ETC电子标签累计安装总量已经超过2200万台。ETC交易量已经占到总公路收费交易量的72%。高峰时段,在东京地区的一些高速公路收费站,ETC交易比率甚至达到90%。

  从技术标准和应用模式上,日本ETC系统和中国目前推行的国标电子收费系统相似,也是采用5.8G频段的专用短程通信技术,电子标签采用两片式,支付媒介也是IC卡。与中国不同的是,日本的ETC电子标签全部采用车载供电,安装时需要和汽车电路进行连接。并且,日本公路收费站的普通车道并不支持IC卡刷卡方式,ETC用户在任何收费站均需使用ETC车道通行。

  车道配置方面,日本ETC系统投入很大。ETC车道标准配置包括,双天线(入口)、车辆自动分型设备、摄像监控设备、车辆检测器等。此外,为避免误入,ETC车道还采用了门型标识、蓝白相间的彩色铺装路面等。平均一条ETC车道的造价近1亿日元(合人民币750万元左右)。

  日本ETC系统的运行取得了非常显著的效益。首先是ETC大量应用彻底解决了收费站排队问题。根据数据分析,当ETC使用量超过30%时,收费站拥堵问题便已得到大大缓解。在目前ETC使用率超过72%的情况下,无论是在高峰时段还是平时,收费站已不再成为拥堵的瓶颈。其次,ETC应用对节约收费运营成本效果也是非常明显的。在很多繁忙的主线收费站,一般单方向设置三四条ETC车道和两三条人工车道,人工需要量大大降低,这对于人力资源昂贵的日本而言,成本的节约是显而易见的。第三,环境效益显著。日本国土交通省的一家研究机构分析了2000年(ETC开通前)和2007年的相关数据,得出的结论是,ETC的应用使得一个典型收费站的碳排放量降低了至少45%。

  四、 考察体会

  通过实地考察,可以看出美国、日本高速公路的道路主体建设技术标准并不比中国高,有些地方的设施配置甚至非常简单。但总体来看,他们在规划设计和细节处理方面显得更为合理,值得借鉴。

  从公路智能技术的应用角度比较,则中国与美国、日本目前的发展水平有不小的差距。

  美国从上世纪60年代起就开始研究智能交通系统(ITS),1995年3月美国运输部首次正式发布了“国家智能交通系统项目规划”,明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。现在的美国已经成为一个智能交通系统大国,相关的产品全球领先。智能交通系统的相关技术已经产生了显著的效益,如电子收费系统,大大提高了收费道路的运营效率。在环境方面,运输效率的提高意味着减少车辆废 气排放。据统计,在美国广泛使用的交互式导航系统能使车辆废气排放量减少5%~16%。

  日本最为成功的智能交通技术应用当数车辆动态导航系统(VICS)和不停车收费系统(ETC)。如上文所述,ETC系统运行非常成功,可以称为世界上规模最大、运行效果最好的公路电子收费系统之一。关于VICS,日本于1996年4月正式向用户提供动态导航服务,如今,VICS车载设备几乎已成为每辆汽车的标准配置。

  具体到公路电子收费应用,美国、日本的电子收费系统建设和运营经验对于北京市乃至全国高速公路电子收费的推广应用具有重要的参考价值。这些经验包括:统一完备的技术标准是大规模应用的基础,需要制定长远目标并循序渐进发展,适当的优惠政策是激励用户使用的最佳手段。

  

  

  

  
编辑:江川


  
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