淺談日本智能交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展情況

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport Systems，簡稱ITS）是國家在上世紀(jì)中期開始研究的交通系統(tǒng)。當(dāng)今世界，隨著汽車的發(fā)展普及，很多國家著手該系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，已經(jīng)取得了很多成果。

ITS是一個旨在克服道路、車輛和人三者之間相互矛盾的綜合技術(shù)解決方案。高度發(fā)展的信息技術(shù)和通訊技術(shù)，使得這個技術(shù)解決方案得以成立和實施，而此系統(tǒng)的應(yīng)用、推廣和發(fā)展又為安全、高效、環(huán)保的汽車社會提供了保障。

讓我們在回顧日本ITS的歷史后，再來觀察它的現(xiàn)狀，并展望其將來。

一、各自為戰(zhàn)的時代（1969年至1995年）

上世紀(jì)60年代中后期，小汽車、空調(diào)和彩色電視機(jī)替代洗衣機(jī)、冰箱和黑白電視機(jī)成為當(dāng)時日本百姓爭相競購的“新三種神器”。

小汽車迅速走進(jìn)日本的千家萬戶，到70年代初，日本的一些大城市已經(jīng)車滿為患，擁擠不堪。

1969年，日本在一些城市開始導(dǎo)入交通管理系統(tǒng)，用道路信息通告牌和廣播，向行駛在路上的各種車輛提供擁堵信息。這種對道路和車輛進(jìn)行管理的嘗試，涉及道路建設(shè)的不少基礎(chǔ)設(shè)施，比如在高速路的一些路段上設(shè)置感應(yīng)裝置和電子告示牌，開設(shè)全國統(tǒng)一的交通擁堵廣播波段（中波1620）等。到1978年這個交通工程告一段落時，其僅限于用廣播或告示牌將道路擁堵信息告訴行駛在路上的車輛，車輛駕駛者則根據(jù)這些信息，決定自己行駛的路線。而這種隨機(jī)應(yīng)變的判斷，對于一個不了解周圍道路狀況的駕車者來說好比瞎子摸象，所以大多數(shù)私家車主即使聽到了道路信息，往往也仍舊選擇忍受塞車的痛苦。

車載地圖和導(dǎo)航儀很大程度上就是為讓駕駛者了解周圍道路而開發(fā)的。1981年，本田汽車公司在日本首先開發(fā)了利用陀螺原理顯示自車位置的車載地圖，因為精度不夠，一直沒有推廣開來。1987年，日本電裝公司開發(fā)了將地圖信息刻錄于CD的車載地圖。1991年使用GPS信號測定自車位置，并可以自動引導(dǎo)車輛到目的地的導(dǎo)航儀面市。翌年，不用反復(fù)確認(rèn)畫面，只需聽著聲音提示的導(dǎo)航儀推出，贏得私家車主的喜愛，自此日本的車載導(dǎo)航儀得以迅速推廣開來。

伴隨著小汽車的迅速普及，交通死亡事故也頻頻發(fā)生。1970年，日本因交通事故而死亡的人數(shù)創(chuàng)下16，756人最高數(shù)字。這些事故既給家庭造成了無法挽救的痛苦，也給社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)日本有關(guān)方面的調(diào)查，車車事故中最大比例為追尾（31%），其次為相撞（26%）。為了提高日本車的被動安全性能，日本的汽車公司付出了不懈的努力，各種和安全帶相關(guān)的裝置，如防抱死剎車（ABS）、安全車體技術(shù)以及各種安全氣囊等都是在70年代至90年代初在日本小汽車上得到實施的。

到90年代初，盡管通過日本政府和企業(yè)將近30年的各自努力，交通情況得到了一定的改善，但是一個有效的人、車、路和諧共存的交通管理體系卻仍然沒有形成。1995年，日本的通產(chǎn)省、運輸省、郵政省、建設(shè)省和警察廳五部門制定道路、交通和車輛的信息化實施方針，拉開了ITS系統(tǒng)研究開發(fā)和實施的序幕。

二、ITS實施現(xiàn)狀（1996年至2008年）

1996年7月，五部門又制定了更加詳細(xì)的ITS全體構(gòu)思，準(zhǔn)備用15到20年的時間讓日本的道路更加智能化，實現(xiàn)人、車、路三者的和諧互動。構(gòu)思的具體內(nèi)容有9項：高性能車載導(dǎo)航儀、自動收費系統(tǒng)、安全行車支援系統(tǒng)、交通管理智能化、道路管理效率化、公共交通支持系統(tǒng)、商用車效率化、步行者支持系統(tǒng)和緊急車輛運行支持系統(tǒng)。

(1)車輛信息通信系統(tǒng)（VICS）和高性能車載導(dǎo)航儀

1996年開始的VICS（Vehicle Information & Communication System），即車輛信息通信系統(tǒng)是這一時期的核心系統(tǒng)。該系統(tǒng)將從日本各地警察和道路管理部門收集的交通信息，進(jìn)行整理、加工后，用三種方式傳播給各種車輛。首先是針對高速道路使用者，通過路上的電波裝置對經(jīng)過該裝置的車輛（信號接受直徑70米）提供前進(jìn)方向200公里內(nèi)的道路信息。

針對非高速道路的使用者，應(yīng)用兩種媒體傳送信息。對行駛在主要干道上的車輛，通過路上的光波裝置對經(jīng)過圖1：日本ITS應(yīng)用的現(xiàn)狀

該裝置的車輛（信號接受直徑3.5公里）提供前進(jìn)方向30公里和后方1公里的道路信息。這兩種信息的播送頻率為2.4GHz。對一般道路的車輛則使用 FM調(diào)頻廣播，在全縣（相當(dāng)于中國的省）或相應(yīng)范圍內(nèi)播出。同以往的道路信息相比，VICS的信息精度大大提高。因為VICS的信息基于設(shè)置在道路邊上的各種感應(yīng)裝置，可以實時傳送各種很精確的圖像及聲音。駕車者可以利用這些精準(zhǔn)的信息，做出各種反應(yīng)。

和VICS相適應(yīng)的是可以接受此信號的高性能車載導(dǎo)航儀，VICS提供的道路信息可以直接在導(dǎo)航儀的屏面上和道路復(fù)合顯現(xiàn)，道路的擁堵情況以顏色區(qū)分，比如紅色表示非常擁堵，橙色表示擁堵，讓駕車者非常直觀地了解堵塞的整體狀況，比較周圍道路狀況，自覺躲避擁擠的道路。導(dǎo)航儀也可以根據(jù)駕車者的指令，回避擁堵道路，重新檢索新的行車路線。

VICS開通以前，如果駕車者沒有收聽道路廣播，就會對道路信息一無所知。而VICS則不僅可以自動將道路信息反映到熒屏，還可以將地震、山崩、事故等緊急信息直接插入熒屏，提高行車的安全系數(shù)。

隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展和信息儲存的硬盤化，車載導(dǎo)航儀已經(jīng)今非昔比，它不僅是駕車者的千里眼、順風(fēng)耳，還是安全行車的好助手。VICS會將需要注意或采取對策的各種信息，比如事故信息、并線車輛信息、會車信息、各個車道的前方信息等等及時插入熒屏提示車主，防止或減少事故發(fā)生。

同時，車載導(dǎo)航儀也已經(jīng)成為私家車中不可或缺的娛樂裝置。收看電視，播放碟片，連接iPod或音樂裝置等等，讓人們在車輛這個狹小空間內(nèi)的生活變得更加豐富多彩。

(2)ETC和ITS車載裝置

ETC（Electronic Toll Collection System）即電子收費系統(tǒng)，是ITS系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。該系統(tǒng)自 2001年3月投入使用后，短短6年間便累計售出1700多萬臺?，F(xiàn)在日本收費道路的通過車輛中，70%的車輛是安裝了電子收費系統(tǒng)的車輛，以前人工收費時，收費站前車輛排成長龍的景象基本消失，一駛而過的快感成為很多人選擇安裝ETC的理由之一。當(dāng)有ETC裝置的車輛進(jìn)入自動收費口時，雙向大容量通信系統(tǒng)馬上就可以將車牌號、信用卡持有人、進(jìn)入地點和時間等信息雙向留存，當(dāng)車輛駛出收費路口時，出口通訊系統(tǒng)便可以依據(jù)留存信息，瞬間結(jié)算費用。ETC裝置可以這么快地在日本推開，還有一個理由就是政府的價格優(yōu)惠政策，無論開始推廣，還是已經(jīng)安裝此裝置后，都有打折優(yōu)惠。最近日本巷間流傳的節(jié)假日高速道路一律收費1000日元，只是限于裝了ETC的車輛。

和很多國家的電子收費系統(tǒng)不一樣的是，日本的ETC采用機(jī)卡分離的形式。就是機(jī)器裝置固定在車輛上，而ETC卡則隨使用者走。使用者無論開什么車輛，只要將ETC卡插入該車的裝置，就可以結(jié)算。這種機(jī)卡分離形式的最大優(yōu)點就是具有很大的擴(kuò)張性。ETC卡不僅可以用作道路使用費的支付，也可以支付停車費、汽車輪渡費（此兩項內(nèi)容還局限于局部地區(qū)）等。今后這種卡還可以支付各種消費費用，積累各種返點或折扣。

支撐高性能ETC卡和硬件系統(tǒng)的是高速大容量的通信手段DSRC (Dedicated Short Range Communication)，即專用短距離通信方式。DSRC使用5.8GHz，它使車輛和車輛、車輛和道路、車輛和各種設(shè)施、車輛和門戶網(wǎng)站之間的更大容量的雙向通信成為可能。

兼容DSRC的車載導(dǎo)航儀稱為ITS 車載裝置。2007年，日本有關(guān)部門發(fā)布了ITS車載裝置的標(biāo)準(zhǔn)，并在此裝置的基礎(chǔ)上試驗了今后將要推出的各種服務(wù)內(nèi)容。這些內(nèi)容有更加詳細(xì)和更加廣泛的道路信息和靜止圖像，行駛和停留時的無線上網(wǎng)，車輛和車輛之間的互動通信，以及各種公共設(shè)施的搜索、預(yù)約和自動結(jié)算等等。有關(guān)部門聯(lián)合生產(chǎn)廠家，準(zhǔn)備用 10年的時間積極普及ITS車載裝置，讓日本的智能運輸系統(tǒng)變得更加智能化。