1、日本ITS近十年的发展概况日本ITS近十年的发展概况 (一)国策ITS由于其狭小的领土面积和高度机械化的社会国情，发展交通一向都是日本的基本国策。对于这个岛国而言，一个先进畅通高效的交通系统是它得以稳定发展的基石。ITS七十年代便在日本开始了研究和应用，迄今为止，日本是世界上ITS系统发展最好的国家。究其原因，一个很重要的方面便是举国至上而下的重视。下图为日本ITS发展的组织体制图，从图中不难看出，日本ITS发展背后强大的国家支持。(二)日本ITS研究领域 1996年7月，上述的五家政府部门合作制定了推进ITS整体构思（Comprehensive Plan for ITS in Japan），
2、未来日本智能交通系统的基本方案将ITS划分为9个领域，如下表所示：领域用户服务1先进的导行系统（1）供交通信息（2）提供目的地信息2自动收费系统（3）自动收费3辅助安全驾驶（4）提供运行环境信息（5）危险警告（6）协助驾驶（7）自动驾驶4优化交通管理（8）交通流优化（9）在发生交通事故时提供交通管制信息5道路管理效率化（10）维护管理效率化（11）特殊车辆管理（12）提供通行管制信息6协助公共交通（13）提供公共交通信息（14）协助公共交通的运营管理7商用车效率化（15）协助商用车运营管理（16）商用车连续自动驾驶8协助行人（17）路径诱导（18）防止危险9协助紧急车辆运营（19）紧急时自动通
3、报（20）紧急车辆路径诱导，协助救援活动注：上表简要说明： 先进的导航系统（1）路线导航信息提供系统，为驾驶员选择最佳行驶路线、最小化出行时间提供信息，这些信息包括：各条路线的拥堵状态、交通管制、可利用的停车设施等。驾驶员出行前也可以在家中或办公室得到这些信息，以制定有效的出行计划。（2）目的地信息提供系统，提供与目的地有关的各种信息，使驾驶员选择合适的旅行目的地。为了使驾驶员和乘客充分享受旅行，系统还通过车载装置等提供区域的服务信息 ETC系统（3）电子自动收费，驾驶员在通过收费站时实现不停车自动非现金付费。可以提高驾驶的舒适性、减少收费站管理人员的费用、采集车辆OD数据等。 安全驾驶支援系
4、统（4）道路和驾驶信息提供，为驾驶员提供驾驶信息和道路条件信息，特别是当夜间行驶或雾中行驶时，可以有效地降低事故的发生，提高驾驶安全性。信息通过埋置在道路上的传感器采集。（5）危险警告，有效防止碰撞和突发交通事件的发生。当车辆所在位置的危险情况被探测到时警告自动发出。（6）辅助驾驶，通过自动刹车系统和前面所提到的危险警告系统防止车辆因偏离而引起的碰撞或突发交通事件的发生。（7）自动驾驶，自动驾驶系统可以有效地减少驾驶员的驾驶负荷并能防止交通事故的发生。 交通管理最优化（8）交通流优化，通过全路网的信号控制系统，对交通流进行优化，以此提高交通安全性和驾驶舒适性。（9）交通事故时交通管制信息提供，
5、对交通事故地点实行有效的交通管制，防止因交通事故引发的突发交通事件的发生。道路高效管理系统（10）管理水平提高，保证安全、通畅和舒适的出行环境，提高道路管理水平。（11）特许商用车辆管理，对重载等特别许可车辆实行管理，保护路面结构，防止危险发（12）道路危险信息提供，根据不同行驶区域的自然条件，提供道路危险警告信息（如：雨天、大雾、冰雪、大风等，以及沿海道路的海浪警告信息）。 公交支援系统（13）公共交通信息提供，为乘客提供有关乘车线路、发车时间等信息，并提供与公交有关的实时拥堵、车票费、其它费用、可利用的停车空间等信息。（14）公共交通运行管理，为提高公共交通的舒适性、安全性、和通畅性，有效
6、地管理公共交通和采集公交数据信息。 车辆运营管理系统（15）商用车辆运营管理，提高商用运营车辆管理水平，降低商用交通量，提高运输安全（16）商用车辆自动跟车行驶，通过商用车辆自动跟车行驶，快速提高运输效率，降低商用车辆的交通量，提高运输的安全性。 行人诱导系统（17）人行道线路诱导，为行人和骑自行车者创造安全的路边环境。（18）行人危险预防，有效防止人-车事故的发生。当行人在机动车道上穿越时，系统及时向驾驶员发送警告信息并自动刹车。 紧急车辆支援（19）紧急事件自动警报，当车辆发生突发事件或发生地震、洪水等灾害时，系统自动向救援中心发出紧急事件警报，从而缩短救援时间。（20）紧急车辆诱导及救援
7、行动支援，紧急车辆诱导及救援行动支援系统通过实时采集突发事故地点和受损路况信息，及时通告救援组织并进行救援指导、为交通事故或自然灾害突发地准备救援车辆。(三)21世纪交通管理系统UTMS21由日本警察厅主持开发的21世纪交通管理系统UTMS21也是日本ITS的主要组成部分之一。系统应用了红外线感应器和光信标等现代传感器，通过双向通信，实现对数据及时的采集、传输、处理及分类功能。它是由智能交通控制系统（ITCS: Intelligent Traffic Control System）和8个子系统组成。智能交通控制系统是UTMS21的核心，它是利用红外车辆检测装置与车辆进行双向通信、高速图像处理，
8、以实现实时信号最佳控制和信息服务。八个子系统分别为：（1）先进的车辆信息系统（AMIS: Advanced Mobile Information System）：为用户提供道路拥堵、紧急交通事件、行驶时间等交通信息，达到交通流优化和交通疏导；（2）公交优先系统（PTPS: Public Transportation Priority System）：通过优先交通信号控制和公交专用道设置，保证公交车辆优先通行，提高城市出行运送效率；（3）车辆运行管理系统（MOCS: Mobile Operation Control System）：利用GPS/GIS技术，跟踪运行车辆的位置，通过信息服务提高运输
9、效率；（4）动态路线诱导系统（DRGS: Dynamic Route Guidance System）：实时采集道路和交通信息，为用户提供最短出行路径，缩短行驶时间，缓解交通拥挤；（5）紧急救援与公众安全系统（HELP: Help system for Emergency Life saving and Public safety）：当交通事故发生或车内发生紧急事件时，系统将紧急救援信息及时传输到交通救援中心，降低事故损失，减轻因事故导致的交通拥挤；（6）环境保护管理系统（EPMS: Environment Protection Management System）：基于大气污染和气象状况的交
10、通信号控制系统，降低汽车废气、交通噪音等公害，保护环境；（7）安全驾驶支持系统（DSSS: Driving Safety Support System）：利用交通管制设施和IC卡等，对车辆的安全行驶提供支持，保护行人，减少交通事故的发生；（8）智能图像处理系统（IIIS: Intelligent Integrated ITV System）：利用信息采集装置的图像，抑制违章停车和信号控制，通过红外车辆检测器和网络为用户输送有关图像信息，疏导交通。(四)日本ITS发展计划(五)日本重大的ITS项目1.VICS（Vehicle Information Communication System）它是
11、一个数字化的数据通讯系统。VICS按照车流方向、由安装在路边的信号塔进行传送并登录到车辆导航系统上，为驾驶员提供各种有用的服务，包括实时交通阻塞信息、道路施工信息等。VICS中心于1995年7月建成并于次年4月开始为包括东京都、东明和明神高速道路的都市区提供信息服务。目前，日本正在大力普及支持VICS系统的导航设备，以便在整个国家建立起智能化的交通信息服务体系。下面两个图表来自日本交通省的网站（以下日文图标均来自该网站），分别反应了截止到2007年3月日本导航设备的出场数和支持VICS导航设备的出场数，从图上可以看出，十年间，日本的导航设备增长了13倍，而VICS导航设备增长了140倍，其惊人
12、的发展速度令人赞叹。出荷台数累計VICS出荷台数累計下图为VICS导航设备的交通信息地图，从中可以得到停车场的饱和情况、道路堵塞状况及道路障碍物等多种交通信息。这些信息不仅直观地显示在地图上，更可以从右侧的窗口中获得它们的详细实时数据，给出行者带来极大的方便。 VICS系统最早只能在东京圈提供服务，而现在已经遍布全日本，成为日本驾驶员出行的好伴侣。下图显示了VICS在日本的覆盖情况：2.ETC（Electronic Toll Collection System）日本的ETC计划于2000年4月开始正式实施。按照设计，ETC系统根据车辆的类型和在公路上行驶的距离来收费。统一的ETC标准能够使系统
13、的使用者将每一部车辆上的异频雷达收发器结合为一个整体，保证分属不同系统管理的收费公路执行统一的标准。日本在发展ETC系统时，达成的共识有：标准必须统一，使不同路面上的收费行为遵循同一的标准，并使系统能在全国范围内形成一个整体； 保证路管单位与车辆之间的良好沟通渠道； 为适应未来功能扩充的需要，系统要包含车载设备及IC卡，并使IC卡具有多种功能； IC卡要能与其他设备结全为一体（如CPU），同时可以与其他终端设备进行双向身份认证，并能对有关记录进行解析以保证安全性；ETC系统自2001年3月开始服务以后，其车载设备迅速的普及，截止到2006年3月底已经大约有1144万台安装应用。到2007年10
14、月2日已经达到1939万台。3.AHS（Advance Cruise-Assist Highway System）与智能导航日本的智能导航系统（the Smart Cruise Systems）由运输省和建设省联合开发。运输省积极大力促进高级安全车辆（advanced safety vehicles，简称ASV）的研发工作，而建设省则力促进高级公路辅助导航系统（advanced cruise-assist highway systems，简称AHS）的研发。 智能公路能识别智能汽车，并向其提供实时的关于前方障碍、途经十字路口、需要在路上停车以及路面状况等信息。基于减少事故的考虑，一系列的服务内
15、容已经被考虑结合到智能导航系统中。日本从2003年开始正式实施有关项目，AHS可以为驾驶员提供以下7方面的安全服务功能：防止与前方的障碍物碰撞防止弯道超车防止偏离车道防止交叉口撞车防止转弯碰撞防止与过街行人碰撞提供路面条件信息AHS是利用路车协调、传感器和路车通讯等最新的ITS技术来减少交通事故和交通拥挤的系统。下图为AHS的设计图，其中DSRC指专用短程移动通信系统，通过建设专门的路侧固定通信站，与车辆进行短程通信，达到实时、精确控制的目的。日本AHS开发的第一期是1996-2023年度的研究实验阶段，第二期是2003-2007年度的研究开发阶段，以第一阶段的成果为基础，该系统正在向实用化方
16、向研究。日本于2002年在7个地方实施AHS道路实验。如下图所示：第二期的开发阶段有两个主要的方向，一是车辆的ITS化，另一个是道路的ITS化，两者齐头并进、互相支援，形成实用性强的公路辅助导航系统。该系统的形成分四步走，首先自动公路要为车辆提供实时情报；第二步通过对实时数据的实时分析，为车辆提供进一步的交通流和交通管理信息；第三步使得车辆在操作上得到智能公路的支援；第四步实现完全的自动运输。下图显示了2003年到2007年的第二阶段日本AHS的发展模式：4.智能道路系统（Smart way）1999年6月建设省（现为国土交通省）开始实施智能道路系统。智能道路系统是为各种ITS用户（包括驾驶员
17、、车辆和行人）提供各种信息交换的基础设施。具体来说，智能道路系统由嵌入道路系统的路车间通信系统、各种传感器、光纤网络以及集成和应用上述硬件于ITS服务的框架组成。该框架是一个开放的平台，由一系列支持免费和共用信息的标准和协议组成。建设智能道路系统最重要的元素之一是路侧信标。信标安装在高速公路或主干道的路侧，是路车通信的主要方式（此即DSRC通信模式）。信标和ETC运行在相同的频段，以使信标不仅应用于ETC，也应用于诸如辅助巡航驾驶和提供道路交通信息等领域。需要说明的是，智能道路系统提供的服务将是面向全社会的，而不只是为驾驶员服务。上述的VICS、ETC、DSRC以及AHS与智能导航等信息通信，
18、技术，都是Smart way中要运用的关键技术。智能道路系统正是通过整合日本以往研究的各种ITS技术，使之相互协调地运用于道路基础设施，从而达到构建一条Smart way（ITS化道路）。下图为2007年日本公布的Smart way系统示意图，在这条东京附近的高速公路上，显示着不同的ITS技术在不同路段上的应用情况。左上角的注明了不同颜色的圆圈各自代表的ITS技术。从图中可以看出，大多数路段利用DSRC都能够提供实时道路信息，东京附近的几个地区还能够以声音+图像的方式提供道路状况信息，在几个重要的合流地段，都应用了合流支援技术，在进入东京之前的收费站应用了ETC技术。5.乡村地区ITS实践和V
19、ICS与ETC类似，智能道路系统以及各种类型的ITS的研究和发展正在日本各个地区进行。乡村地区的ITS服务地域之间差异较大，规划和实施的服务主要是为了解决有关道路交通的地区性问题。国家范围的ITS实施是基于1999年11月颁布的ITS体系结构中所定义的服务类型：保障有效地建立一个综合系统，保障系统的灵活性，提高对国家和国际标准的支持，同时使ITS能够有针对性地解决地区问题。(1)对公共交通的支持迄今为止，ITS主要针对道路交通，然而除了小汽车，ITS对其他运输方式也产生潜在影响，诸如定位和信息提供这类ITS技术可以应用于公共汽车和火车。下面是两个应用于公共交通的例子，两者均已应用于乡村地区。随
20、着私人小汽车的增加，高知地区的中村的公共汽车使用者数量逐年减少，目前每天只有7人，造成这种现象的原因包括由于绕行增加出行时间以及过长的候车时间。为了提高公共汽车的使用人数，“中村社区公共汽车”一种需求响应公共交通系统开始实施，它使用在中村的棋盘式网络上。试验运营从2000年4月10日至6月30日，服务时间从早8点至晚6点。用户可以通过电话、互联网、信息终端实现预定，公共汽车将于1015分钟到达公交车站，公交停靠站的数量也从28个增加至57个，乘客数量增至每天30人，4倍于试验之前的水平。由于试验取得了良好效果，从2000年7月起，服务时间变更为早7点至晚7点。另一个例子是广岛市的无轨电车，被称
21、为Green Mover。作为一种低底盘的无障碍运输方式，Green Mover已经广为用户接受，用户对于增加每日服务数量（目前为每天4次）的需求不断增加。Green Mover装配了GPS定位设备和通信设施，这样可以将车辆位置和预测到达时间等信息通过连接在因特网上的个人电脑或手机提供给用户。这使得用户无论在家里还是在路上都可以获取有关无轨电车的信息，以减少在公交站的等待时间（平均候车时间从6.3分钟降至3.5分钟），从而更高效地使用公共交通系统。(2)行人ITS的发展日本正在步入老龄化社会，调查显示，到2020年，日本将有1/4的人口年龄超过65岁。2001年11月，交通附属设施改善法规（即
22、所谓的无障碍法规）得以强化，目的是为了提高老年人和残疾人使用公共交通的便利性和安全性。行人ITS的目标是提高行人、轮椅使用者和自行车出行者的安全性、舒适性和可达性。相关调查结果显示，行人ITS需要包括障碍物警示、周边可以提供的公共设施、路线导行等三项服务。为了能够提供这些服务，国土交通省进行了有关定位规范、详细数字地图、移动终端和通信技术的研发。在研发阶段完成后，规划进行各项技术的现场测试并在若干城市进行试验。注：第五部分摘自张扬 彭国雄 杨晓光日本ITS发展现状及趋势一文(六)日本ITS未来几年的研究方向2006年，作为日本ITS技术研究开发指导机构的经济产业省提议，今后五年日本将重点开发的ITS技术为：在特定地区（无GPS信号）采用的“高精度化的位置特定技术”；路与车之间、车与车之间的定位开发技术；提高传感器的感应技术、提高削减通信费用的“电子测定信息系统”；推进“与驾驶行为有关的人为因素的研究开发”等。(七)日本ITS市场的未来2000年，日本对今后十五年ITS市场的三大方面：ITS信息通信服务、ITS信息通信基础设施、ITS终端设备的市场前景作出了预测。根据该预测，从2000年到2015年日本的ITS累计市场规模可达5000亿，并创造出107万个就业岗位。下图即为日本ITS信息通信相关市场预测图：
