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第二节 日本智能交通发展经验借鉴
一 日本推进智能交通发展的政策
(一)围绕道路交通重点领域起步
日本的ITS研究与应用开发是围绕车辆信息与通信系统、不停车收费系统、先进道路支援系统等起步的。日本从国家规划、部门协调、技术研发、标准统一等方面推进,高度关注重点方向的产业发展,大力推动新技术应用。
日本早在1973年就开始对智能交通研究,直到1994年1月成立了由警察厅、通商产业省、运输省、邮政省、建设省五个部门支持的车辆·道路·交通智能化推进协会(VERTIS),目的是促进日本在ITS领域中的技术、产品的研究开发及推广应用。VERTIS设立了未来30年的目标是:减少道路交通死亡事故一半以上,有力解决交通拥挤问题,降低汽车能源消耗及尾气排放。
(二)全面构建智能交通体系框架
1996年7月,VERTIS联合制定了《日本智能交通框架体系》。日本智能交通框架体系包括交通管理系统、车辆导航系统、自动收费系统、安全驾驶系统、交通组织优化系统、公共交通信息系统、行人辅助系统等组成部分。目前日本交通管理系统已经实现全国联网,日本全国47个都道府县都设有交通控制中心,实现对所有道路交叉路口的监控和信息自动处理,通过信息显示板、广播电台、路侧广播实施、智能手机终端等设备发布提示,以实现优化交通组织、调配交通流量、改善道路通行状况的目的。为推广应用ITS的研究成果,日本还先后制定了Smartway(智能道路)计划和Smartcar ASV(Advanced Safety Vehicle,先进安全型汽车)计划,目的是创造综合ITS 技术高效的、安全的通行环境。
表2-2 日本智能交通框架体系(1996年)
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(三)同步推动铁路智能化发展
日本的智能交通体系框架总体结构偏向道路运输,但在实施过程中非常注重各运输方式的信息互联互通。同时,日本也非常强调智能铁路的发展早在2000年开始推动新一代铁路智能运输系统研究(Cyber Rail),力图构建一个通用的标准或体系框架实现不同铁路信息服务的统一,推动联程联运旅客辅助服务,以需求为导向构建铁路相关信息发布和交换的通用平台。在铁路智能化方面,日本主要是以企业为主体结合需求来推动智能化发展。如日本JR东铁路公司制定了《技术创新中长期规划》,通过智能化升级重点推动铁路安全保障、强化服务和营销、优化运用维护、注重能源和环境等。
(四)构建职能分工清晰的管理体制机制
在管理体制方面,日本与智能交通发展相关的部委主要包括内阁官房、内阁府、警察厅、总务省、经济产业省和国土交通省等六部委。其中警察厅的主要任务是推动智能交通管制和保障出行安全。总务省主要是提供通信频道和点播等相关技术及系统研发支撑。经济产业省主要负责推动智能交通相关产业的发展,近年来对自动驾驶产业化、自动驾驶标准及普及基础建设做了大量的工作。国土交通省主要工作任务是推动智能交通相关基础设施的建设。
二 日本智能交通发展的情况
(一)日本智能交通发展的主要特征
日本的智能交通发展经历一条与美国不尽相同的道路,其发展理念具有很大差别。日本的智能交通发展主要是以市场为引领,特点是研发阶段周期短,投入使用快。新的智能交通技术尽量去兼容原有的系统,在发展中不断改进原有系统,普通民众也能够马上享用智能交通的研发成果。
(二)日本智慧道路服务快速迭代演进
近年来,日本主要围绕车路协同开展研究,加强了无线通信技术在ITS领域的应用,并开展了交通对象协同式安全控制技术研究。VICS(Vehicle Information and Communication System)是日本智能交通最为成功的一套服务产品。日本于1995年开始在个别城市进行应用试验,1996年在东京地区开始服务,现已覆盖日本全国,截至2011年,装载VICS装置、接收VICS服务的日本汽车已经超过了3000万台,渗透率接近50%。目前,日本的ETC系统经过近20年发展,到2020年3月全国收费公路通行车辆的ETC使用率高达92.9%;日本还在2014年10月将“智能交通服务点服务”改为“ETC 2.0服务”,全面开启了ETC 2.0建设,在城际间道路和城市道路分别每隔10-15公里和4公里设置了ETC 2.0装置,实现收取通行费到提供综合驾驶服务的提升,通过车载ETC设备与路侧智能交通设施间的信息交互提供路况等信息,同时为规避拥堵区域的用户提供ETC通行优惠,提升了利用行驶路径信息的服务水平并丰富了第三方服务的内容。
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图2-1 日本ETC 2.0系统服务功能一览
表2-3 日本智能交通发展历程一览
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(三)自动驾驶是日本智能交通发展的重点之一
日本不仅将自动驾驶作为其汽车产业国际竞争力的重要支撑,同时也将自动驾驶作为应对老龄化、少子化的重要措施。2017年6月,日本警察厅颁布了《远程自动驾驶系统道路测试许可处理基准》,将汽车的远程监控员定位为远程存在、承担道路交通法律法规责任的驾驶人,并且允许自动驾驶车辆在驾驶位无人的状态下进行上路测试。日本各政府部门在推动自动驾驶方面取得了较多成效。2017年起,经济产业省和国土交通省分别开始在老龄化严重的数十个农村地区开展L4自动驾驶车辆的应用服务和试点,以公路服务区为基点,面向周边辐射范围内众多老年居民,展开了固定线路自动驾驶服务的长期试点,为深度老龄社会的交通出行难题提供了急需的解决方案。2017年12月,软银公司在东京的部分区域使用L4自动驾驶公共汽车提供出行服务。2018年3月,日本在横滨由尼桑汽车使用L4自动驾驶技术提供出租汽车服务,计划2020年将这一服务扩展到全国。丰田汽车还计划在东京奥运会为观众提供自动驾驶的出租汽车。
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图2-2 软银东京L4自动驾驶公共汽车
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图2-3 日本自动驾驶发展路线图
日本主要采用5.8GHz作为路侧和车载节点通信的频点,在减少交通事故和提升交通效率方面起了很大的作用。与欧美不同,日本的车车通信起步较晚,目前已经把原无线广播电视用的700MHz部分频段也分配给车车通信专用,希望能达到更好的数据交互效果。
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图2-4 日本自动驾驶实证实验场所位置
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图2-5 日本测算公交车、出租汽车采用自动驾驶后运行成本情况
资料来源:日本运输综合研究所
(四)日本铁路智能化发展情况
在铁路方面,日本已经基本完成了铁路数字化的建设,实现铁路与其他交通运输方式的互联互通,并实现铁公、铁空等的联程联运。未来的JR东日本铁路的旅客服务系统可以提供客流和车辆设备信息,实时提供公交车、出租车等其他交通工具及气象等信息,为旅客提供个性化定制信息服务。逐步实现铁路系统“状态修”实用化,利用智能机器人和人工智能的辅助技术来提高铁路运营维护水平。同时逐步建立从发电到输变电和配电的全过程铁路能源管理网络平台,综合利用可再生能源和节能蓄能技术为铁路提供服务。