隨著城市人口的增長,交通堵塞、污染、道路傷亡等問題將隨之增長。目前,世界上超過一半的人口都生活在城市里(54%),并且在未來幾年中增長有望加速1。交通堵塞給全球經(jīng)濟造成的代價也在增長,據(jù)估計,2013年至2030年之間,歐洲和美國將為之付出4.4萬億美元2?;ヂ?lián)程度更高的車輛和基礎(chǔ)設(shè)施(即智能交通系統(tǒng) – ITS)為這些問題提供了一種可行的解決方案,可以打造出一個更安全、更環(huán)保、更高效的智能道路網(wǎng)絡(luò)。
車輛對車輛(V2V)和車輛對基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)——統(tǒng)稱為V2X——是為ITS奠定基礎(chǔ)的關(guān)鍵技術(shù)之一。V2X通過無線互聯(lián)網(wǎng),可在車輛與環(huán)境之間實現(xiàn)臨時數(shù)據(jù)交換——換言之,該技術(shù)使車輛可以相互之間實現(xiàn)互動,還可與2000米范圍內(nèi)的交通燈、路標(biāo)等周圍基礎(chǔ)設(shè)施進行互動。在此基礎(chǔ)上,車輛就可以提醒駕駛員注意可能的交通問題,甚至可以做到超視距;如此,駕駛員就可以相應(yīng)地調(diào)整,以避開事故或擁堵區(qū)域。提醒內(nèi)容可能包括十字路口盲區(qū)碰撞、道路狀況危險、道路施工、存在救急車輛、靜態(tài)或緩慢移動的車輛、交通堵塞、事故警告,以及交通信號或標(biāo)志指示。
這聽起來很像是未來的場景,但是,V2X芯片組已于去年實現(xiàn)量產(chǎn)(恩智浦半導(dǎo)體),并且汽車制造商已經(jīng)開始部署這種芯片組,通常要配合高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)(即雷達)等輔助技術(shù)使用。因此,裝有V2X技術(shù)的車輛最快可能在2016年實現(xiàn)商用。此項技術(shù)的巨大潛力已經(jīng)受到世界各地政府的重視,許多政府高調(diào)地實施了大量V2X試驗。
ITS走廊——奧地利、德國和荷蘭
2013年,奧地利、德國和荷蘭政府簽署了一項《諒解備忘錄》,要打造歐洲第一個ITS走廊。該項目定于2016年竣工,將在鹿特丹、法蘭克福和維也納之間建成裝有智能交通系統(tǒng)、長1300公里的道路。
該跨境項目側(cè)重于利用可通過車載裝置警告駕駛員的技術(shù),使駕駛員獲知正在接近施工路段。這樣,駕駛員就可以改變路線或減速,既有利于提高道路安全,又有助于改善交通流。在走廊中,裝有新型車載設(shè)備的汽車也會把實時道路交通信息傳輸至交通控制中心。借助GPS系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確位置,中心將準(zhǔn)確了解特定區(qū)域的最新交通狀況,并更加有效地管理各個流程。
2014年,項目的技術(shù)合作伙伴(包括西門子、恩智浦半導(dǎo)體、Cohda Wirless和本田公司)與三個國家的警察和公路管理機構(gòu)密切合作,負(fù)責(zé)在走廊沿途進行“通信汽車”試驗。在慕尼黑、維也納和赫爾蒙德試驗場進行的演示表明,新技術(shù)可以提醒駕駛員注意道路表面濕滑、人行橫道、車輛行駛緩慢等警告信息,還能提醒注意即將到來的救急車輛、限速、前方車輛剎車等;這樣,駕駛員即可采取必要的預(yù)防措施,避免發(fā)生不必要的事故。
在ITS走廊的荷蘭部分,荷蘭政府與恩智浦半導(dǎo)體等合作伙伴進行了合作,借以證明ITS技術(shù)在緩解許多繁忙公路面臨的核心問題方面的價值:由駕駛員駕駛行為和制動,而非事故導(dǎo)致的“幻象”交通堵塞。荷蘭稱為“Spookfiles”的問題占荷蘭全部交通堵塞的20%。預(yù)防或者緩解這種擁堵,有助于荷蘭實現(xiàn)交通管理目標(biāo),提高現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的利用率,避免建設(shè)新道路的投入。
赫爾蒙德
在市區(qū),優(yōu)化對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率是采用ITS的主要目標(biāo)之一。赫爾蒙德市參與了Compass4D項目,該項目為期三年,旨在展示智能交通系統(tǒng)可以為公民、城市管理和企業(yè)帶來的各種具體優(yōu)勢。參與試驗的車輛超過600輛——包括公共汽車、出租車、救急服務(wù)車輛和私家車——跨越赫爾蒙德市和6個其他歐洲城市,車上都安裝了具備互操作能力且能與路側(cè)裝置實時“通信”的車載裝置。這些車輛的駕駛員會收到這些裝置發(fā)來的提醒信息,借以提高能效比和道路安全性。全部服務(wù)分為三大類:
闖紅燈——在其它車輛闖紅燈或即將闖紅燈(包括救急服務(wù)車輛)時的警示,或駕駛員是否存在闖紅燈的風(fēng)險。還會提醒駕駛員注意在綠燈通行時,留意同在行駛的附近其他車輛和容易受到傷害的其它道路使用者(行人、自行車)
道路危險警告——靜態(tài)危險(如道路施工),或動態(tài)危險(包括前方車輛突然剎車)
十字路口節(jié)能——提供交通燈序列信息,比如“綠燈倒計時”或“紅燈倒計時”
有了這些信息,駕駛員就可以更加清楚地了解其周圍的環(huán)境,有更多的時間對潛在的危險情況作出反應(yīng),以防撞車。另外,可增加在交通燈處的反應(yīng)時間,并且知道在等待時間較長時關(guān)閉發(fā)動機,這樣做可以減少擁堵和污染。試驗將于2015年12月結(jié)束,但赫爾蒙德市和Compass4D項目的其他合作城市已經(jīng)決定在項目階段結(jié)束之后繼續(xù)提供這些服務(wù)。
赫爾蒙德市還參與了歐洲的一項試驗,其目的是提高燃油效率,使卡車碳排放量減少25%。Freilot運用V2X技術(shù),使得赫爾蒙德市主要直通公路(Europaweg Kasteel-Traverse和Deurneseweg)上的14個交通燈能與卡車和消防車上的車載設(shè)備通信。這些車在交通燈處享有優(yōu)先通行權(quán),并能根據(jù)周圍的交通狀況收到車速建議,以確保最佳效率。系統(tǒng)還允許卡車駕駛員在交通繁忙的城市里預(yù)訂裝載空間,以節(jié)省寶貴的時間。試驗于2010年啟動,成效顯著,該市決定將這套機制繼續(xù)實施下去。里昂、畢爾巴鄂和克拉科夫也參與了該項目。
漢堡
V2X系統(tǒng)是安全、高效的群車行駛管理的核心促成因素,在這種情況下,貨運卡車行駛時,它們之間的間距非常小,因而可以優(yōu)化氣流,形成便于車輛前行的低壓氣穴,從而節(jié)省能源、降低油耗。借助這種技術(shù),車輛可以相互通信;當(dāng)?shù)谝惠v車剎車時,其他車就會自動剎車,無需駕駛員干預(yù)。如此,車輛就能以最佳間距(40至50英尺)行駛以保持最佳效率,即使高速行駛在高速公路上也能如此,不會損失安全性。
當(dāng)然,車輛需要在整個旅途中保持隊形,在通過交通燈時,這是非常難以做到的。另外,在以車隊行駛時,需要一輛車排頭。以車隊形式行駛時,目前已經(jīng)可以從多方面改善交通流。在漢堡港進行的一次試驗演示了實現(xiàn)這一目標(biāo)的方法。五輛貨運卡車組成一個車隊,車上都安裝了恩智浦出品的車載V2X裝置,這些裝置可以與港口周圍的交通燈通信,并能相互通信。這意味著,交通燈“知道”哪些車屬于車隊,可以在紅燈亮之前,確保整個車隊順利通過。卡車駕駛員可通過一個小屏幕,隨時了解其周圍的其他卡車。
試驗同時展示了智能交通系統(tǒng)如何保護學(xué)童等脆弱的道路用戶。通過在校服里集成RFID標(biāo)簽,路側(cè)裝置可以在學(xué)童橫過公路時檢測出來,相應(yīng)地調(diào)整交通燈,并向裝有車載裝置的車輛發(fā)送提醒消息。
雖然試驗只進行了一天,但漢堡港計劃在不久的將來部署永久性智能交通系統(tǒng)。開始時,將在一個十字路口部署路側(cè)裝置,在30輛卡車上安裝車載設(shè)備;2016年,則會擴展到10個十字路口和最多200輛卡車。另外,恩智浦已經(jīng)開始與漢堡的校服生產(chǎn)商協(xié)商把RFID標(biāo)簽集成到校服中。該項目將在全市范圍內(nèi)展開,可以大幅提升學(xué)童通過公路時的安全性。
對汽車工業(yè)以及整個社會來說,互聯(lián)網(wǎng)的融合以及智能交通系統(tǒng)的誕生可謂關(guān)鍵。毫無疑問,智能移動將減少人為錯誤(這類錯誤導(dǎo)致了當(dāng)今90% 的交通事故),提高道路安全性,減少擁堵,提高能效(全球每年在這方面的支出高達數(shù)十億美元)。
當(dāng)然,將汽車系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)整合起來也存在風(fēng)險。如果系統(tǒng)被黑客攻擊并被饋入錯誤信息,或者被用來執(zhí)行某些任務(wù),則可能造成致命性后果。因此,工業(yè)界需要通力合作,確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性。同時還要加強隱私保護,不能跟蹤駕駛員駕駛行為之外的個人信息。這些關(guān)鍵問題將決定消費者的信任,決定互聯(lián)自動駕駛汽車的廣泛普及,而這類汽車是打造更安全、更環(huán)保、更高效的道路網(wǎng)絡(luò)的必備條件。恩智浦擁有領(lǐng)先的安全和身份識別技術(shù),是挫敗攻擊、提高交通安全性、保護用戶的絕佳選擇。
正如已經(jīng)實施的試驗所證明的那樣,ITS擁有眾多優(yōu)勢,我們不能對其視而不見。工業(yè)界目前需要開展標(biāo)準(zhǔn)化工作,設(shè)法取得制造商和消費者的信任,全面實現(xiàn)各種優(yōu)勢。Car2Car聯(lián)盟、ETSI以及歐盟委員會高層ITS顧問小組等團體將在此過程中發(fā)揮推動作用,世界各地ITS試驗取得的成功經(jīng)驗亦是如此。