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1汽車交通環(huán)境急待根本性的和革命性的改善

其原因是:

1.1汽車數(shù)量不斷增長(zhǎng)

汽車交通量若以行駛里程計(jì),預(yù)計(jì)到2010年,歐洲還會(huì)增長(zhǎng)40%,其原因是汽車有它獨(dú)特的優(yōu)越性,諸如:它能使車主具有機(jī)動(dòng)自主性、隱蔽保密性、靈活適應(yīng)性以及在較大的范圍內(nèi)和較長(zhǎng)距離內(nèi)的方便可達(dá)性。同時(shí),預(yù)計(jì)新建公路的增加卻會(huì)受到一定的限制。

1.2驚人的車禍

1992年美國(guó)全年由警察系統(tǒng)報(bào)告的車禍統(tǒng)計(jì)數(shù)為“0萬(wàn)件,它使350萬(wàn)人受傷,5萬(wàn)人重傷或死亡;造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)700億美元。

歐洲的統(tǒng)計(jì)數(shù)也類似。每年車禍?zhǔn)軅藬?shù)為170萬(wàn)人,5.5萬(wàn)人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)630億美元。

1.3嚴(yán)重的交通堵塞

這是汽車交通當(dāng)今最為嚴(yán)重,最為棘手,最迫切需要解決的大問(wèn)題。‘這個(gè)問(wèn)題如能完滿解決將給汽車的交通環(huán)境帶來(lái)根本改善。

據(jù)美國(guó)統(tǒng)計(jì),由于堵車造成的國(guó)民生產(chǎn)總值的損失每年為1000億美元。此外,由于坐待解堵所損失的燃油為每年20億加侖。從單個(gè)汽車來(lái)看,經(jīng)濟(jì)車速一般是在60~80km八的勻速行駛。車速若達(dá)150km/h或僅20km/h,則單位里程油耗都將增加50%,而在停停開開的擁擠路上,油耗將增加一倍之多。

2改善汽車交通環(huán)境的總思路

從現(xiàn)在歐洲和美、英等國(guó)當(dāng)前正在進(jìn)行的研究開發(fā)性的改革工作總體來(lái)看,大致可以概括成以下幾個(gè)要點(diǎn):

(1)把汽車本身、其駕駛者、當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐慕煌▽?shí)際這三者進(jìn)行主動(dòng)積極的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào),力圖使這三者不再作為孤立的、分散的和被動(dòng)的對(duì)象,而是把它們作為積極主動(dòng)和有機(jī)整體的參與者,進(jìn)行汽車交通環(huán)境的總體根本性的改革;

(2)改革所采用的手段是采用先進(jìn)的電子技術(shù),以圖象、文字、聲光等作為通訊方法,包括電子、激光、紅外、紫外、雷達(dá)、電子計(jì)算機(jī),甚至衛(wèi)星通訊系統(tǒng)等最先進(jìn)技術(shù)都屬積極采用的手段;

(3)先從立竿見影,短平快下手,盡快把研究成果變成商品出售使用。例如:光從人和車的安全措施方面下手,繼后提高行車效率,主動(dòng)避開前方障礙和交通堵塞,保證順利迅速到達(dá)行車目的地,進(jìn)而對(duì)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的車流進(jìn)行監(jiān)控和協(xié)調(diào),以保證全體車輛都能做到高速穩(wěn)流通暢地行駛,真正達(dá)到汽車交通環(huán)境的根本性和革命性的改善。也即先易后難,先個(gè)別逐步到成套,分期開發(fā)、突破;

(4)本項(xiàng)目由于牽涉面廣、規(guī)模龐大、技術(shù)復(fù)雜,開發(fā)資金要得多,而初期又難于獲利,且一旦實(shí)施起來(lái)又必然涉及的面很廣,必然會(huì)從小區(qū)域到大區(qū)域,從本國(guó)而達(dá)跨國(guó),所以解決的辦法在歐洲必然會(huì)導(dǎo)致把有關(guān)各國(guó)的國(guó)內(nèi)力量和國(guó)際力量組織起來(lái),采用集中領(lǐng)導(dǎo)、集體統(tǒng)籌作戰(zhàn)的辦法,統(tǒng)一思想計(jì)劃和步調(diào),分工負(fù)責(zé),協(xié)調(diào)開發(fā),各自發(fā)揮自己的專業(yè)特長(zhǎng),分批分階段地按期完成;

(5)由于以上各種特點(diǎn),所以凡開發(fā)出來(lái)的技術(shù)成果必須通過(guò)實(shí)地試驗(yàn),專家們現(xiàn)場(chǎng)評(píng)議,確是達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)后,再進(jìn)行小規(guī)模試行,再推廣使用。

3當(dāng)前參加此類項(xiàng)目開發(fā)工作的組織情況及其成果近況

這里從歐、美、英三個(gè)方面分別來(lái)報(bào)道。

3.1歐洲方面

1986年歐洲為對(duì)汽車交通環(huán)境進(jìn)行根本性改善設(shè)立了名叫普羅米修斯項(xiàng)目(PRoME-THEuS),其意為:具有最高效率和史無(wú)前例,安全的歐洲交通工作計(jì)劃,這個(gè)名稱很全面且很貼切地表達(dá)了本文上面所述的種種。組織起來(lái)參加該工作項(xiàng)目的有歐洲14家大型汽車制造商,包括BMw、Daimle一Benz、Fiat、Ford、Jaguar、Matra、OPel、Porsehe、PSA、Renault、Saab、Steyr一Daim!er一Pueh、Volvo等公司以及70家包括電子、汽車零部件、遙控通訊等廠商和120家大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)。其1994年的開發(fā)預(yù)算為6.5億歐洲貨幣單位(ECU),這不包括各有關(guān)國(guó)家政府及大廠商的專門財(cái)政支助。]991年g月在菲亞特公司的試車場(chǎng)作了普羅米修斯初步成就的示范表演,與會(huì)者眾多,各有關(guān)國(guó)家的政府要員、各大企業(yè)、社會(huì)公眾團(tuán)體、報(bào)刊等新聞媒介都來(lái)了人。初步開發(fā)的成果其功能很令人滿意。在該成果演示會(huì)上又作了進(jìn)一步?jīng)Q定,要求大家進(jìn)一步加強(qiáng)集體的協(xié)同作戰(zhàn)。在1998年以前,使整個(gè)項(xiàng)目在系統(tǒng)上具備相當(dāng)?shù)耐暾潭群统商姿健Ｍ瑫r(shí),會(huì)上又確定了該項(xiàng)目的中期(1998年以前)及近期的工業(yè)化項(xiàng)目,使開發(fā)出來(lái)的項(xiàng)目及早滿足市場(chǎng)需要,科技成果盡快變成商品生產(chǎn)。

3.2美國(guó)方面

1983年美國(guó)有一家ETAK公司就已致力于用電子技術(shù)改善汽車交通環(huán)境。由于本文第二節(jié)第4項(xiàng)所提到的集體行動(dòng)之客觀需要,美國(guó)于1990年成立了美國(guó)智能汽車及公路協(xié)會(huì)(IvHS),以便協(xié)調(diào)開發(fā)所謂的智能汽車及公路系統(tǒng)(SMART)工作。參加會(huì)員單位已達(dá)四百多個(gè),包括Motorala、GM、Allied一Signal、AT乙T、chrysler、Ford、3M、Raytheon、RockwellIntemational、TaxasInbstrunien等公司。該協(xié)會(huì)曾于1991及一992年前后兩次召開全體會(huì)議,并展示了很多開發(fā)成果。僅美國(guó)聯(lián)邦公路管理局于1994年撥給sMART項(xiàng)目的支助金就達(dá)一億美金。

3.3英國(guó)方面

英國(guó)往往在國(guó)際事務(wù)中采取自我孤立的態(tài)度,沒有參加歐洲的普羅米修斯計(jì)劃,也無(wú)它自己的系統(tǒng)性的整體計(jì)劃。不過(guò)英國(guó)倒有兩個(gè)較突出的有關(guān)項(xiàng)目:一是1988年12月英國(guó)議會(huì)正式批準(zhǔn)公布的Auto一guide項(xiàng)目;二是同年成立的TrafficMaster項(xiàng)目。另外,英國(guó)參加了歐共體協(xié)作項(xiàng)目“DRIvE”,這是歐洲普羅米修斯項(xiàng)目之補(bǔ)充。

4歐、美、英已開發(fā)出的新成果簡(jiǎn)介

歐洲普羅米修斯計(jì)劃是一個(gè)龐大的一攬子計(jì)劃,共分三個(gè)大類,總共“”個(gè)子項(xiàng),分頭分期開發(fā)。這里介紹三大類的標(biāo)題,它們是:

—關(guān)于保障安全的設(shè)施類;

—關(guān)于促使路上整體車流諧和行駛的設(shè)施類;

—關(guān)于對(duì)商業(yè)運(yùn)輸車隊(duì)車輛實(shí)現(xiàn)即地監(jiān)控調(diào)度管理方面的設(shè)施類。歐、美、英取得的新成果有:

4.1增強(qiáng)駕駛?cè)藛T視感的電子系統(tǒng)

汽車在行駛途中,在能見度不良的情況下,包括在夜晚昏暗、雨、霧、雪迷茫中行駛,若采用了本設(shè)施可以使駕駛?cè)藛T眼前的行駛前方的景象能見度增強(qiáng)。其方法是多樣的,包括利用紫外、近紅外、熱感、選通增輝門電路攝象等方法。其中,已開發(fā)成功正在試用的一種是通過(guò)安裝在車內(nèi)駕駛位置上方的攝象機(jī),在能見度不良情況下攝取車前方行駛道范圍內(nèi)的景象,在攝象機(jī)內(nèi)把攝到的景象給以增強(qiáng)亮度。同時(shí),把此已增輝的景象顯示在駕駛?cè)藛T眼前正前方的一塊透明的屏幕上。正因?yàn)樵撈聊皇且粋€(gè)透明的板,所以駕駛?cè)藛T自己眼前所看到的行駛前方是他自己的直視真象,二是攝象機(jī)所攝已增輝之景象,該兩景象被調(diào)到完全重合,因而使在駕駛?cè)藛T的眼里仿佛前方景象真的明朗起來(lái)了。

4.2視覺技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)(vITA)

這是以奔馳公司為首正在開發(fā)的中、長(zhǎng)期項(xiàng)目。其最終達(dá)到的目標(biāo)實(shí)際上是一種電子自主制導(dǎo)汽車行駛的裝置。其初期的目標(biāo)是一種電子安全行駛的裝置。主要是協(xié)助駕駛?cè)藛T保持與前車之車距,控制自己的車速。其遠(yuǎn)期目標(biāo),將發(fā)展成凡行駛中的車輛皆能受控又能自動(dòng)自主地進(jìn)行行駛,以達(dá)到高速穩(wěn)流,使整個(gè)汽車交通的組織管理水平達(dá)到完善的地步。這里介紹的是屬于其初期目標(biāo)的開發(fā)成果。在車內(nèi)駕駛位置的上方裝有一個(gè)變焦攝象機(jī),它按前方遠(yuǎn)近目標(biāo)自動(dòng)變焦,攝取的景象化成數(shù)字碼輸入車中的電算機(jī)內(nèi)。電算機(jī)撇開前方道路以外的無(wú)關(guān)景象,將道路上有關(guān)有用的景象進(jìn)行處理,以100微秒的速度完成一次閉路監(jiān)控,包括動(dòng)態(tài)連續(xù)不斷地下達(dá)指令給諸如油門、剎車、轉(zhuǎn)向等系統(tǒng),當(dāng)然還把處理好的信息傳給駕駛員。這個(gè)系統(tǒng)的功能是首先做到提供給駕駛?cè)藛T一個(gè)實(shí)時(shí)的建議或警告,說(shuō)明前方有無(wú)潛在的危險(xiǎn)及危險(xiǎn)已達(dá)何種緩急程度,通過(guò)駕駛?cè)藛T手動(dòng)或車上自動(dòng)裝置以緩解甚至消除這種危險(xiǎn)。并且,在緊急關(guān)頭這種裝置還能自動(dòng)強(qiáng)制介入,干預(yù)汽車的操縱以躲開和防止事故的發(fā)生。在1991年9月的vlTA成果實(shí)地表演中證明該系統(tǒng)無(wú)論在黑夜和雨中都能協(xié)助駕駛?cè)藛T做到:—自動(dòng)穩(wěn)定地跟隨前車行駛;—自動(dòng)與前車保持一個(gè)動(dòng)態(tài)的安全距離;—在拐彎時(shí),按道路曲率半徑自動(dòng)控制車速,不讓超過(guò)預(yù)設(shè)的橫向加速度;—認(rèn)出前方交叉口,自動(dòng)調(diào)控車速;—超軍時(shí)自動(dòng)保持與被超車的合理車另一種技術(shù)是美國(guó)IvHs技米公司的產(chǎn)品名叫v0RAD。這是一種車內(nèi)雷達(dá)裝里,借雷達(dá)掃描以發(fā)現(xiàn)前方不利情況,用聲光報(bào)警。

4.3自主智能巡馳控制系統(tǒng)(AlcC)

事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明大約n駁的車禍?zhǔn)怯捎谄囎睬败囁?所以,保持行駛中前后車的安全車距既是為了舒適(減小突加突減車速)也是為了安全。利用紅外測(cè)距儀最為便宜且精度可靠,近距精度0.sm,15Om遠(yuǎn)距為lm。汽車在行駛,車速在變化,所以所謂保持安全車距,確切地說(shuō)是保持一個(gè)動(dòng)態(tài)的安全距離,其功能的含義應(yīng)該是:

(1)當(dāng)前車突然剎車,后車便該立即反應(yīng),相應(yīng)剎車后,須保證不撞上前車。顯然,這個(gè)安全車距是一個(gè)動(dòng)態(tài)的函數(shù)值,由車上電算機(jī)不斷進(jìn)行計(jì)算輸出、提供,函數(shù)值的輸入顯然應(yīng)該是兩車車速,地面摩擦系數(shù)等,后者又受天氣變化而有所變化;

(2)當(dāng)前車減速,后車能立即相應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換慣性滑行或輕輕一剎,直到動(dòng)態(tài)安全車距重新建立,前后車無(wú)相對(duì)速度為止;

(3)若前車加速,則后車可在預(yù)設(shè)的車速范圍內(nèi)自動(dòng)地跟上去。

(4)若后車要求超車,則Alcc系統(tǒng)就自動(dòng)讓位于駕駛?cè)藛T自己駕駛,直到加速踏板放松后,Alcc又自動(dòng)地切入恢復(fù)其保持車距之功能。

4.4雙重模式行駛路線指南系統(tǒng)

本系統(tǒng)的功能是幫助駕駛?cè)藛T按當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)刈罾硐氲穆肪€進(jìn)行行駛,盡快到達(dá)目的地。其功能初期階段應(yīng)包含有三個(gè)內(nèi)容:

(D給駕駛?cè)藛T首先策劃一條從出發(fā)點(diǎn)到達(dá)目的地的一條最短的理想行駛路線;

(2)按此路線,駕駛?cè)藛T可以從車內(nèi)顯示器上顯示的路線圖上看到實(shí)時(shí)實(shí)地的本車動(dòng)態(tài)的位置,從而得到不間斷的導(dǎo)航,而徑直駛向目的地;

(3)按前方實(shí)際交通堵塞情況,及時(shí)通知在路上的駕駛?cè)藛T,同時(shí)建議或指引他一條前方通暢無(wú)阻礙的新路線。

為達(dá)到上述前二個(gè)任務(wù)目標(biāo)要求,其基本方法大致是:事先把一般交通地圖轉(zhuǎn)換成僅有公路線路的地圖,這樣看起來(lái)就很簡(jiǎn)單明了(恰如火車線路圖那樣)。把該圖以數(shù)字方式儲(chǔ)存起來(lái),以便隨時(shí)可以在車內(nèi)駕駛?cè)藛T的一側(cè)電算機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。車內(nèi)設(shè)有車位定位器可以連續(xù)不斷地把本車實(shí)際車位顯示在上述的線路圖上。

該設(shè)施是普羅米修斯計(jì)劃中的一項(xiàng),在1991年都靈市示范表演的結(jié)果說(shuō)明很成功。美國(guó)ETAK公司在1989年也已開發(fā)出了這類系統(tǒng),并試用成功.美國(guó)的Trallicmaster系統(tǒng)也類似于此種技術(shù),于1988年開發(fā)試用成功。

至于完成上述第三個(gè)任務(wù),則必須做到能不斷地給行駛中的汽車以前方交通形勢(shì)的信息,使駕駛?cè)藛T及早躲開前方已經(jīng)存在的交通不利形勢(shì)。為免遭堵車,駕駛?cè)藛T可以及時(shí)地重新設(shè)計(jì)出一條可能繞道但仍不失為一個(gè)可行的好路線來(lái)。其基本方法各國(guó)大致相同,大多是采用公路道旁按一定間距建立路標(biāo),其上設(shè)有收發(fā)信息的設(shè)施,各路標(biāo)與區(qū)域公路交通管理中心相聯(lián)。路標(biāo)不斷錄取駛過(guò)汽車的信息,并輸入管理中心加以集中處理后,又通過(guò)路標(biāo)把管理中心的重要信息和指令再輸回到行駛中的汽車中去。歐、美、英都正在數(shù)段有限距離的公路段上和有限的車輛中試行著這種技術(shù),效果是令人滿意的。例如屬于此類的有美國(guó)的sMART系統(tǒng)和英國(guó)的Autoguide系統(tǒng)。美國(guó)在芝加哥西北郊試行的ADvANCE項(xiàng)目、在orlendo試行的TrovTok項(xiàng)目和美國(guó)其它地區(qū)正在試行的項(xiàng)目皆屬此類。上面所述的就是所謂雙重模式行駛路線指南系統(tǒng),它將首先在繁忙路段范圍內(nèi)試用,然后再逐步推廣。

4.5信息服務(wù)系統(tǒng)

這里所說(shuō)的信息服務(wù)系統(tǒng)是對(duì)行駛中的汽車進(jìn)行多種信息服務(wù)o’從技術(shù)角度看可以采取車內(nèi)圖象顯示、文字?jǐn)?shù)據(jù)顯示、無(wú)線電傳播以及其它特殊辦法。具體的方法是可以通過(guò)建立在路旁的專門路標(biāo),或就地利用已有的路標(biāo),采用特殊周波的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò),甚至衛(wèi)星通訊系統(tǒng)和專門建立起來(lái)的區(qū)域中心站,以進(jìn)行信息的收集、處理和發(fā)送。服務(wù)的目的主要是傳播交通堵塞信息,以達(dá)到穩(wěn)定的、高效勻速的車流交通水平,提高行車安全性及高效性。此外,還可以開發(fā)種種附帶服務(wù),例如指出停車場(chǎng)位置及其當(dāng)前空位情況、公共服務(wù)設(shè)施的位置及服務(wù)內(nèi)容情況及重要的電話號(hào)碼查詢服務(wù)等等。這種系統(tǒng)歐、美、英現(xiàn)都在試用中,美國(guó)洛杉磯市santaMonica高速公路段上試行的就是這種技術(shù)。

4.6商業(yè)運(yùn)輸車隊(duì)的管理系統(tǒng)

隨著歐共體不久將轉(zhuǎn)變成歐洲聯(lián)盟,預(yù)計(jì)歐洲范圍內(nèi)的貨物運(yùn)輸量將會(huì)大大增長(zhǎng),商業(yè)運(yùn)輸車隊(duì)將進(jìn)一步發(fā)展,這就很有必要給眾多的商業(yè)性運(yùn)輸公司及其所屬車隊(duì)和車輛以自動(dòng)信息系統(tǒng)的技術(shù)革新,把貨物運(yùn)送業(yè)務(wù)提高到全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理的水平。該系統(tǒng)具體可做到事先優(yōu)化裝、運(yùn)、卸、停、貯計(jì)劃,壓縮空車?yán)锍?減少相同作業(yè)車輛的數(shù)量,優(yōu)化行駛路線,臨時(shí)緊急改變行駛路線,避免堵車,實(shí)現(xiàn)運(yùn)送和裝卸的經(jīng)濟(jì)高效。預(yù)計(jì)采用這種系統(tǒng)以后必將大大改善交通環(huán)境,于社會(huì)公眾有益,同時(shí)也降低了運(yùn)輸成本,于企業(yè)有利。.

其基本思路是建立三級(jí)層次—運(yùn)輸公司一車隊(duì)一車輛,相互裝備有自動(dòng)信息系統(tǒng)以進(jìn)行聯(lián)系,主要是實(shí)現(xiàn)自上而下的跟蹤車隊(duì)車輛,達(dá)到上對(duì)下的即時(shí)監(jiān)控,而司機(jī)僅需按即時(shí)收到的信息進(jìn)行駕駛就行了。

這里的關(guān)鍵是所有的信息,不論是上行還是下達(dá),都是不需要通過(guò)對(duì)話或手動(dòng)的辦法,而是自動(dòng)進(jìn)行的,是一種自動(dòng)數(shù)據(jù)的相互聯(lián)系,其基本的技術(shù)是對(duì)行駛中的每個(gè)車隊(duì)車輛能做到自動(dòng)識(shí)別,并能確定它們的實(shí)時(shí)位置。這是一個(gè)較龐大的計(jì)劃,是屬于普羅米修斯項(xiàng)目的一個(gè)部分,至今尚無(wú)成套成果。