隨著經濟的快步發(fā)展,智能交通技術已深入各個城市,為城市交通管理作出巨大的貢獻,如智能車載技術。車載系統(tǒng)是實現交通運輸管理的重要組成部分,它既能為相應的ITS子系統(tǒng),如交通管理、貨運管理、公交管理等提供所需要的信息源,也是各相關管理及服務提供子系統(tǒng)向車輛發(fā)送控制或誘導指令的目標執(zhí)行地,這類信息包括:車輛部件狀態(tài)信息,道路基礎設施狀態(tài)信息,運輸與貨物狀態(tài)信息,電子不停車繳費信息,以及車輛預碰撞告警信息等。因此,對ITS車載系統(tǒng)結構的技術研究極為重要?!?/p>
一、車載系統(tǒng)應用需求分析
隨著我國經濟的持續(xù)發(fā)展及人民生活水平的不斷提高,人們對交通的需求與日俱增。安全、高效、節(jié)能及環(huán)保成為對交通的基本需求,其中,交通安全及高效又成為重中之重。通過快速獲取交通及貨物的實時數據,并根據這些數據對交通進行必要調整,可以大大提高交通運行的安全及效率。車載系統(tǒng)是為交通系統(tǒng)提供數據及執(zhí)行交通策略的重要設施之一。
交通客戶大體分成三類,即交通監(jiān)管部門、運輸管理行業(yè)和車輛使用人員。根據對交通應用的需求不同,決定了車載設備為每類用戶提供服務所需要的系統(tǒng)功能及性能也不同。
1. 交通監(jiān)管部門可分為政府監(jiān)管部門及交通管理部門,前者關心道路基礎設施及道路運輸的宏觀數據,包括道路基礎設施的運營狀態(tài)、重要車輛(如特殊車輛是否違章等)的運營監(jiān)控等;而交通管理部門更關心道路運營的實時狀況,以便調整相應的交通管制策略。
2. 運輸管理行業(yè)關心的是其所管轄的車輛及承運貨物的安全狀況及運營效率,道路為其提供的服務效率(如電子篩選、電子通行證等),以及駕駛員的工作狀況的動態(tài)監(jiān)督等。
3. 車輛使用人員包括駕駛員和乘客,駕駛員關心的是車輛本身運轉及其周邊環(huán)境的實時狀態(tài)等,旅客則關心旅行途中為他們提供的信息及娛樂服務等。
用戶對車載系統(tǒng)的不同需求在系統(tǒng)上的體現就是應用子系統(tǒng)對車載系統(tǒng)、網絡以及主機等功能及性能需求的差異。
上述用戶對車載系統(tǒng)的性能需求是不一樣的。如對時延的需求,政府監(jiān)管需求可能長達數分鐘,交通管理可能需要數秒鐘;運輸管理對時延的要求隨著應用不同而異,對運輸過程管理(如運輸路線的偏移)的需求可能數秒鐘,而高速運行下的電子不停車收費的需求僅在毫秒級;駕駛員所需要的車輛碰撞預警信息必須在毫秒的范圍內發(fā)出及接收。車載系統(tǒng)多樣化的用戶應用需求決定了車載系統(tǒng)的實現技術極其復雜。
二、車載系統(tǒng)在ITS結構中的位置
智能交通系統(tǒng)(ITS)是通過使用計算機技術、電子傳感器技術、信息技術、通信技術等技術,結合交通行業(yè)對人、車、路的管理策略及規(guī)則,能為行業(yè)用戶(政府、交通管理部門、運輸組織以及出行用戶等)提供實時的道路信息及控制的系統(tǒng),這些信息包括道路使用狀況、事故處理狀況、車輛部件運行狀況等信息,這些信息經相關應用子系統(tǒng)處理后,可以通過調控交通信號或標志的方式,對交通流進行實時控制或誘導,在保證交通安全的基礎上保持交通的順暢,進而提高交通基礎設施的效率。目前已實施的電子不停車收費系統(tǒng)ETC即為一例。
隨著交通網絡的不斷擴大,對路段間、地區(qū)間甚至省際間的交通協(xié)調,以及不同部門(如交通、安監(jiān)、公安、醫(yī)療和救援等)對交通事件處理的協(xié)調(如組織大型活動、事故處理、應急搶險等)的需求與日俱增。這就要求ITS的實施必須按照頂層設計,使用系統(tǒng)工程的方法進行,否則,必然為后續(xù)的全局交通運營管理造成困難,甚至可能導致嚴重的前期投資失誤。
智能交通系統(tǒng)(ITS)的框架結構為智能交通系統(tǒng)的設計提供了一個公共的框架。它既不是一個系統(tǒng)設計也不是一個設計理念,它僅僅為開發(fā)設計方案提供框架標準。該結構定義了用戶服務功能;實現這些功能的物理實體(子系統(tǒng)),物理實體之間聯(lián)系的接口及信息流;支撐這些信息流交換的通訊系統(tǒng)結構。
按照用戶服務功能,歸納出若干個物理實體(子系統(tǒng))。根據實體所處的位置劃分成四種類別,即用戶、中心、路邊及車載設備。隨著電子技術及信息技術的飛速發(fā)展,IT車載設備已從過去的單一應用向多功能轉化。因此,用車載系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)車載設備的提法可能更確切。
三、我國車載系統(tǒng)應用現狀
目前,我國對車載系統(tǒng)的研究及應用處于初期階段,由于單一的車載設備只能用在單一的應用系統(tǒng),因此更確切地說,我國目前并沒有出現支持多功能的車載系統(tǒng),只有功能單一的車載設備,即單一的車載終端服務于單一的系統(tǒng)應用。
我國目前實施的需要車載設備支持的應用系統(tǒng)包括如下幾個方面。
1. 電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)在全國已部署了較長時間,盡管使用的技術及標準隨著技術的快速發(fā)展,可能需要進一步更新。
2. 交通運輸部最近實施的“兩客一危”(長途客車、旅游客車和危險品車輛)車輛監(jiān)控系統(tǒng)。“兩客一危”車輛監(jiān)控系統(tǒng)的管理層次為四層:國家層、省(直轄市,自治區(qū))層、企業(yè)(運輸服務運營商或大型企業(yè)運輸管理部門)層以及車輛層。系統(tǒng)主要功能是為政府監(jiān)管部門對兩客一危車輛進行實時監(jiān)管服務。平臺及終端的硬件及通信標準包括:JT/T794、JT/T796、JT/T808和JT/T809。其中,JT/T794定義車載終端硬件標準;JT/T796定義管理系統(tǒng)平臺硬件標準;JT/T808定義車載終端與上級平臺的通訊標準;JT/T809定義不同層次管理平臺之間的通訊標準。
3. 近期潛在使用車載設備的應用系統(tǒng)可能包括交通運輸部治理超載超限系統(tǒng)以及城市公共交通管理系統(tǒng)等。
四、結束語
我們知道,對ITS車載系統(tǒng)結構的技術研究既不能孤立地研究車輛本身,把車載系統(tǒng)應用范圍限制在車輛內部,成為與ITS整體系統(tǒng)無關的孤島,也不應孤立地研究單個子系統(tǒng)。而是,必須采用系統(tǒng)工程的思想,從ITS整體結構出發(fā),分析使用車載系統(tǒng)的各個應用需求,共享車載系統(tǒng)及通信系統(tǒng)的硬件資源,形成一體化的體系結構。逐步改變我國當前使用車載設備的應用系統(tǒng)(如ETC、治超等),不同應用子系統(tǒng)在同一臺車內,配備不同物理車載設備的狀況。