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2.1 美国车路协同技术发展现状与趋势

2.1.1 美国车路协同技术发展简述

美国于2004年启动了车路集成系统VII研究计划,并为该计划制定了具体的发展目标。随后于2008 年智能交通系统世界大会期间,在纽约大街上举行了车路集成系统的综合演示,许多发达国家的主要汽车厂商都参加了演示。该演示将不同品牌的车辆混合在一起进行,展示了一幅未来实现车路/车车数据实时交互、安全让行与避碰以及自动驾驶应用的蓝图。在对车路集成系统VII开发和测试进行总结的基础上,美国于2010年推出了《智能交通系统战略计划(2010—2014)》,即IntelliDrive计划,其主要内容包括继续推进已有的车路/车车通信研究与实用化测试,开发和试验车载安全辅助系统,并更好地获取交通系统运行参数以及管理和应用数据等 [1]

在2011年10月的智能交通系统世界大会上,美国交通部(United States Department of Transportation,USDOT)再次组织了大规模的实车演示。演示地点选择在试验场,演示重点是车辆高速运行过程中超车、并线和紧急制动时车车信息交互系统的安全效能,以及出现视线阻挡、可能追尾和注意力不集中等状况下安全辅助驾驶系统的功能作用。这次演示表明车路协同系统的技术开发已逐渐走向成熟,单项技术在商品车上已经得到应用要求,但多种技术的综合应用以及与路侧系统的集成应用仍然还有较长的路要走。因此,美国政府决定从2011年开始,在密歇根州进行实施规模达到2 800余辆车的运行测试实验 [2, 5]

2012年8月,美国交通部发布了《智能交通系统战略计划(2010—2014):2012年进展》 [1] ,对其2010年版的智能交通系统战略五年计划进行了调整。在新的计划中不再使用IntelliDrive名称,而采用Connected Vehicle作为车路协同相关研究的总称。该战略计划中提到,目前Connected Vehicle总体研究已经进入示范阶段,基于安全的专用短程车车通信技术初步取得成果并建立了典型应用;将移动数据通信技术纳入智能车路协同系统构架中,但目前还未有成熟的研究成果。

综上所述,美国的车路协同研究已取得了重要进展,目前专用短程通信技术已经初步应用于基于安全的车车通信,移动数据通信技术已纳入研究范畴,但其他通信技术还未在考虑之列,车路协同系统应用的大环境仍需时日才能变成现实。

2.1.2 车路集成系统与智能驾驶项目

车路集成系统VII由美国联邦公路局、美国州公路与运输官员协会(AASHTO)、各州运输部、汽车工业联盟、美国智能交通协会(ITS America)等一系列联合机构组织实施,以道路设施为基础,致力于通过通信技术实现汽车与道路设施之间的信息交互与集成。计划项目实施后在美国公路上部署25万处数据服务点,2亿辆车安装车载装置,能够实现减少路口碰撞、变换车道碰撞和追尾事故,并提供实时的交通信息服务和电子收费。该项目原计划于2005年推出实用的相关产品,2008年进行评估并决定是否在美国全国部署。根据项目的实际进展情况,2007年美国运输部决定将评估和决策时间推迟到2010年 [4]

VII计划主要包括智能车辆先导计划(IVI)、车辆安全通信计划(VSC)和增强型数字地图计划(Dmap)等,同时美国通信委员会(FCC)还为车路通信分配了5.9GHz的频段,专门用于专用短程通信DSRC [3] ,以实现服务于驾驶员的安全辅助控制 [4] 。2010年,美国交通部发布了《智能交通系统战略计划(2010—2014)》 [6] ,作为美国未来五年智能交通系统研究项目的战略指南,并将VII 更名为IntelliDrive计划,也更加强调了交通安全的重要性。

IntelliDrive计划对交通安全的强调,主要体现在它是基于多种通信技术,通过开发和集成车载和路侧设备,为驾驶员在途过程中的安全决策提供必要的信息支持。例如,当其与自动车辆安全系统集成时,如果驾驶员不能或没有及时做出响应,车辆则会自动响应并进行相应的操作,由此可以明显增强安全预防,减轻碰撞事故的损失。同时,交通管理者、车辆运营商、交通出行者还能通过该系统得到所需的相关信息,从而提供高效出行和货运服务。

2.1.3 互联车辆项目

2012年8月,美国交通部发布了《智能交通系统战略计划(2010—2014):2012年进展》 [1] 。根据该进展报告对五年战略计划的调整,此后提到的Connected Vehicle计划即为IntelliDrive计划的发展 [7]

Connected Vehicle计划在启动后的短期内即取得了显著成就,其主要内容如表2-1所示。

表2-1 美国Connected Vehicle计划主要内容

(续表)

在美国Connected Vehicle计划得以执行的2010—2012年,正是世界范围内无线通信技术的快速发展期。2010年美国和其他国家的智能手机拥有率约为20%,然而到了2012年这个数据增长到了50%,在某些年龄段中甚至达到了75% [1] 。作为车路协同系统发展的基础,这有力地促进了相关技术的提升和应用,并为系统的推广应用创造了前所未有的条件。

2.1.4 最新进展

美国交通部在其2012年8月发布的《智能交通系统战略计划(2010—2014):2012年进展》中提到,Connected Vehicle计划作为美国智能交通系统当前研究的重要内容,已经取得重要进展,且已经进入示范阶段,主要进展包括:

(1)基于专用短程通信技术的车车通信(Vehicle to Vehicle Communication,V2V)研究将初步完成,并建立面向安全的典型应用。

(2)与工业界和政府一起研究计划的实施进程,并就是否进行更大规模的应用做出决策。

(3)为车路协同系统的最终全面实施开展相关研究,并提供相关决策支持。

(4)进一步研究其他通信模式在车路协同系统中的应用,充分利用通信频段,在车车通信基础上加快车路协同技术的应用。

2014年2月3日,美国交通部发表声明,决定在全国范围内推动V2V技术在轻型车上的应用,重点在避免碰撞方面展开相关研究和应用,以最大限度地提高行车安全性。同期,美国交通运输部部长Anthony Foxx指出,V2V是继安全带、安全气囊之后的第三代安全技术,是维持美国处于全球汽车工业领导者地位的重要角色。目前可实现冲突预警,但未来将融合V2V和自车传感技术实现车辆驾驶的自动制动。

同年8月25日,美国交通部又发布预告,将“关于V2V车联网的法规制定”交由公众质询,在60天内规范征询公众意见。随后政府将致力于制定关于V2V的相关法律并提交国会讨论;预计立法程序将于2016年完成。立法完成后美国将强制要求,新增乘用车均须搭载V2V车载装置。该法律的制定和随后的应用实施,奠定了Conneted Vehicle计划从研究到实用的基础保证,是美国全面推进车路协同技术的重要步骤,也将成为世界范围内智能车路协同技术发展和应用的里程碑和助推器。 xECRnwf+jf5n6ajE72mOp2xwri+ieHoODJoJ0NN/fW4a+403XqCZVqT5kZl0I7YL

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