会“思考”的智能交通

2014-12-23王瑞良

科学24小时 2014年3期

王瑞良

会“思考”的智能交通

王瑞良

交通堵塞，已经成为制约现代社会发展的一大症结。在美国，每年由于交通堵塞而造成的经济损失高达1000亿美元，这比2013年俄罗斯军费开支还要多。同时，交通堵塞也增加了交通事故发生的概率，汽车尾气的排放还直接加剧了空气污染。当然，不光美国，世界各国都面临交通堵塞带来的诸多社会问题。

为了解决现状，美国国会计划投入大量资金，建设一种智能交通体系。专家估计，这个体系一旦建成，美国城市的交通堵塞率可减少50%～70%，交通事故量可减少80%左右。不过，在开发智能交通体系之前，专家们打算先从我们的汽车“开刀”。

更安全的汽车

近20年来，日本、德国、美国、瑞典等国在汽车的自动化、智能化和安全性方面，采用了很多新技术，包括电子稳定程序、平视显示器、适应巡航控制系统、偏离警示系统和驾驶员安全警示系统等。这些技术都有一个共同点：借助车上的传感器、摄像头和雷达等装置，防止车与车、车与人发生碰撞。

日本三菱公司在其某款车型头部安装了3部传感器。其中，红外传感器能在夜间探测前方有无行人，如有就会用图标和声音警示驾驶员。另外两部是电波雷达传感器和激光雷达传感器，其作用是探测与其他汽车的距离，并自动调节车距，如遇意外还会迫使车辆自动停车。丰田公司也在尝试CCD摄像机和电波雷达在汽车上的运用，这两种技术可以探测本车与前方汽车或障碍物之间的距离和相对速度，遇到紧急情况时，如司机刹车不及，汽车还可以自主强行停车。瑞典沃尔沃公司则在车辆上配备了偏离警示系统和驾驶员安全警示系统。当汽车偏离正常车道时，偏离警示系统会以声响警示驾驶员。而驾驶员安全警示系统则可以自动检测驾驶员是否处于疲劳或分神状态，并发出警示信息提醒驾驶员提高注意力。

但是，仅靠汽车的技术进步还远不能解决当下的交通问题，因为以上设备的有效作用距离都不到100米，一旦超出这个范围，再“聪明”的汽车也立即“失聪”、“失明”。因此，我们还必须建设一种与之配套的智能公路体系，使车辆和道路相互辅助，以发挥最大的安全功效。

更智能的公路

智能公路两旁或上方架设由环状通电线圈组成的监测器，每当有汽车驶过，它就会把车流信息通知给路旁的数据搜集器，进而传送到中心电脑。中心电脑会根据车流大小和拥挤程度，迅速计算出最佳控制模式，自动调节红绿灯时间，使各路车辆的平均停车时间降至最少。同时，路旁的电子显示牌会向驾车人显示交通堵塞的程度、范围以及如何“另辟蹊径”。如有必要，中心电脑还会启动路旁的闪光灯和音响器，提醒驾车人利用车上的无线收音机收听当地的公路情况广播，以便选择最合适的行车路线。

这类系统目前已经在一些国家大范围推广。同时一种更先进的“A”系统正在快速研制和试验之中。按照设想，“A”系统将给所有汽车配备速度、方位自动控制仪、信息接收机，以及诱导刹车和防冲撞等一系列配套技术。这种系统可以通过卫星向汽车发射高频无线电信号，让驾驶员得知前方道路的拥堵情况、该车所处方位以及周围的地理交通图等信息，而这些信息都可以清晰地显示在驾驶座前的荧光屏上，让驾驶员了解最新的交通情况，并作出合理规划。

在智能公路体系的建设方面，日本走在了世界前列。他们凭此不仅改善了本国的公路交通面貌，也为我们提供了不少宝贵的经验。

近几年，日本将光纤通信网的建设和公路运输业的发展有机地结合起来，使汽车和公路之间的信息传递达到一个新的高度。他们研发了新一代“ARTS”智能公路系统，并大致分三个阶段进行建设：第一阶段是在公路两侧埋设光纤管，从那里发出无线电波，为驾驶员实时提供交通事故、车辆堵塞、车速限制、所需时间以及目的地情况介绍等信息。第二阶段是研制无需停车的自动收费系统，以提高道路收费的效率，减少无谓的交通堵塞。第三阶段是研制防止车辆脱离车道的险情警报装置和防止车距过近的自动减速装置，最终实现车辆完全自动运转。

经过10多年的建设，日本已基本建成覆盖全国的公路光纤网，迎来了真正的高速公路时代。高速公路的发展，不仅有效地降低了车辆拥堵、交通事故的发生概率，减少了对环境的破坏，而且还极大地改善了日本的物资流通效率。生鲜食品的市场已不再局限于某一地区，而是扩大到全国范围。工厂的布局也都集中到高速公路的出入口周围，促进了经济的发展。

德国的智能公路体系建设相比日本也不遑多让。他们的智能公路有三大亮点：一是用廉价的海藻代替沥青铺设路面。由于石油价格连年攀升，沥青的身价水涨船高，公路建设成本居高不下。经过多年的实验研究，德国最终选择海藻作为沥青的替代品，并将节省的资费用于技术开发。二是让公路成为自身能源的提供者。利用太阳能技术，让公路在夏天储存能量，并在冬天释放，以保证路面不结冰。三是将大量光纤传感器部署在道路下方，并与中央系统联通，再依靠光波快速传递信息，记录微米等级的路况变化。在路面出现坑洼之前发出整修信号，在遇到恶劣天气时及时发出预警信息。德国还考虑在汽车之间利用WiFi技术互联，每秒进行10次联络，使每辆汽车都成为其周围区域的“眼睛”和“耳朵”。他们的目标是在2040年达到欧盟提出的“道路零死亡”的要求。