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1、二十一世纪的智能交通 想象一下：你开着一辆电动汽车到城市的另一端去见一个挚友。动身之前，你打开汽车导航仪上的线路图。考虑到将来20分钟内这段路程的路况，以及大约须要的驾驶时间，导航仪选择了一条最顺畅的道路。你点击接受这条线路，然后跟着它的指引一路顺当到达终点。 一旦到达目的地后，街上的LED显示屏会告知你哪个街区有停车位，以及最近的充电站在哪里。你不用奢侈时间在这个区域转悠，就可以干脆驶入空车位，把充电插头往充电桩上一插，然后用电话支付两小时的停车费和充电费。 以上这些场景会在不久的将来实现。西班牙的公司在交通规划、模拟、征费、照明、指示牌和指挥系统等方面处于国际先进水平，它们正在利用最新的科
2、技成果，致力于让世界范围内的城市交通都能早日实现智能化。 使车流畅通 尽管现在很多欧洲国家已经将城市规模尽量的扩展，但随着城市人口的持续增长，现有道路和高速马路的交通压力将持续增加。国家和城市的管理者也在同时关注人口问题和全球变暖问题：由于城市交通所带来的二氧化碳排放量，已占到整个城市二氧化碳排放量的40，其他空气污染物已占到空气污染物排放总量的73，如一氧化氮。 为了应对这一点，马德里交通和规划副主任拉斐尔墨兰(Rafael MorSn)说，“首先我们要劝服人们运用公共交通，其次我们必需治理交通堵塞。” 总部设在巴塞罗那的Bitcarrier公司的首席营运官巴勃罗巴塞罗(Pablo Barc
3、el6)补充道，“唯一的方法是优化现有的道路，更有效利用现有的基础设施”，以疏解交通网络并削减不必要的排放。为了实现这点，隶属于西班牙内政部的交通部门在过去20年里，在智能交通系统(ITS)上投八了大量资金。 通信和计算技术已经变更了我们驾驶的方式。手机和GPS导航仪发出的信号使得管理者能监测道路上汽车的数量和速度。公共汽车、轿车和卡车的行驶都能得到实时监控，司机可以通过他们车上的导航仪和路边的显示牌选择最优线路，避开交通堵塞。这种采纳高科技工具保持交通顺畅的系统是即将进入市场的ITS的一个最新应用。 为了提高城市公交车的行驶速度，总部设在西班牙毕尔巴鄂和潘普洛纳之间的GrupoCegasa公
4、司(特地供应马路可变信息板，以及信息板、汽车和限制中心之间的通信系统)，正在开发一项技术，为公共汽车供应道路行驶优先权，对专用车道进行管理。公交车上的GPS会把它的位置传递给限制中心的中心计算机，然后中心计算机把位置信息再传给信号灯。该系统会监测专用车道的状况，因此当公共汽车靠近信号灯时，它会长时间保持绿灯状态让公交车通过。 为了管理车流，交通管理人员坐在显示城市道路状况的屏幕前，他们须要获得全市车辆的位置和速度的实时信息。现如今，获得这些信息的最大改变在于，把行人当作信息源，而不是简洁的信息接收者。“全部运用中的系统，包括手机和带有蓝牙连接的GPS系统，产生了海量的信息。”马德里Telven
5、t公司的首席技术官弗朗西斯科卡塞雷斯(Francisco Caceres)说。Bitcarrier公司是世界上最早将此类产品商业化的两家公司之一，该公司通过收集这些信号来统计路上的车辆数。 用信号计数 目前，车辆计数通常是通过埋在道路下的感应线圈，记录下汽车经过时的磁干扰来完成的。由于这种方式实行起来昂贵又耗时，因此很少有十字路口能供应这样的关键信息。虽然也开发了其他持续计算车辆数的技术，但都太昂贵，不适合大范围运用。 Bitcarrier公司的创始人信任他们可以设计出一种方法，捕获从消费产品发出的公共蓝牙信号(移动设备的蓝牙和无线上网公共频率)，每一个信号都有唯一性。“信号是公共的，我们不能
6、追踪人，但是可以追踪设备。”巴塞罗表示。 目前，在大多数西方国家，约30的轿车和卡车，或者其驾驶者，配备了智能手机或GPS系统。Bitcarrier公司开发的具有专利的传感器可以挂在信号灯或灯柱上，然后插在插座上即可，而不须要其他协助的基础设施，它能收集大约120英尺(约36，6米)内经过的设备的信号。 这个设备收集的数据包括道路上的车辆数量以及它们的平均速度，当特定的信号经过多个传感器时，就能进行监测。无线传输系统将信息传给中心计算机，高速马路的管理人员就能通知驾驶员拥堵状况和所需驾驶时间。该系统还能刚好提示营运者由前方事故引起的交通拥堵。 这个构思起先于4年前，过去的一年半时间里，Bitc
7、arrier公司设计、开发、制造了该设备，并测试了它的精确性。2022年2月，经过了8个月的试验期，在西班牙和其他国家运营收费马路的交通运输特许单位Abertis Infraestructuras公司，购买了150套设备，以监测西班牙主要高速马路的交通状况。Abertis Infraestructuras公司还宣布将购买更多的产品用于其他道路。西班牙北部城市萨拉戈萨确定在整座城市中安装该设备，近101地捕获城市车流信息。目前，世界各地对该设备的询价也纷纷涌来。 新型收费系统 通常来说，车辆到了收费站，速度就慢如爬行。为了解决这个问题，一些公司和城市运用了随车携带的标签，使得车辆干脆通过收费站而
8、不必停留。先进的信息系统和系统整合公司Tecsidel在世界范围内设计道路收费系统，它是少数几个开发出无障碍、开放式收费系统的国际公司之一。Tecsidel公司在挪威的奥斯陆及其他城市安装的系统中，汽车以正常速度接近收费站，收费扫描仪对其进行扫描。这样能防止交通拥堵，节约燃料，而扫描仪安装起来也很快速，不须要对马路进行大的改建。 由于在电脑中汽车的电子图像可以进行放大，所以收费站高处的相机在汽车时速高达120英里小时(200千米小时)的状况下也能获得汽车牌照的图像。假如车辆有电子标签通行卡，例如美国的EasyPass电子标签，就能自动收费。没有电子标签的车辆，就用特定的软件对捕获的牌照图像进行
9、解读，然后将缴费单寄送给驾驶员。 “一切都取决于图像的质量。”Tecsidel公司的市场总监杰拉尔德佩勒(Gerald Pelle)表示，“这是一项成熟的技术，但仍旧有缺陷：比如假如在牌照上有许多雪或污垢，甚至人眼都无法识别牌照。”Tecsidel公司的仪器会从车头和车尾两个方向进行图像捕获，尽量消减这些限制所带来的影响。 现在在有些国家有一种趋势，例如葡萄牙，即在买车时装入ID标签，与车牌相像，这有助于全国范围内自动收费系统的发展。总部设在马德里的Indra Sistemas公司是一个全球领先的信息和通信技术公司，在101多个国家开展项目，公司将在葡萄牙引入第一批这样的自动收费系统，应用于一
10、条向北通往西班牙边疆的高速马路上。Indra Sistemas公司(以下简称为Indra公司)的支付平台一天能处理150万笔业务。 Indra公司将市场上已有的技术整合为一套系统，并在西班牙全国，以及欧洲、亚洲和美洲地区进行推广。Indra公司管理的ITS包括了近2500英里(约4000千米)的西班牙马路，并在15个国家运营收费站和购物中心。该公司的工程师还研发了一款产品，利用来自西班牙国防部的雷达技术，为国内马路供应更先进的雷达系统。 Indra公司是为数众多的系统集成商之一，该领域中的主要参加者还包括Telvent公司和Sice公司，他们既生产自己的产品，同时也整合现有的技术，为一个城市或
11、地区供应完整的交通管理系统。Telvent公司生产的智能系统每天在9000多个十字路口限制交通，收费站网络每年处理i50万辆汽车的收费，客户包括纽约州交通局(NewYork StateDepartmentofTransportation)和孟买市政公司(MunicipalCorporation of Greater Mumbai)。 Sice公司在欧洲、拉丁美洲和北美洲整合了完整的高速马路收费方案，有时还被政府部门授权管理高速马路收费站。在澳大利亚墨尔本，“我们一天能处理800万笔(收费)交易。”Sice公司国际部总监安琪儿。阿吉拉尔(Angel Aguilar)说。 依据Grupo Etra
12、公司基础设施部总监文森特塞巴斯蒂安(Vicente Sebastifin)的介绍，该公司为马德里等城市供应整合服务，目标是“以最低的成本，最有效地能源利用方式，对硬件设备进行优化并集成”来自不同制造商的一套完整系统的全部组成元素。除了集成服务，该公司还研发了一个核心电脑系统。目前，公司正在开发一种新奇的能与公众沟通的系统：在马德里，他们设计了一个系统，乘客可以发送信息说明公交车的号码和站台标识，立即就能收到关于下一班公交车到达时间的回复。 预料交通状况 在志向状态下，交通管理人员须要考虑到目前和近期的交通路况，评估出限制交通流量的方案。关闭一条道路会给车流带来怎样的影响?轿车和公交车改道的最佳
13、线路又是什么?当交通事故等事务发生时，让车流行进的最佳绕行方案是什么? 总部设在马德里的TekiaIngenieros公司(以下简称为Tekia公司)制订了隧道交通管理的方案。到目前为止，该公司最“雄伟”的项目是为马德里环形道路上的一条新建隧道分析平安需求。该隧道从一条河流下穿过，隧道长超过30英里(约50千米)，是世界上最长的地下汽车交通系统。 Tekia公司的工程师细致考察了隧道的潜在平安威逼，如交通流量过大，或者交通事故、火灾或爆炸。一批平安专家在一起评估了一年。利用全部专家的看法，以及他们预料可能出现的状况，为了使每一种状况都能得到最好的处理结果，Tekia公司建立了一个专家操作系统，
14、在问题出现时帮助城市规划者刚好确定最佳的解决方案。 这样的交通建模软件是交通仿真系统公司(Transportation Simulations Systems，以下简称为TSS公司)的专长，这是一家总部设在巴萨罗纳的交通仿真公司，在城市规划交通方面有超过25年的阅历。 TSS公司研发的建模软件Aimsun运用了巴塞罗那一家高校的探讨成果。20世纪80年头，公司的创始人意识到当时用于总体规划的区域级模型，或许能大范围地预料人口和交通的增长，但是在预料小范围的交通改变并确定最佳处理方案方面没有太大的帮助。 公司的工程师在当时想要创建一种能监测微观层面上的行为的模型。“假如在既有电车轨道又有很多其他
15、车辆的交通干道上进行道路施工会怎样?你可以不断调整试验，让交通状况变得顺畅或许是变更信号灯的设置，对一些道路进行交通管制，或者派交警指挥交通。”TSS公司商务总监埃里克斯杰瑞迪莫斯(Alex Gerodimos)说。虽然当时的计算实力比现在低得多，但TSS公司的新模型能够在更微观的层面上精确地预料干预的结果。 尽管这种新模型能帮助进行交通规划，但是却不能帮助进行实时的交通管理。随着计算机处理速度突飞猛进，加上现在可以获得质量更高的车流状况的实时信息，使得模型也发生了革命性改变：TSS公司及其合作伙伴研发了大、小规模的两种Aimsun模型，城市交通管理者能用它实时确定交通改变的影响，基于模型的预
16、料做出快速确定。 例如，一辆救援车须要到达事故地点，但是事故引起了交通流量的改变，影响已向外辐射。这时模型能供应可选的救援车线路图，并给出哪一条线路最快的建议。 在马德里的城市交通限制中心，屏幕上显示着模拟图像，使得限制人员能以比现实世界快1020倍的速度看到某些特定选择所引发的后果。这里运用的Aimsun交通建模软件已被60个国家的城市采纳，包括新加坡全国。 Telvent公司在它的限制系统中运用了一个建模软件(模拟软件)，能在加拿大阿尔伯塔等城市的交通管理系统中加入天气和路面行人状况。卡塞雷斯表示，“我们能利用天气信息对路面状况进行精确预料，例如我们可以预料将来几小时内的路面状况。” 智能
17、的信息 如今，驾驶员也可以快速阅读一些声称能显示目前道路状况的网页。“我们认为这些信息的质量很低，或者在某些状况下是无用的。”TSS公司商务总监杰瑞迪莫斯说，“这些信息经常基于我们现在所知的状况。”但是假如某条道路没有被监测，无论真实状况怎样，它都会显示为畅通。他表示，一个模型能解决这个问题，可以推算出整个城市的交通状况。 他补充道，还有一个问题在于驾驶员在网上查询路况信息时还没有离开家，但交通状况是时刻改变的。杰瑞迪莫斯预想，将来不仅交通管理人员能获得预料模型，消费者也可以。有了Aimsun这样的软件，汽车的GPS系统不仅能供应目前的道路状况，还能基于模型举荐30分钟车程内的最佳路途。 Te
18、lvent公司的卡塞雷斯表示，“假如我们能为消费者供应关于行驶路途的智能信息，既能提高交通的流淌性，又能提高基础设施的运用效率。” Telvent公司为美国纽约、圣地亚哥市，以及田纳西州设计系统，目标是供应易于获得的信息。这个系统通过互联网传递关于交通和公共运输状况的实时信息。市民还可以拨打511听取由电脑互动语音回复系统供应的最新信息。 现在，很多驾驶者也可以通过一种被称为可变信息标记的光明的显示屏，在路途中获得交通信息。这些标记通常是LED显示屏。Imago Screens公司是世界顶级的LED标记生产商之一，生产的LED标牌应用于交通道路及体育场馆中。该公司CEO托尼巴特罗(TonyBa
19、tll6)认为，“在现实生活中，(与体育场馆显示屏不同)对交通道路中运用的LED标记的要求更高。”他表示，“交通道路中运用的LED标记要一百零一分之一百零一的平安、高性能全天候、其牢靠性是至关重要的。” 标记主要由LED构成，然后公司的工程师依据某个国家， 甚至是某一天的日照状况，细致设计了光学和限制系统到特定的亮度、对比度和发光度。“能清晰地看清标记特别重要。”巴特罗说，“假如太亮，它就会弄伤运用者的眼睛导致无法看清。”显示屏内安装的传感器会监测日照状况，并自动调整亮度。 LED面板上的传感器还能为道路管理者供应其他信息。“可以设置面板告知限制者，下雨了，是否须要显示雨天的信息?操作者可以选
20、择是或否。”巴特罗说，“将来，道路上会装有能在某种网络中相互通信的设备，这是一个利用相机、传感器、气象站，以及包括路面车辆信息在内的网络。”惩治违规新方法 2022年，西班牙的人均事故率是西欧最高的。如今，通过采纳新的技术，西班牙已经显著减小了死亡率。“在不到5年的时间里，(人均事故率)下降了一半多。”西班牙内政部交通部门ITS项目的负责人阿尔贝托阿巴扎(Alherto Arbaiza)表示。 在行驶速度管理上，目前为止还是依靠于定点的速度检测技术，要么是警察携带雷达测速仪，要么是利用捕获驾驶员车速的道路测速器。这些固定位置的测速仪器带来的问题在于，驾驶员在经过测速仪时踩刹车减速，过了测速仪就
21、马上加速。 为了取代这些定点位置的测速仪，Grupo Cegasa公司研发了一种叫做“区域计速”的系统。这个技术的原理是先捕获车辆出现的第一个位置，然后再依据它出现的其次个位置，计算出它穿过这段区域时的速度。超速者的车牌会被捕获并送到有关部门。“这种测速方法更平安，也更加公正。”该公司国际销售总监阿方索瓦兹奎兹(AlfonsoVazquez)表示这个系统能降低整个交通流的速度。 闯红灯也会引起交通事故。目前，最新的技术是在十字路口的道路下装上感应线圈。当信号灯变为红灯时，通过线圈的汽车就会启动相机捕获汽车图像。总部设在巴塞罗那的Quercus Technologies公司(以下简称为Querc
22、us公司)最近发布了世界上第一个利用一套小型可移动相机的监测系统，它能独立于信号灯或者是交通限制人员工作。 Quercus公司是世界领先的牌照识别系统生产商，由于在人工视觉领域多年的阅历积累，公司开发出了一种非侵入性的技术。“我们称之为虚拟线圈技术。”Quercus公司的市场总监西尔维娅维拉诺瓦(Silvia Vilanova)说，“全部的识别工作都由相机完成，不须要在路上安装任何传感器。” 相机面对交通灯，并登记来自交通灯的光的位置。当信号灯由绿转红时，灯光的位置就变更了，相机随即启动，当驾驶者闯红灯时，就会被拍下穿过十字路口时的连续照片。这款产品于2022年3月推出，它还具有一些其他优势：
23、比其他产品便宜得多，也不须要对街道进行改建。另外，探讨显示，运用这套系统捕获违规闯红灯的行为后，这个十字路口会在到两年内变得更平安。基干线圈的传统监测方式假如移动位置的话相关成本会特别昂贵，而Quereus公司的相机移动起来很便利，并在新的十字路口进行再次校准即可。 绿色交通 为了帮助运输系统与公交运营商之间沟通，Tekia公司的工程师研发了一套基于车载GPS系统预料公交车到达时间的系统。他们意识到这个设备可以不仅仅是一个GPS单元，还能供应除所处位置之外的信息。这些信息能削减公交车的燃料消耗，同时降低排放。 Tekia公司的系统包含一个监测驾驶员速度和加速度的小型计算机，并快速将实时信息与志
24、向模型比较，激励驾驶人员尽可能少地消耗燃料，例如降低加速度。这套系统目前正在马德里进行测试。 “当我们向公交车运营者展示这套系统时，他们特别感爱好，他们干脆将其视为降低成本的方法。”该公司业务发展经理亚历杭德罗桑切斯(AlejandroSanchez)表示，公司预料在三到四年的时间里，这套系统就能通过节约燃料收回成本。 Indra公司供应评估二氧化碳和一氧化氮等城市污染物的系统，实时进行环境评估并将信息传递给交通管理人员，“那么他们就知道，马德里的市中心是否严峻污染，并且可以确定是否要变更交通路途。”Indra公司在拉丁美洲的交通项目经理马里奥霍内如(Mario Homero)表示。 这些在环
25、保方面的技术进步使目前的交通系统变得更加顺畅。很多公司正在致力于设计出完全变更人们移动方式和汽车动力的方法。 Grupo Cegasa公司正与麻省理工学院合作，反思城市交通运输将来发展的问题。麻省理工学院的团队设计了一种载两人的可堆叠放的城市电动汽车，并在城市里设置上、下车站点。Cegasa公司在研发电池方面有超过25年的阅历，该公司是西班牙最优秀的电池生产商之一，目前它正在为这个新交通工具探讨电池和存储系统。Cegasa公司还与一个西班牙团队合作(团队中包括了汽车生产商SEAT公司)为SEAT公司目前进行的电动汽车项目研发下一代锂电池。 全部主流的汽车生产商都在研发电动汽车，但是目前还没有支
26、持这些汽车的基础设施。电动车该去哪里充电?充电站怎样运营? 位于巴塞罗那市郊的Circontrol公司在三年多以前起先设计充电站方案，当时电动汽车还被视为短暂无法实现的“将来汽车”。公司总裁雷蒙卡内拉斯(RamonCorneIlas)确定投资发展充电站。Circontrol公司出口部经理莫瓦赛巴里亚(Mois6s Barea)承认，“我第一次听说(要发展充电站)的时候，觉得有点儿疯狂，因为那时还没有电动汽车。”然而，由于卡内拉斯的远见，Circontrol公司现在向世界范围内全部试验电动汽车项目的城市运输充电站，全球只有三家公司有这个实力，Circontrol公司就是其中之一。 Circont
27、rol公司隶属于Circutor集团，专攻能源效率领域。2002年，Circontrol公司设计了第一套停车引导系统，包括每个停车位内的超声波传感器，提示司机前往空车位的信号灯，以及在车库内引导司机的LED标记。从一起先，Circontrol公司就利用其母公司的阅历，致力于能源效率和节约。Circontrol公司很快就推出了停车引导系统，销往了土耳其、智利，并应用于费城机场。 由于工程师们始终关注的是整个车库的能源系统，所以他们意识到车库将是为电动汽车充电的主要场所，并起先转向这个探讨方向。 然而，他们也遇到了很多问题。没有关于汽车如何充电的标准，是否应当运用常规插头，还是须要更大的负载，这样
28、运行速度更快但是须要不同的工程设计。工程师还发觉假如太多的汽车接入同样的插座，会影响电网。因此他们建立了一个基础模型，该模型能依据生产商选择的车辆和插头的型号进行调整，从而解决了这些问题。 但是一个全新的驾驶模式还会引起其他问题。怎样向消费者收费?“不只是插座的问题，而是必需解决收费模式问题。”巴里亚说。因此circontrol公司创建了一种必需激活的 充电站，用信用卡或者无线电频率标签来识别消费者身份，然后通过相关联的账户收费。 平安也是一个问题。怎样预防有人拔去汽车的插头，然后用别人的账户为自己的汽车充电?Circontrol公司建立了很多爱护措施：充电站先送出较小的充电量，与汽车的反馈形
29、成一个闭合回路；假如有人拔掉汽车的插头，这种微小的充电就会断开，随之大电量充电也就断开了。他们还设计了一个金属“帽”，在付款以后锁住插头。该公司已经向分布在欧洲的试验项目运输了超过300个这样的充电单元。电动汽车，或插电式混合动力车项目现在正快速开展，巴里亚说，“挑战在于打算好全部的运营系统和物流系统，时刻打算着生产所需的物品(量产)。” 停车引导系统 在世界各地的停车场，停车引导系统都得到了发展和普及。Parkare集团为超过5万个停车位供应包括牌照识别硬件和软件在内的引导系统，并售出了超过2万个街道停车计时器，所谓的自动付费并张贴票据(pay-and-display)，取代传统的装有收费箱
30、的计时器(售出票据可以贴在车窗上)。 Parkare公司正在探讨怎样最好地将最新技术用于停车系统。“假如你在网上定了一张电影票，我们可以增加一个预定车位的选项。所以你既能看电影，也在车库里预定好了车位。”Parkare公司国际部主管弗朗西斯科马丁(FranciscoMartin)说。 为了供应最有效的收费模式并管理城市交通，总部设在巴塞罗那的开放交通系统公司(Open Traffic Systems)研发了一套全新的街道停车方案，他们称之为“完整的停车方案”。 设计的关键是一个收费亭，它不仅要处理车位的收费，而且还有一个电脑屏幕便利用户进行互动操作。用户输入自己的车牌号码，付了停车费后，还能获
31、得关于公交车路途和当地的商业信息。 然后车牌信息被传输到中心服务器，并向收费当局播报数据，便利他们用手持PDA监测道路状况。开放交通系统公司还供应一套让当局能一边驾驶一边运用的车牌监测系统：装在车上的两个相机扫描街道，并能读出车牌，将车牌与系统中的比照。该技术用在西班牙北部城市毕尔巴鄂运用的500套系统中，产品还销往了欧洲和北美洲。 据开放交通系统公司项目经理克林特伯内特(Clint Burnette)介绍，与传统的停车计时器相比，这个技术须要更多的前期投资，“但是须要的执行机构更少，而且(识别违规者)所需的时间也更少。” 在最新的升级设计中，针对环境的可持续性，该系统可以太阳能为电力，还包括
32、了Circontrol公司的电动车充电站收费方式，另外还供应耐用的非齿轮传动自行车(避开城市租用自行车常见的损坏)，并能在收费亭里付费，然后在特定城市的其他地方存放。在巴塞罗那的北部已经起先对该系统进行试验。 即便在遭受经济危机的时候，一些城市仍旧认为这些系统能带来很好的投资回报，是潜在收入来源，伯内特说：“过去6个月里我们雇佣了许多新员工，而且因为还有许多工作要做，所以还会雇佣更多人。” 第18页 共18页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页