智能運輸系統(tǒng)講義(先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)ARTS)

智能運輸系統(tǒng)（ITS）先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)（ARTS）1．

了解ARTS的特殊需求

2．

了解ARTS的主要內(nèi)容

3．

了解一些ARTS的適用技術1．

規(guī)劃ARTS時應注意的問題

2．

ARTS的主要內(nèi)容

ARTS和ITS的其它子系統(tǒng)的關系。4.7先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)（ARTS）4.7.1先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)概述

先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)（ARTS，AdvancedRuralTransportationSystems）是將ITS技術與方法應用到鄉(xiāng)村和小城鎮(zhèn)的運輸環(huán)境中。因為和擁擠的城市環(huán)境相比，這個環(huán)境更加多樣化，包括農(nóng)田、山野、旅游區(qū)等地廣人稀地區(qū)，有許多不同的特點與需求，沒有一種城市中適用的現(xiàn)成技術能完全適用于整個村鎮(zhèn)地區(qū)，村鎮(zhèn)地區(qū)所迫切需要的技

術與城市的也不盡相同。例如，對于村鎮(zhèn)地區(qū)來說，擁擠狀態(tài)下的疏導對策就不如障礙檢測和視覺加強的措施來得重要，從效益費用比的角度看自動駕駛也并不必要。因此，也可以說ARTS是其他ITS類別（ATMS，ATIS，APTS，CVD，AVCSS和AHS）在村鎮(zhèn)地區(qū)的選擇性應用。在ARTS的研究、開發(fā)和利用方面，美國走在歐洲和日本前面。歐洲和日本雖然對ARTS尚未有一個明確的定義，但把ITS技術應用于鄉(xiāng)村交通的呼聲越來越高。4.7.2先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)的功能和技術

在ARTS的研究中，用戶需求分析占有很重要的地位。針對鄉(xiāng)村用戶的特殊需求，ARTS的主要功能及其采用的技術有如下特點：（1）交通安全與事故預防

鄉(xiāng)村道路條件復雜，特別是山區(qū)的道路坡路多和彎道多，視野?。坏缆方煌芏韧ǔ：艿?，司機容易忽視安全，疏于探測路障，易超速行駛；由于多為長途旅行，司機容易疲勞；山區(qū)氣候多變，特別是寒冷地區(qū)冬季氣候條件惡劣，霧、雪、冰凍造成路滑、可視性差。因而保證交通安全和預防事故發(fā)生是ARTS最重要的功能之一。AVCSS中的道路障礙檢測、視覺強化、司機和車輛狀態(tài)檢測、事故預警等技術仍然適用。而且，針對村鎮(zhèn)、山區(qū)的特殊情況，還要采用一些特殊技術。例如：

日本北部的青森縣冬季風雪猛烈，常常使視野完全喪失，就是在青森市內(nèi)，一個冬天也有4、5次視界幾乎為零的狀況發(fā)生。當?shù)胤Q這種現(xiàn)象為“地吹雪”，它對道路旅行者的安全造成了極大的威脅。作為引導駕駛員前進的道路分界線、護欄、路面表示，以及為幫助辨認而在路側(cè)設置的雪球或埋設型的自發(fā)光式中心線都無法看清，在急轉(zhuǎn)彎和交叉口常出現(xiàn)非常危險的情況，也會導致闖出路外的事故。為了解決這個問題，1996年青森縣開始了路側(cè)誘導系統(tǒng)的研究開發(fā)和實驗。為此，青森縣在道路的兩邊設置了特別的激光照射裝置。這種激光照射裝置使用氦作為激光光源，發(fā)射紅光，設置在高于路面11米處，照射范圍80米。黑暗中或強烈的風雪中，在激光裝置的照射下，不僅道

路路緣線清晰可見，而且紅色的激光照射在雪地上，經(jīng)反射就像是一面透明的紅色墻，使司機容易辨認道路設施，從而保證了在猛烈的風雪中也能安全地通行。（2）緊急呼救和響應

鄉(xiāng)村地區(qū)地廣人稀，監(jiān)視和通信基礎設施不足，在發(fā)生事故時必須能自動地發(fā)出緊急呼救信號；在收到救難信號后必須有事故快速響應和緊急救援服務。因此，ATMS的事故管理系統(tǒng)和AVCSS中的救難系統(tǒng)的許多技術可以應用到ARTS中，衛(wèi)星通信和GSM通信、利用GPS的自動車輛定位AVL特別適合于鄉(xiāng)村環(huán)境的緊急呼救和響應。例如：

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美國加利福尼亞圣地亞哥Qualcomm公司提供的衛(wèi)星定位AVL終端裝置裝備了65,000輛長途拖掛車。每一個裝置在遇上一個撞車事件時會自動向緊急服務部門傳遞一個緊急服務請求，并告知事故發(fā)生的精確位置。（3）旅行者信息服務

鄉(xiāng)村環(huán)境下的旅行者多不熟悉自己的旅行環(huán)境，包括道路條件、天氣條件、服務條件、臨時性通行限制和前方突發(fā)性交通事故、交通擁擠狀況等，極容易發(fā)生迷路、受困和事故，因而旅行者信息服務也是ARTS的最重要功能之一。判明鄉(xiāng)村環(huán)境下旅行者的主要信息需求，更多地采用低成本的、更實用的通信和信息發(fā)布技術，是ARTS在應用一般ATIS技術時要特別注意的問題。例如：·

美國華盛頓州的輔助出行系統(tǒng)（1992年11月——1998年7月）是一個特別為鄉(xiāng)村地區(qū)設計的旅行者信息系統(tǒng)。它的目的是改善華盛頓州I-90號公路的一段40英里長的道路上旅行的安全性。這段路名叫SnoqualmiePass，經(jīng)常下雨有霧、下雪結冰、可視性差，事故率很高，1993年冬季發(fā)生過393起事故。系統(tǒng)由電子感應裝置監(jiān)控交通速度、路況與天氣狀況，提供13種不同的信息和可變速度限制信號?？勺兯俣认拗茦酥尽⒖勺冃畔酥景惭b在每個彎道上方。有關安全速度、路況、事故、緩行指示的信息也可以通過與中心計算機相聯(lián)的路邊傳輸裝置向車載信息標志提供。這種車載裝置上有一個提示燈，向司機提示信息的到來。（4）響應需求的公共交通服務

村鎮(zhèn)地區(qū)通常人煙稀少，過去公共交通很不發(fā)達，人們都幾乎利用私家車出行，這對于老弱病殘者來說既不便利又不安全，因而ARTS開辟了響應需求的公共交通服務。例如：·

高級公共交通運營管理系統(tǒng)<T-TAP<span>中的一項歐洲示范工程。其目的是將Telematics技術應用于公共汽車、出租汽車、救護出租汽車（可運送病人的出租汽車）和微型汽車的DRTS上，并為快速列車、有軌電車以及鐵路提供支持服務。這個系統(tǒng)的出行調(diào)度中心（TDCs）接受司機的交通咨詢并負責編制盡量完善的車輛時刻表。其中基于愛爾蘭的實際情況開發(fā)的愛爾蘭SAMPODRTS系統(tǒng)，計劃于1997年4月在擁有大約114,000人口的Kilkenny村鎮(zhèn)地區(qū)開始運行。在這里強調(diào)系統(tǒng)將主要為特殊人群服務。例如殘疾人、老年人、旅游者、非通勤人員和專門用戶，專門用戶包括醫(yī)療衛(wèi)生、旅游等部門。系統(tǒng)應用一個TDC進行預約、車輛分配、實施服務支持與服務控制。

4.7.3先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)案例1.美國明尼蘇達州先進的鄉(xiāng)村運輸系統(tǒng)①“明尼蘇達向?qū)е恰?/p>

“明尼蘇達向?qū)е恰表椖坑?991年提出，首先對于旅行者的需求進行了識別和排序。1994年完成了其領域研究，1995年進行了全州范圍系統(tǒng)的體系結構研究，因此這個系統(tǒng)的特點是保持城市和鄉(xiāng)村在系統(tǒng)結構上的一致性，只是鄉(xiāng)村系統(tǒng)更突出增加交通運輸?shù)陌踩?。鄉(xiāng)村運輸安全性的加強表現(xiàn)在以下服務的強化：

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道路與天氣信息服務

通過無線電可接收到的報道或電話，提供最新的及預測的路況與氣象信息。這些服務也可以通過廣播熱線服務、車載裝置、可變消息標志等實現(xiàn)。

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呼叫附加服務

應用GPS、蜂窩通訊、車載計算機與傳感技術，使其在發(fā)生事故時，可以自動通知事故救援隊、告知事故地點與事故嚴重性。

這個系統(tǒng)已在明尼蘇達Rochester60公里范圍內(nèi)開始運行。②“先進的鄉(xiāng)村運輸信息與協(xié)調(diào)（ARTIC）系統(tǒng)”

明尼蘇達州的另一個ARTS是“先進的鄉(xiāng)村運輸信息與協(xié)調(diào)（ARTIC）系統(tǒng)”，它實現(xiàn)并評價一個在明尼蘇達東北部的Arrowhead區(qū)為交通運營與道路緊急事故管理設置的聯(lián)合通訊系統(tǒng)。

通訊系統(tǒng)將明尼蘇達公路巡查部門、明尼蘇達DOT與參與運輸經(jīng)營者聯(lián)系起來，使他們完全集中于一個中心，以縮短對事故與路面緊急情況的響應時間，提供實時的運輸車輛狀況與時間信息，提高服務效率，壓縮多余的通訊系統(tǒng)。自動的車輛定位裝置將被安裝在緊急救援車輛、運輸車輛以及志愿者的私家車上。這一系統(tǒng)通過最新的車輛定位裝置和可用的信息調(diào)度車輛，將在變化的緊急事故條件下，對系統(tǒng)用戶的在途請求的迅速響應提供通訊保證。2.日本的“道路車站”和“高知通信道路”

日本全國在公路路邊，特別是在邊遠地區(qū)的公路要塞設立了許多所謂“道路車站”。這些“道路車站”各具地方特色，有的有溫泉、有的有早市，是一種地區(qū)交通設置和運營中心。最近幾年，“道路車站”的功能在逐漸擴充，成為道路交通的信息站，并有的發(fā)展為地區(qū)的信息中心。

例如，山形縣是一個多山地區(qū)，冬季多雪。月山道路是連接山形市與酒田市的112號公路的一段山路。這個路段的最厚積雪記錄為7米。1981年至1988年此路段冬季和夜間禁止通行。如今在這段路上安裝了50部CCTV攝像機，在重要地點埋設了路面凍結感知器，設置了氣象（風向、風速、氣溫、雨量、積雪）觀測傳感器、視程計，時刻變化的信息通過光纜傳送到信息控制室。同時，司機可以從月山道路信息站和月山道路車站的終端上及時得知這些信息。有了這個系統(tǒng)后，公路可以全年不間斷地開放。并且，雖然冬季交通流量加大了，但交通事故卻減少了。

位于日本邊遠地區(qū)的高知縣政府正在把信息處理技

術應用于解決該區(qū)的社會經(jīng)濟、包括交通運輸?shù)膯栴}。該地區(qū)存在著由于人口減少與老齡化以及實現(xiàn)汽車化村鎮(zhèn)社區(qū)、公交設備落后退化造成的一系列問題。他們的目標是應用ITS提供區(qū)域信息、促進村鎮(zhèn)地區(qū)的復興。出于這種思想，縣政府指導了謂之“高知通信道路（KochiCommunicationRoad）’95”——“Koloro’95”的關于村鎮(zhèn)汽車社區(qū)信息化的場地試驗項目。而1998年3月開始了為期一年的運行實驗。高知縣政府是將“道路車站”信息服務網(wǎng)絡的嘗試看成是一種建立新型社會經(jīng)濟系統(tǒng)的實驗。已確定進一步實施KoCoRo’99。日本運輸省希望在日本全境安裝1000個“道路車站”，并使其成為向周圍區(qū)域收集及發(fā)送信息的服務中心。這些車站也有可能聯(lián)合起來建立一個道路系統(tǒng)的網(wǎng)絡基礎結構。測試題：

1.ARTS的主要功能系統(tǒng)不包括

A.安全