商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)(ITS)1商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第1頁(yè)第四講智能交通系統(tǒng)主要內(nèi)容2商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第2頁(yè)第四節(jié)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)

CVO3商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第3頁(yè)概述大多數(shù)商品和原材料在從產(chǎn)地到市場(chǎng)運(yùn)輸途中，都或多或少地經(jīng)過(guò)公路運(yùn)輸。運(yùn)輸者總會(huì)希望經(jīng)過(guò)新技術(shù)應(yīng)用來(lái)降低成本、改進(jìn)服務(wù)。商用車輛運(yùn)行(CVO,CommercialVehicleOperation)系統(tǒng)就是經(jīng)過(guò)紙上作業(yè)自動(dòng)化，增強(qiáng)運(yùn)輸企業(yè)生產(chǎn)能力、提升裝備與設(shè)施使用效率等辦法來(lái)降低管理者與承運(yùn)人開(kāi)銷;經(jīng)過(guò)新技術(shù)應(yīng)用，更加好地執(zhí)行載重要求等運(yùn)輸規(guī)章，降低基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)和更新費(fèi)用;并經(jīng)過(guò)商用車輛智能化，改進(jìn)其運(yùn)輸安全性和運(yùn)行效率。在美國(guó)與歐洲，CVO智能化必要性是眾所周知，尤其在美國(guó)，CVO被認(rèn)為是ITS工程“早期優(yōu)勝者”。4商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第4頁(yè)概述商用車輛包含大卡車、地方上送貨卡車和公共汽車、出租車和緊急服務(wù)車輛。所以在美國(guó)，CVO最初被認(rèn)為包含公共交通系統(tǒng)、救援車輛、區(qū)間托運(yùn)、快遞與出租車系統(tǒng)，以及長(zhǎng)途拖掛裝運(yùn)。不過(guò)很快就發(fā)覺(jué)這些運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行包含著絕對(duì)不一樣特征，不能放在同一范圍考慮。比如，公共汽車服務(wù)于某一較小固定區(qū)域，沿著基本固定路徑運(yùn)行，政府為該類企業(yè)提供資金和技術(shù)支持，而貨運(yùn)車隊(duì)多在一個(gè)大區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，運(yùn)行路徑和行程都是不固定，長(zhǎng)途貨運(yùn)企業(yè)多是私人全部。5商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第5頁(yè)概述所以，美國(guó)人以后將APTS從CVO中分離出來(lái)。現(xiàn)在CVO主要應(yīng)用對(duì)象只是重載卡車與州際長(zhǎng)途客運(yùn)車。CVO許多新技術(shù)與ITS其它領(lǐng)域技術(shù)有所不一樣，如電子數(shù)據(jù)交換EDI、直接自動(dòng)對(duì)車輛屬性進(jìn)行識(shí)別AVI、車輛動(dòng)態(tài)稱重WIM(WeightIn-Moving)、危險(xiǎn)貨物事故響應(yīng)和貨車自動(dòng)列隊(duì)駕駛都是CVO中廣泛應(yīng)用特殊技術(shù)。對(duì)于公路交通管理系統(tǒng)而言，CVO系統(tǒng)有相正確獨(dú)立性。比如，大范圍無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星定位跟蹤和用于車輛保養(yǎng)或貨物盤存車載計(jì)算機(jī)都可獨(dú)立實(shí)施。6商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第6頁(yè)概述在美國(guó)國(guó)家ITS30個(gè)用戶服務(wù)中，有6個(gè)屬于CVO范圍:

(1)商用車輛電子通關(guān)。在稱重站、邊境點(diǎn)以及其它檢驗(yàn)站點(diǎn)，這一服務(wù)使裝有異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)、安全且正當(dāng)車輛不停車、不重復(fù)地經(jīng)過(guò)復(fù)雜檢驗(yàn)。這些檢驗(yàn)包含車輛注冊(cè)情況、安全情況、載重量、國(guó)際關(guān)卡通關(guān)手續(xù)等證件和情況檢驗(yàn)。符合通關(guān)條件車輛可保持正常運(yùn)行速度快速經(jīng)過(guò)各種關(guān)卡，一旦在一個(gè)站點(diǎn)經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)則無(wú)須在下游站點(diǎn)做重復(fù)檢驗(yàn)。

(2)自動(dòng)路旁安全檢驗(yàn)。這一系統(tǒng)把電子通關(guān)系統(tǒng)提供安全數(shù)據(jù)與其它技術(shù)結(jié)合起來(lái)，檢驗(yàn)車輛安全性以及司機(jī)反應(yīng)能力與適應(yīng)能力。7商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第7頁(yè)概述(3)車載安全監(jiān)控。這一系統(tǒng)在車輛高速行駛中無(wú)干擾地監(jiān)測(cè)司機(jī)、車輛與貨物任何不安全情況，比如司機(jī)疲勞、車輛故障、貨物滑動(dòng)或不穩(wěn)等等。并將結(jié)果匯報(bào)給司機(jī)、運(yùn)輸企業(yè)管理人員及相關(guān)執(zhí)法人員。

(4)商用車輛管理。這一服務(wù)使運(yùn)輸企業(yè)管理人員可用電子方式辦理注冊(cè)手續(xù)，得到通關(guān)證件，并取得購(gòu)置燃料數(shù)與行駛里程數(shù)及相關(guān)稅費(fèi)等信息。

(5)危險(xiǎn)貨物事故響應(yīng)。這一服務(wù)向緊搶救援人員提供由危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸者提供相關(guān)危險(xiǎn)物品事故數(shù)據(jù)，包含危險(xiǎn)品裝載數(shù)據(jù)及事故發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和嚴(yán)重性，并推薦最正確救援方案，提供響應(yīng)指令與緊搶救援響應(yīng)電話號(hào)碼等。8商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第8頁(yè)概述(6)商用車隊(duì)管理。這一服務(wù)提供司機(jī)、調(diào)度與多式聯(lián)運(yùn)者通訊鏈路，為運(yùn)輸者編制可行計(jì)劃和車輛行程時(shí)刻表提供實(shí)時(shí)信息，包含貨物配送、回程裝載、路徑誘導(dǎo)等信息。最終實(shí)現(xiàn)商用車輛自動(dòng)列隊(duì)駕駛。

9商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第9頁(yè)概述歐洲CVO用戶服務(wù)內(nèi)容與美國(guó)基本相同。然而，歐洲突出成就在于實(shí)施了歐洲多式聯(lián)運(yùn)和站點(diǎn)管理用戶服務(wù)，提供公路、鐵路及水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸者之間通信。在DEIVEII項(xiàng)目中有一系列CVO項(xiàng)目，如ARTIS,CITRA,COMBICOM,FRAME,IFMS,METAFORA、和FORTICO等。在T-TAP中又有OLTITRACK,SURFF和TRA-CAR等CVO項(xiàng)目。關(guān)于歐洲CVO進(jìn)展主要將在后面結(jié)合多式聯(lián)運(yùn)詳細(xì)介紹。

10商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第10頁(yè)概述即使貨運(yùn)和車隊(duì)運(yùn)輸管理在日本是天衣無(wú)縫，但使用ITS來(lái)降低費(fèi)用和改進(jìn)服務(wù)和安全性潛力對(duì)貨運(yùn)和車隊(duì)運(yùn)行者仍有著巨大吸引力。另外，公路管理部門也關(guān)注利用WIM系統(tǒng)預(yù)防公路因?yàn)槌剀嚩鴼囊约袄米粉櫹到y(tǒng)經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)物品移動(dòng)來(lái)確保安全。與美國(guó)6個(gè)CVO用戶服務(wù)相比，在日本ITS綜累計(jì)劃中確定了3個(gè)CVO用戶服務(wù)—CVO管理協(xié)作、特殊商用車輛管理和商用車輛自動(dòng)列隊(duì)駕駛。日本CVO即使開(kāi)啟較晚，但因?yàn)槠湎冗M(jìn)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)，它發(fā)展是很快。11商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第11頁(yè)概述CVO效益是顯著。如據(jù)1992年美國(guó)格林海灣和威斯康辛洲Schneider匯報(bào)，因?yàn)槌鞘虚g商用車輛不合理路線更正，載重英里數(shù)提升了20%，而因司機(jī)免去了與運(yùn)輸企業(yè)頻繁聯(lián)絡(luò)電話天天大約節(jié)約了兩小時(shí)，這就使一個(gè)司機(jī)工資每星期提升了50美元，同時(shí)更主要是造成了用戶服務(wù)質(zhì)量提升?？屏_拉多Lerner西部運(yùn)輸有限企業(yè)貸款建設(shè)了他們車隊(duì)管理系統(tǒng)，以改進(jìn)與司機(jī)聯(lián)絡(luò)。這么就使司機(jī)一天能夠多跑51－100英里，司機(jī)擔(dān)憂程度也由100%降到了30%。另外，明尼泊利斯BestLine預(yù)計(jì)，同以前因?yàn)?00名司機(jī)等著與調(diào)度員談話而天天損失約15min相比，現(xiàn)在每個(gè)月可節(jié)約10000美元。另外，車上安全系統(tǒng)，以及電子通行證和自動(dòng)路邊安全檢驗(yàn)，能夠使車禍發(fā)生率從32%降到14%。12商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第12頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別在ATMS中，我們看到AVI是電子收費(fèi)系統(tǒng)ETC關(guān)鍵技術(shù)。不過(guò)，大多數(shù)ETC系統(tǒng)中AVI主要是利用車輛探測(cè)器讀車載電子標(biāo)簽或識(shí)別車輛牌照等方法，經(jīng)過(guò)預(yù)先裝載車載信息識(shí)別車輛身份和特征技術(shù)。而對(duì)于大型商用車輛來(lái)說(shuō)，這么識(shí)別是不夠，它必須直接對(duì)車輛屬性，如車高、車寬、車長(zhǎng)和車重(包含軸重和總重)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，以判明車輛是否符合通行要求。為了確保運(yùn)輸安全和預(yù)防超重車輛毀壞公路，各國(guó)都以法規(guī)形式對(duì)重車規(guī)模和載重量進(jìn)行了限制。比如，日本對(duì)特殊車輛尺寸和重量要求以下表。為了執(zhí)法，在高等級(jí)公路、高速公路上需要設(shè)置一定數(shù)量稱重站。13商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第13頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別14商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第14頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別以往，重車抵達(dá)稱重站或檢驗(yàn)站時(shí)，要停車接收檢驗(yàn)，由人工測(cè)定尺寸或由磅秤測(cè)定重量，這是靜態(tài)稱重。和停車收費(fèi)一樣，停車接收檢驗(yàn)和靜態(tài)稱重會(huì)降低運(yùn)輸效率、引發(fā)交通堵塞、增加旅行時(shí)間、加劇廢氣污染，所以不停車經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)站和稱重站，實(shí)現(xiàn)WIM是意義重大。不過(guò)，WIM對(duì)稱重技術(shù)提出了新挑戰(zhàn)。顯然，重車自動(dòng)識(shí)別是ITSCVO與傳統(tǒng)商用車輛運(yùn)行管理主要區(qū)分之一。CVO系統(tǒng)中特殊車輛自動(dòng)計(jì)測(cè)系統(tǒng)普通分為根本子系

統(tǒng)和基地子系統(tǒng)。下列圖是它結(jié)構(gòu)示意圖。15商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第15頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別16商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第16頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別首先在根本子系統(tǒng)，自動(dòng)計(jì)測(cè)行駛車輛車高、車寬、車長(zhǎng)和車重，超出限制值車輛，在光電表示板上得到通告，并被引導(dǎo)到路邊基地子系統(tǒng)，然后在基地子系統(tǒng)停車，進(jìn)行更準(zhǔn)確測(cè)量。不論在根本子系統(tǒng)還是基地子系統(tǒng)，車高可用超聲波檢測(cè)器測(cè)量;車寬、車長(zhǎng)測(cè)量可采取4臺(tái)CCD攝像機(jī)，在前端和后端同時(shí)攝影，由立體車輛輪廓經(jīng)過(guò)三角計(jì)算得出車長(zhǎng)和車寬。因?yàn)檐囕v以40km/h以上速度從根本子系統(tǒng)經(jīng)過(guò)，準(zhǔn)確地測(cè)量是困難。尤其是當(dāng)車后部有突出部分時(shí)，長(zhǎng)度計(jì)算就困難了。17商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第17頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別所以，還需要開(kāi)發(fā)這種突出部分識(shí)別系統(tǒng)。另外關(guān)于車重，是由路面埋設(shè)車輛感知器和重量檢出器測(cè)量。車輛一經(jīng)過(guò)車輛感知器，系統(tǒng)就開(kāi)始測(cè)量。如用2組4個(gè)重量檢出器分別測(cè)量左右車輪、確定和統(tǒng)計(jì)車重。重量檢出器前后錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，能夠同時(shí)判斷速度、車軸間距和車種。這些檢測(cè)器、光電板及控制裝置由光纜與主計(jì)算機(jī)連接在一起，測(cè)得數(shù)據(jù)由控制裝置計(jì)算機(jī)處理、向管理所主計(jì)算機(jī)傳送、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。這種系統(tǒng)處理一臺(tái)車僅需零點(diǎn)幾秒鐘。18商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第18頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別19商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第19頁(yè)重車自動(dòng)識(shí)別特殊車輛自動(dòng)計(jì)測(cè)系統(tǒng)主要問(wèn)題是提升運(yùn)動(dòng)中測(cè)量精度，尤其是WIM精度。如日本大阪府枚方市1號(hào)國(guó)道車輛自動(dòng)計(jì)測(cè)系統(tǒng)，因?yàn)樾旭傊袘覓燧喬ド舷逻\(yùn)動(dòng)，造成測(cè)出重量有較大誤差，當(dāng)前，96%車輛誤差為±20%。讀取車輛上下振動(dòng)波長(zhǎng)，改進(jìn)稱重精度系統(tǒng)正在研究中，系統(tǒng)改進(jìn)目標(biāo)是:時(shí)速80km/h以下精度為±0.3噸。20商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第20頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例1.美國(guó)HELP(重車電子許可牌照)/新月工程與HELP企業(yè)重車電子許可牌照(HELP,HeavyVehicleElectronicLicensePlate)項(xiàng)目應(yīng)用新電子技術(shù)對(duì)公路上運(yùn)行中大型商用卡車自動(dòng)識(shí)別和稱重，它概念始于1983年。電子許可牌照是一個(gè)安裝在車上記有識(shí)別數(shù)據(jù)裝置，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)一個(gè)設(shè)置了閱讀器車站附近時(shí)，這些數(shù)據(jù)被讀取。一個(gè)電子許可牌照使用一個(gè)低功率異頻雷達(dá)收發(fā)器在被問(wèn)詢時(shí)發(fā)射車輛識(shí)別數(shù)據(jù)。21商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第21頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例動(dòng)態(tài)稱重WIM意味著在車輛運(yùn)動(dòng)中測(cè)量卡車每一軸重。就象在超市里包裝商品一樣，一輛輛標(biāo)有條形碼卡車在公路稱重站“效驗(yàn)臺(tái)”被掃描。一旦識(shí)別數(shù)據(jù)和軸重以數(shù)字形式統(tǒng)計(jì)下來(lái)，就能夠經(jīng)過(guò)訪問(wèn)中心數(shù)據(jù)庫(kù)信息，在幾秒鐘內(nèi)完成一系列檢驗(yàn)和確認(rèn)。每個(gè)稱重站閱讀器也成為一輛卡車經(jīng)過(guò)公路系統(tǒng)歷史統(tǒng)計(jì)錄入器。22商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第22頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例重車電子許可牌照概念發(fā)展成一些州聯(lián)合項(xiàng)目HELP，它第一階段包含AVI，WIM和自動(dòng)車輛分類AVC技術(shù)實(shí)現(xiàn)。AVI定義一個(gè)自動(dòng)感知和證實(shí)車輛標(biāo)識(shí)系統(tǒng)。車輛帶有一個(gè)在運(yùn)動(dòng)中可讀標(biāo)簽，在公路和卡車條件下，采取編碼無(wú)線頻率(RF)異頻雷達(dá)收發(fā)器作為標(biāo)簽較適當(dāng)。當(dāng)卡車從埋設(shè)在公路路面?zhèn)鞲衅魃辖?jīng)過(guò)時(shí)，WIM確定車輛軸重和毛重。AVC是經(jīng)過(guò)處理WIM取得傳感數(shù)據(jù)而計(jì)算出軸間距，確定車輛種類。23商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第23頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例“新月”(Crescent)工程是HELP項(xiàng)目在1989年到1993年可用性試驗(yàn)階段。其名字來(lái)自于參加這個(gè)項(xiàng)目標(biāo)州及其公路地理位置。從北面加拿大哥倫比亞向南，經(jīng)過(guò)華盛頓州，俄勒岡州與加利福尼亞州，折而向東，經(jīng)過(guò)亞利桑拿州與新墨西哥州直至德克薩斯州，像一輪新月。對(duì)已開(kāi)發(fā)AVI,WIM與自動(dòng)車輛分類AVC進(jìn)行場(chǎng)地試驗(yàn)。這一項(xiàng)目標(biāo)目標(biāo)是:在自加利福尼亞哥倫比亞I-5號(hào)路以及向東折轉(zhuǎn)至德克薩斯I-5號(hào)路上配置40個(gè)站點(diǎn)，使一輛汽車從一個(gè)站點(diǎn)獲準(zhǔn)進(jìn)入系統(tǒng)后，就能夠通行于整個(gè)試驗(yàn)道路網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)須在任何其它稱重站或任何一個(gè)入口再停車接收核查它恪守州和聯(lián)邦規(guī)章情況。24商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第24頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例1989年，當(dāng)工程從HELP技術(shù)研究階段轉(zhuǎn)入Crescent試驗(yàn)階段時(shí)，亞利桑那州運(yùn)輸部繼續(xù)負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理、預(yù)算與約定事務(wù);加利福尼亞州運(yùn)輸部負(fù)責(zé)指導(dǎo)場(chǎng)地試驗(yàn);俄勒岡州運(yùn)輸部保持著政策配合。1991年，這一活動(dòng)稱為FIELP/Crescent可用性試驗(yàn)，接收聯(lián)邦公路管理局FHWA?？?。這一可用性試驗(yàn)?？羁倲?shù)大約有2200萬(wàn)美元，其中大約600萬(wàn)由聯(lián)邦公路管理局提供，余下部分主要由參加試驗(yàn)各個(gè)州以基金或類似于捐贈(zèng)形式提供。25商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第25頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例在1993年9月初測(cè)試期間，大約2000輛汽車裝備了異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)，AVI、WIM與

AVC觀察站搜集數(shù)據(jù)由一個(gè)中心計(jì)算機(jī)處理。州政府可利用處理后數(shù)據(jù)作為資格檢驗(yàn)、載重要求執(zhí)行情況與制訂計(jì)劃所依據(jù)信息;車輛運(yùn)行者可利用這些數(shù)據(jù)來(lái)管理車隊(duì)。26商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第26頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例測(cè)試同時(shí)，對(duì)于系統(tǒng)綜合完成情況、系統(tǒng)對(duì)州政府以及車輛運(yùn)行者帶來(lái)效益進(jìn)行了評(píng)定。一個(gè)評(píng)定研究發(fā)覺(jué)，HELP新月工程組織問(wèn)題是全部HELP/新月參加者提到最多問(wèn)題。詳細(xì)問(wèn)題依次是組織約束、通信方式和目標(biāo)明確性。另外一個(gè)問(wèn)題是一些州沒(méi)有很好地負(fù)擔(dān)義務(wù)。比如一些州缺乏企業(yè)代表，沒(méi)有專門人員與領(lǐng)導(dǎo)參加;一些州派出不得力雇員來(lái)管理項(xiàng)目。缺乏有力領(lǐng)導(dǎo)妨礙了項(xiàng)目標(biāo)進(jìn)程。一些人把HELP目標(biāo)看作為州政府開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)新技術(shù)，而不是建立州際通道系統(tǒng)，因而不把標(biāo)準(zhǔn)缺乏看作一個(gè)大問(wèn)題。不一樣州使用不一樣技術(shù)，有不一樣規(guī)章制度，不重視標(biāo)準(zhǔn)是不行。當(dāng)然大多數(shù)參加者在標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題上投入了極大熱情。這個(gè)例子從另一個(gè)側(cè)面給我們提供了大范圍ITS實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。27商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第27頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例HELP企業(yè)是一個(gè)于1993年10月成立非贏利性組織。HELP企業(yè)計(jì)劃將HELP作為一個(gè)叫“Pre-Pass”規(guī)范性服務(wù)繼續(xù)下去。在1995年3月，HELP企業(yè)與加利福尼亞州之間達(dá)成協(xié)議，自此Pre-Pass服務(wù)由政府運(yùn)行。1996年7月，這一服務(wù)在加利福尼亞、新墨西哥、亞利桑拿州8個(gè)站點(diǎn)投入使用，爾后又增設(shè)了25個(gè)站點(diǎn)。車輛每次經(jīng)過(guò)站點(diǎn)時(shí)，大約只需交納1美元。28商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第28頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例2.美國(guó)AdvantageI-75

經(jīng)過(guò)5年公營(yíng)/私營(yíng)協(xié)作、策劃、投資和開(kāi)發(fā)，AdvantageI-75在1995年12月7日開(kāi)始正式運(yùn)行。AdvantageI-75是世界上最浩大ITS工程之一，它在州際75號(hào)公路上實(shí)施。這條公路路徑六個(gè)州(佛羅里達(dá)，喬治亞，田納西，肯塔基，俄勒岡與密執(zhí)安)，在安大略省北接加拿大401公路，處于邁阿密公路南端是銜接美國(guó)和南美之間航空、水運(yùn)主要運(yùn)輸樞紐，所以，它是美國(guó)卡車運(yùn)輸最繁忙干道之一。AdvantageI-75和HELP/Crescent不一樣，它不是一個(gè)試驗(yàn)性項(xiàng)目，而是要實(shí)施一個(gè)投入實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)。29商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第29頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例項(xiàng)目標(biāo)第一階段目標(biāo)是配置AVI技術(shù)。1991年進(jìn)行了系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)概念以應(yīng)用AVI技術(shù)根本自動(dòng)放行系統(tǒng)MACS為中心。MACS包含以下關(guān)鍵元素:安裝在每輛參加卡車上異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)，配置在每一個(gè)稱重站一組路側(cè)閱讀器，一個(gè)旅行數(shù)據(jù)包，一個(gè)駕駛員通信子系統(tǒng)，一個(gè)稱重站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一個(gè)通道計(jì)算機(jī)，一個(gè)連接稱重站點(diǎn)和通道計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。大約30個(gè)稱重站上安裝了根本自動(dòng)通關(guān)系統(tǒng)組件。參加裝有AVI異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)卡車在抵達(dá)其旅程第一個(gè)稱重站時(shí)停車，其重量、類型、司機(jī)證件、經(jīng)過(guò)時(shí)間等會(huì)被檢驗(yàn)并存入卡車旅行數(shù)據(jù)包中。30商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第30頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例一個(gè)旅行數(shù)據(jù)包是一個(gè)小型格式化數(shù)據(jù)庫(kù)，它被次序向前傳輸?shù)较乱粋€(gè)稱重站進(jìn)行預(yù)先旅行登記。這么，當(dāng)卡車靠近每一個(gè)稱重站時(shí)，旅行數(shù)據(jù)包會(huì)將其數(shù)據(jù)傳送給路側(cè)閱讀器。接著，一個(gè)計(jì)算機(jī)馬上分析數(shù)據(jù)，判斷卡車是否在一個(gè)合理時(shí)間抵達(dá)站點(diǎn)，做出是否免檢放行決定，然后給司機(jī)經(jīng)過(guò)或停車進(jìn)站信號(hào)—全部這些是在卡車以常速行駛時(shí)完成。一旦被要求停車，意味著原先放行信息失效，需要重新檢驗(yàn)。大約4500輛卡車司機(jī)參加了為期兩年運(yùn)行試驗(yàn)。31商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第31頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例MACS早期設(shè)計(jì)突出了駕駛員通信設(shè)備功效。通信設(shè)備自帶電池供電，裝于每輛參加車輛駕駛室中，能夠向駕駛員顯示預(yù)先放行信號(hào)。當(dāng)卡車經(jīng)過(guò)上游路側(cè)閱讀器時(shí)該設(shè)備就會(huì)給駕駛員一個(gè)確切視覺(jué)信號(hào)，表明他是否被允許經(jīng)過(guò)該測(cè)重站。AdvantageI-75關(guān)鍵是全部參加州機(jī)構(gòu)對(duì)出行數(shù)據(jù)包中信息內(nèi)容達(dá)成共識(shí)，這些信息應(yīng)足夠使每個(gè)機(jī)構(gòu)確定車輛是否有權(quán)通行。車輛通行認(rèn)可是基于在每一個(gè)測(cè)重站處初始重量、檢驗(yàn)結(jié)果和憑證證實(shí)信息?？ㄜ嚳赡茉诘缆啡我唤徊婵谶M(jìn)入道路，不一樣參加機(jī)構(gòu)不一樣管理需求會(huì)造成車輛在除第一個(gè)測(cè)重站外其它測(cè)重站停車。所以，出行數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)影響到各參加州標(biāo)準(zhǔn)制訂。32商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第32頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例該系統(tǒng)要求在測(cè)重站有一臺(tái)可同時(shí)處理多任務(wù)計(jì)算機(jī)，對(duì)區(qū)域AVI閱讀器、測(cè)重器和通信所產(chǎn)生事件即時(shí)做出響應(yīng)。同時(shí)，需要計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和集成以處理操作者所指定需求和任務(wù)，并完成一系列支持性功效。AdvantageI-75通道計(jì)算機(jī)安置于遠(yuǎn)離測(cè)重站地方。該計(jì)算機(jī)能夠被每一個(gè)測(cè)重站訪問(wèn)，其作用是輸入機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)、編輯測(cè)重站統(tǒng)計(jì)、準(zhǔn)備匯報(bào)和其它輔助支持功效。通信網(wǎng)絡(luò)功效是連接測(cè)重站計(jì)算機(jī)和通道計(jì)算機(jī)，除數(shù)據(jù)采集和管理功效外，它還提供了出行數(shù)據(jù)包向下游傳輸通道。33商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第33頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例車輛-路側(cè)通信系統(tǒng)采取了被稱之為“時(shí)分多路復(fù)用”技術(shù)。時(shí)分多路復(fù)用(TDM)就是使用一些使用者中每一位在很短時(shí)間間隔內(nèi)獨(dú)自占用某一共享信道技術(shù)方法。路側(cè)閱讀器發(fā)出一個(gè)信號(hào)，激發(fā)可達(dá)范圍內(nèi)全部車輛中異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)，要求傳發(fā)它們識(shí)別信號(hào)。每輛車中異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)，隨機(jī)地選擇16個(gè)可用時(shí)間段之一向閱讀器發(fā)出它們識(shí)別信號(hào)。閱讀器可選擇四個(gè)車載異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)，接收或查詢四條信息。這些信息在四個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間段中從閱讀器發(fā)出或接收。任一在此初始循環(huán)中未被選擇車載異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)能夠在收到下一個(gè)激活信號(hào)時(shí)選擇一新時(shí)間段傳輸信息。

34商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第34頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例在AdvantageI-75實(shí)施中，每一測(cè)重站最少需要安置三個(gè)路側(cè)AVI閱讀器。假如測(cè)重站使用一條單獨(dú)動(dòng)態(tài)稱重車道話，則需要安置第四個(gè)AVI閱讀器。每一個(gè)AVI閱讀器旁邊異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)經(jīng)過(guò)一個(gè)含有915MHz中心頻率天線工作。天線安裝在公路上空，以提供對(duì)多車道信號(hào)覆蓋能力。35商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第35頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例Delco異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)包含一個(gè)電子可讀寫存貯單元，其中存有基本車輛識(shí)別信息和所需憑證信息，還有空余存貯空間以保留每次出行專門信息。在AdvantageI-75AVI子系統(tǒng)中通行數(shù)據(jù)包在第一個(gè)測(cè)重站準(zhǔn)備完成，然后寫入Delco異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)存貯單元中。在經(jīng)過(guò)隨即每個(gè)測(cè)重站時(shí)，車輛出行數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)被更新，時(shí)間也被統(tǒng)計(jì)下來(lái)，出行數(shù)據(jù)包置于卡車上，并隨車傳送，但這并不取代出行數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)陸地通信線路從一個(gè)測(cè)重站向另一個(gè)測(cè)重站傳遞。36商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第36頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例把信息寫入車載設(shè)備能力含有不一樣于電子登記牌通信特點(diǎn)。在AVI術(shù)語(yǔ)中，電子登記牌是一個(gè)只讀電子存貯設(shè)備。最新AVI技術(shù)提供了車載電子存貯器，增加了向電子存貯部分寫入新信息能力，這叫可讀寫AVI標(biāo)志。另外，這些AVI標(biāo)志也能夠經(jīng)過(guò)一個(gè)接口來(lái)顯示它們接收到信息。所以，車載AVI異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)可在每一測(cè)重站處提供電子化信息交換方法(類似于ETC系統(tǒng)中電子標(biāo)簽)。37商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第37頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例在現(xiàn)實(shí)世界中，抵達(dá)某一測(cè)重站交通流由各種車輛組成，包含小汽車和卡車，安裝了異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)重型卡車和未安裝異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)重型卡車。普通州際運(yùn)行要求全部重型卡車離開(kāi)公路進(jìn)入測(cè)重站。在測(cè)重站區(qū)域內(nèi)，根本每車道上都安置了卡車探測(cè)器?？ㄜ囂綔y(cè)器是簡(jiǎn)單稱重設(shè)備，埋設(shè)于公路內(nèi)，能夠區(qū)分重車和小汽車及空卡車。任何經(jīng)過(guò)測(cè)重站重車都會(huì)觸發(fā)卡車探測(cè)器，發(fā)出信號(hào)執(zhí)行預(yù)定操作。在測(cè)重站處AVI設(shè)備必須做好設(shè)置，使預(yù)先放行參加車輛能夠經(jīng)過(guò)根本而不收到停車信號(hào)。38商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第38頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)州際公路管理程序，全部卡車在抵達(dá)測(cè)重站前被引向右側(cè)車道。一個(gè)前置(上游)AVI閱讀器“看到”在進(jìn)入測(cè)重站前右側(cè)車道上卡車流;MACS對(duì)那些預(yù)先判定和稱重過(guò)卡車不發(fā)任何信號(hào)。閱讀器給測(cè)重站操作人員列出需要停車卡車識(shí)別信息。沒(méi)有收到停車信號(hào)卡車?yán)^續(xù)沿根本前行。39商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第39頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例前置路側(cè)閱讀器放置于測(cè)重站入口車道前向上游約半英里處。這個(gè)閱讀器激發(fā)參加車輛AVI異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)。卡車異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)發(fā)出其識(shí)別信息。測(cè)重站計(jì)算機(jī)將此車識(shí)別信息和已編輯從上游測(cè)重站得到取得預(yù)先放行認(rèn)可卡車列表信息相比較。測(cè)重站工作人員能夠在環(huán)境許可情況下在車輛抵達(dá)之前觀察并選擇任意卡車進(jìn)行深入檢驗(yàn)。被選擇接收深入檢驗(yàn)車輛和有問(wèn)題卡車從預(yù)先放行清單中去除。假如卡車在預(yù)先放行清單中，則它會(huì)收到通行信號(hào)，向前經(jīng)過(guò)測(cè)重站而不需停車。通行信號(hào)由路側(cè)閱讀器傳給卡車并顯示于卡車中。40商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第40頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例第二個(gè)路側(cè)閱讀器設(shè)置在測(cè)重站，用以讀出進(jìn)入第一個(gè)測(cè)重站停車參加卡車識(shí)別信息。第三個(gè)路側(cè)閱讀器放置于測(cè)重站入口車道附近下游，此路側(cè)閱讀器用來(lái)驗(yàn)證經(jīng)過(guò)測(cè)重站車輛是否已得到了通行認(rèn)可。路側(cè)閱讀器讀出車輛識(shí)別信息，測(cè)重站計(jì)算機(jī)驗(yàn)證其預(yù)先通行認(rèn)可。在這個(gè)位置上，測(cè)重站識(shí)別信息和日期被寫入旅行數(shù)據(jù)包，然后向前傳輸。41商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第41頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例即使AdvantageI-75運(yùn)作與HELP企業(yè)及其以前HELP新月系統(tǒng)運(yùn)作看上去非常相同，但其相同性是表面。一個(gè)最大不一樣之處于于:HELP將全部信息集中于一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)，然后提供給各參加州使用。而在AdvantageI-75中，每個(gè)參加州都有自己數(shù)據(jù)庫(kù)，即是一個(gè)分布式系統(tǒng)。

工程預(yù)算大約為1200萬(wàn)美元，其中聯(lián)邦公路管理局FHWA撥款770萬(wàn)。參加貨運(yùn)企業(yè)不需繳納使用費(fèi)。42商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第42頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例3.美國(guó)CVISN(商用車輛信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò))

美國(guó)州際商用車運(yùn)輸業(yè)包含約300000個(gè)從業(yè)者(使用大約160000輛卡車牽引車與360000輛拖車)，4000個(gè)供租用旅客運(yùn)輸業(yè)，以及660000名商用車輛司機(jī)。這一行業(yè)業(yè)務(wù)很復(fù)雜，包含從一輛車運(yùn)行到幾千輛車客貨運(yùn)輸。1995年卡車與長(zhǎng)途客車運(yùn)行超出100億英里。為了確保這些車輛能在北美大地上安全通暢運(yùn)行，必須建立一個(gè)系統(tǒng)，使得在全國(guó)范圍數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)幫助下能夠電子化地顯示運(yùn)輸情況。這一系統(tǒng)被稱為商用車輛信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)(CVISN)。這一系統(tǒng)支持商用車輛在稱重站與邊界上電子通關(guān)、自動(dòng)路旁安全檢驗(yàn)、電子化一次停車取得資格、里程與燃料匯報(bào)、車載安全監(jiān)控系統(tǒng)、國(guó)際電子邊境通行許可、危險(xiǎn)貨物事故響應(yīng)與集裝箱運(yùn)輸費(fèi)用交納。43商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第43頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例即使CVO已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，當(dāng)前主要是DSRC與EDI標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程遲緩，還存在很多制度上問(wèn)題，但很顯著，未來(lái)ITS/CVO設(shè)備成功安裝最含有挑戰(zhàn)性障礙未來(lái)自于不一樣州、聯(lián)邦機(jī)構(gòu)以及運(yùn)輸企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)階層以及這些部門之間協(xié)作關(guān)系，因?yàn)槿窟@些部門有著不一樣利益與目標(biāo)。44商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第44頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例CVISN是約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理研究所(APL)從1994年起開(kāi)發(fā)。其目標(biāo)是把不一樣數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)庫(kù)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)CVO規(guī)章與管理數(shù)據(jù)交換。信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)來(lái)自州或聯(lián)邦政府、運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)人以及其它相關(guān)部門。這些數(shù)據(jù)包含對(duì)單個(gè)車輛貨物裝載、路況、司機(jī)以及安全與交費(fèi)統(tǒng)計(jì)等描述。有了CVISN后，司機(jī)經(jīng)過(guò)一張電子卡將自己數(shù)據(jù)傳遞給路邊檢驗(yàn)站或車隊(duì)檢驗(yàn)站，就能夠無(wú)須中止旅程而提供所需要數(shù)據(jù)。除了便利路邊操作以外，系統(tǒng)還允許被授權(quán)用戶在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行車輛注冊(cè)、燃料稅和安全信息咨詢等。但CVISN不包含ITS/CVO傳感與控制元素。45商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第45頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例CVISN開(kāi)發(fā)需要CVOEDI功效支持。而這一點(diǎn)需要廣泛協(xié)調(diào)與同時(shí)建設(shè)。因而，聯(lián)邦公路管理局FHWA正致力于同相關(guān)方面如州政府、學(xué)術(shù)部門、私人企業(yè)等廣泛地合作，以期在CVISN使用上達(dá)成通用數(shù)據(jù)交換定義。46商用車輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)第46頁(yè)商用車輛運(yùn)行系統(tǒng)案例CVISN將增加商用運(yùn)行安全性與生產(chǎn)能力，并就CVO先進(jìn)技術(shù)及其效益成本進(jìn)行評(píng)定，為主要州、企業(yè)決議者以及公眾提供培訓(xùn)。CVISN策略有五個(gè)階段，第一階段完成各階段計(jì)劃與技術(shù)框架制訂。第二階段完成技術(shù)原型化，將在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下演示滿