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交通运输自动化 实时稳定又安全

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智能城市设置交通管理中心,有效纾解交通壅塞问题、提供行通信息、加速处理交通事故,以及解决突发交通困难等…。DIGITIMES摄
智能城市设置交通管理中心,有效纾解交通壅塞问题、提供行通信息、加速处理交通事故,以及解决突发交通困难等…。DIGITIMES摄

交通运输对任何地区而言,就有如血液循环系统之余人体一样的重要,因此世界各国无不努力积极改善扩充交通运输系统的乘载能力及运输效能。但随着运输需求的不断膨胀,不断地扩充硬件设施或增加道路面积,不但可能力有未逮,人稠地峡的区域,也会碰到难以施展的困难。

因此,如何在现有的交通建设基础上,以目前已知的科技,如电脑、网络、通讯、控制及先进管理等技术,提升交通运输的效率、安全与舒适,便成为世界各国有志一同的交通政策,也让攸关「智能交通」发展成败的自动化技术,变得更加重要。

自动化技术对交通运输的帮助

想要有效达到交通运输自动化的目标,首先要能蒐集、处理、应用及传递大量的交通数据与交通信息,才能让自动化科技做出正确判断,达到实时、稳定及安全的三大目标。

如由ASFiNAG公司营运的奥地利国家交通管理中心,负责高速公路(motorways)及快速公路(expressways)的规划、建造、维护、营运及收费,总共有1个国家交通管理中心及9个区域交通管理中心,维护营运路网长度长达2,175公里,总共包含150座的隧道(隧道总长354公里)及5,134座的桥梁,ASFiNAG公司还须负责桥梁及隧道的维护与管理,任务可说是相当复杂与艰钜。

为了能有效纾解严重壅塞问题、提供行旅交通信息、加速处理交通事故,以及解决行旅突发困难等交通运输的主要目的,奥地利国家交通管理中心的运作平台,是以电子地图为显示操控状态之底层,可点选各种设备、事件等,以图层方式显示于电子地图上,再点选各种图例进入设备执行操控,交通管理中心的操控人员可利用鼠标、键盘,同时进行跨屏幕的操作,并且具有事件管理功能,可以登录、确认及修改事件信息,另外也可以查询各项实时路况。

类似的管理方式,目前也已普遍应用于国内的交控系统,如高速公路中区交通控制中心的控制台已于2011年12月时,将屏幕尺寸予以整合统一,并利用KVM切换器,让各个控制席位仅留用一组键盘鼠标,桌面杂乱的现象获得很大的改善;南区交通控制中心也已于2012年7月时比照办理。

奥地利国家交通管理中心在信息发布及用路人信息提供部分也很多元化,行前信息服务方面,可透过手机、网络查询及移动化应用装置(App)查询实时交通信息;行驶途中,除可利用路上的动态显示板DRS(Dynamic Road Signs)、信息可变标志VMS(Variable Message Signs)及转板标志RS(Rotation Signs)获取实时路况信息外,并可利用手机、平板电脑或车上导航机取得实时交通信息。

值得一提的是,奥地利国家交通管理中心有一项很特别的交通控制与管理策略,也就是在控制中心监看车流状况时,如产生不稳定的车流时,会利用主线每一车道上所设置的动态显示板DRS(Dynamic Road Signs),针对每一车道的行驶速率进行管制,俾达到主线车流稳定及行驶速率均匀化的目的。

交通建设积极导入自动化技术

因应交通运输自动化的需求,各类科技应用也不断开发中,并已进入实用阶段。如日本NEC所开发的HOV/HOT车道乘员数监控系统,主要是利用近红外线照镜头及侦测系统,同步侦测车辆前窗及侧窗之影像,有效筛选可能违规之小客车车辆影像、车牌号码、时间及里程等数据,以避免未满3人之小客车占用高乘载管制路段。

国内即将于2013年完工通车的国道1号五股至杨梅段拓宽工程,也将导入HOV车道乘员数监控系统,但由于为国内首次建置之试办计划,目前的系统侦测率准确度,仅要求要达50%以上且误报率小于30%,离全面取代人工取缔,还有一段距离,但随着影像识别技术的逐步提升,相关应用的推广将是指日可待。

而在防止交通灾难方面,类似技术也已出现。奥地利业者SICK就推出一套进入隧道前可侦测车辆温度之设备(Hotspot Detector),利用热影像录影机(thermal imaging cameras)及雷射扫描仪(laser scanners)侦测过热车辆,若在隧道入口前建置此一系统,可避免高风险车辆进入隧道中,如发生2012年5月7日国道5号雪山隧道火烧车的交通事故,若当时就已经有这套系统,就可能提早提出警告,不但可能避免后续灾难的发生,也可提早引导车流,避免交通堵塞的现象发生。

自动化技术对汽车工业的影响

除了交通智能建设开始导入大量自动化技术外,各大车厂也已开始积极推动V2V、V2I通讯技术与示范计划。如果车辆与车辆之间能够彼此分享、交换信息,路上交通就会更为安全,如一向以注重汽车安全而闻名的Volvo等欧洲各大车厂,就加入了由欧洲多家车厂与零件供应厂商所组成的CAR 2 CAR通讯协会,并且希望在2016年将车辆间通讯技术标准化,建构出共通之车辆间通讯平台。

一旦车辆间的通讯技术能够标准化,车辆与车辆处于一定的范围内时,就会自动相互连结,传送彼此的位置、速度、方向等信息,道路上的设施如道路标志、红绿灯等,也可以传送信息给靠近的车辆,系统即可自动提醒驾驶人各种交通状况,如提早知道远在前方三、四个路口的红绿灯状况,或是前方车辆抛锚,必须立即减速或变换车道,以免发生车祸的状况。

如果有道路正在进行施工或因为举办活动进行交通管制,交控单位也可透过自动化技术,将相关信号传给准备经过之车辆,让驾驶人可以提早改道或变换车道,以因应前方无法通行或车道缩减的临时状况。

但如果交通运输自动化仅是提供信息,让驾驶自行判断,又很难达到自动化能够降低人为判断错误的价值诉求,也因此衍生出「先进驾驶辅助系统(Advance Drive Assist System;ADAS)」的应用与商机。

国内业者目前在ADAS的领域方面,已累积相当丰厚的研发与测试技术能量。如在经济部技术处指导下,工研院资通所于2012年完成台湾首座弹性、可控的车载资通讯动态整合测试与验证环境建置,能提供需要实路移动测试的技术发展、设备制造、与应用开发业者进行完整的测试与验证。

前述整合测试环境建立了完善的测试流程、测试项目,包括:车载资通讯设备之无线电波频谱分析、美规与欧规车载通讯协定兼容性验证、设备互通性测试、设备效能分析与实车道路测试等,并可提供各界便利之实验操作环境与实验数据收集之功能,以加速测试之完成。

此外,工研院为协助国内车载资通讯业者如:导航机、行车记录器,车机,手机等终端设备业者,强化行车安全、节能、环保等功能,为既有产品加值,以强化市场竞争力,开发完成SVIG(Smart Vehicle Information Gateway)终端与线上服务平台。透过 SVIG 终端所内建的各式传感器、OBD II与智能演算,可实时蒐集与分析车辆动态,再以无线通讯与各类终端设备界接,提供用车人危路识别与预警、与驾驶节能行车建议。而 SVIC 线上服务平台,可将接收到的信息,有系统的分析驾驶行为、油耗等信息,以提供车队管理之最佳建议。

自动化技术让智能交通进入实用阶段

随着交通运输自动化技术迅速成熟,智能交通系统也正由建置阶段,迅速进入实用阶段,如我国运输政策白皮书中的「智能运输系统(Intelligent Transportation System;TIS)」,已将转型为「智能运输服务(Intelligent Transportation Services)」,下一阶段的推动策略,将以「整合式运输服务(Integrated Transportation Services)」为核心,将现有的ITS各项服务与各项交通基础设施进行更紧密的整合,以提供更符合民众与交通管理单位需求之服务。

根据运输政策白皮书揭櫫的优先方案及预期具体目标,包括提升全国2,000个号志路口的车流运转效能,减少平均车辆停等延滞达5%;完成全国铁路平交道路口之安全控制系统,降低平交道事故次数20%;完成铁路车站(100%)之转乘或复合运输整合实时信息;更新公共运输路网,扩大聪明公车、智能站牌与新型站牌的服务范围,协助公共运输计划降低能源消耗5%及减少污染排放5%的目标;完成「交通信息云端数据库Open Data API」之建立,促进交通信息加值产业的发展;多卡通电子票证将遍及台铁与客运的所有路线(100%)等,都有助于交通运输自动化技术的发展。