國際觀察丨日本2020年國土交通白皮書-新一代智慧交通技術的開發與應用

摘 要

 

在日本國土交通省6月發布的《國土交通白皮書2020》中,重點介紹了日本在智慧交通領域的研究進展和社會試點情況。

 

本篇首先節選并翻譯了日本智慧交通領域中諸如MaaS、ETC2.0、自動駕駛等前沿技術開發與試點應用的相關內容,而后結合國內的研究現狀,提出了我國智能交通行業下一階段發展的幾點啟示和建議。

 

前    言

 

日本國土交通省于今年6月26日發布了《日本2020年國土交通白皮書》,開篇闡述了日本國內新冠疫情對各領域造成的影響,第二部分對當前日本國內社會經濟及生活環境現狀做了全面的總結,在第三部分中提出了日本政府對未來國土交通各領域的發展愿景及施政動向。

 
 
圖1 《日本2020國土交通白皮書》概要

 

日本為了持續提升國家競爭力,于2019年6月14日發布了《創造世界最先進的數字國家宣言》,并成立了IT綜合戰略本部,由內閣總理大臣擔任本部長,與國土交通省共同推進落實日本社會各領域的數字化、智慧化的進程。

 

在今年的《國土交通白皮書》中,重點介紹了智能卡全國互通、“出行即服務”(MaaS)、ETC2.0、先進型安全車輛(ASV)、小汽車出行誘導與自動駕駛等智慧交通技術應用的情況。

 

本篇首先節選并翻譯了日本智慧交通領域中諸如MaaS、ETC2.0、自動駕駛等前沿技術開發與試點應用的相關內容,而后結合國內的研究現狀,提出了我國智能交通行業下一階段發展的幾點啟示和建議。

 

 

一、關于智慧交通領域前沿技術開發與應用

 

1.市民出行IC卡在全國范圍的互認互通

 

自2001年Suica(一款交通IC卡)進入市場以來,交通卡作為普遍使用的出行結算手段迅速在日本普及。當時,各個軌道運營企業都單獨發行了各自的IC卡,且不同運營企業間IC卡不互通,所以導致市民在乘坐不同運營企業的軌道線路出行時需要持有多張卡。

在此背景下,日本政府2013年起開始促進不同企業間IC卡的互認互通。這一舉措有效提高了人民的出行便利性,也進一步推動了IC卡在日本民眾出行中的普及度。在2019年12月,日本主流的9種IC卡的月活量就超過了2.5億次。

根據《交通政策基本計劃》中的既定目標,2020年日本將全面推動IC卡在全國范圍內的互認互通,以進一步提高國民出行的便利性。

 

2.MaaS在日本國內的試點及相關政策實施

 

在ICT、AI等技術革新和智能手機迅速普及的背景下,MaaS模式的出現將大大改變日本公共交通領域的現狀。2019年,國土交通省和經濟產業省共同在全國多個城市試點開展了一項名為“智能出行挑戰”的智慧化出行推廣項目,旨在通過向社會推廣新型出行服務模式來解決交通從業者逐年減少的問題,同時促進地方的政企合作。

 

2019年6月,為了打造“新型交通模式事業”的全國范例,國土交通省選擇了19處推行MaaS出行模式的試點地區,其中包括6處都市、近郊型(人口稠密型)地區,5處郊外型(人口稀疏型)地區和8處觀光景點型地區。另外,在普及MaaS模式的同時,還引入了基于AI技術的響應式出行以及綠色慢行等新型運輸服務模式。

 

為了切實推進MaaS出行模式的普及,在不斷強化現實空間中不同出行方式連接的同時,同樣需要重視交通運營數據的整合與協同利用。為此,國土交通省于2019年9月召開了交通運營企業專題研討會,并于2020年3月制定了《關于MaaS數據協同的聯合指南》。

 

日本政府認為在MaaS模式中推行相對靈活的出行費用浮動機制,將有利于交通與觀光、零售、醫療、教育等其他社會行業融合,調動社會整體的參與積極性。因此先后出臺了《關于促進地區公共交通的活性化及再生根據法律》修正案及《新型出行服務事業認定計劃》,為符合新型出行服務的行業提供了一定程度上自定運價的自由度。同時還成立了“新型出行服務協議會(MaaS協議會)”,以更好地服務從業者。

 

今后,為了更好地發揮MaaS模式帶來的附加價值,以及促進更廣泛的社會合作,日本政府在持續協助各地區構筑MaaS發展模型的同時,還將在無現金化出行和交通信息數據利用等方面作出努力。

 
 
圖2 各地區MaaS項目試點推進情況

 

3.關于ETC技術的普及應用與升級研究

 

目前,日本國內所有高速公路及大部分的收費道路都已支持使用ETC出行,截至2020年3月,全國安裝ETC的車輛累計達到7053萬臺,高速公路ETC使用率約為92.9%。根據調查結果,日本高速公路擁堵成因有近3成是由于收費站節點導致的,近年來ETC的高度普及使這一現狀基本得到解決,同時也有助于減少小汽車CO2排放帶來的環境負荷。為了鼓勵民眾更多地選擇ETC作為自駕出行的支付手段,政府設置了對ETC車輛的出行費用的特別折扣,同時也在不斷豐富著ETC的使用場景,如今ETC智能卡可以在收費道路以外的諸如停車、乘船等結算場合使用。

 

日本從2015年8月開始,正式銷售ETC2.0車載終端,截至2020年3月已累計安裝了493萬臺。相比于ETC1.0,ETC2.0的車載終端可以與在全國高速公路上設置的約1700個ETC2.0路側裝置進行雙向信息交互,一方面可以接收來自路側機的實時道路擁堵等信息,為車輛出行時的路徑選擇提供主動誘導,另一方面也可以向路側機上傳車輛的行駛速度、利用路徑、急剎車等車輛運行數據,在應對路面擁堵、提高駕駛安全性和智慧性方面發揮著重要作用。

 
 
圖3 ETC2.0技術的應用場景

 

4.關于ASV技術的應用及未來深化研究

 

為了減少路面交通事故的發生,通過智能化系統為駕駛員的安全駕駛行為提供支援,日本國土交通省自1991年起就牽頭制定ASV技術(Advanced Safety Vehicle,先進型安全車輛)的研究計劃,并積極推動與汽車制造商及相關團體等合作,同步開始了實車的研發和量產推廣。為了切實推進ASV技術全產業鏈的積極性,在2001年的第三期ASV推進計劃中提出了要對研發單位提供金錢和技術的全方位支援,以及向ASV車輛的經銷商和購買者提供定向的資金補助。

 

功能層面上,目前已被廣泛普及的ASV系統已經能夠實現包括自主緩沖剎車、車道維持在內的多種功能。在現行的第6期推進計劃中提出,下一階段的ASV技術要針對駕駛員駕駛狀態識別、運行速度智能化控制以及自動駕駛等功能的社會化應用進行更深入的研究。

 

 

圖4 ASV車輛的應用場景

 

5.關于自動駕駛技術的試點情況及深化研究
 

為了降低交通事故的發生率,以及解決少子化、老齡化社會帶來的駕駛員不足、人口稀疏地區內高齡者出行不便等社會問題,日本政府開始著力于發展自動駕駛技術,并提出了以下三個2020年度的發展目標:

 

1、在全國高速公路上普及3級自動駕駛(可應對除極端場景外的高度自動駕駛技術)。
 
2、在限定地區普及無人駕駛出行服務。
 
3、完成高速公路場景下無人駕駛車隊在卡車后方的跟隨駕駛測試。

 

并且在面向自動駕駛的道路環境改造、技術研發升級以及社會試點試驗等三個方面出臺了一系列的支持政策與具體措施。

 

道路環境改造方面。國際上,作為聯合國全球車輛法規調和論壇(WP29)的共同議長,積極推動了關于自動駕駛國際標準的討論與制定,2019年6月發布了自動駕駛領域減輕碰撞災害相關的國際標準。在日本國內,為了確保3級、4級自動駕駛技術的安全推廣,于2019年5月成立了《道路運輸車輛法》的修正案,追加了有關“自動駕駛車載裝置”的安全標準。此外,政府致力于推動路面環境改造,如安裝路面電磁信標等輔助裝置,同時也在2020年2月的內閣會議上對《道路法》作出了與自動駕駛路面環境改造相關的修訂。

 

技術研發升級方面。日本在官方發布《性能認定制度》中承認了自動剎車輔助系統對自動駕駛技術升級有促進作用,開始研究配備自動剎車輔助系統的“安全駕駛支持車輛”。同時,日本政府也在積極推動全國范圍內高速公路的數據一體化協同運用。

 

社會試點及試驗方面。自2019年6月開始,日本政府就開始了一項長達6個月的自動駕駛車輛服務試點試驗,試驗內容是利用自動駕駛車輛提供某地區的出行末端接駁服務,還利用了3臺遠程監視器記錄了完整的實驗過程。其次,從去年開始,陸續選取了多個試點地區,開始投放中型自動駕駛巴士和觀光型小巴提供地區交通的運營服務。最后,還在今年開展了高速公路場景下無人駕駛車隊在卡車后方的跟隨駕駛測試。

 

 

 
圖5 開展自動駕駛技術的社會運營試驗

 

二、對我國智能交通發展啟示和建議

     

當今正處于百年未有之大變局、大變革時代,科技革命加快技術與交通產業融合,將產生新的基礎設施、新的交通方式、新的治理模式、新的運營組織和新的出行體驗,推動未來交通模式顛覆性變革。結合日本的實踐經驗,對我國智能交通行業發展提出以下幾方面的建議:

 

1.加速推進高品質的完整出行服務新體系

 

未來出行將逐漸向“體驗經濟”時代的全人群、全鏈條、一站式出行服務轉變。日本近年來正在全國范圍內廣泛開展試點以MaaS為代表的出行服務新模式。我國應從以下兩個方面著力布局未來新型出行服務體系,一是打造以政府引導、企業主導的自上而下發展模式,推動對MaaS體系頂層設計研究和核心關鍵技術研發應用;二是自下而上由點及面推進MaaS應用推廣,以核心城市多方式交通出行服務為試點,推動城市間城際、高鐵和航空等交通方式時刻表精準銜接、支付體系快捷聯通、信息服務綜合一體,循序漸進推進MaaS應用。

 

2.結合新基建加速推進車路協同體系建設

 

日本憑借ETC2.0技術,在車路協同的社會推廣方面已經取得了長足的進展。我國應主動結合新型基礎設施建設的總體部署,大力推進基于科技端的智能交通基礎設施建設。一是推進以5G、人工智能為載體的智慧道路、智慧高速等融合類基礎設施建設,提升車與車、車與人、車與基礎設施間的通信和信息互換能力;二是探索新型基礎設施建設與運營模式,通過統一運營、集中管理模式推動數據開放共享和深度應用。

 

3.加速自動駕駛多模式多場景創新應用

 

為了解決少子化、老齡化帶來的社會問題,日本正在積極地向自動駕駛的裝備研制、環境改造、立法支持等方面不斷創新突破。聚焦城市復雜交通環境的管理服務訴求,我國應加強自動駕駛技術研發和示范應用。積極探索自動駕駛技術多模式多場景應用示范,鼓勵技術成熟的企業逐步開展自動駕駛商業化應用,重點在園區、港口、機場、礦山等區域開展公交、出租、貨運、物流的自動駕駛多模式測試和運營示范,實現特定環境下自動駕駛車輛市場化應用。

 

4.培育開放聚合的智能交通產業生態圈

 

在智慧交通各領域的技術開發和社會推廣方面,日本都非常注重與政府對企業的引導,促進產業鏈的協同合作。通過各種手段激活全行業的積極性,形成全社會的合力,是實現智慧交通產業生態圈的高效迭代升級的關鍵所在。因此我國也應加強政企合作的智能交通建設機制,建立健全智能交通產業良性發展環境,強化市場的資源配置能力,推動交通產業生態圈跨界融合,構建開放聚合的創新發展生態圈。一是構建政府引導、市場主導的開放包容產業發展格局,推動政企共建共享智能交通全產業鏈;二是完善智能交通產業發展機制體制保障,推進智能交通全產業鏈協同發展。

 

 

參考文獻

[1] 日本國土交通省 《國土交通白書2020》

 

撰寫:羅炯,徐丹
審核:龍俊仁,孫超
審定:邵源

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