开车进入一个陌生路段或陌生城市,举目无亲的你如何清晰地辨认方向?怎样快速驶向正确的路面?除了一份已经过期、被揉得面目全非的地图,你还能依靠谁走出迷途?——随着技术的成熟及广泛应用,动态导航系统将使你一路无忧。
【IT168 专稿】导航技术已跻身世界十大热点技术,卫星导航产业也已经成为国际八大无线产业之一。从目前国际发展趋势看,全球GPS产品市场差不多每年增加100万台的规模,预计至2010年达到1300万台;我国约占总量的4%,到2010年约有50万台的需求量,产值将达130亿元。
在日本,自1996年VICS(车辆信息交互系统)中心开始向大城市发布交通信息服务之后,动态导航功能得以实现,VICS装备的车载导航设备的销售量也开始逐年上升,到2003年9月已增长到了780万台。
什么是车载路径导航系统?它怎样为驾车者提供实时的交通诱导服务?又将为城市交通带来哪些便利?
静态导航存在局限
车载路径导航系统(Route Guidance Systems)也称为车辆导航系统(Vehicle Navigation
Systems),是以车载装置为终端来接收信息服务的出行者信息系统的高级服务形式。它能够根据车辆所在的位置和道路交通状况,为出行者提供到达出行终点的非常好的路线,也可协助出行者方便地到达原先没有去过的地方。由于能帮助驾驶员避开拥挤和事故、避免在陌生的交通环境中迷路、以及提供出行的安全性,车载路径导航系统的开发应用已成为国际国内ITS(智能交通)研发领域的一大热点,备受瞩目。
按照所依据路网信息种类及其路线选择和诱导方法的不同,车载路径诱导系统可以分为静态路径诱导系统和动态路径诱导系统两种类型。
静态路径诱导一般采用车载的全球卫星定位系统(GPS)装置来获取车辆的行驶位置,然后通过与预先描绘好的电子地图数据库实行地图匹配,得出车辆在路网结构中的位置,从而给出车辆到达目的地的行驶路径以及到达相应路段后的路径选择。美国的ERGS(电子路线导航系统)是最早的静态车载路线诱导系统,因为价格低廉,目前仍有十几种静态车载路线诱导系统在使用中,欧洲车载路线诱导系统的市场也主要由静态路线诱导系统占领。
在静态路线诱导系统中,路线优化所依据的信息是静态的路网信息,如预先存储在车载引导设备中的路网结构、交通管制规则、路段行程时间甚至最短路树等。静态路径诱导系统一般是由车载装置本身完成路径寻找和诱导指示,故称之为本地型或自主式诱导。以日本为例,在VICS(车辆信息交互系统)中心建成之前,车载设备主要是自主导航仪。由于道路实时交通信息的匮乏,导航仪的功能只局限于对最短几何路径的自主导航,不能提供在道路动态信息服务下、实现行驶时间最优的路径诱导。
动态路径诱导成新宠
而动态路径诱导在静态路径诱导的基础上加入了道路网的实时交通信息,并根据动态交通分配理论预测的路段行程时间,在出行者达到目的地的可能的地理路径中选择旅行时间的最短路,将其作为推荐路径对驾驶员进行诱导。同时系统根据需要还可以向驾驶员提供路段的交通拥挤情况、行程时间、交通管制信息以及公交和停车方面的信息,从而利于出行者选择非常好的路径,缩短旅行时间。
在动态路径诱导系统中,路线优化所依据的信息既有静态的路网信息,更有动态的交通信息和其他信息,如行程时间、交通事故、临时交通管制以及气象信息等。动态路径诱导一般采取的是中心诱导型系统,即由交通控制中心向车辆发出信息来进行路径行驶的诱导。
由于动态路径诱导系统可以对路网的交通状态变化作出及时反应,各发达国家都将其列为ITS的重点项目,投入大量的人力、物力进行研究。日本的VICS系统依据交通信息服务系统实施的动态导航,是目前公认取得了较好社会和经济效益的一种动态导航系统。VICS系统具有信息的收集、处理、提供与利用四大功能,其运行机制是交通管理者(公安委员会、警察厅)和道路管理者(道路公团等)双方提供交通信息,经日本道路交通信息中心集中到VICS中心,然后这些信息再由VICS中心通过三种方法传送给司机和车载装置。
三大系统实现动态诱导
在动态路径诱导系统中,交通信息中心是其技术核心,硬件系统是由计算机和各种通信设备组成,主要功能是从各种信息源获得实时交通信息,并处理成用户需要的数据形式;通信系统负责完成车辆和交通信息中心的数据交换。信息中心可以通过通信系统向所有车辆不断发送实时交通状况数据,包括路段行程时间、交通事件以及其他相关数据;另外还有由计算机、通信设备和车辆定位设备组成的车载诱导设备,接收、储存和处理交通信息、为驾驶人员提供良好的人机界面、方便驾驶人员输入信息和获得诱导指令。
车载诱导设备终端集成了卫星定位、无线通信、电子地图、路径诱导等多种技术,提供车辆的实时定位、实时诱导/导航以及各种实时交通信息服务。在车辆行驶途中用户可以通过电子地图查看当前车辆位置、实时路况信息和行车轨迹,并利用屏幕显示和语音提示的方式享受实时交通信息服务和路径诱导服务。依赖于汽车信息网络服务系统的功能,车载诱导设备终端还可以实现接收实时交通信息、下载客户端应用程序、下载更新本地电子地图等主要功能。
当你驱车进入一个新城市或者需要下载地图信息数据时,可以通过无线公网(GSM/GPRS/CDMA)的方式下载,也可以采用DSRC通信方式进行数据传输,或在出行前预先通过个人电脑等上网下载地图信息数据,以及在途中利用固定终端脱机下载地图信息数据。这样,一路上,乘车的用户就可以轻松查询名胜古迹、餐饮娱乐等兴趣点的详细信息、车辆所属区域的详细地图、停车场、航班、天气以及其他信息。
动态诱导走向成熟
动态交通诱导系统的研究最早开始于70年代中期的日本,首先进行了基于FR射频通信的车载动态诱导系统的开发试验,并得出了可以减少13%行程时间的结论。但是由于受当时技术、经济等因素的限制,该研究项目没有继续下去。80年代,日本又相继进行了道路车辆通信系统(RACS)和高级车辆交通信息与通信系统(AMTIC)的研究,1990年开始的VICS项目则是世界上第一个全国统一的车辆信息与通信系统。
欧洲的德国和英国分别在80年代末期开发出了用于示范的基于红外信标通信的动态路径诱导系统,LISB系统和AUTOGUIDE系统,二者都是利用历史数据进行诱导。进入90年代,德国西门子公司基于LISB开发的ALI-SCOUT系统(在欧洲称为EURO-SCOUT)具有一定的国际影响,它是采用红外信标通信方式的中心决定式的路径诱导系统。基于ALERT-C协议的交通数据频道广播已经或即将在英国、德国、意大利等11个欧洲国家开通,它能够向用户提供交通事故、拥挤、道路施工等信息,其商用路径诱导系统CARMINAT、DYNAGUIDE等不但可以显示/提示交通信息,亦可以实现分布式的动态路径诱导。
Pathfinder是美国第一个IVHS研究项目,它提供的信息为道路拥挤程度信息,以文字形式显示在电子地图上或以语音方式提示驾驶员。1991年7月到1996年12月间,美国在Illinois的Chicago进行了ADVANCE(高级驾驶员及车辆监督导航系统)项目的研究, 这也是一种分布式的路径诱导系统。目前美国投入使用的MAYDAY系统可以自动向用户报告车辆位置,在必要时获得紧急帮助,该系统的扩充功能包括出行者信息、路径帮助和诱导等服务。
相信在不久的将来,在中国乘车也能享受到动态实时的信息服务,再也不怕在陌生城市迷路了。