告别堵车:走向既无堵车亦无事故的汽车社会

2011-09-19 16:35:03来源: 日经BP社 关键字:告别  堵车  走向

  “我们希望用日本发明的技术来解决全球的堵车问题”。本田正在推进一项力争实现这一宏伟目标的研究。2010年11月和2011年5月,在堵塞学倡导者——东京大学尖端科学技术研究中心西成活裕教授的协助下,本田通过实车进行了实验,并确认了其效果。

  这是一项虽以解决堵车问题为目的开发,但还可同时起到预防事故和提高燃效作用的出色新技术。从事这项新技术开发的本田技术研究所内部,也将其定位为“安全预防”领域的“环保”技术。目前设想是几年后能够实现商品化。这是一个将智能手机等放在驾驶席旁边并加以利用的系统。本田正在力争实现该公司作为下一个十年经营方针而提出的目标:“迅速而又便宜地以低碳方式提供性能出色的汽车产品”。

  堵车、事故与燃耗。新技术准备如何解决驾驶员的这三重痛苦呢?堵车会降低燃效这点不难理解,但是堵车与预防事故之间的关系却不易被发现。关于这一点,搞清楚堵车发生的机理后就一目了然了(图1)。

 
图1:堵车、事故和燃耗增大之间的关系
这三点都与前方车辆的紧急刹车有很大关系。如果找到应对紧急刹车的方法,那么这三点同时得到解决的可能性将会很高。

堵车与事故之间出乎意料的关系

  出现堵车的主要原因之一是前方车辆紧急刹车。一旦前方车辆紧急刹车,那么后方车辆也不得不紧急刹车,这种情况会接连不断地波及到后面的车辆,成为“堵车的原因”。

  消除的方法主要有两个。一是根据速度适当保持与前方车辆之间的车距。另一个是与周围车辆同步行驶*1。实际上,作为减少碰撞事故的有效方法,这两点也是“警察经常呼吁驾驶员采取的方法”(西成)。也就是说,堵车和事故可采取相同的解决方案来降低发生率。

  *1:与周围车辆同步行驶是指,自己的车辆与周围车辆的行驶周期一致。

  新技术由车辆中配备的设备,以及监控这些设备的服务器构成〔图2(a)〕。设备和服务器之间的信息交换经由互联网实施。服务器在每条道路上收集显示通行车辆行驶状态的信息,然后根据这些信息向驾驶员发出指示。这种方法简洁明了〔图2(b)〕。设备只显示两项:①与前方车辆之间的车距,②代表该车距是否恰当,以及与周围车辆是否同步的颜色。②的颜色有两种,绿色表示“当前行驶状态良好,不会堵车”,蓝色表示“当前的行驶状态会导致堵车,需要进行调整”。另外,车辆位置则通过GPS获得。


图2:本田开发的堵车问题解决系统的概要
服务器与拥有通信功能的设备,通过互联网交换信息(a)。服务器监控的是每辆车的行驶状态。当行驶状态可能会引起堵车时,会通过设备显示的颜色来告知该车辆(b)。显示色为绿色则“OK”(上方照片),显示色为蓝色则“需要进行调整”(下方照片)。

  看到这里,读者会产生一个疑问:“新技术与显示交通信息的汽车导航系统这种车载信息服务*2,有哪些不同之处呢?”。传统车载信息服务和新系统之间决定性的不同之处在于,前者是将堵车发生后的信息显示在设备中,而后者则是预知可能要发生堵车时的状况,并将堵车扼杀在“萌芽”中。

  *2:车载信息服务 在汽车等交通工具中安装具有通信功能的设备,实时提供对驾驶员有帮助的信息。

只关注一辆车的行驶特征

  让这种预知成为可能的,是以车辆行驶状态为周期建立数学模型的技术(图3)。据从事项目开发的本田技术研究所汽车研发中心第8技术开发室第2小组研究员越膳孝方介绍,当没有可能引起堵车的要素时,车辆的行驶特征是固定的。但是,当存在前方车辆紧急刹车等会形成堵车的要素时,车辆的行驶特征就会发生变化。


图3:预知堵车发生的原理
事先通过服务器掌握A车辆的正常周期,当该周期出现变化时,则估计是受到了前方车辆紧急刹车的影响。该周期变化可看做“堵车前兆”。

  这里值得注意的一点是,堵车发生的前兆不是通过“车辆集合体”,而是通过“一辆汽车”进行判断。如果要掌握多辆汽车的行驶状态,则需要大规模的基础设施设备,例如在路上到处设置监控摄像头,在地上嵌入传感器和通讯设备等。而新系统则很简单,“所有外部因素都会被反映到一辆车的行驶状态中”,只需着眼于一辆汽车的行驶状态。新系统构思立足于此的好处很大。

  首先,如上所述,无需大规模的投资。同时,由于不是作为集合体来解析信息,因此也无需复杂的控制算法。所以,系统构成非常简单。越膳表示,“这一系统拥有符合目的的最少参数,因此能够以低成本提供给消费者”。

应用于未来交通工具是一大课题

  在实验车辆按照圆形行驶的实证实验中,除了上述好处外,还发现了“出乎意料的优点”。这就是,即使在相同道路上行驶的所有车辆并未全部配备显示设备,仍可获得解决堵车问题和提高燃效的效果(图4)。这表明该系统具有广阔的市场前景。因为虽然该系统不仅可以用于普通汽车,还可以用于卡车和摩托车,但不管该系统普及到何种程度,也不可能配备在全球所有的车辆上。


图4:通过验证实验发现的堵车问题解决系统的优点
10辆实验车绕着圆形路线行驶,让打头车辆和第二辆车踩下刹车。比较所有车辆都不使用显示系统时的燃效,以及10辆中只有2辆(第三辆和第七辆)使用该系统时的燃效(通过第十辆车进行测定),结果表明只有2辆车使用显示系统也可以改善燃效。

  本田技术研究所朝着梦想实现之路迈出了一大步,但也不是没有任何课题需要解决。2~3年后还可以,但是5年或10年后,估计全球交通方式和通信设备的形态将会大变样。要想继续采用该系统,就需要开发出适应这种变化的提供方式。例如,应用于电动汽车等。

  今后,以新兴市场国家为中心,预计汽车和摩托车的使用数量会加速增加。这对人类和地球环境带来的影响是无法估量的。“迅速而又便宜地以低碳方式”向市场提供可减少堵车、事故和燃耗的方式,这对于最大限度地控制汽车和摩托车带来的环境影响具有重要意义。

关键字:告别  堵车  走向

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0919/article_4400.html
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