4.4-智能运输系统讲义(商用车辆运营CVO).ppt
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1、1了解了解CVO系统的主要服务功能系统的主要服务功能2了解特殊车辆自动计测系统的基本结构了解特殊车辆自动计测系统的基本结构3了解了解CVO系统主要支撑技术系统主要支撑技术1商用车辆电子通关的概念商用车辆电子通关的概念2动态称重的概念动态称重的概念3特殊车辆的自动识别技术特殊车辆的自动识别技术CVO的常用技术,如传感技术、自动车辆识别、的常用技术,如传感技术、自动车辆识别、EDI、远程通信等可参阅第二部分。远程通信等可参阅第二部分。4.4商用车辆运营(商用车辆运营(CVO)系统)系统4.4.1商用车辆运营系统概述商用车辆运营系统概述商用车辆运营(商用车辆运营(CVO,CommercialVehi
2、cleOperation)系统就是通过纸上作业自动化,增强运输企)系统就是通过纸上作业自动化,增强运输企业的生产能力、提高装备与设施的使用效率等措施来减少业的生产能力、提高装备与设施的使用效率等措施来减少管理者与承运人的开销;通过新技术的应用,更好地执行管理者与承运人的开销;通过新技术的应用,更好地执行载重规定等运输规章,减少基础设施的维护保养和更新费载重规定等运输规章,减少基础设施的维护保养和更新费用;并通过商用车辆的智能化,改进其运输安全性和运营用;并通过商用车辆的智能化,改进其运输安全性和运营效率。效率。商用车辆包括大卡车、地方上的送货卡车和蓬车、公共商用车辆包括大卡车、地方上的送货卡车
3、和蓬车、公共汽车、出租车和紧急服务车辆。在美国,汽车、出租车和紧急服务车辆。在美国,CVO最初被认为最初被认为包括公共交通系统、救援车辆、区间托运、快递与出租车包括公共交通系统、救援车辆、区间托运、快递与出租车系统,以及长途拖系统,以及长途拖挂装运。但是很快就发现这些运输设备挂装运。但是很快就发现这些运输设备的运营包含着绝对不同的特性,不能的运营包含着绝对不同的特性,不能放在同一范畴考虑。放在同一范畴考虑。因此,美国人后来将先进的公共运输系统因此,美国人后来将先进的公共运输系统APTS从从CVO中中分离出来。现在分离出来。现在CVO的主要应用对象只是重载卡车与州际的主要应用对象只是重载卡车与州
4、际长途客运车。长途客运车。(视频:视频:CVO参考美国参考美国“IVHS”)CVO的许多新技术与的许多新技术与ITS的其它领域的技的其它领域的技术有所不同,如电子数据交换术有所不同,如电子数据交换EDI、直接、直接自动对车辆属性进行识别的自动对车辆属性进行识别的AVI、车辆动、车辆动态称重态称重WIM、危险货物事故响应和货车连、危险货物事故响应和货车连续自动驾驶都是续自动驾驶都是CVO中广泛应用的特殊技中广泛应用的特殊技术。对于公路交通管理系统而言,术。对于公路交通管理系统而言,CVO系系统有相对的独立性。例如,大范围的无线统有相对的独立性。例如,大范围的无线通讯网络、卫星定位跟踪和用于车辆保
5、养通讯网络、卫星定位跟踪和用于车辆保养或货物盘存的车载计算机都可独立实施。或货物盘存的车载计算机都可独立实施。在美国国家在美国国家ITS的的30个用户服务中,有个用户服务中,有6个属于个属于CVO的范畴:的范畴:商用车辆电子通关商用车辆电子通关在称重站、边境点以在称重站、边境点以及其它的检查站点,这一服务使装有异频雷达收发及其它的检查站点,这一服务使装有异频雷达收发机的、安全且合法的车辆不停车、不重复地通过复机的、安全且合法的车辆不停车、不重复地通过复杂的检查。这些检查包括车辆注册情况、安全状况、杂的检查。这些检查包括车辆注册情况、安全状况、载重量、国际关卡通关手续等证件和状况检查。符载重量、
6、国际关卡通关手续等证件和状况检查。符合通关条件的车辆可保持正常运行速度快速通过各合通关条件的车辆可保持正常运行速度快速通过各种关卡,一旦在一个站点通过检查则无须在下游站种关卡,一旦在一个站点通过检查则无须在下游站点做重复检查。点做重复检查。自动路旁安全检查自动路旁安全检查这一系统把电子通关这一系统把电子通关系统提供的安全数据与其它技术结合起来,检查车系统提供的安全数据与其它技术结合起来,检查车辆安全性以及司机的反应能力与适应能力。辆安全性以及司机的反应能力与适应能力。车载安全监控车载安全监控这一系统在车辆高速行驶这一系统在车辆高速行驶中无干扰地监测司机、车辆与货物的任何不安全的中无干扰地监测司
7、机、车辆与货物的任何不安全的状况,例如司机疲劳、车辆故障、货物滑动或不稳状况,例如司机疲劳、车辆故障、货物滑动或不稳等等。并将结果报告给司机、运输公司管理人员及等等。并将结果报告给司机、运输公司管理人员及有关的执法人员。有关的执法人员。商用车辆管理商用车辆管理这一服务使运输公司管理人员可这一服务使运输公司管理人员可用电子方式办理注册手续,得到通关证件,并获用电子方式办理注册手续,得到通关证件,并获得购买燃料数与行驶里程数及相关税费等信息。得购买燃料数与行驶里程数及相关税费等信息。危险货物事故响应危险货物事故响应这一服务向紧急救援这一服务向紧急救援人员提供由危险货物运输者提供的有关危险物品人员提
8、供由危险货物运输者提供的有关危险物品事故数据,包括危险品装载数据及事故发生时间、事故数据,包括危险品装载数据及事故发生时间、地点和严重性,并推荐最佳救援方案,提供响应地点和严重性,并推荐最佳救援方案,提供响应指令与紧急救援响应电话号码等。指令与紧急救援响应电话号码等。商用车队管理商用车队管理这一服务提供司机、调度这一服务提供司机、调度与多式联运者的通讯链路,为运输者编制可行的与多式联运者的通讯链路,为运输者编制可行的计划和车辆行程时刻表提供计划和车辆行程时刻表提供实时信息,包括货物实时信息,包括货物配送、回程装载、路径诱导等信息。最终实现商配送、回程装载、路径诱导等信息。最终实现商用车辆自动列
9、队驾驶。右图是美国用车辆自动列队驾驶。右图是美国PATH项目的自项目的自动商用重型车实验。动商用重型车实验。欧洲的欧洲的CVO用户服务的内容与美国的基本用户服务的内容与美国的基本相同。然而,欧洲的突出成就在于实施了欧相同。然而,欧洲的突出成就在于实施了欧洲多式联运和站点管理的用户服务,提供公洲多式联运和站点管理的用户服务,提供公路、铁路及水路基础设施的多式联运运输者路、铁路及水路基础设施的多式联运运输者之间的通信。在日本之间的通信。在日本ITS的综合计划中确定的综合计划中确定了了3个个CVO用户服务用户服务CVO管理协作、特管理协作、特殊商用车辆管理和商用车辆自动列队驾驶。殊商用车辆管理和商用
10、车辆自动列队驾驶。日本日本CVO虽然启动较晚,但由于其先进的虽然启动较晚,但由于其先进的应用技术基础,它的发展是很快的。应用技术基础,它的发展是很快的。4.4.2重车自动识别重车自动识别为了保证运输安全和防止超重车辆毁坏公路,为了保证运输安全和防止超重车辆毁坏公路,各国都以法规的形式对重车的规模和载重量进行各国都以法规的形式对重车的规模和载重量进行了限制。为了执法,在高等级公路、高速公路上了限制。为了执法,在高等级公路、高速公路上需要设置一定数量的称重站。需要设置一定数量的称重站。以往,重车到达称重站或检查站时,要停车接以往,重车到达称重站或检查站时,要停车接受检查,由人工测定尺寸或由磅称测定
11、重量,这受检查,由人工测定尺寸或由磅称测定重量,这是静态称重。和停车收费一样,停车接受检查和是静态称重。和停车收费一样,停车接受检查和静态称重会降低运输效率、引起交通堵塞、增加静态称重会降低运输效率、引起交通堵塞、增加旅行时间、加剧废气污染,因此不停车通过检查旅行时间、加剧废气污染,因此不停车通过检查站和称重站,实现动态称重站和称重站,实现动态称重WIM(WeightIn-Moving)是意义重大的。但是,动态称重对称重)是意义重大的。但是,动态称重对称重技术提出了新的挑战。显然,重车自动识别是技术提出了新的挑战。显然,重车自动识别是ITS的的CVO与传统的商用车辆运营管理的主要区别之与传统的
12、商用车辆运营管理的主要区别之一。一。CVO系统中的特殊车辆自动计测系统一般分为系统中的特殊车辆自动计测系统一般分为主线子系统和基地子系统。右图为特殊车辆自动主线子系统和基地子系统。右图为特殊车辆自动计测系统结构示意图。计测系统结构示意图。首先在主线子系统,自动计测行驶车辆的车高、车宽、首先在主线子系统,自动计测行驶车辆的车高、车宽、车长和车重,超过限制值的车辆,在光电表示板上得到告车长和车重,超过限制值的车辆,在光电表示板上得到告示,并被引导到路边的基地子系统,然后在基地子系统停示,并被引导到路边的基地子系统,然后在基地子系统停车,进行更精确的测量。无论在主线子系统还是基地子系车,进行更精确的
13、测量。无论在主线子系统还是基地子系统,车高可用超声波检测器测量;车宽、车长的测量可采统,车高可用超声波检测器测量;车宽、车长的测量可采用用4台台CCD摄像机,在前端和后端同时摄影,由立体的车摄像机,在前端和后端同时摄影,由立体的车辆轮廓通过三角计算得出车长和车宽。由于车辆以辆轮廓通过三角计算得出车长和车宽。由于车辆以40km/h以上速度从主线子系统通过,精确地测量是困难以上速度从主线子系统通过,精确地测量是困难的。特别是当车后部有突出部分时,长度计算就困难了。的。特别是当车后部有突出部分时,长度计算就困难了。因此,还需要开发这种突出部分的识别系统。另外关于车因此,还需要开发这种突出部分的识别系
14、统。另外关于车重,是由路面埋设的车辆感知器和重量检出器测量。车辆重,是由路面埋设的车辆感知器和重量检出器测量。车辆一通过车辆感知器,系统就开始测量。如用一通过车辆感知器,系统就开始测量。如用2组组4个重量检个重量检出器分别测量左右的车轮、确定和记录车重。重量检出器出器分别测量左右的车轮、确定和记录车重。重量检出器前后错开设置,可以同时判断速度、车轴间距和车种。这前后错开设置,可以同时判断速度、车轴间距和车种。这些检测器、光电板及控制装置由光缆与主计算机连接在一些检测器、光电板及控制装置由光缆与主计算机连接在一起,测得的数据由控制装置的计算机处理、向管理所的主起,测得的数据由控制装置的计算机处理
15、、向管理所的主计算机传送、进行统计。这种系统处理一台车仅需零点几计算机传送、进行统计。这种系统处理一台车仅需零点几秒钟。秒钟。特殊车辆自动计测系统的主要问题是提高特殊车辆自动计测系统的主要问题是提高运动中的测量精度,特别是动态称重的精度运动中的测量精度,特别是动态称重的精度。如日本大阪府枚方市号国道的车辆自动计。如日本大阪府枚方市号国道的车辆自动计测系统,由于行驶中悬挂的轮胎上下运动,测系统,由于行驶中悬挂的轮胎上下运动,导致测出的重量有较大的误差,目前,导致测出的重量有较大的误差,目前,96%的车辆的误差为的车辆的误差为20%。读取车辆上下。读取车辆上下振动的波长,改进称重精度的系统正在研究
16、振动的波长,改进称重精度的系统正在研究中,系统的改进目标是:时速中,系统的改进目标是:时速80km/h以下以下精度为精度为0.3吨。吨。4.4.3商用车辆运营系统案例商用车辆运营系统案例1.美国的美国的HELP(重车电子许可牌照)(重车电子许可牌照)/新月工程与新月工程与HELP重车电子许可牌照(重车电子许可牌照(HELP,HeavyVehicleElectronicLicensePlate)应用新的电子技术对)应用新的电子技术对公路上运行中的大型商用卡车自动识别和称重。重公路上运行中的大型商用卡车自动识别和称重。重车电子许可牌照的概念发展成一些州的联合项目车电子许可牌照的概念发展成一些州的联
17、合项目HELP,它的第一阶段包括,它的第一阶段包括AVI,WIM和自动车辆和自动车辆分类分类AVC技术的实现。技术的实现。AVI定义一个自动感知和证定义一个自动感知和证实车辆标识的系统。车辆带有一个在运动中可读的实车辆标识的系统。车辆带有一个在运动中可读的标签,在公路和卡车条件下,采用编码的无线频率标签,在公路和卡车条件下,采用编码的无线频率(RF)异频雷达收发器作为标签较合适。当卡车)异频雷达收发器作为标签较合适。当卡车从埋设在公路路面的传感器上通过时,从埋设在公路路面的传感器上通过时,WIM确定车确定车辆的轴重和毛重。辆的轴重和毛重。AVC是通过处理是通过处理WIM获得的传感获得的传感数据
18、而计算出轴间距,确定车辆种类。数据而计算出轴间距,确定车辆种类。“新月新月”(Crescent)工程是)工程是HELP项目在项目在1989年到年到1993年的可用性试验阶段。其名字来自于参加这个项目的年的可用性试验阶段。其名字来自于参加这个项目的州及其公路的地理位置。从北面的加拿大哥伦比亚向南,州及其公路的地理位置。从北面的加拿大哥伦比亚向南,通过华盛顿州,俄勒冈州与加利福尼亚州,折而向东,经通过华盛顿州,俄勒冈州与加利福尼亚州,折而向东,经过亚利桑拿州与新墨西哥州直至德克萨斯州,像一轮新月。过亚利桑拿州与新墨西哥州直至德克萨斯州,像一轮新月。对已开发的车辆自动识别技术对已开发的车辆自动识别技
19、术AVI,动态称重,动态称重WIM与自动与自动车辆分类车辆分类AVC进行场地实验。这一项目的目标是:在自加进行场地实验。这一项目的目标是:在自加利福尼亚的哥伦比亚利福尼亚的哥伦比亚I-5号路以及向东折转至德克萨斯的号路以及向东折转至德克萨斯的I-5号路上配备号路上配备40个站点,使一辆汽车从一个站点获准进入个站点,使一辆汽车从一个站点获准进入系统后,就可以通行于整个试验道路网络,而不必在任何系统后,就可以通行于整个试验道路网络,而不必在任何其它称重站或任何一个入口再停车接受核查它遵守州和联其它称重站或任何一个入口再停车接受核查它遵守州和联邦规章的情况。邦规章的情况。HELP公司是一个于公司是一
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