智能運輸系統（ITS）1．了解CVO系統的主要服務功能

2．

了解特殊車輛自動計測系統的基本結構

3．

了解CVO系統主要支撐技術

1．

商用車輛電子通關的概念

2．

動態稱重的概念

3．

特殊車輛的自動識別技術

CVO的常用技術，如傳感技術、自動車輛識別、EDI、遠程通信等可參閱第二部分。4.4商用車輛運營（CVO）系統4.4.1

商用車輛運營系統概述

商用車輛運營（CVO，CommercialVehicleOperation）系統就是通過紙上作業自動化，增強運輸企業的生產能力、提高裝備與設施的使用效率等措施來減少管理者與承運人的開銷；通過新技術的應用，更好地執行載重規定等運輸規章，減少基礎設施的維護保養和更新費用；并通過商用車輛的智能化，改進其運輸安全性和運營效率。

商用車輛包括大卡車、地方上的送貨卡車和蓬車、公共汽車、出租車和緊急服務車輛。在美國，CVO最初被認為包括公共交通系統、救援車輛、區間托運、快遞與出租車系統，以及長途拖

掛裝運。但是很快就發現這些運輸設備的運營包含著絕對不同的特性，不能

放在同一范疇考慮。因此，美國人后來將先進的公共運輸系統APTS從CVO中分離出來。現在CVO的主要應用對象只是重載卡車與州際長途客運車。

（視頻：CVO

參考美國“IVHS”）

CVO的許多新技術與ITS的其它領域的技術有所不同，如電子數據交換EDI、直接自動對車輛屬性進行識別的AVI、車輛動態稱重WIM、危險貨物事故響應和貨車連續自動駕駛都是CVO中廣泛應用的特殊技術。對于公路交通管理系統而言，CVO系統有相對的獨立性。例如，大范圍的無線通訊網絡、衛星定位跟蹤和用于車輛保養或貨物盤存的車載計算機都可獨立實施。

在美國國家ITS的30個用戶服務中，有6個屬于CVO的范疇：·

商用車輛電子通關在稱重站、邊境點以及其它的檢查站點，這一服務使裝有異頻雷達收發機的、安全且合法的車輛不停車、不重復地通過復雜的檢查。這些檢查包括車輛注冊情況、安全狀況、載重量、國際關卡通關手續等證件和狀況檢查。符合通關條件的車輛可保持正常運行速度快速通過各種關卡，一旦在一個站點通過檢查則無須在下游站點做重復檢查。·

自動路旁安全檢查這一系統把電子通關系統提供的安全數據與其它技術結合起來，檢查車輛安全性以及司機的反應能力與適應能力。·

車載安全監控這一系統在車輛高速行駛中無干擾地監測司機、車輛與貨物的任何不安全的狀況，例如司機疲勞、車輛故障、貨物滑動或不穩等等。并將結果報告給司機、運輸公司管理人員及有關的執法人員。

商用車輛管理這一服務使運輸公司管理人員可用電子方式辦理注冊手續，得到通關證件，并獲得購買燃料數與行駛里程數及相關稅費等信息。·

危險貨物事故響應這一服務向緊急救援人員提供由危險貨物運輸者提供的有關危險物品事故數據，包括危險品裝載數據及事故發生時間、地點和嚴重性，并推薦最佳救援方案，提供響應指令與緊急救援響應電話號碼等。·

商用車隊管理這一服務提供司機、調度與多式聯運者的通訊鏈路，為運輸者編制可行的計劃和車輛行程時刻表提供

實時信息，包括貨物配送、回程裝載、路徑誘導等信息。最終實現商用車輛自動列隊駕駛。右圖是美國PATH項目的自動商用重型車實驗。歐洲的CVO用戶服務的內容與美國的基本相同。然而，歐洲的突出成就在于實施了歐洲多式聯運和站點管理的用戶服務，提供公路、鐵路及水路基礎設施的多式聯運運輸者之間的通信。在日本ITS的綜合計劃中確定了3個CVO用戶服務——CVO管理協作、特殊商用車輛管理和商用車輛自動列隊駕駛。日本CVO雖然啟動較晚，但由于其先進的應用技術基礎，它的發展是很快的。4.4.2

重車自動識別

為了保證運輸安全和防止超重車輛毀壞公路，各國都以法規的形式對重車的規模和載重量進行了限制。為了執法，在高等級公路、高速公路上需要設置一定數量的稱重站。

以往，重車到達稱重站或檢查站時，要停車接受檢查，由人工測定尺寸或由磅稱測定重量，這是靜態稱重。和停車收費一樣，停車接受檢查和靜態稱重會降低運輸效率、引起交通堵塞、增加旅行時間、加劇廢氣污染，因此不停車通過檢查站和稱重站，實現動態稱重WIM（WeightIn-Moving）是意義重大的。但是，動態稱重對稱重技術提出了新的挑戰。顯然，重車自動識別是ITS的CVO與傳統的商用車輛運營管理的主要區別之一。

CVO系統中的特殊車輛自動計測系統一般分為主線子系統和基地子系統。右圖為特殊車輛自動計測系統結構示意圖。車號檢測器

重量檢測器

尺寸檢測器

首先在主線子系統，自動計測行駛車輛的車高、車寬、車長和車重，超過限制值的車輛，在光電表示板上得到告示，并被引導到路邊的基地子系統，然后在基地子系統停車，進行更精確的測量。無論在主線子系統還是基地子系統，車高可用超聲波檢測器測量；車寬、車長的測量可采用4臺CCD攝像機，在前端和后端同時攝影，由立體的車輛輪廓通過三角計算得出車長和車寬。由于車輛以40km/h以上速度從主線子系統通過，精確地測量是困難的。特別是當車后部有突出部分時，長度計算就困難了。因此，還需要開發這種突出部分的識別系統。另外關于車重，是由路面埋設的車輛感知器和重量檢出器測量。車輛一通過車輛感知器，系統就開始測量。如用2組4個重量檢出器分別測量左右的車輪、確定和記錄車重。重量檢出器前后錯開設置，可以同時判斷速度、車軸間距和車種。這些檢測器、光電板及控制裝置由光纜與主計算機連接在一起，測得的數據由控制裝置的計算機處理、向管理所的主計算機傳送、進行統計。這種系統處理一臺車僅需零點幾秒鐘。特殊車輛自動計測系統的主要問題是提高運動中的測量精度，特別是動態稱重的精度。如日本大阪府枚方市號國道的車輛自動計測系統，由于行駛中懸掛的輪胎上下運動，導致測出的重量有較大的誤差，目前，96%的車輛的誤差為±20%。讀取車輛上下振動的波長，改進稱重精度的系統正在研究中，系統的改進目標是：時速80km/h以下精度為±0.3噸。4.4.3商用車輛運營系統案例

1.美國的HELP（重車電子許可牌照）/新月工程與HELP

重車電子許可牌照（HELP，HeavyVehicleElectronicLicensePlate）應用新的電子技術對公路上運行中的大型商用卡車自動識別和稱重。重車電子許可牌照的概念發展成一些州的聯合項目HELP，它的第一階段包括AVI，WIM和自動車輛分類AVC技術的實現。AVI定義一個自動感知和證實車輛標識的系統。車輛帶有一個在運動中可讀的標簽，在公路和卡車條件下，采用編碼的無線頻率（RF）異頻雷達收發器作為標簽較合適。當卡車從埋設在公路路面的傳感器上通過時，WIM確定車輛的軸重和毛重。AVC是通過處理WIM獲得的傳感數據而計算出軸間距，確定車輛種類。

“新月”（Crescent）工程是HELP項目在1989年到1993年的可用性試驗階段。其名字來自于參加這個項目的州及其公路的地理位置。從北面的加拿大哥倫比亞向南，通過華盛頓州，俄勒岡州與加利福尼亞州，折而向東，經過亞利桑拿州與新墨西哥州直至德克薩斯州，像一輪新月。對已開發的車輛自動識別技術AVI，動態稱重WIM與自動車輛分類AVC進行場地實驗。這一項目的目標是：在自加利福尼亞的哥倫比亞I-5號路以及向東折轉至德克薩斯的I-5號路上配備40個站點，使一輛汽車從一個站點獲準進入系統后，就可以通行于整個試驗道路網絡，而不必在任何其它稱重站或任何一個入口再停車接受核查它遵守州和聯邦規章的情況。

HELP公司是一個于1993年10月成立的非贏利性組織。HELP公司計劃將HELP作為一個叫“Pre-Pass”的規范性服務繼續下去。在1995年3月，HELP公司與加利福尼亞州之間達成協議，自此Pre-Pass服務由政府運營。1996年7月，這一服務在加利福尼亞、新墨西哥、亞利桑拿州的8個站點投入使用，另外25個站點正在設計中。車輛每次通過站點時，大約只需交納1美元。2.美國AdvantageI-75（州際I-75號公路）

AdvantageI-75于1995年12月7日開始正式運營，它是世界上最浩大的ITS工程之一。這一工程在州際75號路上實施。這條公路途徑六個州（佛羅里達，喬治亞，田納西，肯塔基，俄勒岡與密執安），在安大略省北接加拿大401公路，處于邁阿密的公路南端是銜接美國和南美之間的航空、水運的主要運輸中心，因此，它是美國卡車運輸最繁忙的干道之一。AdvantageI-75和HELP/Crescent不同，它不是一個實驗性項目，而是要實施一個投入實際運營的系統。項目的第一階段目標是配置車輛自動識別技術。1991年進行了系統概念設計，這個設計概念以應用AVI技術的主線自動放行系統MACS為中心。MACS包括下列關鍵元素：安裝在每輛參與的卡車上的異頻雷達收發機；配置在每一個稱重站的一組路邊閱讀器；一個旅行數據包；一個駕駛員通信子系統，一個稱重站計算機系統，一個通道計算機，一個連接稱重站點和通道計算機的通信網絡。大約30個稱重站上安裝了主線自動許可系統的組件。參與的裝有AVI異頻雷達收發機的卡車在其路程的第一個稱重站時停車，其重量、類型、司機證件、通過時間等會被檢查并存入卡車的旅行數據包中。一個旅行數據包是一個小型的格式化的數據庫，它被順序向前傳輸到下一個稱重站進行預先旅行登記。這樣，當卡車接近每一個稱重站時，旅行數據包會將其數據傳送給路旁閱讀器。然后，一個計算機立即分析數據，判斷卡車是否在一個合理的時間到達站點，做出通過與否的決定，然后給司機通過或停車進站的信號——所有這些是在卡車以常速行駛時完成的。一旦被要求停車，意味著原先的放行信息失效，需要重新檢查。大約4,500輛卡車的司機參加了兩年期的運行試驗。

雖然AdvantageI-75的運作與HELP公司及其以前的HELP/新月系統的運作看上去非常相似,但其相似性是表面的。一個最大的不同之處在于：HELP將所有的信息集中于一個中心數據庫，然后提供給各參與州。而在AdvantageI-75中，每個參與州都有自己的數據庫，即是一個分布式系統。3.美國的CVISN（商用車輛信息系統與網絡）

美國州際商用車運輸業包括約300,000個從業者（使用大約160,000輛卡車牽引車與360,000輛拖車）。4,000個供租用的旅客運輸業，以及660,000名商用車輛司機。這一行業的業務很復雜，包括從一輛車的運營到幾千輛車的客貨運輸。1995年卡車與長途客車運營超過100億英里。為了確保這些車輛能在北美大地上安全暢通運行，必須建立一個系統，使得在全國范圍的數據/信息系統幫助下能夠電子化地顯示運輸情況。這一系統被稱為商業車輛信息系統與網絡（CVISN）。這一系統支持商業車輛在稱重站與邊界上的電子通關、自動路旁安全檢查、電子化一次停車取得資格、里程與燃料報告、車載安全監控系統、國際電子邊境通行許可、危險貨物事故響應與集裝箱運輸費用交納。

雖然CVO標準化，目前主要是DSRC與電子數據交換，的進程緩慢，還存在很多制度上的問題，但很明顯，將來ITS/CVO設備的成功安裝的最具有挑戰性的障礙將來自于不同的州、聯邦機構以及運輸公司的領導階層以及這些部門之間的協作關系，因為所有這些部門有著不同的利益與目標。CVISN是約翰斯·霍普金斯大學的應用物理研究所（APL）從1994年起開發的。其目的是把不同的數據源與數據庫連接起來，實現CVO規章與管理數據交換。信息系統中的數據來自州或聯邦政府、運輸經營人以及其他的有關部門。這些數據包括對單個車輛貨物裝載、路況、司機以及安全與交費記錄等的描述。有了CVISN后，司機通過一張電子卡將自己的數據傳遞給路邊檢查站或車隊檢查站，就可以不必中斷旅程而提供所需要的數據。除了便利路邊操作以外，系統允許被授權的用戶在網絡上進行車輛注冊、燃料稅、安全信息咨詢等。但CVISN不包括ITS/CVO的傳感與控制元素。

CVISN的開發需要CVO的電子數據交換（EDI）功能支持。而這一點需要廣泛的協調與同步的建設。因而，FHWA與ITSAmerica正致力于同有關方面如州政府、學術部門、私人企業等廣泛地合作，以期在CVISN的使用上達成通用數據交換的定義。CVISN將增加商用運營的安全性與生產能力，并就CVO的先進技術及其效益成本進行評估，為主要的州、企業決策者以及公眾提供培訓。CVISN策略有五個階段，第一階段完成各階段的計劃與技術框架的制定。第二階段完成技術的原型化，將在現場環境下演示滿足需求的可操作性方案。第三階段是作為模型的部署。1996年，FHWA花了$600,000，準備在接下來的12個月內，按計劃在弗吉尼亞和馬里蘭兩州境內測試CVISN標準技術。這項實驗內容包括：測試用安全信息來存儲和融合證件信息以及將此信息發布到路邊設備的能力，計算機檢查，一個用于特定證件申請的電子傳輸的接口，用于優先通行證的隨時優先權核實，以及弗吉尼亞和馬里蘭的固定電子通關設點。八個州已經為安全導向、證件及通行證檢查設施設立了基金，與此同時開展有關的技術標準化工作。在第四階段此領域的技術將會擴展到其它州，而在第五階段所有感興趣的州將會全面部署。

到1997年，系統的技術、概念、費用、以及經濟利益都得到了很好的證明和理解，下一步就是直接部署CVISN和有關技術。這樣分階段地研究、開發、試驗和實施，公共部門和私人就幾乎不會有什么風險。4.歐洲的CHAUFFEUR

歐洲在1994年完成的PROMETHEUS開發的VITAⅡ、ALERT等技術的基礎上，1996年~1998年進行的T-TAP計劃中的CHAUFFEUR是一個商用車輛的自動駕駛項目，目標是實現歐洲道路貨物運輸的最優化。項目的內容是：引入40噸的商用車輛的自動駕駛功能，開發12~16種速度的自動變速裝置、主動駕駛技術、危險規避等綜合安全構想，另外考慮在各國損害責任、注冊、交通法規不同的條件下，把自動駕駛推向市場，分析制定銷售策略所必要的法律條件。項目的參加單位仍是以Daimler-Bens為主導的多家汽車制造商。項目的應用分下列三個階段：

1．牽引（TowBar）CHAUFFEUR的中心功能是將2臺商用車輛以電子方式連接。前車