书城科普穿越时空的现代交通(新编科技大博览·B卷)
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第13章 陆路交通篇(12)

将公共交通线路上的拥挤状况、发车(到站)时间、乘车费用、停车场等信息发送到出行者的家庭、办公室的电脑上,或者发送到道路、车站、服务区的信息显示装置上,为人们出行提供最大便利。

智能交通系统投入使用后,至少可以把城市中交通堵塞减少一半,极大地提高道路交通效率,降低油耗及废气排放。据乐观估计,启用这一系统后,交通事故甚至可以减少80%。

在智能交通系统中,传感器发挥着极其重要的作用,大量配备的传感器,被用于鉴别道路上车辆和行人的动向,检测路面的状况等。例如,日本丰田汽车公司最近宣布研制成功的先进安全汽车(ASV)的前后左右各个方向均配置有传感器,这些传感器具有代替驾驶者的眼睛检测车辆周围的状况并进行提示的作用。在支援行驶道路系统的两侧安装传感器,可以通过通信系统向驾驶者传递车载传感器无法检测领域的信息,从而获得更多的支援。

智能交通系统中的信息通信系统和自动收费系统主要为驾车者提高服务质量;先进安全汽车以及支援行驶道路系统主要用于减少由于车辆交通事故造成的死伤人数。在日本,道路信息通信系统已经于1996年开始提供服务,并逐渐将服务范围扩大至全国,自动收费系统也已经于2000年开始了试运行。作为在构筑智能道路交通系统方面居于领先地位的国家,日本提出了一个宏伟目标,即30年后将交通死亡事故减少一半,30年后削减15%车辆燃料消耗量以及二氧化碳排放量、削减30%市内氮氧化物。

当前全球化进程在加快,世界各国的联系日益紧密,未来的世界将是一个“地球村”。智能道路交通系统将在这一进程中发挥重要作用。如何构筑一个在世界各国畅通无阻的智能道路交通系统,已经成为一个亟待解决的难题。由于该系统的技术要求非常高,加之世界各国的发展水平差异悬殊,因此短期内很难实现这一目标,目前还只是处于探讨阶段。专家认为,为了使车辆能在世界各国通行无阻,制定有关智能道路交通系统的国际标准,已经刻不容缓。如果一个国家的车辆进入另一个国家后不能适应智能道路交通系统,不仅会造成很大不便,甚至会引发车辆的错误动作,造成危险后果。只有制定一个统一的国际标准,才能规范驾驶者的行为。欧洲各国由于陆地相连,许多车辆已经实现了自由跨越过境行驶。

21世纪汽车技术发展的突破点

21世纪到来了,科学家们预测了未来汽车技术发展的新的突破点。从汽车工业诞生的那一天起,就率先采用各科学领域发明的新技术,并使这些技术更加完美。未来是历史的继续,汽车技术也不例外,汽车未来的发展将以更清洁、更轻便、更安全为出发点。

最为重要的是,汽车要减少废气排放物,改善能量利用效率。

目前,世界各国的著名汽车厂家主要通过发动机的电子控制和排放系统的尾气净化装置两种途径来解决废气排放的问题。未来汽车将能自动诊断自身的排放问题,并给维修技术人员提供解决方案。另一个方面,在不远的将来,内燃机将可能被各种新式动力系统所取代,这只是个时间问题。

事实上,美国加利福尼亚州空气资源委员会有关“零排放”的指标已经引发了一场研究和开发新动力系统的热潮。“绿色运动”正在全球兴起,汽车制造商们加入绿色运动,将会大大推进这方面的进展。

给车身减重并使用可循环利用的材料,也是未来汽车发展的一个重要方向。

由于车重与能量利用效率以及尾气排放有着紧密的联系,因而汽车轻量化的进程也在加速。汽车公司努力生产出更轻便的汽车,这种车不但重量轻,而且舒适豪华,运动性能也会超过一般的汽车。不过,有些材料一旦利用,报废后就无法再次利用。所以,对未来汽车“可循环利用”的要求可能会限制某些塑料、复合材料以及难以再生的合金等轻型材料的应用。

改善汽车的安全性是不可忽视的方面。

一些专家认为,减轻车重可能会增大安全性方面的风险。解决的方案并不复杂,主要是要在考虑“耐撞”的同时强调好的操纵性与制动性能。预计这方面的技术会向着汽车智能补偿驾驶者失误操作的方向发展。长期统计的情况表明,安全问题往往是驾驶者自己驾驶不当造成的。

未来的汽车需要提高机动性。

20世纪,交通拥挤像“瘟疫”一样,纠缠着每个发达或发展中国家。对于这种“拥挤恐慌”症的良方只有是打破现有的交通思维模式,目前,在欧洲出现的小型城市轿车就是一个很好的尝试。

要使得公路更加通畅,有两种方法。一是通过自动控制的交通管理实现更快、更顺畅的行驶;另一种是推广驾驶窄型汽车,这是因为,决定高速公路容量的是车辆的宽度,而不是长度。从目前看来,自动化管理的高速公路投资巨大,短期内投入使用的可能性不大。比较而言,后者则可能解决拥挤问题。一项统计表明,美国高速公路上75%的驾车者是在独自驾驶,那么在驾驶座旁边的空位占用的路面宽度则是非常大的浪费。也许不久的将来,我们就可以看到比摩托车宽不了多少的汽车了。

未来汽车技术

未来汽车技术将从多方面快速发展。从目前看汽车技术的热点将表现在如下几方面:

下一代汽车

下一代汽车将比现有的汽车拥有更优异的性能,它将以更可靠的安全性、对环境的适应性、使用的舒适性和经济的合理性而备受欢迎。如果把实用化算作100的话,那么,目前的开发研究正处于40的相对阶段,预计2005年左右可进入实用化时期。下一代汽车的开发是今后必须研究的重大课题。世界各国的汽车企业都正在致力于该项目的开发研究。下一代汽车需要研究解决的关键技术是有关安全预防技术、环境保护对策技术,燃料低成本化技术、车辆综合控制技术、提高驾乘舒适感的技术等。

利用通信卫星的新型汽车

利用通信卫星的汽车是使汽车具有极高通信能力的新型汽车,它不仅拥有高性能的电话机和传真机,而且这种汽车依靠通信卫星,在车内屏幕上能随时看到“活地图”。驾驶员不再需要任何“指南”、地图之类的帮助,就可以更加自由地行驶,而不必担心迷路。现在已有装备上述基本通信系统的汽车问世,但性能更佳的实用型通信系统仍在开发研究之中。再作一番努力,预计到2020年可望进入实用化。这需要开发多辆汽车间同时双向的通信技术、声音合成技术、高密度实装技术等。此外,还需要发射多颗通信卫星,建立地面通信站等。

智能化汽车

跑、转、停——汽车的这些基本功能即使在未来的21世纪也不会有所改变。但是,与信息通信技术的结合,可以给汽车附加全新的功能,使汽车本身变为会走的住宅、书房、办公室。目前,正逐步实现汽车与道路的智能化。微电子器件和新材料的开发无疑促进了汽车基本性能的进一步发展。然而,无论怎么说,促使汽车发生巨大变化的是与信息通信系统的结合。目前,科学家们正在致力于使汽车本身具有判断功能的“智能化”研究。

电动汽车

人们越来越担心石油资源有朝一日会发生枯竭,因此,开发取代汽油的新能源和使用新能源的未来汽车的呼声日益高涨。能取代汽油作燃料的汽车有电动汽车、醇类汽车、氢汽车等。根据最新预测,电动汽车可望获得成功,成为下一代汽车而被推广使用。电动汽车美中不足的是一次充电能够行驶的距离较短,对此,打算通过把电动和汽油发动机两者的优点兼收并蓄融为一体的方法加以解决。到2000年以后,随着燃料电池的问世,将会进一步加快电动汽车的普及步伐。