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道路交通信息通信系統

道路交通信息通信系統[1]（日語：道路交易通情報通信システム，英語：Vehicle Information and Communication System，縮寫VICS）[2]，是由日本的一般財團法人道路交通信息通信系統中心（道路交通情報通信システムセンター，略稱VICSセンター，即VICS中心）將其收集、處理、編輯的文字、圖形形式的道路交通信息以通信、廣播媒介向車載導航系統等車載設備傳送的通信系統。下行（從系統向終端）信息通過道路上設置的信息發送裝置（ビーコン，即信標）和FM文字信息廣播（FM文字多重放送）發送。它是智能運輸系統的一部分。[3]:190,191

VICS所提供的道路交通信息包括交通堵塞信息和交流道之間通過所需時間，事故、故障車輛、施工信息，限速、車道限制信息，停車場位置信息，停車場、服務區空餘車位信息等[4]。VICS所提供的信息來自日本道路交通信息中心（日語：日本道路交通情報センター），而這些數據最終收集自都道府縣警察和道路管理者[1][5]，。

VICS的服務內容

VICS提供的服務內容包括以下幾種：交通阻塞信息、行車所需時間、交通管制和障礙信息、停車場信息。[2]

3種傳輸技術可以提供的服務內容

傳輸技術類別[2]
FM 紅外線光 電波
FM FM（VICS WIDE） 紅外線信標 電波信標（2.4GHz頻段） ITS熱點（5.8GHz頻段）
交通阻塞信息 有 有  以一般道路為主，包括附近高速公路  以高速公路為主，包括附近一般道路
行車所需時間 有 根據阻塞狀況動態調整 有  有
交通管制、障礙信息 有 有 有 有
停車場信息 有 有 有 無
其他
  • 探針信息（通過特定車輛的傳感器搜集的信息）
  • 氣象信息
  • 大雨區域信息
  • 基於交通信號信息的駕駛支持系統（TSPS）

交通信息顯示形式

交通信息的依照顯示形式分為3個級別（或者說3類），第1級信息最簡單，所需的傳輸資源最少，第3級信息最豐富，所需的傳輸資源最多。

第3級：基於地圖

交通信息在車載導航設備的地圖畫面上呈現。也包括交通阻塞狀況、停車場的車位空餘信息等。[6]

第2級：簡易圖形

以圖形方式顯示阻塞狀況等信息，但此圖形不體現真實路線形狀，只體現大略的位置關係。道路名也有一部分以平假名而非正式名稱顯示，也有不顯示道路名稱的情況。[6]

3種傳輸技術都提供第2級信息，但所提供的圖形各有不同，FM提供的圖形描述縣（都、府、地區）內的主要道路，光信標提供的圖形主要呈現附近的一般道路，電波信標提供的圖形主要呈現高速公路。[7]

第1級：基於文字

僅提供文字描述的阻塞、通過所需時間等信息。[6]

  •  
    第1級交通信息在設備上顯示的例子
  •  
    第2級交通信息在設備上顯示的例子（縣內一般道路交通信息）
  •  
    第2級交通信息在設備上顯示的例子（特定道路的交通信息）
  •  
    第3級交通信息在設備上顯示的例子

VICS的傳輸技術

VICS所使用的傳輸方式有3種：調頻廣播、紅外線信標（日語：光学式車両感知器）、電波信標。所承載的具體服務各有不同[8]。每種方式都有各自的網絡側設備（信標、熱點等）。3中傳輸方式的網絡側設備安裝地點、覆蓋範圍也各有不同。為了使用相應的服務，針對不同的傳輸方式，需要車載導航設備或其外接設備（車載機，日語：車載器）支持相應傳輸技術[9]。

電波信標

電波信標設置於高速公路沿線，由道路管理者設置[10]。電波信標分為2.4GHz頻段和5.8GHz頻段兩種，後一種通稱「ITS熱點」[11]。

電波信標具有下行和上行傳輸能力，除了提供VICS服務，也提供ETC服務。

2.4GHz頻段電波信標

2.4GHz頻段[註 1]的電波信標是電波信標的最初版本，使用2.4GHz頻段，佔用頻寬85kHz，數據帶寬8kB。它可以提供車輛行駛前方200公里範圍的高速公路信息[8]，在都市地區也有提供周邊普通道路信息的情形。

根據2017年4月的數據，全國有信標2,869台[12]。2.4GHz頻段信標將於2022年3月31日停止服務，今後的電波信標將以5.8GHz頻段信標，也就是ITS熱點為主[8]。

ITS熱點（5.8GHz頻段電波信標）

ITS熱點（ITSスポット）是一種在5.8GHz頻段發送ITS信息的廣播設備。頻道帶寬約4.4MHz。ITS熱點與車載機之間的通信協議為DSRC（專用短程通信技術（英語：Dedicated short-range communications））[11]。ITS熱點的大規模設置始於2011年，2011年安裝數量為約1,700處[13]。根據2017年4月1日數據，ITS熱點數量為約1,600[8]。

ITS熱點可以提供車輛運行位置前方總計約1000km道路的交通信息。[14]

通過ITS熱點提供的ITS服務包括以下3部分：動態路徑服務，可以提供大範圍的道路阻塞信息，供導航設備計算最佳路徑；安全駕駛支持系統，實時提示前方阻塞、道路轉彎等信息[15]；電子道路收費（ETC，不是VICS的一部分）[11]。其中動態路徑服務可以提供語音信息，是VICS服務中的首次[16]。

通過ITS熱點提供的ETC服務稱為ETC2.0[17]。截至2018年4月，日本全國支持ETC2.0的車載機，即能夠與ITS熱點通信的車載機的安裝數為3,635,774台（含重裝數量433,713台）[18]。

紅外線信標

紅外線信標主要設置於都市地區的普通道路，正式名稱是「光學式車輛感知器（日語：光学式車両感知器）」。紅外線信標可以與車速70km/h以下的車輛的車載機進行通信[註 2]，為車輛提供前方約30km範圍、後方約1km範圍的道路交通信息[20]，也有一部分信標提供附近的高速公路交通信息。

通過紅外線信標實現的交通信息提供在新交通管理系統（日語：新交通管理システム）（UTMS）中稱為「交通信息提供系統」（AMIS），由警察廳系統管理。[21]

根據2017年4月的數據，日本全國安裝數量為34,993台[12]。

紅外線信標，正如其正式名稱「光學式車輛感知器」，除了VICS的通信功能，也具有搜集交通信息的功能。其基礎功能是檢測附近車輛阻塞程度，此外，通過VICS通信功能可以採集通過車輛的車載機通信ID，以此信息計算車輛通過信標之間的路段所需的時間。這個通信用的ID是每次開機時隨機生成的，並不會關聯到個人私隱信息。

FM（調頻廣播）

調頻廣播方式與電波、紅外線方式不同，只有向車輛發送的下行數據。其數據通過NHK的FM廣播發送，其信息內容以縣[註 3]為單位，在縣境內對所有終端廣播的內容是相同的。提供的信息包括本縣內和周邊區域的交通信息。其廣播內容每5分鐘更新一次，每5分鐘周期內相同信息傳送2次，每2.5分鐘可以傳輸相當於日文5萬字左右的信息。[22]

調頻廣播所使用的傳輸協議為DARC（英語：Data Radio Channel）[23]。

截至2017年4月1日，日本全國提供FM調頻VICS服務的廣播站有521座，其中主幹站53座，中轉站468座。[12]

VICS WIDE

調頻廣播在2015年提供了升級版的服務，稱為「VICS WIDE」。如果終端只支持基本的FM廣播VICS，則不能使用VICS WIDE服務。在網絡側，使用和基本調頻廣播服務相同的廣播站點，覆蓋範圍也相同。

2017年4月至2018年3月間售出的支持VICS WIDE的車載機有335萬台，占該年度售出的車載機總量的75%。截至2018年3月，支持VICS WIDE的車載機售出總量為579萬台。[24]

VICS WIDE提供了的信息內容比基本的FM廣播為多。VICS WIDE提供的以下信息都是基本的FM廣播所不具備的：節點間通行所需時間信息，共計算最佳路徑使用；從特定車輛採集的「探針信息」（プローブ情報，通過車上的傳感器等收集的信息）；氣象和災害信息；大雨地區信息。[25]

3種傳輸技術的比較

傳輸技術類別
FM 紅外線光 電波
FM FM（VICS WIDE） 紅外線信標 電波信標（2.4GHz頻段） ITS熱點（5.8GHz頻段）
規格制定者 一般社團法人電波產業會 一般社團法人UTMS協會 一般財團法人ITS服務高度化機構（日語：道路システム高度化推進機構）[26]
相關系統 NHK FM廣播系統（總務省管轄）
VICS的FM傳輸是FM廣播系統的一部分		 新交通管理系統（UTMS）（警察廳管轄）
通過紅外線信標提供的VICS在UTMS中稱為交通信息提供系統（AMIS）		 ETC系統（國土交通省管轄）
電波信標與ETC系統使用相同的網絡側和終端設備
技術規格 信號覆蓋範圍 每個縣有數個廣播塔台，覆蓋全縣 信標斜下方約寬約3米，長3.7米（下行信號）和1.6米（上行信號）的區域[27] 直徑約70m的圓形[28] 直徑約20m的圓形[28]
無線電磁波頻段 76-90MHz 紅外線波長800nm-900nm[29] 2.4GHz頻段（中心頻率2.4997GHz） 5.8GHz頻段（5.77GHz-5.85GHz）
傳輸協議 DARC  UTMS協會規格 官方規格書和官方網站上未指定名稱
調製方式：GMSK
數據帶寬：64Kbps[29]		 DSRC
交通信息範圍 縣內和周邊地區 前方30km、後方1km 前方道路總計約200km　 前方道路總計約1000km

註釋

  1. ^ 電磁波的中心頻率是2.4997GHz，故而也稱為2.5GHz頻段
  2. ^ 而作為車輛感知器，在檢測附近通信車輛的功能上，可以檢測速度最高120km/h的車輛[19]
  3. ^ 準確地說，單位是東京都、京都府、大阪府、各縣和北海道的5個地區[22]

參考來源

  1. ^ 1.0 1.1 澤地2014
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 VICS-index
  3. ^ 淺井2001
  4. ^ VICS-仕組み
  5. ^ 國土交通省-VICS
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 先鋒
  7. ^ VICS-理解
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 ITS高度化-ETC2.0
  9. ^ JEITA-6001B
  10. ^ VICS-關於
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 國土交通省-ITS
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 VICS-設置數
  13. ^ 國土交通省-設置位置
  14. ^ VICS-Media
  15. ^ 名古屋高速道路
  16. ^ ITS高度化-服務內容
  17. ^ 國土交通省-ETC2.0
  18. ^ ITS高度化-ETC2.0件數
  19. ^ UTMS-概要
  20. ^ VICS-Beacon
  21. ^ 靜岡警察
  22. ^ 22.0 22.1 VICS-地區
  23. ^ 片渕2010
  24. ^ VICS-平成29年度
  25. ^ VICS-WIDE
  26. ^ ITS高度化-沿革
  27. ^ UTMS-技術特徵
  28. ^ 28.0 28.1 VICS-高級
  29. ^ 29.0 29.1 先鋒ND-B3

書籍

  • 淺井建爾. 道と路がわかる事典: 読む・知る・愉しむ. 日本実業出版社. 2001. ISBN 9784534033154. NCID BA54642027 （日語）. 

論文

網站

VICS中心

國土交通省

警察廳

其他

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