第七章智能化交通運(yùn)輸系統(tǒng)

1、LOGO 第七章第七章 智能化交通運(yùn)輸系統(tǒng)智能化交通運(yùn)輸系統(tǒng) 目錄 7.1 智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng) 3 7.2 智能運(yùn)輸技術(shù)智能運(yùn)輸技術(shù) 3 7.3 航空物流智能化管理航空物流智能化管理 3 7.4 航運(yùn)物流與智能化管理航運(yùn)物流與智能化管理 3 引例引例 1 1、上?？诎秶H集裝箱電子車牌識別系統(tǒng)、上?？诎秶H集裝箱電子車牌識別系統(tǒng) 上?？诎秶H集裝箱電子車牌識別系統(tǒng)的電子車牌的發(fā)放涉 及500多家運(yùn)輸企業(yè)，12000余輛車的登記、制卡、貼卡、一次查驗(yàn) ，以及港口的自動化作業(yè)和司機(jī)的培訓(xùn)。針對面對的對象多、要求 響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)，因此，上海的現(xiàn)有碼頭港口都已采用了RFID的 自動化應(yīng)用；同時(shí)

2、，上海洋山港危險(xiǎn)品區(qū)、蘆潮查驗(yàn)區(qū)的電子車牌 識別系統(tǒng)建設(shè)也將全面展開。這對上海地區(qū)所有運(yùn)營車輛電子車牌 的推廣和上海RFID車輛自動識別應(yīng)用項(xiàng)目的推廣具有極其重要的影 響和意義。 2 2、RFIDRFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車跟蹤 紐約布法羅地鐵軌道重建項(xiàng)目選用了來自瑞典 TagMasterAB公司的RFID技術(shù)解決方案，實(shí)現(xiàn)列車跟蹤功能 。 這家公司的解決方案利用了射頻識別技術(shù)，并包括安 裝在列車?yán)锏闹匦妥x寫器，為列車乘客信息系統(tǒng)、貨物信息 系統(tǒng)和列車之間的障礙物系統(tǒng)提供位置信息，讀寫器在列車 進(jìn)站時(shí)被激活。列車之間的障礙物系統(tǒng)可防止在列車停下來 的時(shí)候有人意外地進(jìn)入列車之間的區(qū)域，以

3、減少損傷的風(fēng)險(xiǎn) 。 7.1 智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS，Intelligent Transport System）習(xí) 慣上稱為智能交通系統(tǒng)，是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、 電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地集成運(yùn) 用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位 發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。 7.1.1 7.1.1 智能通信技術(shù)智能通信技術(shù) 智能交通以交通需求為導(dǎo)向，以信息技術(shù)為手段，通過全面提 升交通安全、效率和服務(wù)品質(zhì)為目的，充分利用交通的、空間的、 時(shí)間的和移動的資源，形成人車路協(xié)同發(fā)展的新交通系統(tǒng)。 智能道路

4、系統(tǒng)信息結(jié)構(gòu)作為一項(xiàng)涉及多門學(xué)科的技術(shù)，車載通 信具有相當(dāng)豐富的研究內(nèi)容，既需要信息通信技術(shù)的背景知識，也 要求研究者對城市交通尤其是微觀交通特性有充分的了解。目前， 車載通信研究的熱點(diǎn)以及所需解決的問題主要集中在以下幾個(gè)方面： （1）車用傳感技術(shù)； 。 （2）車輛自組網(wǎng)VANET； （3）車路通信； （4）智能數(shù)據(jù)處理。 7.1.2 GPS/GIS7.1.2 GPS/GIS環(huán)境下的智能交通系統(tǒng)環(huán)境下的智能交通系統(tǒng) 1. 概述 GPS技術(shù)在汽車導(dǎo)航和交通管理工程中的研究與應(yīng)用目前在中 國剛剛起步，而國外在這方面的研究早已開始并已取得了一定的 成果。 近些年來，國外研制了各種用于車輛誘導(dǎo)的系統(tǒng)，

5、其中對車 輛位置的實(shí)時(shí)確定主要依靠慣性測量系統(tǒng)以及車輪傳感器。隨著 技術(shù)的發(fā)展，GPS大有取代前兩種方法的趨勢。 GPS是近年來開發(fā)的最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，在諸多 領(lǐng)域中得到起來越廣泛的應(yīng)用。在汽車導(dǎo)航和交通管理中主要是 應(yīng)用于三維導(dǎo)航和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算車 輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等 許多功能。 二.GPS智能交通系統(tǒng)的組成 GPS即全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、 用戶接收系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成，已廣泛應(yīng)用于軍事和民用 等眾多領(lǐng)域。 GPS智能交通在對緩解運(yùn)輸壓力改善道路狀況方面有 以下應(yīng)用效果：車輛跟蹤、提

6、供出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航規(guī) 劃、信息查詢、話務(wù)指揮和緊急援助。 三. GIS GIS系統(tǒng)特點(diǎn)應(yīng)用情況系統(tǒng)特點(diǎn)應(yīng)用情況 GIS是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)和地圖學(xué)等多門學(xué)科的 交叉應(yīng)用，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法 適時(shí)提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服 務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。 從表現(xiàn)形式看，GIS表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，其核心是管理、 計(jì)算、分析地理坐標(biāo)位置信息及相關(guān)位置上屬性的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 GIS也可簡單定義為用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地 理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。 GIS在整個(gè)交通運(yùn)輸、道路設(shè)施的維護(hù)和輔助決策中起著非 常重要的作用，除了提

7、供對現(xiàn)有設(shè)備的圖形顯示(分層顯示、放大、 縮小、漫游等)和查詢分析以外，還有許多典型應(yīng)用，包括設(shè)施管 理、信號監(jiān)測、流量分析、緊急事故處理、客戶管理、交通運(yùn)量分 析、輔助調(diào)度指揮等。 7.2 7.2 智能運(yùn)輸技術(shù)智能運(yùn)輸技術(shù) 7.2.1 智能運(yùn)輸技術(shù)概述 一.智能運(yùn)輸系統(tǒng)的概念 所謂智能運(yùn)輸系統(tǒng)，就是集信息處理、通信、控制以及高科 技的電子技術(shù)等最新的科研成果，應(yīng)用于運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中。 二.系統(tǒng)的功能 系統(tǒng)的功能包括提供信息、安全服務(wù)、計(jì)收使用費(fèi)和減少交 通堵塞等。當(dāng)然，系統(tǒng)還可以根據(jù)人們的需要提供更多的服務(wù)。 三.智能化運(yùn)輸?shù)闹饕夹g(shù) 1.萬通卡（Smart Card）.類似于電話磁卡/IC卡。主

8、要用于 過路費(fèi)、停車費(fèi)、公共交通工具使用費(fèi)等的計(jì)收. 2.電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)。其主要工作原理是載有特定裝置的車 輛進(jìn)入收費(fèi)區(qū)后，收費(fèi)區(qū)的信號探測器發(fā)出掃描信號，檢測并獲取 該車的有關(guān)信息，然后根據(jù)不同的方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)，或是使用萬通卡， 或是中心賬戶計(jì)賬。 3.實(shí)時(shí)交通信息系統(tǒng)。系統(tǒng)所能提供的信息包括路況、交通擁 擠情況、交通事故情況、交通管制、停車泊位等。 四.智能汽車 該技術(shù)主要是在汽車上加入更多的電子控制系統(tǒng)，大大提高 駕駛的安全性和效率。 五.自動化公路系統(tǒng)(AHS) 美國正在對自動化公路系統(tǒng)進(jìn)行由計(jì)算機(jī)控制的駕駛試驗(yàn)，并 將很快投入實(shí)用。汽車制造商們也在考慮給所生產(chǎn)的汽車裝上計(jì)算 機(jī)

9、導(dǎo)航系統(tǒng)，以適應(yīng)情況更加復(fù)雜的道路。 在智能交通領(lǐng)域，應(yīng)用RFID技術(shù)，能提供更先進(jìn)的道路運(yùn)輸營 運(yùn)車輛與人員的管理手段，能實(shí)現(xiàn)各類資格證件、許可證、繳費(fèi)憑 證等的電子化、防偽化，可實(shí)現(xiàn)電子稽查、數(shù)據(jù)采集等管理功能。 六.海關(guān)碼頭電子車牌系統(tǒng)(EVI) 海關(guān)碼頭貨物數(shù)量巨大，車輛眾多，涉及相關(guān)單位多，如果不 采取統(tǒng)一的措施很難調(diào)度管理，給通關(guān)及貨物的流轉(zhuǎn)帶來很大的困 難。采用RFID技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的電子車牌管理系統(tǒng)能有效地解決這一問 題。 該系統(tǒng)通過對往來的車輛統(tǒng)一管理登記、發(fā)放車載電子標(biāo)簽， 并在關(guān)鍵的出入監(jiān)控點(diǎn)安放RFID識讀設(shè)備，可以使安裝電子車牌的 監(jiān)管車輛在通過監(jiān)控通道時(shí)，被識別系統(tǒng)準(zhǔn)確

10、及時(shí)地識別，以完成 車輛數(shù)據(jù)采集的要求。 同時(shí)采用無線通信等信息技術(shù)將采集到的車輛信息提交管理系 統(tǒng)，來完成車輛身份的確認(rèn)，以及查詢和統(tǒng)計(jì)、調(diào)度等功能。通過 應(yīng)用海關(guān)碼頭電子車牌系統(tǒng)可以有效提高海關(guān)車輛通行能力，實(shí)時(shí) 統(tǒng)計(jì)監(jiān)測車輛信息，防止誤檢、漏檢，提高通關(guān)效率，同時(shí)可以阻 止偷竊、打擊走私等行為。 七.交通調(diào)度管理系統(tǒng)(TMS) 車輛調(diào)度管理系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的核心組成部分，采用先進(jìn) 的信息通信技術(shù)，收集道路交通的動態(tài)、靜態(tài)信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)地 分析，并根據(jù)分析結(jié)果安排車輛的行駛路線、出行時(shí)間，以達(dá)到充 分利用有限的交通資源，提高車輛的使用效率的目的，同時(shí)也可以 了解車輛運(yùn)行情況，加強(qiáng)車輛的

11、管理。 RFID技術(shù)可以作為交通調(diào)度系統(tǒng)信息采集的有效手段，在交通 調(diào)度管理系統(tǒng)中得以應(yīng)用。比如利用將RFID應(yīng)用于公交車場管理系 統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)公交車進(jìn)出站，信息自動、準(zhǔn)確、遠(yuǎn)距離、不停車采 集，使公交調(diào)度系統(tǒng)準(zhǔn)確掌握公交停車場公交車進(jìn)出的實(shí)時(shí)動態(tài)信 息。 八.電子注冊管理(EVR) 采用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛電子注冊管理系統(tǒng)就是有效解決黑車、 假牌照等問題的方法之一?，F(xiàn)在該系統(tǒng)已經(jīng)在軍車等方面得到應(yīng)用， 取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 九.車輛智能稱重系統(tǒng) 通過將稱重系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離RFID自動識別技術(shù)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)基于 車輛的智能稱重系統(tǒng)。 作用：提高稱重效率；通過車號自動識別和精確計(jì)量可有效防 止

12、人為舞弊帶來的經(jīng)濟(jì)損失；大大降低工作人員的勞動強(qiáng)度和人工 稱重的失誤率； 十.智能車場管理系統(tǒng)（停車管理問題） 智能車場系統(tǒng)能有效、準(zhǔn)確、智能地對進(jìn)出停車場的系統(tǒng)車 輛(裝有電子車牌的車輛)和非系統(tǒng)車輛(未裝有電子車牌的車輛)的 數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄并按需上傳、處理，并在必要時(shí)可以通 過相應(yīng)的人工干預(yù)進(jìn)行補(bǔ)充，以避免非正常事件(非系統(tǒng)車進(jìn)出時(shí)) 的影響，確保門禁系統(tǒng)有高效的車輛智能放行能力，此外通過正確 設(shè)計(jì)、安裝，僅需用同一個(gè)頻點(diǎn)就可以在許多車道上同時(shí)完成車輛 不停車通行而互不干擾。 7.2.2 7.2.2 智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用 一.現(xiàn)代物流的條件 現(xiàn)代物流有3個(gè)

13、基本條件： （1）以現(xiàn)代化的信息管理網(wǎng)絡(luò)做后盾。 （2）具有先進(jìn)的物流基礎(chǔ)平臺。 （3）實(shí)施高度系統(tǒng)化、集約化的管理體制將物流 過程中運(yùn)輸、存儲、包裝、裝卸、配送等諸環(huán)節(jié)，通 過信息共享，集合成一體化系統(tǒng)。 二.智能運(yùn)輸與物流管理的關(guān)系 智能運(yùn)輸能滿足降低運(yùn)輸成本，縮短貨物送達(dá)時(shí) 間，隨時(shí)掌握貨物在途中的狀態(tài)等貨物運(yùn)輸方面的需 求。 三.智能運(yùn)輸技術(shù)的應(yīng)用 這里討論的是物流管理。物流管理分為3個(gè)層次， 即戰(zhàn)略層、決策層和作業(yè)層。主要有以下幾個(gè)方面:訂 貨管理、倉儲管理、配送管理、財(cái)務(wù)管理和車貨動態(tài) 控制。 四.智能運(yùn)輸技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用分析 ITS通過技術(shù)平臺可向物流企業(yè)管理提供的服務(wù)主

14、要集中在物流配送管理配送管理和車貨集中動態(tài)控制車貨集中動態(tài)控制兩方面。 在現(xiàn)代物流發(fā)展過程中，主要可在以下4個(gè)方面利用智 能運(yùn)輸技術(shù)：移動信息技術(shù)、 GPS技術(shù)、車輛識別技 術(shù)和通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 圖圖7.1 智能運(yùn)輸與物流管理界面圖智能運(yùn)輸與物流管理界面圖 五.智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)的基本框架 典型的第三方物流企業(yè)的智能運(yùn)輸系統(tǒng)的框架如圖 7.2所示。 該系統(tǒng)的基本功能如下所述：（1）收集市場業(yè)務(wù)信息。 （2）取得道路交通信息。（3）可視化管理平臺，是物流企業(yè) 車輛運(yùn)用計(jì)劃、運(yùn)輸方案優(yōu)化、車貨動態(tài)控制等工作的平臺。動態(tài)控制等工作的平臺。 （4 4）倉儲管理、財(cái)務(wù)管理和客戶服務(wù)子系統(tǒng)，是企業(yè)對客戶實(shí)）

15、倉儲管理、財(cái)務(wù)管理和客戶服務(wù)子系統(tǒng)，是企業(yè)對客戶實(shí) 行全程供應(yīng)鏈管理的必要組成部分，也需要開發(fā)相關(guān)的軟件，行全程供應(yīng)鏈管理的必要組成部分，也需要開發(fā)相關(guān)的軟件， 與運(yùn)輸調(diào)度功能相結(jié)合，構(gòu)成完整的智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)。與運(yùn)輸調(diào)度功能相結(jié)合，構(gòu)成完整的智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)。 圖圖7.2 智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)框架智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)框架 7.2.3 7.2.3 智能化運(yùn)輸中的車牌識別系統(tǒng)智能化運(yùn)輸中的車牌識別系統(tǒng) 一.系統(tǒng)的功能、應(yīng)用范圍和主要技術(shù) 1.功能： （1）車輛牌照自動識別，信息包括完整的牌照信息，顏 色、字符、漢字、數(shù)字。 （2）車速的自動檢測。 （3）違法黑牌車輛的識別報(bào)警。 （4）車輛識別信息與車管

16、所車輛信息的聯(lián)動控制。 （5）車輛行駛方向判斷監(jiān)測。 2.應(yīng)用范圍： （1）交通路口的智能化交通管理。 （2）交通信息的自動采集。 （3）警方及其他執(zhí)法機(jī)關(guān)設(shè)立臨時(shí)稽查站，對來往 車輛實(shí)施稽查，優(yōu)先識別待查車輛。 （4）路橋、隧道等卡口的自動收費(fèi)系統(tǒng)。 （5）現(xiàn)代住宅小區(qū)、停車場、重要機(jī)關(guān)單位的汽車 出入口管理。 （6）道路治安卡口抓拍識別，車流量監(jiān)測。 3.關(guān)鍵技術(shù)：（1）識別率。（2）識別速度。 二.實(shí)現(xiàn)原理和實(shí)現(xiàn)方式 車輛牌照的識別技術(shù)是基于圖像分割和圖像識別理 論，對含有車輛號牌的圖像進(jìn)行分析處理，從而確定牌 照在圖像中的位置，并進(jìn)一步提取和識別出文本字符。 識別步驟概括為車牌定位、車

17、牌提取、字符識別。 7.2.4 物流運(yùn)輸安全監(jiān)控系統(tǒng)物流運(yùn)輸安全監(jiān)控系統(tǒng) 1系統(tǒng)簡介 （1） GPS監(jiān)控系統(tǒng)全程自動記錄車輛行駛軌跡數(shù) 據(jù)和電子簽封鎖狀態(tài)數(shù)據(jù)。 （2）在運(yùn)輸途中，電子簽封鎖與車輛的GPS車載臺 進(jìn)行實(shí)時(shí)無線通信。 （3） GPS監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定的運(yùn)輸計(jì)劃，離 開起運(yùn)區(qū)域時(shí)自動(必要時(shí)人工)控制電子簽封鎖的鎖閉， 到達(dá)指定的區(qū)域自動(必要時(shí)人工)控制電子簽封鎖的開 啟。 （4）監(jiān)控中心的人員利用在GPS監(jiān)控系統(tǒng)的客戶 端軟件可以實(shí)時(shí)監(jiān)控或查詢每一輛車的行駛軌跡及裝卸 貨物的情況。 二.運(yùn)輸貨物安全監(jiān)控 車輛裝載貨物后，駛離起運(yùn)地時(shí)，對集裝箱箱門上 鎖鎖閉。車輛在運(yùn)輸途中，無

18、法打開鎖閉集裝箱箱門的 電子鎖。 三.車輛行駛軌跡跟蹤 選擇指定車輛來進(jìn)行跟蹤，在電子地圖上顯示出它 的具體地理位置以及時(shí)間，當(dāng)時(shí)的行駛方向、速度等； 在電子地圖上回放車輛曾經(jīng)行駛的軌跡路線；車輛在指 定的路線上行駛，如偏離指定路線則報(bào)警。 四. 系統(tǒng)涉及的主要技術(shù) （1）電子簽封鎖。 （2） GPS車載臺。 （3） GPS監(jiān)控系統(tǒng)。 7.2.5 ETC路橋不停車收費(fèi)系統(tǒng)路橋不停車收費(fèi)系統(tǒng) 路橋不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC，Electronic Toll Collection System)是通過遠(yuǎn)距離、非接觸采集射頻 卡的信息，實(shí)現(xiàn)車輛在快速移動狀態(tài)下的自動識別，從 而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動化管理。 路橋

19、不停車收費(fèi)系統(tǒng)中的技術(shù)系統(tǒng)組成包括如下4 種。 1.硬件系統(tǒng)構(gòu)成。 2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 3.數(shù)據(jù)傳輸。 4.監(jiān)控管理。 7.2.6 車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例 FleetNet是一個(gè)由歐洲多個(gè)汽車公司、電子公司和 大學(xué)的合作項(xiàng)目，合作者包括NEC公司、 DaimlerChrysler公司、Siemens公司和Mannheim 大學(xué)。該項(xiàng)目利用無線多跳自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線車該項(xiàng)目利用無線多跳自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線車 載通信，能夠有效提高司機(jī)和乘客的安全性和舒適性。載通信，能夠有效提高司機(jī)和乘客的安全性和舒適性。 在該項(xiàng)目中，位置信息起著重要的作用：一方面它本身 是FleetNet一些應(yīng)用的基

20、本需求，另一方面它也能使得 通信協(xié)議更有效地運(yùn)作。 CarTalk是一個(gè)歐洲的司機(jī)輔助系統(tǒng)研究項(xiàng)目。該該 項(xiàng)目利用車車通信技術(shù)為移動中的車輛建立一個(gè)移動自項(xiàng)目利用車車通信技術(shù)為移動中的車輛建立一個(gè)移動自 組織網(wǎng)絡(luò)，來幫助增強(qiáng)道路系統(tǒng)的安全性。組織網(wǎng)絡(luò)，來幫助增強(qiáng)道路系統(tǒng)的安全性。 California Path是加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)關(guān) 于智能交通系統(tǒng)的綜合性研究項(xiàng)目。其主要關(guān)注于3個(gè) 方面的研究： (1) 交通系統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)研究。（2）交通安 全研究。（3）新概念應(yīng)用研究。 MIT CarTel是麻省理工學(xué)院的一個(gè)分布式移動傳 感器網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。 CarTel的應(yīng)用能夠收集、能夠收集、

21、處理、傳遞、分析和可視化來自手機(jī)或者車輛的傳感器處理、傳遞、分析和可視化來自手機(jī)或者車輛的傳感器 數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 美國政府與工業(yè)界也積極參加到車載物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā) 中。車輛基礎(chǔ)設(shè)施集成計(jì)劃 (Vehicle Infrastructure Integration)致力于利用無利用無 線通信技術(shù)使行駛中的車輛更緊密地與周圍的環(huán)境相聯(lián)線通信技術(shù)使行駛中的車輛更緊密地與周圍的環(huán)境相聯(lián) 系，從而提高交通系統(tǒng)的安全性。系，從而提高交通系統(tǒng)的安全性。最近，由美國交通部 主導(dǎo)的IntelliDrive項(xiàng)目致力于在個(gè)人移動設(shè)備(如手機(jī) 和PDA)、車輛以及路邊基站之間建立安全、靈活的無線通信，使 道路交通系統(tǒng)更安全、

22、更智能和更環(huán)保。 7.2.7 7.2.7 智能化鐵路與物聯(lián)網(wǎng)鐵路運(yùn)輸智能化鐵路與物聯(lián)網(wǎng)鐵路運(yùn)輸 一一. .概述概述 智能化數(shù)字鐵路是基于運(yùn)輸系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙 感及空間數(shù)據(jù)庫信息化領(lǐng)域技術(shù)研究中國鐵路基礎(chǔ)設(shè)施。 結(jié)合當(dāng)前最熱門物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)基礎(chǔ)上利用RFID無 線通信技術(shù)做到世界上所謂“萬世萬物”的互聯(lián)網(wǎng)，鐵道部已經(jīng) 成功實(shí)施了一個(gè)信息系統(tǒng)(車號自動識別系統(tǒng))，其中采用了RFID 技術(shù)，通過把RFID技術(shù)感應(yīng)安裝到鐵路、橋梁及一些關(guān)鍵的設(shè)施， 利用物聯(lián)網(wǎng)使現(xiàn)有的信息網(wǎng)整合起來實(shí)現(xiàn)對于鐵路設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè) 施的全面管理，實(shí)現(xiàn)鐵路客運(yùn)管理的智能化，推進(jìn)信息組織建設(shè)。 二.軌道車載仿真系統(tǒng)

23、 在仿真技術(shù)中，有機(jī)理建模、辨識建模、模糊建模、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模等構(gòu)建模型的方法，車載仿真系統(tǒng)中，采 用機(jī)理建模方法，結(jié)合其邊界條件與初始條件，再采用 適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理方法來得到能正確反映對象動靜態(tài)特性 的數(shù)學(xué)模型。 仿真技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。 1.解決在危險(xiǎn)、昂貴、破壞性甚至不允許實(shí)驗(yàn)的條 件下的仿真。 2. 比現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)花費(fèi)少、時(shí)間短，減少研制開發(fā)的經(jīng)費(fèi)與周 期。 3.可模擬各種環(huán)境條件。 4.可重復(fù)實(shí)驗(yàn)利于研究分析。 5.有助于設(shè)計(jì)、開發(fā)、研究新產(chǎn)品，展示產(chǎn)品的性能，培 訓(xùn)操作人員。 三.軌道交通智能信號系統(tǒng) 軌道交通智能信號系統(tǒng)ATC主要由3個(gè)子系統(tǒng)組成，即ATS 列車自動監(jiān)控系統(tǒng)，ATP列車自

24、動防護(hù)系統(tǒng)，ATO列車自動 駕駛系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方法是將樣機(jī)放在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，這不僅要花 費(fèi)大量人力物力，還要花費(fèi)很長時(shí)間，而且有些現(xiàn)場環(huán)境是不可能 提供的。因此，有必要建立城市軌道交通ATP的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)， 以便在實(shí)際開發(fā)的各個(gè)階段對ATP系統(tǒng)的各方面功能進(jìn)行仿真測試。 四.鐵路車號自動識別系統(tǒng) 該系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)對鐵路運(yùn)輸進(jìn)行調(diào)度指揮，對在企 業(yè)廠內(nèi)所有鐵路車輛(包括路局車輛和廠內(nèi)車輛以及機(jī) 車)的狀態(tài)和位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)對車輛運(yùn)載的貨 物進(jìn)行管理。 采用鐵路車號智能識別系統(tǒng)(二代AEI)來自動識別車 輛的車種、車型、車號、自重、標(biāo)重等信息，避免因人 工抄號所帶來的各種弊端。通過計(jì)

25、算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，掌握運(yùn)輸 動態(tài)。系統(tǒng)依據(jù)車流和貨流兩條主線來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 7.3.1 航空物流綜述航空物流綜述 一. 航空物流簡介 在1980年，中國航空貨郵總運(yùn)輸量僅為8.8萬噸， 而2003年已經(jīng)達(dá)到219萬噸；國際航線的貨郵運(yùn)輸 量也從1980年的1.4萬噸增長到2003年的51.4萬噸。 民航總局預(yù)測，到2012年，航空貨運(yùn)量將增加到 500萬噸以上，平均年增幅為10%。波音公司中 國市場預(yù)測報(bào)告指出，中國航空運(yùn)輸市場將以每年 7.6%的速度增長，成為僅次于美國的世界第二大民 用航空市場。盡管經(jīng)歷了全球范圍的經(jīng)濟(jì)危機(jī)沖擊， 航空運(yùn)輸都以一往無前的態(tài)勢迅猛發(fā)展。 二.航空物流特點(diǎn)和優(yōu)劣勢 7

26、.3 航空物流智能化管理航空物流智能化管理 1.航空物流和一般物流相比自身的特點(diǎn) （1）收件的范圍不同。 （2）經(jīng)營者不同。 （3）經(jīng)營者內(nèi)部的組織形式不同。 2.航空物流的優(yōu)劣勢：速度快，貨物安全系數(shù)高；劣勢是價(jià) 格貴，很多物品限運(yùn)，旺季時(shí)容易壓貨，貨走不了 三.航空物流運(yùn)作流程 快遞 企業(yè) 快遞企業(yè) 總運(yùn)轉(zhuǎn)中 心 航空 代理 航空 公司 1 42 3 5 7 6 快遞 企業(yè) 機(jī)場 二.航空物流領(lǐng)域的電子標(biāo)簽 RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時(shí)識別多 個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。正因?yàn)?RFID技術(shù)擁有比條 形碼更多的無可比擬的優(yōu)勢，所以受到航空界人士的 普遍青睞。 RFID電子標(biāo)簽既是一種印

27、刷品，又具有 電子產(chǎn)品的屬性，所以在生產(chǎn)過程中不能單純地把它 作為印刷品來生產(chǎn)，關(guān)鍵是嵌體芯片與標(biāo)簽的復(fù)合工 藝。在航空物流領(lǐng)域，不僅需要信息的高度安全可靠 性，更需要信息的高度集中和快速處理方法，而 RFID標(biāo)簽正好滿足其需求。 五. 航空用高主頻RFID讀卡器 高主頻的射頻識別讀卡器支持Linux操作系統(tǒng)， 支持多線程操作，操作人員可在多個(gè)讀卡界面之間切 換并且能隨時(shí)隨地通過GPRS上傳數(shù)據(jù)到SQL數(shù)據(jù)庫， 不但大大降低機(jī)場工作人員的工作量，而且提高了航 空物流的速度與安全性。 7.3.2 航空物流中航空物流中RFID的應(yīng)用的應(yīng)用 一. RFID對航空物流的影響 RFID對航空物流的最大功

28、效就是快速定位，指導(dǎo) 工作，數(shù)據(jù)清潔。 二. RFID航空物流進(jìn)出口流程 1.當(dāng)貨主向代理公司代理請求的同時(shí)，首先提交 貨物，然后提供名稱、數(shù)量、體積、狀態(tài)、重量、目 的地等貨物關(guān)鍵信息。 2.貨代公司將貨物打包并封裝RFID標(biāo)簽。 3.海關(guān)將進(jìn)行檢查并向RFID標(biāo)簽內(nèi)寫入上述的貨 物關(guān)鍵信息。 4.當(dāng)貨物從海關(guān)監(jiān)管倉庫運(yùn)輸至機(jī)場貨站的過程 中，貨運(yùn)公司的車輛同樣引入GPS、GPRS技術(shù)，使得 車輛的位置信息在系統(tǒng)的監(jiān)控之下，直至貨物到達(dá)目 的地。 5.貨物在機(jī)場貨站內(nèi)將經(jīng)過安檢入庫、機(jī)艙配重、 打板裝箱、過磅等一系列標(biāo)準(zhǔn)流程，準(zhǔn)備上機(jī)坪登機(jī)。 三. RFID帶給航空物流的優(yōu)勢 在航空物流領(lǐng)域

29、，引入RFID 標(biāo)簽技術(shù)進(jìn)行管理帶 來的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個(gè)大的方面：一是當(dāng)前可以逐 步實(shí)現(xiàn)物流過程的透明管理；二是長遠(yuǎn)來看，基于 RFID 可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)航空物流的開放性整合。 四. 基于J2EE平臺的RFID物流系統(tǒng) 基于J2EE實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)框架原型的原因是J2EE平臺 是在國內(nèi)航空業(yè)成功實(shí)施的應(yīng)用平臺，整個(gè)系統(tǒng)的底 層是標(biāo)簽的讀取設(shè)備，它安裝在貨物的進(jìn)出口，或者 安裝在貨架上，每個(gè)RFID Reader持續(xù)讀取標(biāo)簽上的 信息，并把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到后端基于J2EE平臺的中間 件軟件。 基于J2EE架構(gòu)的RFID中間件軟件負(fù)責(zé)RFID信息的處理， 提供重復(fù)檢測、信號屏蔽、信號匹配檢查、信號轉(zhuǎn)發(fā)等功能，

30、 RFID中間件軟件的基礎(chǔ)部分，IBM、Sun、Oracle等大型的國際 公司目前都已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步開發(fā) 專門面向航空物流領(lǐng)域的中間件軟件模塊。 圖圖7.3采用采用RFID 標(biāo)簽的航空物流系統(tǒng)組成標(biāo)簽的航空物流系統(tǒng)組成 航運(yùn)物流是指以水路運(yùn)輸行業(yè)資源為依托，擴(kuò)展相 關(guān)功能所進(jìn)行的物流活動。航運(yùn)物流主要是為國際貿(mào)易 和跨國經(jīng)營服務(wù)，即選擇最佳的方式與路徑，以最低的 費(fèi)用和最小的風(fēng)險(xiǎn)，保質(zhì)、保量、適時(shí)地將貨物從某國 的供方運(yùn)到另一國的需方。 7.4.1 智能化航運(yùn)物流運(yùn)作模式與特點(diǎn)智能化航運(yùn)物流運(yùn)作模式與特點(diǎn) 一.航運(yùn)物流運(yùn)作模式 1. 衛(wèi)星定位運(yùn)輸載體。 2.射頻識別跟蹤

31、貨物。 3.條碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)貨物管理。 4.信息系統(tǒng)平臺運(yùn)作。 7.4 航運(yùn)物流與智能化管理航運(yùn)物流與智能化管理 二.航運(yùn)物流的主要特點(diǎn) 1.市場快速反應(yīng)。 2.貨物動態(tài)管理。 7.4.2 內(nèi)河船舶智能化監(jiān)管系統(tǒng)內(nèi)河船舶智能化監(jiān)管系統(tǒng) 一.系統(tǒng)架構(gòu) 1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集。3.系統(tǒng)組成。 二.船載RFID電子標(biāo)簽 船載電子標(biāo)簽根據(jù)管理需求由廠家定制，并設(shè)計(jì)了 唯一的ID號，該ID號可以通過RFID船載電子標(biāo)簽管理 系統(tǒng)與船舶參數(shù)信息綁定。 三.航道RFID讀卡器 航道讀卡器作為船載電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，主 要用于采集過往船舶的ID信息，并通過有線或無線數(shù)據(jù) 通信方式上傳數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。 四.數(shù)據(jù)采集服務(wù)器控制系統(tǒng) 航道讀卡器通過VPN/VPDN接入數(shù)據(jù)采集服務(wù)器， 數(shù)據(jù)采集服務(wù)