智能交通與物聯(lián)網(wǎng)

1、物聯(lián)網(wǎng)與智能交通系統(tǒng) 一、 前提簡介：物聯(lián)網(wǎng)的英文名： Internet of Things（IOT），也稱為Web of Things。被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用擴(kuò)展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)定義為通過各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。智能交通系統(tǒng)(I

2、TS)，是指將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等應(yīng)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系從而形成的一種信息化、智能化、社會(huì)化的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)使交通基礎(chǔ)設(shè)施能發(fā)揮最大效能。隨著互聯(lián)網(wǎng)、移運(yùn)通信網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通已見雛形，在未來幾年將具有極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α６?、智能交通體系：智能交通是一個(gè)綜合性體系，它包含的子系統(tǒng)大體可分為以下幾個(gè)方面：一、車輛控制系統(tǒng)。指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動(dòng)駕駛汽車的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達(dá)或紅外探測儀，可以準(zhǔn)確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車載電腦能及時(shí)發(fā)出警

3、報(bào)或自動(dòng)剎車避讓，并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車速度，人稱“智能汽車”。目前，美國已有3000多家公司從事高智能汽車的研制，已推出自動(dòng)恒速控制器、紅外智能導(dǎo)駛儀等高科技產(chǎn)品。二、交通監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)類似于機(jī)場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系。哪里發(fā)生了交通事故。哪里交通擁擠，哪條路最為暢通，該系統(tǒng)會(huì)以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。三、運(yùn)營車輛高度管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦、高度管理中心計(jì)算機(jī)與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊，來提供商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營效率。該系統(tǒng)通訊能力極強(qiáng)，可以對全國乃至更大范圍內(nèi)的車輛實(shí)施控制。目

4、前，行駛在法國巴黎大街上的20輛公共汽車和英國倫敦的約2500輛出租汽車已經(jīng)在接受衛(wèi)星的指揮。四、旅行信息系統(tǒng)。是專為外出旅行人員及時(shí)提供各種交通信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標(biāo)、無線電、車內(nèi)顯示屏等，任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統(tǒng)中獲得所需要的信息。有了該系統(tǒng)，外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方了。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)也開始實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)、交通信號燈智能控制、智能抓拍違章車輛等功能。目前我國的智能交通系統(tǒng)主要有三部分：1）城市智能交通為了緩解越來越大的城市交通壓力，智能交

5、通系統(tǒng)在我國城市交通管理中得到了重視和應(yīng)用。城市智能交通系統(tǒng)是通過先進(jìn)的交通信息采集技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等，把采集到的各種道路交通信息和各種道路交通相關(guān)的服務(wù)信息傳輸?shù)匠鞘薪煌ㄖ笓]中心，交通指揮中心對來自交通信息采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交通信息進(jìn)行分析處理，并利用交通控制與交通組織優(yōu)化模型進(jìn)行交通控制方案的優(yōu)化，經(jīng)過分析處理和優(yōu)化后的綜合交通管理方案和交通服務(wù)信息等內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)備分別傳輸?shù)礁鞣N交通控制設(shè)備和交通系統(tǒng)的各類用戶或通過發(fā)布設(shè)備為道路使用者服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)對城市交通的全方位優(yōu)化管理與控制，為各類用戶提供全面的交通信息服務(wù)。2）城際智能交通在城際交通方面，

6、伴隨著中國高速公路投資規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建設(shè)里程的不斷增加，高速公路管理所需交通工程設(shè)施，特別是高速公路的通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)需求量將不斷擴(kuò)大。高速公路智能交通系統(tǒng)是以信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)和交通工程等技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性、集成化大系統(tǒng)，主要由監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)三大部分組成。近20 年來，隨著中國高速公路投資規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建設(shè)里程的不斷增加，如何提高高速公路使用效率、安全和舒適程度和管理水平，降低能源消耗，減少環(huán)境污染成為迫切需要解決的問題。建設(shè)和利用高速公路智能交通系統(tǒng)成為解決這一難題的主要手段。3）城軌智能交通城市軌道交通已經(jīng)成為城市公共交通

7、系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。國外城市軌道交通起步較早，世界主要大城市大多有成熟的軌道交通系統(tǒng)。根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，加大軌道線網(wǎng)密度不僅能夠促進(jìn)城市公共交通的發(fā)展，還可以提高土地集約利用程度，形成良好的城市空間結(jié)構(gòu)與用地布局。智能交通系統(tǒng)不僅是當(dāng)前國際交通運(yùn)輸研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿，更是我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、提高產(chǎn)業(yè)競爭力、合理規(guī)劃城市發(fā)展，和解決民生交通問題的一個(gè)主要途徑。三、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對信息進(jìn)行分

8、析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。現(xiàn)階段，其應(yīng)用主要為傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將引發(fā)新一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域未來競爭的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動(dòng)力。我國早在十多年前就開始了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的研究，技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)與國際基本同步。突破了一批關(guān)鍵技術(shù)，形成了一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并在國際標(biāo)準(zhǔn)制定中取得一定話語權(quán)。智能交通、智能安防、智能物流、公共安全等領(lǐng)域的示范應(yīng)用在北京、上海、廣東、浙江等其他省市已初步展開。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動(dòng)智能化的進(jìn)程。物聯(lián)網(wǎng)并不僅僅是概念，而是一種理念，已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)顯現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的雛形。從短期看，在鐵路、交通、電力、治安、石化、城市管理等

9、各個(gè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)已展開布局。從中期看，無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)逐漸形成，各地政府也在積極推動(dòng)。從長期看，政府將有一系列政策推動(dòng)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，待盈利模式成熟，行業(yè)將獲得大范圍推動(dòng)。作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分，智能交通具有行業(yè)市場成熟度較高，行業(yè)傳感技術(shù)成熟，政府扶持力度大的特點(diǎn)，在建設(shè)“數(shù)字城市”和“智慧城市”的口號中，智能交通系統(tǒng)在許多城市已經(jīng)開始規(guī)?；瘧?yīng)用，市場前景廣闊，投資機(jī)會(huì)巨大，將成為未來幾年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域已有雛形，例如“車-路”信息系統(tǒng)一直是智能交通發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。在國際上，美國的IVHS、日本的VICS等系統(tǒng)通過車輛和道路之間建立有效

10、的信息通信，實(shí)現(xiàn)智能交通的管理和信息服務(wù)。然而要在交通領(lǐng)域做到無處不在的感知網(wǎng)絡(luò)，還需要一段時(shí)間。現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)為RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。RFID具有車輛通信、自動(dòng)識別、定位和遠(yuǎn)距離監(jiān)控等功能，是物聯(lián)網(wǎng)的基本感知和識別技術(shù)之一，在移動(dòng)車輛的識別和管理系統(tǒng)方面有著非常廣泛的應(yīng)用。RFID已經(jīng)成為服務(wù)ITS重要的信息技術(shù)；另外，作為汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源之一的RFID技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)“車聯(lián)網(wǎng)”的重要技術(shù)條件。目前，RFID技術(shù)主要在智能公交定位管理和信號優(yōu)先、智能停車管理、車輛類型及流量信息采集、路橋電子不停車收費(fèi)、高速公路多義性路徑識別及車輛速度計(jì)算分析等方面取得了一定的應(yīng)用成效。而物聯(lián)網(wǎng)

11、的應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在識別上，也要發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。基于RFID等標(biāo)簽技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)概念也開始被通用、大眾等汽車產(chǎn)商提出?！败嚶?lián)網(wǎng)”的概念更能體現(xiàn)RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用?！败嚶?lián)網(wǎng)”是指裝載在車輛上的電子標(biāo)簽通過RFID等識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。國家正在推動(dòng)汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源技術(shù)的發(fā)展。汽車數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)信源技術(shù)是基于RFID開發(fā)的涉車信息資源的應(yīng)用技術(shù)，它的開發(fā)將推動(dòng)“車聯(lián)網(wǎng)”和RFID產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)用于交通系統(tǒng)的監(jiān)控等應(yīng)用中。近年來，美國、日本和歐洲的發(fā)達(dá)

12、國家正加緊研究基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)。例如，密西根科技大學(xué)2004 年提出將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于智能交通，并對節(jié)點(diǎn)間組網(wǎng)及信息交互進(jìn)行了仿真與試驗(yàn)；K.Xing等人提出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高速公路安全預(yù)警新方法，很好地迎合了ITS大會(huì)所提出的“零傷亡，零延遲”的目標(biāo)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能交通的諸多方面都有著廣泛的應(yīng)用前景,如交通數(shù)據(jù)采集、交通信息發(fā)布、電子收費(fèi)、智能交通信號控制、停車管理、綜合信息服務(wù)平臺、智能公交與軌道交通、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)和綜合信息平臺技術(shù)等。除了RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，3G技術(shù)的發(fā)展也給智能交通的信息傳輸帶來解決方案。3G技術(shù)的發(fā)展和3G網(wǎng)絡(luò)的商用，為智

13、能交通的數(shù)字、語音和視頻圖像等信息的實(shí)時(shí)傳輸、監(jiān)控、調(diào)度發(fā)揮了重要作用。影響道路通暢的基本因素為：人、車、路、環(huán)境這四個(gè)基本元素。智能交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)該分為以下主要功能模塊：一、信息檢測感知系統(tǒng)。通過磁、RFID、GPS等傳感器手段檢測道路車輛實(shí)時(shí)流量；通過雷達(dá)等傳感器手段監(jiān)測車輛實(shí)時(shí)車速；通過視頻傳感器畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測交通事故事件。通過以RFID技術(shù)和傳感器技術(shù)在獲取物體接入的智能的狀態(tài)信息，對物理世界和虛擬世界進(jìn)行建立。二、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器采集的信息可以通過互聯(lián)網(wǎng)、3G或其他方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心，組成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。有了虛擬世界以后可以通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過大量的網(wǎng)絡(luò)智能化的計(jì)算形成

14、物和物相連，形成整個(gè)系統(tǒng)協(xié)同的運(yùn)作。三、信息處理與決策系統(tǒng)。包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集中心；數(shù)據(jù)智能處理分析中心；智能交通路線誘導(dǎo)系統(tǒng)；照能控制系統(tǒng)；交通環(huán)境控制系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)是把物品智能連接起來，采用云計(jì)算等智能計(jì)算的技術(shù)對信息進(jìn)行分析和處理，提升對物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)決策和控制，為社會(huì)提供先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)智能網(wǎng)絡(luò)，更好地服務(wù)于交通管理。通過物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、移運(yùn)通信等支撐技術(shù)，可以建設(shè)城市地面交通智能管理平臺，包括中心城區(qū)流量實(shí)時(shí)監(jiān)測與動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車定點(diǎn)測速系統(tǒng)、闖禁車輛智能抓拍系統(tǒng)和交通信號燈智能控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。同時(shí)也可建設(shè)停車場智能誘導(dǎo)和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息查詢、車位預(yù)約和自動(dòng)收費(fèi)等功能。在無錫、北京、上海、成都等城市的最新物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要中，都把智能交通作為重點(diǎn)示范工程來建設(shè)。