《智能交通概論》 課件 陳嵐 任務7、8 智能交通中的物聯(lián)網(wǎng)技術、智能交通中的無人機技術

2023智能交通概論目錄任務七智能交通中的物聯(lián)網(wǎng)技術應用案例物聯(lián)網(wǎng)技術在ITS中的應用物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術物聯(lián)網(wǎng)概述3214一、物聯(lián)網(wǎng)概述什么是物聯(lián)網(wǎng)？我國定義：通過感知設備，按照約定協(xié)議，連接物、人、系統(tǒng)和信息資源，實現(xiàn)對物理和虛擬世界的信息進行處理并作出反應的智能服務系統(tǒng)。歐盟定義：物聯(lián)網(wǎng)的未來互聯(lián)網(wǎng)的一部分，能夠被定義為基于標準和交互通信協(xié)議的具有自配置能力的動態(tài)全球網(wǎng)絡設施，在物聯(lián)網(wǎng)中，物理和虛擬的“物件”具有身份、物理屬性、擬人化等特征，它們能夠被一個綜合的信息網(wǎng)絡所連接。國際電信聯(lián)盟(ITU)定義：物聯(lián)網(wǎng)是通過二維碼識讀設備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。一、物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術物聯(lián)網(wǎng)由三大部分組成，即感知層面、網(wǎng)絡層面、應用層面。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術感知技術：獲得數(shù)據(jù)。第一類是交通流數(shù)據(jù)，如路上的實時交通量、車速、延誤、車頭時距等；第二類是道路基礎設施運行狀況數(shù)據(jù)，如橋梁、邊坡、隧道的結構和運行情況；第三類是交通事件數(shù)據(jù)，如交通事故、車輛排隊、車輛違章、貨物散落等；第四類是交通環(huán)境數(shù)據(jù)，例如陰晴雨雪、路面濕度、道路積雪結冰等。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術1、采集交通流數(shù)據(jù)的感知技術地磁感應采集技術波頻類檢測技術二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術視頻類檢測技術二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術2、采集道路基礎設施運行狀態(tài)的感知技術

主要用于對道路基礎設施的運行狀態(tài)進行智能化監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)公路基礎設施的結構穩(wěn)定性、完整性等特征信息的變化，對異?，F(xiàn)象進行預警和預報，從而協(xié)助養(yǎng)護工作的開展，減少安全事故的發(fā)生。

常見的有針對公路中的橋梁、隧道、道路邊坡等基礎設施進行檢測的技術；針對收費站、服務區(qū)、停車區(qū)等道路附屬設施進行檢測的技術；針對護欄、標志標線、視線誘導設施、防眩設施等交通安全設施進行檢測的技術。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術基于北斗的高精度橋梁智能監(jiān)測系統(tǒng)典型隧道感知系統(tǒng)部署典型邊坡感知設備部署二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術3、采集交通事件的感知技術

利用道路沿線的設施進行交通事件的檢測，及時發(fā)現(xiàn)如車輛碰撞、貨物散落、行車違章等不可預測且影響交通安全和通行能力的事件。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術視頻與雷達檢測技術相結合的事件檢測系統(tǒng)二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術4、采集道路氣象信息的感知技術依托光電探測、光電感知、熱譜地圖測量技術等先進科技，交通部門建立了公路交通氣象監(jiān)測預警系統(tǒng)，實現(xiàn)對濃霧(團霧)、道面低溫結冰、積雪等智能監(jiān)測預警。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術案例：江蘇智慧交通氣象監(jiān)測系統(tǒng)二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術關鍵技術1：基于熱譜地圖的連續(xù)路溫反演技術：

通過自主集成車載路況巡檢系統(tǒng)，經采集匯總，通過時空訂正手段，實現(xiàn)連續(xù)路溫實況反演。再結合交通氣象專用路面狀況數(shù)值模式，還可以實現(xiàn)精細化的低溫冰情監(jiān)測預警。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術關鍵技術2：基于深度學習的霧圖像識別技術二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術關鍵技術3：基于車載設備的移動天氣識別技術

基于圖像識別的移動天氣識別技術，通過自主研發(fā)的移動觀測設備，填補站點稀疏地區(qū)道路天氣觀測空白，讓道路天氣處處可知。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術網(wǎng)聯(lián)技術：1、DSRC技術：DSRC（專用短程通信技術）是DSRC是基于長距離RFID射頻識別的微波無線傳輸技術。它可以實現(xiàn)在特定小區(qū)域內對高速運動下的移動目標的識別和雙向通信。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術DSRC組成：DSRC系統(tǒng)主要包括三個部分：車載單元（OBU）、路側單元（RSU）和專用短程通信協(xié)議二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術2、C-V2X技術：是基于移動蜂窩網(wǎng)絡的V2X通信技術，是融合蜂窩通信與直通通信的車聯(lián)網(wǎng)通信技術。二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術兩者對比三、物聯(lián)網(wǎng)技術在ITS中的應用技術特征方面：以移動通信技術、寬帶網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡、云計算等為代表的新一代信息技術和高精定位、高精地圖等相結合，將為ITS的應用發(fā)展提供強有力的支撐條件。應用特征方面：物聯(lián)網(wǎng)技術與新一代ITS相結合，為我國構建綜合交通運輸體系，全面提高信息化水平，控制溫室氣體排放，大力推進節(jié)能限耗等戰(zhàn)略要求的實現(xiàn)提供有力支撐，其應用特征鮮明。四、應用案例華為全息路口解決方案四、應用案例阿里云全息路口解決方案四、應用案例全息路口建設效果：長沙桐梓坡路口：

違法鳴笛抓拍設備陣列上總共有32個麥克風，當一臺車輛發(fā)出鳴笛聲音時，32個麥克風根據(jù)鳴笛聲音達到的時間來實現(xiàn)時間差算處精準定位，定位結果的準確率可達到99%以上。四、應用案例

重慶黛山大道共建設16個全息路口，自投入運行以來，璧山區(qū)南北通行優(yōu)化效果明顯，總體行程時間下降25%，平均速度提升35%，停車次數(shù)減少54%。

以黛山大道319國道至鐵山路優(yōu)化效果為例，在平峰時段行程時間由17分鐘降低至11分鐘，高峰時段的行程時間由22分鐘降低至15分鐘。早晚高峰排隊長度縮短25%以上，擁堵情況得到有效改善；平峰保暢作用明顯，整體通行效率提升超過20%。2023TheEnd2023智能交通概論目錄任務八智能交通中的無人機技術無人機在智能交通中的應用了解無人機的構造與技術特點了解無人機的分類認知無人機的發(fā)展歷程應用案例32145定義

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，英文名稱是UnmannedAerialVehicle（UAV），又稱遠程駕駛航空器（RemotelyPilotedAir-craft,RPA）,其定義是：利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。一、認知無人機的發(fā)展歷程從軍用無人機到民用無人機二、無人機的分類一、按照用途分類二、無人機的分類二、按飛行平臺分類序號名稱特點1固定翼無人機軍用和多數(shù)民用專業(yè)級無人機的主流平臺，適用于大面積、大范圍巡檢、具有超長航時、超遠距離飛行，最大特點是飛行速度較快。缺點是起降要求高、不能懸停。2多旋翼無人機消費級和部分民用專業(yè)級用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中間，但操縱簡單、成本較低。3無人直升機同時應用于軍用和民用，不需要發(fā)射系統(tǒng)，還能垂直起降，更能自由懸停，是靈活性最強的無人機平臺，可用各種速度、用各種飛行剖面的航路進行飛行。4無人飛艇主要是用于航拍和空中巡視的民用級飛行器，和無人直升機一樣可以垂直起降和空中懸停，缺點是速度慢、靈活性差。5無人傘翼機優(yōu)點是體積小、飛行高度低、成本低，缺點是受風力影響大、不能高空飛行。二、無人機的分類三、按尺度分類分類空機重量（千克）起飛全重（千克）Ⅰ0＜W≤1.5Ⅱ1.5＜W≤41.5＜W≤7Ⅲ4＜W≤157＜W≤25Ⅳ15＜W≤11625＜W≤150Ⅴ植保類無人機Ⅵ無人飛艇Ⅶ超視距運行的Ⅰ、Ⅱ類無人機Ⅺ116＜W≤5700150＜W≤5700ⅫW＞5700二、無人機的分類四、按活動半徑分類序號類別活動半徑R（km）1超近程無人機＜152近程無人機15＜R≤503短程無人機50＜R≤2004中程無人機200＜R≤8005遠程無人機＞800二、無人機的分類五、按任務高度分類序號類別任務高度H（m）1超低空無人機＜1002低空無人機100＜H≤10003中空無人機1000＜H≤70004高空無人機7000＜H≤180005超高空無人機＞18000二、無人機的分類六、按速度分類序號類別任務高度V（馬赫）1低速無人機＜0.32亞音速無人機0.3＜V≤0.73跨音速無人機0.7＜V≤1.24超音速無人機1.2＜V≤55高超音速無人機＞5三、了解無人機的構造與技術特點一、固定翼無人機構造由機體結構、動力系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、起降系統(tǒng)和地面控制站組成。1、機體結構主要由機翼、尾翼、機身、起落架四個部分組成。三、了解無人機的構造與技術特點機翼組成三、了解無人機的構造與技術特點尾翼組成：水平尾翼和垂直尾翼兩部分組成垂直尾翼包含固定不動的垂直安定翼和能左右擺動的方向舵兩部分，負責調整機頭方向；水平尾翼包含固定于機身的水平安定翼和能上下活動的升降舵兩部分，負責無人機俯仰的穩(wěn)定性。三、了解無人機的構造與技術特點機身組成：由縱向元件（沿機身縱軸方向)——長桁、桁梁和垂直于機身縱軸的橫向元件——隔框以及蒙皮組合而成其結構形式有構架式、硬殼式和半硬殼式。三、了解無人機的構造與技術特點起落架：由承力支柱、減震器、收放機構、機輪和剎車系統(tǒng)、轉彎系統(tǒng)等組成。三、了解無人機的構造與技術特點2、動力系統(tǒng)：活塞動力系統(tǒng)和空氣噴氣動力系統(tǒng)主要由螺旋槳、發(fā)動機和輔助系統(tǒng)等組成；電動動力系統(tǒng)主要由電池、電調、電動機和螺旋槳等組成。三、了解無人機的構造與技術特點3、航電系統(tǒng)

無人機航電系統(tǒng)一般是指無人機所包括的通信、導航、探測偵察、飛行控制等在內的機載軟硬件設備，主要包括導航系統(tǒng)、測控通信和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)和偵察載荷，能夠為無人機執(zhí)行導航引導、測控傳輸、飛行控制、情報偵察等多種任務提供必要的保障。三、了解無人機的構造與技術特點4、起降系統(tǒng)滑行起飛垂直起飛軌道彈射起飛車載起飛火箭助推起飛手擲起飛三、了解無人機的構造與技術特點撞網(wǎng)回收降落傘著陸垂直著陸滑行著陸三、了解無人機的構造與技術特點5、地面控制站：

包括飛行控制和管理設備；集成顯示設備；地圖和飛行軌跡顯示設備；任務規(guī)劃設備；錄音和回放設備；信息處理和通信設備；其他信息和通信接口等。三、了解無人機的構造與技術特點二、多旋翼無人機的構造：要由機架、動力系統(tǒng)（包括供電系統(tǒng)）、飛行控制系統(tǒng)、任務載荷、遙控裝置五部分組成F450S500F550Q250飛越T810大疆s900機架飛越650某1200電機郎宇x2212kv980T-mo