物聯(lián)網(wǎng)定義為通過(guò)各種信息傳感設(shè)備,如傳感器、射頻識(shí)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(guò)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(shí)別、管理和控制。
智能交通系統(tǒng)(ITS),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(jiàn)雛形,在未來(lái)幾年將具有極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
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(guò)安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達(dá)或紅外探測(cè)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(guó)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(chǎng)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(yíng)車輛高度管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)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(lái)提供商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營(yíng)效率。該系統(tǒng)通訊能力極強(qiáng),可以對(duì)全國(guó)乃至更大范圍內(nèi)的車輛實(shí)施控制。目前,行駛在法國(guó)巴黎大街上的20輛公共汽車和英國(guó)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(wú)線電、車內(nèi)顯示屏等,任何一種方式都可以。無(wú)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(tīng)八方了。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,智能交通系統(tǒng)也開(kāi)始實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)、交通信號(hào)燈智能控制、智能抓拍違章車輛等功能。
目前我國(guó)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(lái)越大的城市交通壓力,智能交通系統(tǒng)在我國(guó)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(guò)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(duì)來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)發(fā)布設(shè)備為道路使用者服務(wù),以實(shí)現(xiàn)對(duì)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,伴隨著中國(guó)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(lái),隨著中國(guó)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(wèn)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)成為城市公共交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。國(guó)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(guó)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(guó)際交通運(yùn)輸研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿,更是我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、合理規(guī)劃城市發(fā)展,和解決民生交通問(wèn)題的一個(gè)主要途徑。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):
物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)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(guò)射頻識(shí)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(duì)信息進(jìn)行分析處理,從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力,實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制?,F(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(lái)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。我國(guó)早在十多年前就開(kāi)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(guó)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定中取得一定話語(yǔ)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(kāi)。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、城市管理等各個(gè)領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)已展開(kāi)布局。從中期看,無(wú)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(zhǎng)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(chǎng)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(hào)中,智能交通系統(tǒng)在許多城市已經(jīng)開(kāi)始規(guī)?;瘧?yīng)用,市場(chǎng)前景廣闊,投資機(jī)會(huì)巨大,將成為未來(lái)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(guó)際上,美國(guó)的IVHS、日本的VICS等系統(tǒng)通過(guò)車輛和道路之間建立有效的信息通信,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(wú)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(shí)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(shí)別技術(shù)之一,在移動(dòng)車輛的識(shí)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(hào)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(shí)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)的應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在識(shí)別上,也要發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)?;赗FID等標(biāo)簽技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)概念也開(kāi)始被通用、大眾等汽車產(chǎn)商提出。“車聯(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。“車聯(lián)網(wǎng)”是指裝載在車輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)RFID等識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)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(duì)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(guó)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(kāi)發(fā)的涉車信息資源的應(yīng)用技術(shù),它的開(kāi)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(lái),美國(guó)、日本和歐洲的發(fā)達(dá)國(guó)家正加緊研究基于無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于智能交通,并對(duì)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(wú)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(wú)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(hào)控制、停車管理、綜合信息服務(wù)平臺(tái)、智能公交與軌道交通、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)和綜合信息平臺(tái)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(lái)解決方案。3G技術(shù)的發(fā)展和3G網(wǎng)絡(luò)的商用,為智能交通的數(shù)字、語(yǔ)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(cè)感知系統(tǒng)。通過(guò)磁、RFID、GPS等傳感器手段檢測(cè)道路車輛實(shí)時(shí)流量;通過(guò)雷達(dá)等傳感器手段監(jiān)測(cè)車輛實(shí)時(shí)車速;通過(guò)視頻傳感器畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通事故事件。通過(guò)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(duì)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(guò)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(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集,經(jīng)過(guò)大量的網(wǎng)絡(luò)智能化的計(jì)算形成物和物相連,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(lái),采用云計(jì)算等智能計(jì)算的技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析和處理,提升對(duì)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(guò)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(tái),包括中心城區(qū)流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車定點(diǎn)測(cè)速系統(tǒng)、闖禁車輛智能抓拍系統(tǒng)和交通信號(hào)燈智能控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。同時(shí)也可建設(shè)停車場(chǎng)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(wú)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(lái)建設(shè)。鄭州、深圳其他大中城市也開(kāi)始提案應(yīng)抓住機(jī)遇將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)率先應(yīng)用于智能交通領(lǐng)域中。
展望:
在中國(guó),物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通已成為星火燎原之勢(shì)?;?a href=http://www.yizongshi.cn/index.php?m=content&c=index&a=infolist&typeid=1&siteid=1&type=keyword&serachType=2&key=%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91 style='color:#57A306' target='_blank'>物聯(lián)網(wǎng)的智能交通將使交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大的效能。不過(guò),當(dāng)前的智能交通物聯(lián)網(wǎng)臉處于創(chuàng)新探索的初級(jí)階段,相當(dāng)于分散的、小規(guī)模的局部物聯(lián)網(wǎng)形式,還遠(yuǎn)未形成規(guī)模。隨著政府的大力扶持與技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的成熟,智能交通物聯(lián)網(wǎng)會(huì)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要領(lǐng)域,將朝著大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化、集成化和面向服務(wù)化發(fā)展,成為智慧城市的重要組成部分。
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