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智能交通系统(ITS)建立在网络化的信息通信技术的基础之上,以实现交通管理的最佳化和道路的有效利用为手段,提高行车的安全性、舒适性以及道路的运输效率。据报道,日本在先进安全自动车(AdvancedSafetyVehicle,ASV)概念中,把ITS所需要的重要驾驶支持系统归纳为包括如下方面:
・防止碰撞前方障碍物的支持系统;
・防止进入弯道危险速度支持系统;
・制动并用式车间距离定速控制ACC(全速度域控制)系统;
・防止越出车线支持系统;
・维持车线支持装置;
・防止碰撞车辆周围死角障碍物系统;
・灯光随动系统(AFS);
・被碰撞预知伤害降低系统;
・行人伤害降低及安全气囊系统;
・睡意警报装置;
・所有座位安全带使用劝告装置;
・后侧方和侧方信息提供装置;
・紧急制动信息提供装置;
・夜间前方行人信息提供系统;
构建上述系统需要用于道路环境和车辆状态检测的各种传感器以及用于信息提供、报警及操作支持的各种控制装置。此外,与ASV道路交通和通信信息系统配套的车载信息通信系统(Telematics)要满足两方面的通信需求:1.与道路信息的协调;2.与通信系统的协调。因此,以汽车为中心的信息通信技术、先进的驾驶控制系统和环境识别系统是汽车电子发展的下一波热点,其中,核心技术之一就是先进的无线通信技术。
本文试图向中国汽车电子、半导体和通信行业的技术人员概要介绍先进的车载无线通信技术在推动智能交通系统的发展中所发挥的作用,从而为中国汽车电子产业的技术升级提供参考。
车载无线网关提供统一的信息通信平台
目前,领先的汽车制造商已经开始研发针对驾驶员的信息服务系统和信息通信系统。例如克莱斯勒集团和Hughes Telematics公司宣布将提供集合了信息娱乐、安全和远程诊断功能的车载信息通信系统(Telematics)。福特公司将提供配备蓝牙和微软操作系统的汽车。Autonet Mobile公司也计划推出能够为车辆提供互联网接入服务的技术。
建立这些系统有望为制造商、零售商、消费者、导航服务提供商以及内容原创公司带来新的附加价值。例如,基于陆地和卫星的技术将为安全、保密、信息娱乐、远程诊断、维护通知和多播提供信息通信服务,最终有可能使远程升级车载系统成为可能。如图1所示,下一代智能交通系统将建立在先进的移动通信、卫星通信和互联网的基础之上。
从上图显而易见,无线通信技术将在智能交通系统中扮演重要的角色。瑞萨科技的专家指出(图2),为了满足基于无线的信息通信系统的需要,汽车中有望出现一个智能交通电子控制单元(ITS ECU),由它通过WLAN和专用短程通信(DSRC,Dedicated Short Range Communication)实现车与车之间、车与路之间的通信。可以想象,3G无线通信有着广阔的应用前景,本文在此不赘述。
值得注意的是DSRC技术的发展动向。国际上,DSRC标准化体系分为欧、美、日三大阵营所制订。欧洲采用的是CEN/TC278标准、日本采用的是ISO/TC204标准,它们都选择5.8GHz作为DSRC通信频率;美国正逐步地将应用于智能交通领域内的自动车辆识别的频率转向5.8GHz~5.9GHz系统,Fcc(美国联邦通信委员会)也正式将5.9GHz频段批准用于专用短程通信。中国目前采用的是源于ISO/TC204国际标准化组织智能运输系统技术委员会(国内编号为SAC/TC268)的5.795―5.815GHz ISM频段。目前,2.45GHz系统应用相对较少,没有形成主流。
传统上,DSRC是ITS智能交通系统领域中专门用于机动车辆在高速公路等收费点实现不停车自动收费EFC(Electronic Fee Collec―tion)的技术,也就是长距离RFID射频识别(又称电子标签E-tag)。DSRC标准主要涉及两类设备:路边设备RSU(Road-Side Unit)和车载设备OBU(On-Board Unit)。正是通过路边设备RSU与车载设备OBU之间建立通信,使得装有OBU的机动车辆在中速(50~60Km/h)情况下通过部置有RSU天线的门架时,实现车辆与路边设备RSU的数据交换。
国际上,松下电器在CEATEC JAPAN 2006上展出了支持5.8GHz频段DSRC的新一代ITS车载设备,这种通信系统将过去一直用于EFC的DSRC应用范围扩展到了其他服务和安全行驶辅助领域,例如,接收交通拥堵信息等等。该产品预计将在2007年度投入实用。
此外,推出DSRC芯片方案的还有冲电气工业、东光和TransCore公司。以TransCore公司研制出的Modem为例,它除了具备专用短距离通信功能之外,还能够实现长距离GPS和卫星通信的功能。据报道,该Modem的GPS精确度可达1米,并提供与汽车之间的多路通信通道,能够给车辆提供安全服务,且具有自动预警功能,并不受地域限制。该项技术将使汽车OEM厂商可以开发出完整的预防安全系统,具备火灾自动报警以及防止相撞的功能。
利用DSRC技术避免汽车之间的相撞事故是一项尖端的技术研究目标。业内认为,DSRC基础设施网络的建设是一个相当漫长的过程,这为中国半导体行业开发具备WiMAX、DSRC、GPS甚至蜂窝电话通信功能的统一无线网关,促进智能交通系统的发展提供的重要机会。可以预见的是,未来的汽车将成为一个随时随地由无线网络连接的移动通讯平台。
利用毫米波雷达和图像传感器构建智能驾驶控制系统
据日本Hitachi公司的研究显示,日本和西方国家正在努力开发更为先进的安全技术,其目标是把每年的交通事故和灾害降低30%~50%,为此,要开发一种新型的驾驶控制系统,这种的系统的主要功能包括:
・自适应巡航系统(ACC);
・预防撞刹车系统(Precrash Safety System);
・停止和前进(stop―And―Go)控制系统;
・车道保持系统(LKS);
为了实现上述功能,需要采用一系列基于毫米波雷达的环境识别传感器、图像处理 摄像机以及新型的刹车、方向盘和其它子系统。其中的关键无线电技术就是毫米波雷达传感器。
目前,国际汽车半导体厂家在毫米波雷达器件上已经取得了一系列突破。例如,飞思卡尔半导体已经展示了使用硅锗(SiGe)技术的面向77GHz频带毫米波雷达的射频(RF)芯片。该芯片主要面向在部分汽车上配备的车与车之间的间距控制系统及预防撞安全系统等的车间距检测用途。与此同时,飞思卡尔还开发将射频芯片与接口IC、微控制器一起封装的毫米波雷达模块,以及旨在使该模块实现小型化的小型天线。由于通用毫米波雷达将来会成为必不可少的装备,据称,该公司今后还将对毫米波雷达的所有技术进行不断开发。
此外,新日本无线公司成功开发了使用76GHz频带的面向车载毫米波雷达的VCO。在AIN底板上形成基于微带线的电路后,通过表面封装耿氏二极管及变容二极管形成VCO。日本村田公司也推出了采用介质振荡器、振荡频率为38GHz的VCO。京瓷不久前也推出了两款用于60GHz频段无线通信和76GHz频段车载雷达等毫米波频段的陶瓷天线。
在实际使用的过程中,雷达系统与偏航速率传感器采用一体化设计,配备于车前隔栅后方。成功的案例包括:德尔福最大检测角度为15度的新型巡航控制系统毫米波雷达;雷克萨斯LS460车型使用毫米波雷达和摄像机实现车辆前方障碍物识别功能和后方车辆识别功能;日野为Profia车型增加的标配追尾减轻制动系统,它利用毫米波雷达判断出追尾危险后,发出警报音并起动制动器,通过追尾减轻制动系统中的“预防撞安全系统”来防止碰撞。
由于毫米波雷达产生的电波能够穿透人体,从而给健康造成不良影响,因此毫米波雷达在能够检测的障碍物方面存在局限性,比如不能将行人作为障物来检测等,只能借助于摄像技术。在这方面,NEC抢占日本市场半壁江山的“预防撞安全”系统市场,该公司利用车载图像识别并行处理器,通过采用结合毫米波雷达及摄像头等多个传感器的信息进行综合处理的方式,检测包括前方车辆及行人在内的立体物体的距离和速度,向驾驶员发出警报,从而减轻冲撞造成的伤害。因此,代表了环境识别技术的发展方向之一。图3为基于毫米波雷达和图像传感器的环境识别技术在汽车中的应用的示意图。
结语
随着智能交通系统的发展以及驾驶员对信息通信需求的增加,对路-车之间、车-车之间无线通信技术的需求与日俱增。
比较而言,传统的车载无线电设备一收音机、GPS、遥控无钥进入、TPMS和GSM/GPRS设备等,都是相对独立的无线电设备。在智能交通系统中,把无线通信技术、车载汽车计算平台、信息显示系统以及驾驶控制系统有机地结合起来,构成统一的ITS ECU或车载信息通信系统(Telematics)平台,将对无线电通信技术提出更高的要求,设计过程中面临的最大挑战在于如何将不同标准和频点的无线电通信设备集成为一体。在此,软件无线电技术将有着无限的应用空间。
由于智能交通系统的建设牵涉面广,因此,需要汽车制造商与汽车电子、半导体、通信、软件设计及内容提供等行业开展广泛的跨行业协作。此外,国家的产业政策支持以及相关标准的引导也是至关重要的。
参考文献:
1.‘Trends in Drive Control Systems and Hitachi Group Initiatives,’Hitachi.
2.‘瑞莎汽车电子技术的应用和发展’.2006汽车电子深圳技术论坛峰会演讲文集
3.易汉文,‘美国智能交通10年发展规划’
4.中国电子报,www.cena.COrn.cn
5.www.hitachi.com.cn
0 前言
智能交通系统是发达国家在20世纪80年代提出,进入90年代快速发展应用。智能交通系统(ITS)作为一种重要的现代高新技术集成产业,具有涉及面广、产业带动性强、技术集成、资本密集、产权复杂等特征。能够更为有效地利用现有交通设施、缓解交通拥堵、降低交通污染、保证交通安全、提高运输效率,是未来交通系统的主要发展方向。智能交通对我国未来交通经济产业发展繁荣,为促进增长、增加就业、满足人民生活需求发挥更大的作用。以智能技术带动交通产业的发展成为一条必经的道路,不仅是因为人们需要吸收现代交通的优良之处,而且用智能交通作为服务经济发展的重要工具,将越来越有说服力。要想发展,要想交通产业创新、借助智能技术显得尤为重要。
1 我国智能交通产业的发展现状
中国智能交通系统研究起步较晚,从20世纪90年代以来,我国逐步与国际上智能交通运输系统接轨,并通过召开国际性研讨会、成立试验室和研究中心等方式加强国际技术交流,不断提高国内ITS技术研究水平。经过20多年的发展,已经取得了巨大的进步,在我国“十三五”规划中,投入将达到上千亿元,智能交通产业迎来高速发展的机会。
2 制约我国智能交通产业发展的因素分析
2.1 技术成本高
智能交通产业顺势迅速发展,市场正在不断扩容,发展的同时给各类相关智能交通系统集成商、软硬件提供商带来了巨大的发展机会。不断壮大的同时也出现了一个问题,核心技术、专利受限于外国厂商,比如智能控制的核心芯片-CPU,通信模块等。为了智能交通产品相关生产厂商的发展,不得不花费高额的费用购买芯片、通信模块,甚至出现高额的专利费用、技术转让费的现象。一方面智能交通产业也需要创新发展,这导致前端创新开发的从业人员稀缺,厂商成本也就大幅提高;另一方面因为智能交通系统相关的集成、交通大数据处理及服务、车联网、基于移动互联的智能交通应用服务等产品的研发周期长、淘汰快。
2.2 智能交通企业战略不明
一些企业甚至是部分龙头企业依靠传统的交通产业起家,经营模式过于传统,尽管工厂面积大,但其实质还是代工生产的模式,并且以企业生产-出售经营模式在延续,企业管理出现瓶颈,更多的是延续传统的理念,缺乏专业管理理念。
2.3 智能交通企业品牌意识薄弱
目前,全国现有交通信息企业数百家,其中规模以上企业几十家,主要分布在深圳、广州、佛山、惠州、东莞、珠海等珠三角城市。据统计,广东卫星导航产业的比重和企业的数量占全国的50%以上,目前在市场上能看见的GPS导航产品品牌有上百种,但60%为不知名的小企业生产,并没有发展自己的品牌,他们作为一些大品牌商家的代加工车间,利润薄,小微交通产品生产企业发展中这种“作坊零散,各自为战,贴牌生产”的局面着实尴尬。智能交通产品生产企业在国内外市场缺少拥有较大影响力和知名度的品牌,这是近几年一直限制产业规模与品质不断提升的短板。因此,从代工制作向产品设计研发转型,推动智能交通企业品牌的发展显得尤为重要。
3 对发展智能交通产业技术模式创新的建议
3.1 降低技术成本
利用智能交通相关产品生产商的影响力,首先加强与同行业之间的联络协调,积极寻求技术合作渠道,优势互补,成立联合智能交通技术研发中心,对原有开发的技术进行巩固与改善,同时要联系具有高资质、高权威的技术研发团队,通过合法有效的途径把更多尖端、符合市场要求的产品引进智能交通产业市场,以此保证智能交通产品的技术储备充足。另外可以依托于国有大型企业确保专利与智能芯片核心费用处于较低水平;再者就是对技术研发中心加大资金投入,以保证同类智能交通技术、智能交通产品能与国外产品竞争。
3.2 重视技术创新,完善经营战略
一方面企业需要引进具有掌握前沿技术的团队和先进管理理念的管理人,用前沿技术产品开发和新型经营理念对企业经营战略进行整合改善。另一方面可以鼓励智能交通企业组建战略联盟,推进智能交通上下游关联产业的技术资源整合,完善产业链规模。同时,要改变代工生产的企业模式,不仅仅关注生产环节,更要重视技术创新,将高新技术的含量作为产品优良的标志。引导智能交通相关企业创新营销模式,在传统的销售模式基础上组建营销联盟、开办全国连锁店、电子商务等新型经营销售模式。
3.3 加大品牌建设力度,技术摆脱“山寨”
以GPS导航产品为例,GPS导航产品因拥有车载、手机、地图等功能被消费者所青睐,所以购买者更注重产品功能的多样性、实用性、便利性。作为企业首先自身要提高品牌建设意识,在提高产品品质的基础上研发创新型产品,构建GPS多功能导航的层级,以“多功能,实用,更新快”的产品理念并借鉴国外优秀智能交通设备或产品的设计,形成自成一家的风格。提高企业的研发实力,以优秀产品理念带动消费,推动企业品牌影响力建设。政府、智能交通行业协会也要组织企业积极参加全国各种大型博览会、展销会、智能交通技术研讨会及网上交易会。另外,也要积极开拓国际市场,根据各国异域文化元素研发出易受异域消费者偏好的产品,推动品牌走向国际市场。
中图分类号:C35 文献标识码: A
一、什么是智能交通系统(ITS)
智能交通系统(ITS)的英文全称是Intelligent Transportation System,是在比较成熟的交通基础设施之上,将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术及计算机技术合成运用而建立的综合交通运输管理系统。最初由美国在20世纪90年代提出并得到迅速发展,也是我国未来交通系统的发展方向。智能交通系统(ITS)可以提高现行交通系统的有效性和可控性,能有效减少事故、降低污染物的排放,从而建立一个高效、便捷、环保的综合智能交通体系。
二、我国智能交通发展的现状
我国从上世纪90年代开始重视并逐步开展智能交通系统(ITS)的研究,随着信息技术和计算机控制技术的的快速发展,我国加快了对智能交通关键技术的研究步伐。科技部从96年开始组织了一系列智能交通技术国际交流和合作,从而促进国内智能交通技术的研究和开发。
目前,中国的智能交通系统建设还处于初级阶段,在智能交通的规划上面应优先实施投资少,收益高的项目,比如:城市绿色交通通道、公共汽车有线通道(BRT)、地铁和公共汽车的智慧卡收费和收费数据库互联、城市交通监控与管理等。
三、目前我国智能交通存在的主要问题
(一)、我国产业链、技术创新、研发严重脱轨
以前我国智能交通研发没有形成产业链,由国家资助研究的智能交通领域项目没有产业化,更不要谈应用了。而西方发达国家却早已形成了智能交通系统相关产业链,并规模化生产。目前,我国智能交通企业群体虽然数量众多,多达2000多家,但只是局限于系统集成,而且技术含量不高。在技术创新、规模、品牌和未来主导方向等方面的企业相对缺乏。这是“十二五”期间国家重点扶持和亟待解决的问题。
(二)、智能车路协同技术和智能车载系统的研究才刚刚起步
目前国内智能车载系统还处在初期发展阶段,主要从国外引进应用系统。智能车路协同技术的研究也是刚刚开始,对环境的感知技术,尤其是在高速状态下对远距离环境的感知和传感器在网络化条件下对环境信息的感知尚缺乏有效手段。我国在基于多传感器集成复杂驾驶环境感知技术、以安全和舒适度为目标的具有增强“感官”性能的辅助安全驾驶技术、综合性车载信息服务平台技术、以及基于网络的三维全景导航技术等方面与国外同行还存在很大的差距。
(三)、智能化交通控制技术基本上依赖进口
目前国内城市交通控制系统产品几乎完全从国外进口,典型产品包括SCOOT、SCATS以及RHODES系统。经过实际应用这些系统并不适合中国特有的交通模式。特别是我国大城市交通网络极为复杂、车多人多,需要符合本地实际需要的智能化交通控制技术体系。只有建立起符合中国国情的智能化交通体系,才能真正有效缓解城市交通拥堵,改善交通环境。
四、中国智能交通发展战略研究
(一)、大力培养和引进智能交通技术人员
目前,我国智能交通技术人才缺编严重,亟需大量相关技术人才。能否建立起相关人才体系,是保证我国智能交通建设发展壮大的关键。因此,我们要以相关高校及科研单位为依托,及时向国外同行开展技术交流活动,通过开展相关重点科目的研究,为我国智能交通系统培养高质量的智能交通专业人才。
(二)、积极推动智能交通技术产业化
要想更好的发展一项技术,重要的途径就是将其产业化,智能交通技术的发展也不外乎如此。我国要逐步建立相关新技术推广转化机制和专利保护机制,建立便于智能交通科研成果转化平台,使其能够尽快转化为经济和社会效益。要尽快把目前已经成熟的、具有强大市场潜力的智能交通新技术加快推广应用,化技术为成果得以实际应用。
(三)、针对智能交通成立相关技术管理机构,建立健全行业标准规范,有效整合行业资源
目前,我国智能交通技术的研究开发还没有全国统一的领导机构,而国外却早已成立。如日本的VERTISITS、美国的 America及欧洲的ERTICO组织,负责统一制定本国智能交通的发展战略及行业技术标准。通过相关机构,加强智能交通发展上的宏观调控,整合优势资源,减少局部冲突和资金浪费。我国综合运输体制建设已逐见成效,但相关政府管理智能还各自为政,各种运输方式、各地政府管理智能还不够明确,在某些方面还存在土政策、图标准。这些因素非常不利于智能交通系统的发展。因此我国要尽快建立国家级智能交通系统管理机构,领导推进全国智能交通系统的协调发展。
综上所述,随着我国工业化与城市化进程的快速发展,我国路网结构日趋强大完善。智能交通技术的实施给我国日益严重的交通压力带来了希望。智能交通技术的应用将进一步增强道路安全、提高运行效率同时降低交通给环境带来的负面影响。智能交通技术的蓬勃发展也将促进相关行业进行产业升级,带动相关产业发展,优化国家产业布局,促进经济和社会发展。
参考文献:
[1]. 潘 琪,智能交通;促进城市交通可持续发展的最佳途径-杨兆升教授访谈录[J].综合运输,2010(7):85-89.
[2] 严新平,吴超仲,中国智能运输系统发展现状与趋势[J].交通企业管理,2001(11):57-59.
[3] 陈超,吕植勇,付珊珊,彭琪.国内外车路协同发展现状综述[J].交通信息与安全,2011,1(29);102-105.
中图分类号:U492 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)04-0218-01
城市交通管理水平的提高,不能缺少科学的管理技术,智能化的管理显得非常重要,交通运输是城市经济发展的最基本条件,引进智能交通系统(intelligent Trans-portation system,ITS)是提高城市交通管理的重要途径。以往的交通管理部门重视道路硬件设施,不重视科学智能化系统,重视城市道理交通建设,不重视资源的使用,导致交通智能的管理系统不能物尽其用,浪费了很多交通信息资源,对于这些交通系统上的问题,智能交通系统的实施很大程度的解决了城市交通问题。
1 城市智能交通系统的基本概念
所谓的智能交通系统就是把涵盖多个学科理论技术融合到一起,先进的信息技术,将精准的数据通讯传输,电子监控技术,传感装置设备等,将实时精准的交通信息传送给交通管理系统,交通智能管理系统的合理运用,解决道路拥挤的路面交通压力,智能交通系统的组建,将有效解决路面交通拥挤压力,减少道路交通堵塞的隐患,城市智能交通系统的使用,也对提高交通管理部门的交通管理有所成效。
2 城市智能交通管理系统显见的成效
2.1 交通管理信息资源共享
智能交通系统对数据整合,把部分可利用的资源作为可共享的资源,利用顶尖的科学技术信息,通讯技术,资源的共享可以实时把路面交通信息传送给每个交通参与者,可以使每个交通参与者在家就能享受的到路面最新的交通信息资源,以最新的交通信息作为参考,减少路面拥堵,尽量使每个交通参与者,达到畅通出行,安全出行。
2.2 交通管理部门智能化管理
ITS及时准确的向交通管理部门提供路面交通信息,使交通管理者结合路面状况,作出有效的应对对策,对于突发的交通状况,第一时间掌握现场情况,对于交通管理部门调动警力,出警速度提高,对于拥挤路段的布警,都能从最大限度的发挥交通管理部门对于实时交通的监控管理,和紧急突发状况解决的处理效率。智能交通管理系统最大的优势就是系统间协调与实时的控制的功能。
2.3 紧急救援系统
当路面发生紧急的道路突发状况,事故车辆与人员需要帮助的时候,智能交通系统当中的紧急救援系统就会对事故做出第一时间处理。发出求救信息有利及时救助伤员,对于路面疏导控制,事故车辆的救援,救援车辆优先形式等。
3 智能交通系统发展与现状
自上世纪中期,智能交通系统的初步形成,不过人们对于智能交通没有充分的了解,当时智能交通系统也不够完善,对于一些设备的使用率低,造成了某种程度上的资源浪费,交通系统随着科学技术的发展,交通管理系统步入智能化,道路监控和路口监控等路面监控及感应设备,综合我国的实际交通情况,有效的利用发达国家的先进科学技术理论,在我国部分重点城市进行试点,在取得了一定成果之后,被全国多数城市采纳,城市智能交通管理系统的建立,智能交通系统部单单的城市交通系统,在高速公路沿线也建立了通信和监控系统,电子收费系统,和IC卡收费系统,甚至部分高速公路甚至已经实现了不停车,自动收费的便民项目,这些都是我国在ITS系统研究方面所获得的进步的表现,智能交通系统的发展促进了我国的经济进程的同时,也有因为部分原因涉及到的问题。
3.1 智能运输系统存在的问题及原因
虽然智能交通系统已经组建开发多年,但是很多方面的预期目标尚未达到效果,例如当下使用的双向交通信息传递系统技术和全球定位系统技术,虽然已经在技术上已经初步成熟,这就违背了对于设计者初想以提供实时路况,提供最短路程,最畅通的路况信息,对车辆进行导航,操控电子信息,智能规划行车者路程,有效的缓解交通压力,对于路面车辆疏导的想法。由于类似的情况还有很多,就此阻碍了智能交通系统的作用不能发挥到最大限度。
3.2 智能交通系统解决方向
想要改变这种现状,就要从两个方向入手,第一点就加强交通理论的研究,对于实际应用时的动态路径的选择,避免行驶拥挤路线,第二点是强化路面建设和路面基础设施的同时,实时对信息更新,将地理信息系统的基础建设路网信息及时的路面车流信息,比如在临时修建道路的时候,及时提醒此道路使用者,及时更改行车路线。对于智能交通系统的首要工作是,智能交通运输系统理论研究部分,利用科学先进的技术,逐渐对于智能运输系统相关理论,可以更好的组建,交通系统电子基础设施网络,避免投入更高的高资金成本,减少资源的浪费。
4 对于未来智能交通系统的展望
智能交通系统技术在不断完善,在当今科技决定发展的时代,科技技术的完善不仅促进城市的前进,也是国家的进步的必备因素,在国际的大舞台之下,我国的智能交通系统技术开发与使用已经取得了明显的成效,智能交通管理系统的技术对于国家信息智能化的建设起到非常重要的贡献,借鉴智能信息技术的开发,逐渐会被更多的领域所利用,因此智能交通系统的应用普及,对于以后的市场需求也是庞大的,对于城市经济发展,国家经济发展,也是有一定的应响。
5 结语
多数城市智能交通管理已经普及,采用智能化的管理手段是现代化交通系统的趋势,科技技术的不断发展,经济的不断提高,交通问题也是日益明显,智能交通系统的实施解决了交通系统上,道路拥挤,不能绿色畅通的行驶等交通方面问题,增强智能交通系统的应用与了解,是每个交通参与者的必备条件,智能交通系统不仅仅是理论上,技术上的突破创新,还是文明社会,和谐社会形成的重要基础。
参考文献
[1]李志坚.城市智能交通管理研究[M].广东公安科技,2006.01.
【关键词】物联网 智能交通 车辆通信网络
1 物联网技术的智能化优势
随着我国现代化,城市化进程越来越快的发展,面临的城市化所出现的问题也随之而来,而城市交通问题是现代化城市转变的一重大问题。而物联网技术的广泛应用,是加快城市现代化的推进器,是城市的现代化,智能化的全面建设的重要组成部分!现代城市智能化也是运用在城市的方方面面。物联网技术的智能交通系统运用在车辆通信网络中,是将多种科学技术,多种专业柔合起来,进行的交通系统车辆通信网络的升级,当然物联网技术的智能交通系统运用到车辆通信网络也是必然结果,随着智能交通系统的发展,物联网技术的智能交通系统运用于车辆通信网络已经成为城市智能系统的关键环节之一!
交通管理系统的现代化,智能化,能使得生活的方方面面从单一的,封闭式的机械,信息方式转变成链条式,从优处理问题,能以最小的代价做出最优的处理,最适合人类生活方式的处理结果。告别以往单一的信息环境,形成新一代的信息处理技术,具有知识高度密集,成长潜力很大,带动力强的特点,能明显提高人们的生活质量和生活水平,促进人们生活方式的转变,是推进城市现代化建设的主力军!因此物联网技术智能交通系统的结合,对交通环境也会有很大的提升!物联网技术运用于智能交通系统中的车辆通信网络更是大大提高了通信的实时性,广泛性,智能化和快速性!使车辆通信网络更加大范围的为车辆和车主服务!
2 物联网技术的智能交通系统的实用性
我国城市化进程不断加快,市民日常生活的中的家庭车辆也是不断增多,因此交通堵塞,交通事故处理,交通通行问题责成了交通部门的一重大问题,不过有了智能交通系统的通信网络就能还原对环境场景还原,进行建模和仿真处理,进行分辨每条路段的车辆通行状况,交通事故的发生来进行交通管理,和通行路段的最佳路线,解决日常交通通行堵塞问题,和行车最车路线,优化交通管理系统,根据实际情况,进行分化管理,形成一个隐形的、巨大的交通网,笼罩在整个城市,乃至全国的一个交通网,为车辆通行带来巨大的方便,使通行更加顺畅,也节省了大量人力,物力,为人们工作和生活带来质的提高,智能交通系统是将信息技术,数据通信技术,传感器技术计算机技术以及电子控制技术等多种科学技术运用于交通管理系统。智能交通系统还包括:先进交通信息服务系统、先进的交通管理系统、紧急救援系统、电子收费系统、车辆控制系统、公共交通系统等多种先进车辆通信网络而车辆通信网络系统的不断升级,会使得未来智能交通系统将会不断完。
3 智能交通系统中的车辆通信网络
在中国,上世纪八十年代就开始对城市交通管理开始入手,运用高科技手段来发现城市交通系统,至今已经进行了很多次交通系统的升级,而现今的智能交通系统中的通信网络,则是在本世纪10年才刚刚开始批准进行道路宽带通信的关键技术的研究。是将先进的科学技术在交通运输,服务控制和车辆制造的有效的,合理的运用,从而形成了一种提高效率,保障安全,节约资源的综合交通系统的车辆通信网络。车辆通信网络就是在汽车上装载的移动通信设备,为行驶中的车辆提供一种高速率的无线接入方式,构建成一个以车辆为载体的巨大的无线物联网,形成车辆内部的车辆系统部件、车辆与车辆之间、车辆与路边基站之间的通信网络。车辆通信网络对于高速公路领域有着较大的针对性,能在恶劣的气候复杂的地理环境中进行移动无线监控,而车辆的行驶记录也能传播到车辆通信管理系统中,对于不合理,不合法的行驶过程给予提示,万一出现事故也能通过GPS定位传送到警方,以最快的速度解决交通事故!加强了智能交通系统管理的实时性,减少交通事故中人员伤亡率和公共设施的损坏率。而且车辆通信网络的出现不仅仅能减少交通事故的发生,还能减少对环境污染的尾气排放问题,能通过车辆通信网络提高交通运输效率,缓解交通阻塞,减少交通事故,提高路网通过的速度,降低能源消耗,减少尾气排放,以此减轻车辆对环境的污染!车辆通信网络在智能交通系统和交通管理系统中是不可缺失的一项科学技术。
4 总结
车辆通信网络作为智能交通领域的一个新兴的研究方向,能够把出行与城市建设紧密相连,形成了以车,基站,交通系统,城市建设的一个相辅相成的一个无形大网中,在提高行车的安全,减少交通事故的发生和提升驾驶效率有重要的应用价值。因此智能交通系统与车辆通信网络相结合,是未来交通网的发展趋势,更有助于城市现代化的建设与发展,有利于改善不合理的交通环境,方便广大群众的出行方式,使得更加的便捷舒适。物联网技术的智能交通系统的车辆通信网络将会不断成长,不断完善,是未来交通系统的发展趋势,即保证了车辆通行的问题和减少交通事故的发生,也同时减少尾气排放的环境问题,应该广范围推行,适应城市现代化的发展!为我国生活水平提高和舒适环境的便捷做出了贡献。
参考文献
[1]李蕾.物联网技术在智能交通系统的应用研究[J].太原城市职业技术学院学报,2012(02):152-153.
中图分类号U12 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)103-0071-02
1交通信息化与智能交通运输系统
通常情况下,我们所说的信息化指的就是信息技术的产业化以及信息资源的开发利用产业化的过程,信息化水平的高低能够直接反映一个国家或者地区在对信息技术以及信息资源进行利用的整体水平的高低。信息化的过程,就是我们运用信息方面的科学技术手段,按照系统的规划组织,将各个方面的信息资源进行整合,并且进行开发和利用的过程,在目前形势下,信息化对推动国家和地区实现现代化有着不可替代的关键作用。而交通信息化的含义就是运用各种现代化的高新技术手段,将各类交通信息从采集、处理到提供服务嫁衣系统化,共享其资源,为最佳营运与管理交通、发展智能交通运输系统(Intelligent Transport Systems,简称ITS)以及新产业。交通信息化对于国家和地区经济的发展以及城市化的进步具有十分重要的意义。
智能交通系统是交通信息化发展的重要组成部分,它指的就是将交通运输中的用户、车辆以及道路利用现代化的信息技术手段结合起来的一个整体,是在信息化技术支持的前提下一种比较先进和高效的交通运输管理模式,之所以是智能的,是因为它相对于传统的管理方式来说,能够更有效、更经济地促进人与货物的流动。
2发展信息化智能交通系统的意义和必要性
目前世界各国都面临着不同程度的交通问题或困扰,随着世界经济全球化步伐的加快,在促进世界经济和贸易的飞速发展的同时,也造成了交通更加拥挤的局面,而交通拥挤一方面会加重环境的污染,一方面则造成了时间和资源上的浪费。在我国,由于交通拥挤,城市中车辆的行驶速度过慢,这就导致车辆排放的尾气增加,使大气环境遭受更严重的污染,而改革开放以来,虽然我国的交通基础设施在建设和管理上都取得了很大的进步,但仍不及机动车增长的速度。而交通问题在发达国家中造成的经济损失也是十分巨大的,因此,在西方发达国家中率先开始了对交通运输信息技术的研究和开发。在新形势的推动下,我国政府对交通信息化也给予了高度的重视和重点支持,并且随着信息化技术的不断完善和发展,我国的交通信息化近年来也取得了非常大的进步。
实施信息化智能交通系统对交通运输进行管理,有利于我国交通运输业从传统的只依靠进行基础设施建设和扩张为唯一手段的粗放型产业,逐渐完成向以科学技术进步为前提的、核心目标为提高工作效率,增加经济和社会效益的集约型产业的进步和转变。并且对于我国环境质量的改善以及贯彻和实施可持续发展的战略起着非常巨大的推动作用,为我国交通运输行业的健康、持续发展提供了有力的保障。
3我国信息化智能交通系统发展现状以及发展前景
3.1智能交通系统在我国的应用现状
我国早在改革开放初期就已经在北京市首次利用计算机对交通信号的控制开始了对信息化智能交通系统的研究工作,而进入20世纪80年代以后,随着经济和技术条件的提高,我国对于交通信息化技术的研究步伐逐渐开始加快,国家在一些经济比较发达的大城市,如上海、北京、沈阳等,引进了国外比较先进的交通信息化技术成果,与此同时,我国也逐渐开始大力开张自主研究开发工作并取得了一些可喜的成绩,比如由国家计委和科技委员会组织研发的实时自适应城市交通控制系统等。到了90年代以后,一直到现在经过20多年的发展和进步,我国的交通信息化和智能交通系统才开始逐渐变得比较成熟,目前正在实施的交通管理信息系统、光缆电视监控技术、GPS车辆定位系统、交通广播系统、不停车收费系统等都逐渐趋于完善,但从大的方面来看,我国的交通信息化仍处于需要进一步学习和发展的地步,有很大的发展空间和用用前景。
3.2智能交通系统在我国的发展前景
我国未来的信息化智能交通系统在应用上的前景主要有以下几个方面:
1)公路运输综合管理。在原有的技术前提下,把运输工具、人或货物、道路以及相关的管理和服务部门紧密联系起来的同时,使道路以及交通运输工具的运行智能化。智能交通系统在将采集到的各种交通信息进行系统化的综合集中处理之后,将处理的结果传送给交通运输系统中的各个部门以及用户,有利于驾驶者选择合适的交通方式以及路线出行,大大节省了时间;有利于交管部门对交通中出现的问题实现自动化控制和处理;有利于运输部门对运输车辆进行实时的调度等;
2)实现汽车智能化。随着高新技术的发展,汽车智能化技术逐渐由发达国家传入我国,智能化的汽车主要包括了自动导航、驾驶、控制以及监测系统,汽车能够根据安装在车内的计算机采集到的各种交通信息完成行车、加速、减速等功能。
3.3发展智能交通系统需注意的问题
1)合理规划,协调发展。智能交通系统是一项较为复杂的信息化系统,由于我国发展水平的限制,该系统在我国仍处于不平衡、不完善的状态。我们在实现智能化交通管理的同时,必须考虑我国的基础国情,考虑到我国非机动车辆以及行人在交通中所占的重大比例,进行合理、统一的规划,协调行人、道路和车辆的发展关系;
2)充分投资,创造条件。任何一项科学技术的发展都离不开资金的支持,我国在交通信息化技术的开发上投入了十分巨大的物力和财力。我们要对这些资金进行合理、充分的利用,应该从简易入手,逐步进行深入的研究,在取得经验和效果之后,进而再大范围推广使用。另外,还应该进一步完善智能交通系统的运行标准和使用规范,发展交通信息服务,改进城市交通管理,为进一步发展信息化智能交通系统提供技术条件和环境。
4结论
当今高新科学技术的代表就是信息科学和信息技术,它对国家或地区的经济和产业发展起着十分深远的影响,大力实施和发展信息化智能交通运输系统产业,是新形势下交通运输业健康、有序发展的必然选择。我国应继续紧跟交通信息化发展的潮流,在借鉴发达国家成熟经验的基础上,结合国家发展的具体情况,制定合理的措施和策略,大力发展适合国情的信息化智能交通运输系统产业。
参考文献
[1]张孜,林晓丽.基于ITIL理念的交通信息设施运维管理系统设计与实践[J].交通运输系统工程与信息,2011,11(4).
[2]郭亮.无线传感器网络定位技术及其在智能交通系统中的应用[D],2010.
1.智能交通概述
智能交通是伴随着科学技术的发展而出现的,智能交通是未来交通的一种发展趋势。电子站牌、公交调度系统等都是数字时代的新产品,是智能交通的重要组成。智能交通系统是指把信息技术、电子控制技术等高科技技术有效合理的应用于交通运输系统而建立起来的一个实时、准确、高效的交通管理体系。智能交通系统需凸显信息化与智能化,是交通信息化与智能化发展的高级阶段。
智能交通在我国出现的比较晚,所以智能交通方面的专业人才比较稀缺,不能满足智能交通的实施和维护工作,所以需要尽快培养一支庞大系统的智能交通技术的人才队伍。
2.交通智能化现状分析
现在各级公路管理部门在通信网络、电子政务、交通管理和运营管理等方面推进信息化建设,取得了不错的成绩。但与此同时,还是存在以下问题[2]。
(1)缺乏总体规划
在应用系统建设时,往往缺乏长远考虑和科学的规划,而随着信息化的不断发展,原有系统就会凸显出来局限和不足。这会给交通信息化的发展带来一定的障碍。
(2)信息化发展状况和水平不一致
由于各地方的经济水平、信息化基础条件等的不一致,导致各地交通信息化发展水平差别比较大,经济发达地区的交通信息化水平比较高,而经济落后地区的信息化水平也相对较低。
(3)信息没有充分共享,信息资源利用不足
目前的公路管理部门的应用系统都是相互独立的,没有充分的关联,导致系统之间数据共享的不足,同时对现有的信息资源的利用程度也不足。
(4)现有系统功能不完善
很多现有的应用系统的功能不全面,从而削弱了交通信息化的作用。
(5)交通信息化的基础设施建设需要加强
交通信息化的基础设施建设是交通信息化的必备条件,基础设施建设的发展情况决定了交通信息化发展情况的好坏,所以,想要发展交通智能化,必须先要保证交通信息化的基础设备的建设。
3.加快智能交通体系建设
加快智能交通体系建设需将重点放在推进四个方面的工作上。
一是完善综合交通运行指挥中心建设。加快建设多个分中心,汇集数据,采集城市交通信息,构建智能交通数据中心、运行中心和可视中心。二是全力建设智能交通平台,以综合交通运行指挥中心为载体,加快只能设施、智能物流等的建设。整合交通、交警、海陆空铁等方面的信息,形成资源共享。建立交通管理、交通监控、交通检测等信息系统。三是打造可视监管体系。整合视频资源,对热点区域的设施进行完善,对视频资源进行深度分析,加快建设交通可视化监管体系。四是提升公众交通信息服务水平。创新服务模式,拓宽交通信息服务方式,营造一个智能化的交通出行环境。
4.交通信息化与智能化规划方案
(1)交通信息化与智能化的总体规划框架
交通信息化与智能化的总体规划目标是:构建一个系统的、高效的、科学的交通信息化与智能化体系,实现规划、建设、维修养护和管理的一体化与智能化,改善与提高管理服务水平,为建立智能交通系统做好准备工作[3]。
另外,交通信息化与智能化的服务领域分为交通管理、收费管理、信息共享与信息服务等。交通管理分为信息采集、交通控制、应急救援管理等。信息采集是利用各种方式诸如视频、电话等采集交通信息、气象和环境信息等。交通控制是根据交通状况,采取相应的交通控制方案。应急救援管理是确定应急预案,对紧急事件进行确认和处理等。收费管理包括通行费征收等,是利用先进的电子信息技术,自动完成通行费的征收。信息共享与信息服务包括信息共享及数据管理、信息服务,是通过制定相关规范和标准,通过信息平台实现各系统和部门的信息共享,方便数据的管理,并通过多种方式向社会公众提供全面的交通信息。
(2)高等级公路交通信息化与智能化规划系统的功能
交通管理系统:包括交通信息采集子系统、交通控制子系统和应急救援子系统。通过检测器对交通信息、气象信息等进行采集并进行加工处理,生成交通数据,判断并得出相应的处理方案。
收费管理系统:利用电子收费技术,实现不停车收费和联网收费。
交通信息系统:包括交通信息品台和交通信息服务系统。实现各部门和各系统之间的信息共享,并向社会大众提供完整的、准确的交通实时信息。
5.智能交通建设规划方案的实施
智能交通建设时一个庞大的工程,涉及的建设项目比较多,同时受人力、物力和技术条件等的制约。项目实施应该注意以下事项[4]:
(1)充分考虑各个部门和系统之间的关系,注重系统的后续发展。
(2)做好信息化基础设施的建设并加以完善。
(3)从实际出发,同时考虑未来的发展,充分利用现有的系统,稳步发展和完善。
(4)集中资源建设重点项目的建设。
参考文献
[1]宋淳.智能交通对于构建智能城市的影响[J].交通世界(运输.车辆),2013(05)
我国智能交通科技创新发展历程
2000年,我国成立了“全国智能运输系统协调指导小组及办公室”,并开展了智能交通系统发展战略和标准规范的相关研究,形成了《中国智能运输系统体系框架》、《中国智能交通系统标准体系》等重要成果,明确了我国智能交通系统建设发展的总体技术方向。
“十五”期间,针对我国智能交通系统发展的迫切需求,国家科技计划对智能交通系统共性关键技术研究进行了立项支持,在北京、上海、广州等全国十二个城市进行了ITS示范工程建设。通过ITS规戈叭车载信息装置、交通信息采集、专用短程通信、汽车安全辅助、交通共用信息平台等方面的关键技术攻关、关键产品的开发和示范应用,促进了以智能化交通管理为主的我国城市智能交通体系建设,为智能交通系统发展奠定了基础。
“十一五”期间,面向综合交通运输一体化发展趋势和我国智能交通发展中的重大技术问题,以“提高交通运输的效率和安全”为指导思想,国家科技计划对综合交通运输和服务的网络优化与配置、智能化交通控制、综合交通信息采集、处理及协同服务、交通安全等重点技术方向进行了持续立项研究支持,攻克了城市交通控制、交通诱导、电子收费、新一代空中交通管理等智能交通系统关键技术,形成了大批具有自主知识产权的智能交通科技创新成果。
面向2008北京奥运会、2010上海世博会、2010广州亚运会等重大活动的交通需求,“十一五”期间启动实施了“国家综合智能交通技术集成应用示范”科技支撑计划项目,支持建设了“北京奥运智能交通集成系统”、“上海世博智能交通技术综合集成系统”、“广州亚运智能交通综合信息平台系统”、“远洋船舶及战略物资运输在线监控系统”等,为大型国际活动提供了智能化交通管理和出行服务技术支撑,取得了显著的成果,智能交通科技在一系列重大国际活动的交通保障中发挥了重要的作用。
针对严峻的道路交通安全形势,2008年,科技部、公安部和交通部联合开展了国家道路交通安全行动计划,国家科技计划部署了“重特大道路交通事故综合预防、处置集成技术开发与示范应用”支撑计划项目,跨部委联合、多单位协同攻关、研究与示范紧密结合,对公路安全保障、高速公路安全控制、营运车辆运行安全、全民交通行为安全提升、路网安全态势监测、交通安全执法等交通安全重点关键技术进行了攻关研究和示范应用,为提高我国道路交通安全水平产生了深远的影响。
我国在推进智能化交通管理技术发展的同时,也十分重视推动智能化交通服务技术的发展,对事关民生的公共交通、公众便捷出行、交通安全等技术开展了研究和应用。过去的十年中,公共交通管理运营智能化、快速公交、公交信号优先、出租车智能化运营、交通信息智能化服务等面向民生的智能交通技术得到大力发展和广泛应用,方便了公众交通出行。国家科技计划支持的“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”,建设了京津冀和长三角区域国家高速公路联网不停车收费示范工程,通过科技攻关和示范工程形成了比较完整的技术体系和标准规范体系,取得了良好的实施效果。成为我国第一个有统一标准、在全国范围大面积应用并实现产业化的智能交通项目。
进入“十二五”,我国智能交通科技创新围绕综合交通运输系统效能与服务提升、智能化交通管控、车路协同与安全三条主线,在“863”计划、科技支撑计划等国家科技项目中,相继部署了“大城市区域交通协同联动控制关键技术”、“智能车路协同关键技术研究”、“交通状态感知与交互处理关键技术”、“综合交通枢纽智能管控关键技术”、“环境友好型智能交通控制技术”、“多模式地面公交网络高效协同控制大城市交通主动防控关键技术及示范”、“城市道路交通智能联网联控技术集成及示范”等一系列项目,对我国智能交通系统建设发展中的关键技术进行研究,创新成果将对我国智能交通系统建设发展提供强有力的技术支撑。
我国智能交通科技创新成就
十几年来,我国智能交通科技创新取得了丰硕的成果,突破了大批核心关键技术,组织实施了多项具有重大影响的智能交通系统示范工程建设。科技引领和推动我国智能交通系统的建设和发展后来居上,成为世界智能交通系统发展格局中的重要构成,发展成就为世界瞩目,部分自主创新科技成果和应用跻身世界先进水平。在我国智能交通系统建设和发展的实践中,国家科技计划的实施,结合实际应用需求,在城市交通运行智能化监测、道路交通信息采集处理、重大活动交通运行组织保障、大容量快速公交、区域联网不停车收费等技术领域形成了许多具有国际先进水平的智能交通科技创新成果。
(1)交通信息化水平显著提升,交通状态综合检测、网络化电子收费等核心关键技术取得突破并广泛应用。建成了全国机动车和驾驶员管理信息系统、全国铁路联网售票系统;综合交通信息采集、处理及协同服务技术取得突破;交通综合监测技术与设备广泛应用,基于移动终端的状态获取和集成应用技术达到国际先进水平;网络化电子收费(ETC)技术实现了跨越式发展,已在全国26个省市推广应用。
(2)城市智能交通技术综合集成与应用总体达到国际先进水平。结合重大应用需求,攻克了大批关键技术,建设了示范工程,形成一批行业技术规范和国家标准,对重大国际活动交通保障作用突出,推动我国智能交通技术应用水平取得显著提升。北京奥运会、上海世博会和广州亚运会交通保障对智能交通技术进行了大范围集成应用;科技支撑全国城市“畅通工程建设”;公交智能化、BRT形成了成套技术装备;公交一卡通实现了城市间联网通用。
⑶新一代空中交通管理技术取得重大技术突破,建立了我国新一代空中交通管理系统核心技术框架。突破了高精度航空导航、协同式航空综合监视、空管运行控制和民航空管信息服务平台等关键技术,核心装备和关键系统实现自主研制,达到国际同期先进水平。中国民航新一代空中交通服务平台已经在空管、航空公司等部门获得了成功应用,在提升空域利用、减少延误等方面成效明显,为我国从民航大国向民航强国迈进奠定了技术基础。
(4)智能汽车技术取得重要突破,部分成果达到国际先进水平。无人驾驶智能汽车实现了实际道路运行测试,达到国际先进水平。汽车驾驶辅助技术领域赶上了国际研发进程,驾驶人行为监控预警技术研究跻身国际先进行列。
(5)智能交通支撑道路交通安全水平提升。人因安全研究显著提升了交通安全执法科技能力和监管水平,安全执法与安全保障技术及应用,提高了道路交通安全总体水平。攻克了一批交通基础设施安全相关的关键技术,形成了适合我国公路交通特点的基础设施安全技术体系。建成了以交通事故快速救援为核心的一体化交通应急保障系统,为交通应急指挥和管理能力提升提供了核心技术支撑。
(6)科技创新推动我国智能交通产业发展初具规模。智能交通领域项目建设主要技术和设备多数为我国企业自主创新产品。城市智能交通系统建设市场逐年提升,2013年度主要项目市场规模超过200亿元。高速公路收费、通信、监控系统以及公路交通信息化和智能化项目市场规模近百亿元。智能交通领域的上市企业近10家。
目前,我国智能交通科技支撑体系基本建立,智能交通标准体系不断完善,智能交通已经成为我国交通运输现代化发展的重要构成。自主创新、产学研结合、智能交通科技创新培育和推动了我国智能交通产业的形成和发展,智能交通产业已成为我国高新技术产业的重要内容和新的经济増长点。智能交通产业的发展,带动了信息、通信、传感等高技术领域新技术成果的应用,促进了信息服务、现代物流等现代服务业的提升和发展。
智能交通科技创新发展趋势
适应我国社会经济发展的要求,顺应国际高新技术发展趋势,智能交通科技创新发展面临新的挑战和要求,也呈现出新的发展趋势。
日益严重的城市交通拥堵、居高不下的道路交通安全事故、通待提升的综合交通服务水平,是智能交通科技创新发展始终面对的挑战。我国社会城镇化进程的加速和智慧城市建设,要求我们必须谨慎思考未来城市交通模式,构建综合交通体系,倡导绿色出行理念。
未来我国智能交通的科技创新发展将重点围绕以下方面:
目前,智能交通在我国主要应用于三大领域:公路交通信息化,城市道路交通管理服务信息化,城市公交信息化。其中,公路交通信息化包括高速公路建设、省级国道公路建设公路交通领域。热点项目主要集中在公路收费软件中。城市道路交通管理服务信息化中兼容和整合是城市道路交通管理服务信息化的主要问题,因此,综合性的信息平台成为这一领域的应用热点。除了城市交通综合信息平台,一些纵向的比较有前景的应用有智能信号控制系统、电子警察、车载导航系统等。城市公交信息化中,目前国内的公交系统信息化整体应用水平还比较初级,也是方案商重点发展的领域。在地域分布上,国内的大中城市特别是南方沿海地区对于智能交通的发展都非常重视。目前,中国智能交通业的各环节均处于起步阶段,行业集中度不高,且区域性较明显,整体上呈现规模较小的竞争格局。城市智能交通行业各个环节涉及企业众多,截止2010年底,国内智能交通行业领域约有2000多家企业。
交通运输部公路科学研究院总工程师王笑京面对《中国信息化》的询问时表示,2013年智能交通的主要应用领域不会发生大的变动,但是在各个主要应用领域的投入比例会有调整,以实现对现阶段城市交通问题的缓解,平衡交通领域发展的整体规模。其中,城市公共交通依然会成为智能交通的服务重点。
中国城市(道路)智能交通业自上世纪90年代开始,经过进二十年的快速发展,行业复合增长率一直保持在20%左右。2010年交通运输部原则通过“十二五”四个专项规划,明确提出要加快高速公路联网建设,将智能交通列为交通规划的重要组成部分,李盛霖指出“在智能交通、基础设施状态感知和安全运营、集装箱多式联运、甩挂运输等领域开展物联网应用示范工程,提高公路水路出行的公众信息服务水平”。目前交通运输部已经启动新一代智能交通系统发展战略研究以及应用物联网技术推进现代交通运输策略研究两个重大研究项目,为未来5-10年发展思路进行谋划。
预计未来三年间,城市智能交通业将面临着巨大的市场发展空间。伴随城市智能交通业对提高城市道路交通效率、解决交通拥挤、确保运输安全、减少环境污染等方面产生的积极影响,各级政府部门对其越来越重视,同时不断出台一系列政策加以扶持。王笑京指出,便捷的公共交通出行方式将成为智能交通在2013年的主要服务重点之一。基于此,为了保证公共交通的种类和出行效率,在路权分配中也将从政策角度作出相应调整。同时道路交通的安全问题也将成为技术服务的主要方向。
在投资领域,受益于公安部《道路交通安全“十二五”规划》、《道路交通科技发展十二五规划》等多项政策扶持,预计未来10年国内智能交通投入将在1820亿元之巨。截至2012年8月10日,全国共有19个省市公布了智能交通投资计划,涉及投资金额高达78.05亿元。2013年智能交通在各主要应用领域的投资将作出调整,同时将积极争取和吸纳社会投资用于智能交通的服务建设,鼓励民间资本参与到智能交通的建设中来,并允许社会资本在投资公共交通服务建设中获利。王笑京解释:“这样的做法能够刺激各地的社会资金投入到智能交通建设中来,允许其盈利,形成良性的社会资源投入。”
技术是最佳“配角”
2013年,智能交通的发展趋势将表现为综合化、多部门驱动型的发展模式。城市智能交通体系将涉及相关的市民、公安交通管理、交通部门车辆管理、城市建设、通信等相关部门工作。因而未来城市智能交通的发展过程必然是一个涉及以交通与公安为主的多部门驱动的发展过程。城市智能公交系统是主要针对城市内部公共交通的指挥、管理、调度、应急等方面智能系统。城市智能公交系统主要实现对城市公共交通线路、车站、车辆的全面监控。通过各种辅助设备预知并合理调度公交资源,优化公交系统。城市道路管理系统包括信号灯控制系统、路况指示系统、车牌识别系统、道路视频监控系统等。
王笑京指出,2013年智能交通在缓解城市道路拥挤、维护道路安全等方面依然发挥突出作用,但技术的应用对于智能交通来说只能是支撑和配合,并不能取代基础设施建设而成为主体。他解释,以地下轨道交通为例,北京的地下轨道交通线路虽然多,但很多换乘站需要步行1到2公里,尤其是枢纽型换乘站的换乘路途较长的情况更为严重。而上海虹桥换乘枢纽的设计则显得合理的多,设立枢纽之前就对地上的情况如商业区、学校、超市等人流聚集的地方进行了统计,这样换乘枢纽和主要站点的设立就能有的放矢。而北京在早期的如西直门、十号线等换乘枢纽在这方面显然存在缺陷。但这样的问题却不是单纯依靠信息化和智能化就能够解决的。
1.智能交通系统发展的数据分析需求
一方面,交通数据采集的范围、广度和深度急剧增加,随着智能交通系统建设规模的不断扩大,正在形成以微波、线圈、GPS、车牌等交通流检测数据,交通监控视频数据,以及系统数据和服务数据等为主体的海量交通数据。
另一方面,对动静态海量交通数据的挖掘分析成为智能化交通信息处理分析的核心内容,交通数据的深层价值有待进一步的挖掘和开发。根据调查,韩国3G手机上的服务中,有50%以上的服务与交通有关,包括实时道路交通信息、地铁和公交信息、火车和飞机班次动态信息、换乘信息、与汽车服务有关的信息等。以智能终端为服务窗口的、以云计算和大数据分析技术为支撑的智能交通信息服务正在逐步成为主流,与我们的生活息息相关。
2.大数据分析为智能交通发展带来的新机遇
一是大数据技术的海量数据存储和高效计算能力,将实现交通管理系统跨区域、跨部门的集成和组合,将会更加有效地配置交通资源,从而大大提高交通运行效率、安全水平和服务能力。二是交通大数据分析将为交通管理、决策、规划和运营、服务以及主动安全防范带来更加有效的支持。三是基于交通大数据的分析为公共安全和社会管理提供新的理念、模式和手段。
中图分类号:U495;TN929.5;TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0369-02
0 引言
随着经济快速发展,交通运输业带来的能耗、污染和拥堵问题日益严重,而智能交通的出现为解决这些问题提供了新的方向。随着物联网技术的蓬勃发展,智能交通研究的不断深入,过多的技术引入到智能交通领用中,虽然大大提高了智能交通的技术水平,但是同时也带来了技术支持目标单一、缺乏互联互通,重复投资等问题,难以大面积推广。为了进一步改善交通问题,我们应该努力提高交通运输设施、设备的信息化和智能化水平。作为物联网产业链中的重要组成部分,智能交通具有行业市场成熟度较高,行业传感技术相对成熟等特点,智能交通系统在许多城市已经开始规模化应用,市场前景广阔,投资机会巨大,将成为未来几年物联网产业发展的重点领域,也将是我们发展智能交通研究的重要课题。
1 物联网在智能交通中的应用现状
(1)我国交通能耗、污染和拥堵问题的日益严重,交通越来越阻塞,交通事故也随之频繁发生,伴随着物联网、云计算等相关技术的出现,物联网凭借其网络化和智能化的特点,集合多领域、多学科的优势,在交通控制中拥有重要的现实作用,尤其可以促进智能交通的发展,为解决交通问题,智能交通系统应运而生。
(2)我国在物联网多领域实施了技术攻关措施达到了较好的效果,交通运输的智能化是依靠物联网设备和技术来实现的,是继互联网后产生的新兴产业,智能交通是物联网在现实中应用的典范,可以满足广大人们的需求,是最有市场前景的行业之一。
(3)在物联网中,物体可以无需人的干预直接就行彼此“交流”,通过RFID、传感器等的全面感知和存储信息,根据实际需要来完成物品互相联通的网络连接,然后进行通信以及交换信息,以至达到智能识别、定位、跟踪、监控以及管理的智能系统。随着智能交通的发展和普及,会带动智能汽车、导航系统等相关行业的发展,具有很高的应用价值和市场需求。
(4)智能交通系统是把多种技术有效集成应用在交通领域的综合管理体系,智能交通系统是物联网技术在交通系统中的高效应用,它将信息高速公路与实体高速公路恰到好处的融合在一起。
2 物联网技术用于智能交通的功效
(1)管理维护。通过RFID标签可以准确的定位到相应的交通标识,更可以通过程序设定,当交通标识发生破坏时自行发送维护请求,方便公路管理部门的管理,将RFID技术用来交通标识的个体标识,实现交通标识数据的有效追溯和数据的共享,从而达到优化交通标识管理维护的目的。
(2)警示作用。物联网技术应用于交通标识可以实现获取天气信息,如湿度、雨雾、阳光强度等信息,从而进行科学分析,自动触发相关行为,调整标志反射角度,并根据相应天气信息发出警示信号。
(3)交通诱导。交通标识对于道路的通行能力起着重要的作用,将物联网技术运用于交通标识中可以智能实现流量控制。通过采集监测到的交通数据流量,进行数据格式转换和数据库存储,从而建立智能交通系统的交通流量数据库。通过该数据库又可以自动或手动通过交通标识进行流量控制。
(4)指导路线。借助于系统的智能技术将各种交通方式的信息及道路状况进行登记、收集、分析,并通过远程通讯和信息技术,将这些信息实时提供给需要的人们,以增强行车安全,减少行车时间,并指导行车路线。
3 物联网在智能交通中的应用范畴
(1)城市公共交通。可以建立城市交通“一卡通”信息系统,实现公交车、出租车多种城市交通消费一体化;智能公交调度系统,利用GPS、RFID、人像识别、车内视频监控等技术掌握实时信息;站台车辆信息平台建设,方便乘客查询相关乘车信息,合理制定乘车方式。
(2)物流交通领域。通过道路运输GIS系统定位跟踪与运输导航、RFID、3G网络提供广域移动车载通信手段实现货物状态位置实时管理;通过电子标签及识别自动收集货物信息,从而缩短作业时间,提高运营效率。
(3)电子收费和证照。IC卡电子证件嵌入了RFID逻辑加密芯片,具有高可靠性、高安全性、高性价比等特点,它可以加快路桥收费站车辆通车速度,加快效率、减轻或避免车辆在收费用站口拥堵问题。基于射频识别技术的汽车电子牌照等对于防止假牌假证具有积极作用。
(4)道路设施监测。通过将道路基础设施被赋予电子标签,通过特定的信息传输通道和平台,能够实时掌握对象实体的状态信息,并将有强大的后台数据挖掘分析功能及丰富的展示平台,用于提高交通运输综合管理和服务能力。
4 物联网在智能交通中的利用形式
(1)中心型。主要由交通管理系统、突发事件管理系统、收费管理系统、商用车辆管理系统、维护与工程管理系统、信息服务提供系统、尾气排放管理系统、公共交通管理系统、车队及货运管理系统及存档数据管理系统等十个分支系统组成。系统运用具有相对的独立性,位置的设置不受交通基础设施的约束,各分支系统间依靠有线通讯联系。
(2) 区域型。主要由道路系统、安全监控系统、公路收费系统、停车管理系统和商用车辆核查系统等五个分支5系统构成。系统在使用中一般情况下需要在特定的位置安装设备,如检测器、信号灯、信息搜集板等设施,并以有线连接的方式与一个或者多个中心型系统相连,与通过检测设备路段的车辆信息进行互换。
(3)旅行者。主要服务于旅行者或者是旅行行业的经营者,通过应用智能交通系统功能对不同的团队实施有效的技术支持,以达到旅行畅通的目的,节省时间成本。在使用中可以通过有线或无线连接方式与其它类型的系统进行直接的信息传递工作。
(4) 车辆型。使用中一般根据车辆的种类,把车辆行交通系统分别普通车辆系统、紧急车辆系统、商务车辆系统、公交大客车系统和工程车辆系统等五大类。也可以根据现实中的不同需要,将这些系统与之上三种系统中任意一个系统相联系,与各车辆系统间进行联系。
5 应用于智能交通的主要物联网技术
(1)无线通信技术。UHF和VHF频段上的无线调制解调器通信被广泛用于智能交通系统中的短距离和长距离通信。目前提出的长距离无线通信方案是通过基础设施网络来实现。使用长距离通信方案目前已经比较成熟,车辆已经能够通过多种无线通信方式与卫星、移动通信设备、移动电话网络、道路基础设施、周围车辆等进行通信,并且利用广泛部署的WiFi、移动电话网络等途径接入互联网。
(2)计算技术。根据汽车电子领域的最新进展,未来车辆中将配备数量更少但功能更为强大的处理器。发展的趋势是使用数量更少但是更加强大的微处理器模块以及硬件内存管理和实时的操作系统。同时新的嵌入式系统平台将支持更加复杂的软件应用,包括基于模型的过程控制、人工智能和普适计算。
(3)感知技术。智能交通系统中的感知技术是基于车辆和道路基础设施的网络系统。交通基础设施中的传感器嵌入在道路或者道路周边设施(如建筑)之中,因此它们需要在道路的建设维护阶段进行部署或者利用专门的传感器植人工具进行部署。车辆感知系统包括了部署道路基础设施至车辆以及车辆至道路基础设施的电子信标来进行识别通信,同时利用闭路电视技术和车牌号码自动识别技术对热点区域的可疑车辆进行持续监控。
(4)视频车辆监测。利用视频摄像设备进行交通流量计量和事故检测属于车辆监测的范畴,它不需要在路面或者路基中部署任何设备,当有车辆经过的时候,黑白或者彩色摄像机捕捉到的视频将会输入到处理器中进行分析以找出视频图像特性的变化。根据不同的产品型号,单个的视频监测处理器能够同时处理1~8个摄像机的视频数据。
(5)全球定位系统GPS?。车辆中配备的嵌入式GPS接收器能够接收多个不同卫星的信号并计算出车辆当前所在的位置,定位的误差一般是几米。GPS信号接收需要车辆具有卫星的视野,因此在城市中心区域可能由于建筑物的遮挡而使该技术的使用受到限制。GPS是很多车内导航系统的核心技术。很多国家已经或者计划利用车载卫星GPS设备来记录车辆行驶的里程并据此进行收费。
(6)探测车辆和设备。部分国家开始部署所谓的“探测车辆”,它们通常是出租车或者政府所有的车辆,配备了DSRC或其他的无线通信技术。这些车辆向交通运营管理中心汇报它们的速度和位置,管理中心对这些数据进行整合分析得到广大范围内的交通流量情况以检测交通堵塞的位置。
6 促进智能运输系统发展的对策
(1)加强智能交通基础理论研究。虽然在物联网技术在实际应用中取得了显著成绩,但与实际需要还有一定的差距,与其他成熟的技术相比较,由于国际上智能交通理论处于发展时期,物联网技术在智能交通中的运用还有不小的差距,在今后的工作中还应积极加强与智能交通开展较先进国家的交流,深入细致地进行理论研究,尽快接近或达到世界水平,以适应当前交通快速发展的需要。
(2)建立智能交通管理专门机构。中国交通运输体制目前仍是条块分割状况,铁路、公路、民航、公安,建设等部门分头管理,现已出现了各自发展自身智能交通的势头,这将造成中国资源上的巨大浪费。应尽快完善由国家相关部门统一领导的专门管理机构,并对智能交通发展战略、目标、原则和标准进行健全和完善、并促使其规范运行,特别是制定有关智能交通的技术规范和整体发展规划,实现智能交通技术和产品的通用性,兼容性和互换性,加强政府的宏观调控,以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。
(3)注重专业人才的培养。随着智能交通的进一步发展,与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为了推动工作的开展,相关责任部门要派出人员专门进行学习培训,采取走出去、请进来的方式,积极学习其他国家的先进经验,将最新的智能交通技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的智能交通人才去迎接新世纪的挑战。
7 结束语
随着物联网技术的不断成熟,交通控制朝着智能化的方向发展已经是大势所趋,智能交通系统是交通事业的一场革命。通过有效的结合与应用先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术,使人、车、路之间的相互作用关系以最优的方式呈现,进而实现高效、准确、实时、安全、节能的目标。发展基于物联网的智能交通系统,是当今世界城市交通发展的趋势和特征,它能够更加及时准确的收集各种交通信息,通过信息传输、分析和处理,为出行者提供更全面和准确的交通信息,使人们出行更加方面和快捷。
参考文献
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[2] 徐波.基于物联网的智慧交通系统建设思考[J].浙江交通职业技术学院学报,2012,13(3):27-31.