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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
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[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.
智慧城市带来什么变化?
所谓“智慧城市”,就是借助新一代物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,将人、商业、运输、通信、水和能源等城市运行的各个核心系统整合起来,从而更好地理解和控制城市运营,并优化有限资源使用情况的城市。
中投顾问高级研究员薛胜文表示,“智慧城市”是现代社会发展的新产物,是物联网、云计算等新一代信息技术和形形的网络平台集成与现实社会相结合的代名词。“智慧城市”是城市发展模式转型升级的结果,构建了一个开放创新、绿色生态、文明科学的现代新城市发展模式。
国泰君安的研究报告称,智慧城市是城市全面数字化基础上建立的可视化和可测量的智能化城市管理与运营,包括城市的信息、数据基础设施以及在此基础上建立网络化的城市信息管理平台与综合决策支撑平台。从应用领域来看,智慧城市包括智慧的交通、医疗、公共安全、教育、城市发展和能源等领域。
从已披露的数据来看,“十二五”期间,320多个城市在建设智慧城市上的直接投资合计超过3000亿元。业内人士估算,“十二五”期间用于建设智慧城市的投资总规模将可能高达5000亿元。随着更多城市启动智慧城市建设,“十二五”期间各地智慧城市建设将带来2万亿元的产业机会。
智能交通更被看好
据了解,智慧城市的涉及范围很广,包含了医疗信息化、社保信息化、智能建筑、智能交通、教育信息化等多个领域。而其中,智能交通是分析人士较为关注的。
华宝证券TMT分析师吴炳华表示,目前来看,前景较确定、有望率先发展的细分领域主要包括智能交通、智能城管和智能医疗等领域。此外,涉及教育、社保等公共民生领域的智能化建设也有望渐次推进。因为目前来看交通过于拥挤等问题较为明显,而智能交通则可以较好地改善这一领域。
事实上,智能交通行业是目前智慧城市建设投入中投资最大、覆盖范围最广的细分领域。交通运输部近日的《交通运输业智能交通发展战略(2012-2020年)》中也提出,到2020年总产值规模超过千亿元。
国泰君安表示,城市交通供需矛盾逐渐加大,在基础道路设施供给有限增加的情况下,智能交通成为缓解矛盾的首选手段。随着智能交通系统集成化趋势的进一步加强,智能交通单个项目投入规模有望逐渐加大。随着城市智能交通千万级等项目增多,实力型大公司有望获取更多的市场份额。由于相关项目对公司的资金实力、技术水平都有较高的要求,因此相关龙头公司有可能凭借资金和规模实力获取更大的市场份额,业绩加快增长。
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中图分类号:TP212;TP273 文献标识码:A 文章号:2095-1302(2017)02-00-02
0 引 言
在智慧城市建设过程中,提高交通系统效率能极大地提高经济效益并减少对环境的影响,智能交通控制在解决交通拥堵方面非常重要。新兴的无线传感器网络技术在交通管理和控制方面有着极好的前景,这些具有集成计算和无线通信能力的,应用电池供电的低功耗交通传感器节点将极大地改变实时交通数据查询的前景。这些无线传感器价格低廉,容易部署,但设计基于传感器的智能交通控制系统依然具有极大的挑战性。本文主要讨论在智慧城市建设过程中,智能交通系统所使用的一些关键技术。
1 智慧城市的提出
2009年,新一代信息技术的发展为城市信息化、现代化建设提供了新的方向和趋势,特别是物联网、云计算概念的相继提出,打破了传统城市发展思维,实现以知识、技术、信息等创新要素为增长动力的“智慧”运行,即智慧城市理念的提出[1]。本文只从智能交通系统建设这一领域来研究智慧城市建设中的一些关键技术。
2 城市交通系统目前存在的问题
交通拥挤、事故频繁以及与之有关的能源和环境等问题严重困扰着世界各国城市,影响着城市的可持续发展。实践证明,智能交通系统(ITS)是解决城市交通问题的有效方法,包括我国交通学者在内的世界各国专家对城市交通问题进行了大量分析和研究,并从多方面、多角度提出缓解城市交通问题的方案,认为综合交通监控系统(ISCS)是智能交通系统关键的一环。对交通信息的获取、信息共享网络通信、交通信息获取与融合以及交通信息数据库管理等方面的关键技术进行了研究。城市交通问题是一个复杂性很高的世界性难题,需要从多方面综合解决,本文针对城市道路交通信息获取关键技术,多角度分析、研究如何增强信息沟通以缓解城市交通的问题。
3 智能交通系统(ITS)建设中所使用的WSNs的特点
基于无线传感器网络(WSNs)的ITS的成功或失败是由许多因素决定的,这些因素由WSNs自身的特点决定,无线传感器网络(WSNs)具有如下特点[2]:
(1)费用低。为了让WSNs成为可替换其它技术的方法,一个基于WSN的系统必须费用低廉。这意味着通过使用尽可能少的节点来减少布置和维护的花费,保留更多有价值的功能到较少的节点组。
(2)生存时间。系统基础设施的部署会带来相关的投资,WSNs的好处在于依赖该系统所使用的时间,对于功率受限的WSNs而言,时间长度将由网络减少功率消耗的能力和使用额外电源供应能力决定。
(3)灵活性和扩展性。一个系统除了可以正常操作外,还必须能够适应不同的应用环境,这包括不同的交通条件和智能车辆在系统中的渗透率。同时必须允许系统成长,成长包括用户数量增多或者是它所覆盖的范围增大,因此必须提供给WSN系统自组织的能力。
(4)鲁棒性和容错性。部署在道路上的传感器节点容易遭受不利的情况,如经过节点上方的车辆会将其碾压或恶劣的天气条件可能导致节点本身失效或功能失效。因此提出了物理保护的要求。此外,由于恶劣条件或电池耗尽,若单个节点失效,整个网络的操作不能受到影响,这意味着必须提供网络冗余或可代替机制以保证连接。
(5)合适的服务端质量保证。根据系统功能,必须满足不同服务端质量(QoS)参数,其中包括可靠性(可参考交付到目的地数据的正确接收率),延迟,以及某些情况下的带宽。车辆安全是ITS最大的要求,因为提前报告即将来临的危险十分关键。
4 一个基于WSNs的分布式智能交通系统(ITS)网络体系结构和拓扑
一个基于WSNs的分布式ITS可实现信息查询,数据等功能,为计划所需行程而进行的数据处理采取合适的行动。因为这些任务可以独立完成,所以将它们定义成四个不同的子系统,分别为传感子系统,分布子系统,决策子系统和执行子系统。
4.1 传感子系统
传感子系统是由负责查询相关信息的所有设备组成,主要包括相关交通和道路状态信息。传感子系统的放置由遍布在观察区域的一个或几个WSNs组成(道路或停车场),通过他们的传感器检测车辆并在传感器节点之间进行有选择的无线通信,这些节点根据几种不同的基本拓扑模式来布置,分别为网状拓扑、带状和聚簇带状拓扑、星型拓扑、栅栏型拓扑等。
4.2 分布式子系统
分布式子系统(DMS)负责在一个ITS应用的不同子系统间交换信息。该系统被放置在中心位置,接收来自所有子系统的通信请求,并为他们提供相应的服务,负责传送传感数据到决策子系统。
4.3 决策子系统
决策子系统(DMS)负责计划必要的行动以达到系统目标。分配给该子系统的任务可以分成三个不同的组。包含的第一个任务组,目的在于数据存储和处理,它处理到达决策子系统的大量数据,过滤并存储相关信息,进行相应的评估;第二个任务组则根据应用目的处理来自不同数据源的交通信息;第三个任务组负责提出控制命令即管理网络。
4.4 执行子系统
执行子系统根据智能交通系统应用的目标采取所需的行动以促进运输流的改变,主要由向驾驶员提供图像和声音刺激的设备组成。
5 结 语
在本论文中,笔者探讨了目前最先进的ITSs中WSN的应用。在这些应用中,WSNs的使用减少了系统安装和维护的费用。而且传感器节点尺寸小、易携带,可以安装在有线传感器不能安装的基础设施上。虽然大部分应用研究还处于起步阶段,但对于已经存在的交通系统显示出重要意义。
参考文献
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中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)21-0070-01
随着图像处理技术的不断发展,以图像处理技术为主的智能交通的研究已成为智能交通系统的重要前沿研究领域。本文基于这一背景,分析了智能交通中图像处理技术应用。
1 电子警察中图像处理技术的应用
1.1 电子警察系统应用的技术
图1为无线电子警察系统,其中电子警察系统所涉及的视频/图像处理技术涵盖多个方面。根据功能实现可将技术分为四种:视频/图像滤波、视频/图像编码、视频/图像加密与水印以及视频/图像识别技术。视频/图像滤波技术就是将视频/图像中的噪声干扰清除掉,以及将有效频率信息提取出来;视频/图像编码技术就是压缩编码视频/图像,以满足通信需求;视频/图像加密与水印技术主要是加密有取证用途的视频/图像,从而保证其安全性;视频/图像识别技术可识别视频/图像中的物体或行为,以此来标识对象,像日常生活中的车牌识别、闯红灯检测等。
图1 无线电子警察系统
按照运算复杂程度大致可将技术分为两类:低层视频/图像处理、高层视频/图像处理技术。
1.2 发展完善方向
在电子警察领域,较为关键的3个方面的研究包括:视频图像的运动目标的检测、识别、追踪。
1)运动目标检测:在我们日常生活中,运动中包含了许多有用的视觉信息,将处于实时变化中的运动目标既快又准确的分离出来是进一步分析与处理图像的重点。
2)运动目标识别:将处于实时变化中的运动目标既快又准确识别出来,同时对图像中关注的目标进行分类及描述,是进一步跟踪、处理图像的重点。
3)运动目标跟踪:要想获取车速及其流量等信息就必须先跟踪已检测出的运动车辆,这是ITS系统信息平台分析一个基础。
事实上,还有大量类似于人脸识别与车辆跟踪等较为成熟的技术并没有应用于电子警察系统中。
2 图像识别技术在智能交通的应用
在ITS的应用中,图像识别技术具有非常广阔的前景,例如:道路识别、障碍物与车辆检测、车牌与车型识别等。
2.1 道路识别和障碍物检测中技术应用
作为车辆导航的基础,道路识别方面的研究有一定的难度。因为道路情况并不简单,为了简化问题,相关研究人员对于道路模型作出大量的假设,例如:道路曲线形状、宽度及边界平行、路面平坦以及路面特征相同等多方面的假设。以下是现在所主要采取的4个道路识别方法:基于区域;基于边缘;基于模板;基于图像滤波。而这4种方法在实际应用中的效果非常不错,这也拓展了智能交通监控系统中图像识别技术的应用范围。
不仅如此,图像识别技术在障碍物检测方面的应用也非常的广泛:障碍物可被看作是前方道路上的机动车、自行车、交通标识或行人等物体,检测关系到车辆是否可安全行驶。以下是现在主要的基于3个方面的障碍物检测方法:基于立体视觉;基于光流;基于背景运动估计。在全球范围内,这3种障碍物检测方法已被应用于智能交通监控系统中,且效果非常理想。
2.2 车辆检测的应用
在自动交通监控系统中车辆检测是一个基本技术,要对车辆进行识别与跟踪,就必须准确的将车辆从背景中分离出来,这样才能开展测量所有交通流参数的工作。所以,车辆的各种交通流参数测量的基础就是车辆检测,例如:计数、车速、流量以及密度等。基于背景差法、基于帧差法、基于边缘检测法、基于道路颜色模型法是当前的四种主要检测方法,并且被广泛的应用于实际车辆检测中。
在智能交通应用领域中,对于自动识别车牌的图像识别技术的研究是一个极为重要的方向,对于交通智能化管理的实现有着重要意义。自1980年以后才开始这项研究,这也是现国际上一个重点研究方向。在全球范围内,识别车辆身份的标志只有一个,那就是机动车号牌,虽然机动车号牌存在着各种不同的内容、格式、外观以及材料,但在全世界范围内它还是最为精确的车辆识别标识。图像识别技术可自动的进行车辆识别,实现机动车辆身份的自动认证,使得车辆管理、流量控制以及收费等环节的自动化程度加强。在智能交通应用领域中,对于自动识别车牌的图像识别技术的研究是一个极为重要的方向,对于交通智能化管理的实现有着重要意义。车牌识别的流程为:采集图像、提取机动车号牌、分割与识别机动车号牌字符,以下是其识别的几个步骤:由摄像机或照相机对机动车的前后视图进行采拍来完成图像的采集;提取号牌的过程就是在采拍到的机动车图像中对其号牌进行定位及提取;号牌的分割就是按照号牌特点对其字符进行分割的过程;而号牌识别也就是对完成分割后的号牌中汉字与其他字符进行提取与识别。在道路交通监控与智能园区管理等方面,车牌自动识别系统应用前景十分广阔,它所带来的经济价值不容小视。
3 小结
在智能交通系统中,必定会研究的一个课题就是基于图像处理技术的应用,如今,图像处理技术发展迅速,对于这个课题的研究也随之得到了持续的发展。另外,特定行业市场、特定用户以及应用等方面的需求决定了基于视频/图像处理技术的研究方向,对此,我们还要进行相应的论证。
参考文献
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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。
【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
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中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2013) 01-0161-02
1 物联网与智能交通概述
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。
我国现阶段的智能交通系统拥有以下几个特点:先进的服用体系、先进的交通管制体系、先进的交通信息网、先进的交通管制辅助体系、收费体系和救援体系等。
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。
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。
2 利用物联网建立智能交通模型
智能交通系统是以信息化为基础的系统,以交通信息应用为中心和重心展开的拥有不同功能的各个组成部分。由此可见,全面、及时、准确的交通信息是实现智能话交通的关键所在。从系统的功能角度来说,智能交通系统是将汽车、司机、路面设施及相关服务部门链接在一起的综合系统,设置专门的信息搜集中心为广大的司机及时反馈路面拥堵情况,为司机提供最便捷的行车路线,控制并及时处理交通问题,使交通设施等资源最大化的利用。
2.1 中心型交通模型。此模型系统由交通管理系统、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。具有相对的独立性,即其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。
2.2 区域型交通模型。此模型系统由道路系统、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。这类交通系统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。一般情况下,区域型系统都会以有线连接的方式与一个或者多个中心型系统相连,并与通过检测设备路段的车辆信息进行互换。
2.3 旅行者交通模型。此模型系统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。旅行者系统包括远程旅行支持系统和个人信息访问系统两个部分。旅行者系统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。
2.4 车辆型交通模型。此模型系统的特点是将设备安装在行使车辆上。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。根据现实中的不同需要,可以将这些系统与之上三种系统中任意一个系统相联系,也可以与各车辆系统间进行联系。每种类型的交通系统模型都有自己的交通信息库,其下属系统仅可以传递和利用信息,但并不能对信息进行加工和处理。在我国一般用光缆、同轴电缆或双绞线网络等作为有线通讯方式。与有线方式相比,无限通讯发展迅猛,种类繁多,技术更新更快。
3 智能交通的技术升级
从当前实际出发,智能交通有几个技术升级的方面:
第一,建立起完备的检测识别技术和车载设备。利用最新的传感器技术与识别技术,能够达到人机交互的水平。通过先进的车载技术装备,汽车自动驾驶技术与人的驾驶相配合,使之获取车辆的方位,驾驶员的身份信息,精神状态等。
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,行业传感技术成熟,政府扶持力度大的特点,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。
智能交通系统在城市交通中的应用主要体现在交通信息获取、交通宏观控制和诱导、特殊情况紧急处理等方面,通过提高对交通信息的有效使用和管理来提高交通系统的效率。信息采集子系统通过传感器采集车辆和路面信息,策略控制子系统根据设定的目标运用计算方法计算出最佳方案,并输出控制信号给执行子系统,以引导和控制车辆的通行,达到预设的目标。例如路口左转向等和直行等之间依车流量的动态切换,就能对缓解路通等待起明显作用。
当前,随着3G无线通信、车载传感技术,短距离车一车通信技术的发展进步,智能交通正在向“新一代信息技术”发展。无线传感器网络作为一种融合短程无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的新技术,逐渐被用于智能交通系统等需要数据采集与检测的相关领域,从而给城市智能中枢带来一次全新的升级。
基于无线传感网下的智能交通,在交通信息采集方面,其终端节点通过采用非接触式地磁传感器来定时收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息。当车辆进入传感器的监控范围后,终端节点通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等重要信息,并将信息传送给下一个定时醒来的节点。当下一个节点感应到该车辆时,结合车辆在两个传感器节点间的行驶时间估计,就可估算出车辆的平均速度。多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点汇聚到网关节点,进行数据融合,便可获得道路车流量与车辆行使速度等信息,从而为路通信号控制提供精确的信息并提供正确的决策。通过给终端节点安装温湿度、感光、气体等复合传感器还可以进行路面状况、环境、污染等其他状况的检测。
现代城市,尤其是北京这种有大量老城区的城市,基于文物保护及不影响居民的目的,道路拓宽幅度有限,公共交通智能化是改善交通的必然选择,而该领域也成为物联网的第一个落脚点。据了解,目前北京全市各主要街道均埋设有感应线圈,只要有车辆经过,相关信息即可到达信息中心,通过云计算技术,根据两个方向的车流量对红绿灯进行时间分配,并通过广播或无线网络等传播手段,引导车辆择程,继而使交通流量平均化。
1.我国智能交通系统的现状
1.1我国智能交通的发展前景
据不完全统计,截止到目前我国涉及到智能交通的企业已经多达2000家,这些企业主要是提供道路监控、收费站收费设备的生产制造企业和从事卫星定位、地理信息采集的信息服务企业。近年来车载播放器、导航仪等电子产品的日益普及表明汽车电子产品已经成为智能交通的一个重要部分,并不断地推进着交通运输业的快速发展。智能交通系统涉及到不同类型的企业,这些企业中既有提供信息服务的电信服务商也有提供传感器、电子产品的硬件制造商,如今我国大力推动智能交通的发展,尤其相关的上下游企业也必将不断发展壮大,反过来这些企业的壮大也会推进智能交通的发展,进而形成良性互动的发展环境。
1.2我国智能交通系统存在的问题。
(1)信息共享性差和“应用孤岛”现象抑制智能交通的发展。在我国智能交通的主要是由交通运输部、科技部、国家发改委等多个部门联合推动的,然而由于各部门是根据自身的业务需求进行推进的,各自有各自的系统,这也就导致了我国的智能交通系统存在着多系统并存、信息共享性差以及重复建设等问题,这不仅使我国智能交通系统缺乏一个统一的构建同时也抑制了智能交通的发展。此外“应用孤岛”也是制约我国智能交通快速发展的一个重要因素,所谓的“应用孤岛”就是由于区域经济发展不平衡导致一些新的智能交通技术在经济发达的地区有很高的普及率,但在一些经济欠发达的地区却得不到有效的推广,这就导致了智能系统无法形成一个统一的联动机制。
(2)对于些重要的技术指标还没有制定统一的标准,加大了技术的推广,不利于智能交通技术的普及和推广。在缺乏标准的情况下,不同区域一般会根据自身的实际需求构建自己的智能交通系统,在这种条件下形成的智能交通系统存在兼容性差、信息共享性差等问题,系统之间不能形成有效的配合和衔接。比如我国公路收费系统,各省份或地区都有自己的系统,这就对以后公路收费联网造成了困难。
(3)智能交通技术创新能力差,核心技术只给能力差,对国外技术依赖较高。一些智能交通设备成本高、稳定性差,严重制约着智能交通烦人推广与应用。
(4)在智能交通设备市场中,国产品牌的占有率很低,主要的市场份额仍掌握在国外企业手中,并且有扩大的趋势,国内智能交通设备企业的发展环境不容乐观。
(5)国内的智能交通研究水平低,研究体系不完善,研究机构处于无序竞争的状态,这些因素都严重制约着智能交通运输行业的健康发展。
2.基于车联网技术的智能交通技术分析
2.1系统工作原理
基于移动互联网的智能交通系统包括系统数据采集和移动互联网终端信号处理两部分,其中数据采集部分包括交通灯控制模块,GPS导航模块,无线测距模块,实现对相关信息的采集,然后通过信号无线传输模块将信息集成到移动互联网终端控制器作相应处理,最后将信息以交通灯显示警报模块,行车轨道记录引导模块和安全车距警报模块等具体形式展现给行车人员,以达到信息实时动态传输,高效率交通运行的目的。
2.2具体实施方案
(1)交通信号监控模块。现有的城市路通管理系统一般利用监控器实时监控各道路车流量,通过人工实时干预以实现对交通的的引导,但是在天气条件不理想情况下,得到的视频图像效果得不到保证,极大影响调控效果,而且这种实施方案使得车主处于被动干预的处境,不利于动态灵活处理。针对以上情况,本系统交通灯控制模块分为交通控制模块和交通信号无线传输模块,交通控制模块控制交通灯的显示转换并且将交通灯信号实时传输给交通信号无线传输模块,将交通信号实时发送给移动互联网终端控制器,当行驶车辆进入交通路口设定范围时,终端显示器将显示离前方交通灯距离,并且告知当前交通灯信号状态,当监测到车速过大或者行驶车辆处于闯红灯临界时段时,终端警报器被激活,提醒驾驶人员注意控制车速,以防触犯交通规则引起交通事故。
(2)行车导航模块。GPS系统利用24颗轨道卫星通过测量到达信号时间来计算用户端位置,同时通过GIS(地理信息系统)匹配将用户地理位置在地图上实时显示出来。该系统可实现对车辆的动态监测,轨迹记录,以及交通管理等功能,因此广泛应用于行车导航,物流管理,车辆防盗等方面,具有良好的经济和社会效应。GPS通过和车载GPRS系统进行信息的交互,包括ARM嵌入式系统,GPS卫星接收模块,GPRS无线通信模块以及其他扩展子卡。GPRS无线链路基于移动公司的GPRS移动通信公众网,包括MSC基站控制器,SGSN业务支撑节点,GGSN网关支撑节点。监控中心包括网关和信息服务器,车载卫星定位系统的数据流程,首先由车载系统设备上的GPS卫星接收模块采集GPS卫星数据,经过数据处理得到车辆的地理坐标信息,该信息通过车载系统的处理之后,由GPRS无线通信模块发送到GPRS无线通信网上。GPRS网络根据相应的协议在车载系统和接互联网基站的监控中心之间建立一条支持TCP/IP的数据通道。监控中心把通过这条数据通道传送来的车辆位置数据通过数据库和WebGIS技术显示在电子地图上,最终达到导航的目的。
(3)车距测量模块。本系统所采用测距方式为非成像激光测距,激光测距仪是一种光子雷达系统,通过测量向目标发射激光的传播时间来确定与目标物体的距离。该系统运行原理是向目标车辆发射激光速,激光束传播时遇到目标车辆发生反射,激光束返回发射端,控制中心计算发射时到反射光回收到接收端的时间,测算出目标车辆距离。
3.智能交通在道路桥梁施工中的应用
尽管我国智能交通起步比较晚,但是,它在一些发达国家已经有数十年的发展历史,并且已经形成了一定的体系,在技术方面也有了很大的进步。为了科学、有效地解决我国道路桥梁施工中的相关问题,需要一些先进的技术和设备作支持,尽可能地将智能交通系统运用到道路桥梁施工中,不断完善智能交通中与道路桥梁施工相关的系统。
3.1监控系统
在道路桥梁施工过程中,会遇到各种各样的问题,比如人员管理问题、材料管理问题、安全管理问题等。因此,使用监控系统可以进一步解决这些问题,例如,监督施工人员的工作情况,从而督促他们的工作;监控施工材料,可以有效避免建筑材料丢失的情况,一旦发现有不好的情况发生,就可以快速与管理人员建立通讯联系,并制止不良情况出现;对于一些难于发现的或不经常关注的施工部分,可以从整体性监控的角度出发,对其进行全面的掌控,从而避免一些突况发生,保障道路桥梁施工的安全性,维护施工的正常进行,改善施工的运行状态。
3.2道路桥梁管理信息系统
道路桥梁施工离不开信息的收集、管理和分析,而道路桥梁管理信息系统主要服务于城市道路桥梁管养一体化的目标。它通过建设桥梁信息数据库和信息服务平台,收集建筑桥梁施工中的相关信息,并准确、客观地分析施工中收集到的数据,从而使道路桥梁设施管理更具科学性和专业性,为道路桥梁施工设计提供更加准确的参考意见。录入建筑桥梁施工信息,可以为道路桥梁的问题治理、安全管理作出突出的贡献。
3.3紧急救援系统
紧急救援系统是道路桥梁施工中不可缺少的系统之一,它是以救援机构和相关设施为基础,同时与监控系统相结合而形成的服务系统。在道路桥梁施工中,难免会发生一些突发事故,当一些事故发生或对人员造成损害时,可以通过紧急救援系统为使用者提供车辆故障现场紧急处置、现场救护、排除事故车辆等服务。它是通过电话通信、互联网通信、交通网络形成一个紧密的连接网,从而协助救援机构展开援助工作,为道路桥梁施工安全提供保障。
结束语
虽然我国智能交通业起步晚,发展时间段,但是在解决城市交通问题方面发挥着巨大的作用,为促进经济社会全面协调发展、保障人民群众生命财产安全创造了安全、高效、畅通、绿色的道路交通环境。所以,要不断加强智能交通技术的运用,借鉴国外先进的技术,从而促进我国交通的发展。
参考文献:
据悉,“十二五”规划基本构架现已成型,物联网产业将向民营企业敞开大门,带来更多的发展机会和投资机遇,也是民营企业迈向高科技新领域的福音。
“十二五”期间,我国物联网仍处于示范应用阶段,由于物联网产业涉及行业复杂,上下游企业众多、资金链长,大型企业若进入其中,在产业发展初期并不一定会起到推动作用。为此,“十二五”期间,国家将不指定大型企业进入物联网产业进行产业推动,而是从部分领域寻求突破,将细分领域的具体应用项目进行公示,鼓励有实力的民营企业和研究机构进行申请。通过鼓励民营企业进入,进而带动上下游产业链,然后再逐渐扩大到更多领域,这也是今后物联网产业发展的整体思路。
“十二五”规划作为产业的指导方针,具有极强的引导性,除了会对未来的整体构架作出规划外,还会针对物联网产业涉及的具体应用领域分门别类进行专项规划,每个专项都会对一个特定的应用领域进行细致规划。至此,物联网产业的投资机会将彻底明朗,而此前市场上的多轮炒作也有望转化成对产业实实在在的资金推动。智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事作为物联网产业重点发展的十大领域,将获得投资者的青睐。考虑到具体的行业需求和产业前景,交通、环保、农牧业三大领域市场需求巨大,相关应用有比较好的市场前景,取得实质性发展的机会较大,而且,这王大领域涉及产业链上下游众多企业和技术,能产生很好的带动效应,会成为物联网产业优先发展的方向。因此,未来五年,国家将先行发展智能交通、智能环保和精细农牧业这三大领域,并有可能进一步推出相关的扶持政策和资金支持。
2基于GIS的城市智能交通管理系统的关键技术
2.1数据库管理系统交通管理工作需要大量信息的支持,交通管理部门通常采用多个交通信息系统进行数据的管理,数据信息也根据不同的种类由各个交通信息系统进行数据的专门处理。GIS的数据关联系统的技术关键在于以数据模型的形式建立数据交换的框架,将不同类型的数据信息在一个数据管理系统中进行统一的集中管理,交通管理的各个部门都可以在数据管理系统中访问和提取出本部门所需要的信息数据,并对数据进行分析和管理,以此作为决策的依据。2.2数据协同交通数据设计范围广,数据量大,通常需要多个机构进行数据的采集和维护,缺乏统一的数据标准,数据类型也不一致,这就对数据的管理分析带来了难度。数据的位置不同、类型及属性的不同再加上测量的误差直接影响了数据分析结果的准确性。GIS技术在城市智能交通管理系统中加以应用,要保证其信息的准确性,使其作用得到充分的发挥,就需要数据协同技术的支持。从地图的数据模型、数据质量和数据交换三个主要方面实现数据的统一管理。2.3实时GIS交通信息的管理是一个动态的持续的过程,那么采集地理数据也当然是持续的动态过程。近年来交通运输管理也有了实时数据管理的技术应用,如已有的交通拥堵信息管理系统,就是在车辆上装有GPS定位系统,通过GPS系统将车辆的位置等基本信息传输到交通管理中心,交通管理中心再将信息分析后得出的预测结果信息输送给车辆。因此,要能够更快的进行实时的进行数据的采集、存储和处理,就需要从数据访问、空间数据融合等方面加以提高。2.4分布式计算随着网络技术的普及和发展,使得计算机、数据和用户实现了数据的可连结性,数据间的交流更加及时,分布更为广泛。从现有的网络分布来看,网络技术使计算机之间形成了一种具有可移动性特点的分布式的信息实体。在网络信息技术的基础上,GIS技术的应用范围越来越广,尤其在交通领域中的应用,使得交通管理实现了本地和远程的数据连接和数据共享,使得系统的资源得到了充分的利用。