基于物联网技术的智能交通

0,基于物联网技术的智能交通,1,目录,一、引言二、国内外相关研究三、物联网技术在交通智能化中的应用四、智能交通物联网对国民经济的影响五、综述,2,一、引言,物联网的定义：通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。智能交通系统(ITS)：是指将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等应用于整个交通运输管理体系从而形成的一种信息化、智能化、社会化的交通运输综合管理和控制系统。,3,一、引言,智能交通行业中无处不在利用物联网技术、网络和设备来实现交通运输的智能化，其与物联网的结合是必须的也是必然的。2011年后，交通运输部陆续发布了公路水路交通运输信息化十二五发展规划和公路水路交通运输十二五科技发展规划，提出充分利用物联网技术发展智能交通更是为智能交通的发展提供了新的助力。智能交通行业已被公认是物联网产业化发展落到实际应用的最能够取得成功的优先行业之一，必将能够创造出巨大的应用空间和市场价值，对国民经济发展产生重要影响。,美国：IVHS。RFID技术在电子不停车收费（ETC）系统在东海岸的E-ZPass项目、美国伊利诺伊州的I-Pass项目成功。（智慧地球）,欧盟：物联网作为经济社会发展的关键资源，已经在智能汽车领域进行应用。“车联网”和“电子呼救系统”。,北京：打造中国物联网产业发展中心，解决拥堵，方便出行。上海：物联网技术应用到世博的交通监控上，通过视频与传感器技术结合的方式，对车辆进行监控。江苏：无锡惠山区经济开发区国内首个基于物联网的智能交通项目惠山智能交通示范工程启用。此外郑州、深圳其他大中城市也开始提案应抓住机遇将物联网技术率先应用于智能交通领域中。,二、国内外相关研究,日韩：物联网交通基础设施建设带动本国社会、经济发展。,5,三、物联网技术在交通智能化中的应用,主要内容,1.物联网技术,2.在智能交通不同领域中的应用,3.“十二五”发展规划,基础技术、核心技术,水上运输、铁路智能运输城市轨道智能系统高速公路和城市道路系统,物联网的体系架构,基于感知信息的应用服务,传输感知层信息,获取并处理物品信息,应用层,传输层,感知层,3.1物联网技术,物联网的应用架构,3.1物联网技术,8,物联网技术构成,物联网技术构成,基础技术,核心技术,支撑技术,射频识读器,传感器与无线传感器网络,嵌入式智能技术,纳米技术与纳米传感器,RFID射频技术,EPC编码技术,资源寻址技术,资源寻址技术,资源寻址技术,物联网系统中间件技术（IOT-MW）,物联网名称解析技术（ONS）,物联网系统信息服务技术（EPCIS）,物联网应用技术,物联网安全技术,3.1物联网技术,9,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,随着国民经济社会发展对运输服务的需求层次和能力要求不断提高，必须高度重视行业运行状态的监测、汇总、分析和处理，掌握更加广泛、准确、实时的信息，才能保障行业决策、监管、运营、服务更加有的放矢和行之有效，推动现代交通运输业的发展。物联网的技术特征、发展理念，以及国家推动物联网发展的一系列重大战略部署，为交通运输行业推动感知交通、智能交通发展提供了重要契机。物联网的引入，能够更为直接快速地从海量数据中感知可读的精准信息，使决策更加及时、科学，运输组织更加富有效率，服务更加人性化和多样化，实现交通运输行业的革新性和智能性发展。物联网在智能交通领域的应用可以称为智能交通物联网。,10,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,智能交通物联网的系统结构,业务系统方案,网络传输,前端采集,RFID标签,线圈,传感器,GPS,摄像头,雷达,OBU,公路可视化综合信息平台,铁路综合管理平台,公共交通运营管理平台,城市综合信息管理平台,通信,监控,ETC,紧急救援,雷达测速,CBTC,PIS,信号,车次号识别,BRT,公交调度管理,电警,卡口,接处警,交通诱导,信号控制,视频监控,智能停车场,旅行时间,电子站牌,出行者信息系统,事件检测,路径识别,GIS,感知层/信息采集,网络层/信息传输,应用层/信息处理,行业应用平台,水运综合管理平台,ZTEITS智能交通物联网平台,ITS物联网平台,交通行业,传感器,微波,手机,网络传输,网络层/信息传输,信息服务,智能交通物联网整体规划架构,12,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,13,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,水上运输的应用,利用传感网络和GIS等技术对黄金水道等固定设备进行监控，对船舶等移动设备进行定位、跟踪，当出现问题时及时传输信息，进行预警、报警和紧急救援。例如，基于物联网技术的便携式节点终端，船员随身携带，结合船员生活必备用品增加功能，考虑到能耗问题，平时处于静默待机状态，一旦发生水上交通事故，船员落水时自动进入工作状态，向外无线传送信息，重点解决水下复杂情况下的无线信息发送距离。,14,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,铁路运输的应用,早在2001年，RFID技术就已经运用在铁路车号自动识别系统中，成为物联网目前在我国铁路运输领域运用最早的成熟典范。该系统主要由车辆标签、地面AEI设备、车站CPS设备、列检复示系统、铁路局AEI监控中心设备、标签编程网络等部分组成。近年来，随着我国高速铁路、客运专线建设步伐的加快，对铁路信息化水平的要求越来越高，铁路通信信息网络也正朝着数据化、宽带化、移动化和多媒体化的方向发展，各方面的条件已经基本满足了物联网在铁路运输领域的推广和应用。其中主要发展趋势在以下方面：,客票防伪与识别集装箱追踪管理与监控仓库管理,15,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,城市轨道交通的应用,售检票系统使用物联网技术中的射频卡技术，目前已经广泛应用的有自动售票、检票、记录乘客出行OD车站，正在研究和需要推广的是与移动通信设备手机的联合作用，提高方便程度。通信与信号系统通过物联网技术中的传感技术对城市轨道交通周围的声音、图像和其他相关数据收集并传输到控制中心，再通过信号处理和信息融合技术对控制中心的信号信息进行处理，以对城市轨道交通的运营和信号进行智能化管理。自动操纵技术（ATO）对于北京地铁的发车间隔来说，在基于物联网智能交通体系下，比如由2分缩短到1分半钟，正是通过对各种信息的采集、复杂度极高的处理来实现的。监控系统,16,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,高速公路交通的应用,监控系统利用传感网络对高速公路进行全程监控，发现异常情况及时定位，快速传输和发布信息，并及时处理。同时对车辆的违章行为进行监控，及时发布处罚措施。收费系统利用RFID等技术实现高速公路的智能收费管理，包括不停车收费等。这样减少了高速公路管理者的工作，同时避免了高速公路收费站排队过长的现象。通信系统利用物联网技术，提高信息采集与传输的效率和准确性，实现声音、图像和数据的有效传输。例如，与监控系统合作，当前方路段发生紧急事件时，通过信号系统向后方车辆发布信息，引导其改道或进行其他行为。实现人车交互和车车交互。,17,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,城市道路智能交通的应用,影响城市道路通畅的基本因素为：人、车、路、环境这四个基本元素。智能交通物联网系统应该分为以下主要功能模块：信息监测感知系统通过磁、RFID、GPS等传感器手段检测道路车辆实时流量；通过雷达等传感器手段监测车辆实时车速；通过视频传感器画面实时监测交通事故事件。通过以RFID技术和传感器技术在获取物体接入的智能的状态信息，对物理世界和虚拟世界进行建立。信息网络系统传感器采集的信息可以通过互联网、3G（4G）或其他方式将数据发送至数据处理中心，组成大规模网络。有了虚拟世界以后可以通过实时数据的采集，经过大量的网络智能化的计算形成物和物相连，形成整个系统协同的运作。信息处理与决策系统包括网络数据收集中心；数据智能处理分析中心；智能交通路线诱导系统；照能控制系统；交通环境控制系统等,18,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,城市道路智能交通的应用,通过物联网的RFID技术、传感器网络、移运通信等支撑技术，可以建设城市地面交通智能管理平台，包括中心城区流量实时监测与动态诱导系统、机动车定点测速系统、闯禁车辆智能抓拍系统和交通信号灯智能控制系统等子系统。同时也可建设停车场智能诱导和管理系统，实现信息查询、车位预约和自动收费等功能。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，获得道路车流量与车辆行使速度等信息，从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器，还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。,19,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,城市道路智能交通物联网的应用展望,停车引导系统实时反映停车场车位情况，将结果反馈到交通干道醒目位置，引导用户停车位，顺利停车。高端用户消费增值系统车主在购买汽车以及进行汽车相关消费时能够获得积分，使用此积分可以减免车主的其它汽车消费。积分还可以在协议的停车场、商场等其它消费场所减免费用。交通实时指挥系统汽车安装RFID芯片，交通灯安装对应读卡器。根据绿灯通过车辆数得到拥挤程度，车主可实时修改出行线路；交警部门可根据实际情况，实时指挥路上车辆，减少拥堵。公交线路管理系统公交车辆安装RFID芯片，在站牌安装读卡器。站牌处可显示公交车到达本站的时间，自动记录公交车出入情况。公交公司可追踪公交车全程行驶状况，合理线路安排。,20,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,城市道路智能交通物联网的应用展望,车辆年检核查系统给车牌增加RFID芯片，年检时在芯片中记录信息，则可以用手持式读卡器核查用户车辆是否已交年费，且可以随时缴纳（单个核查人员也可收缴）年费。车辆健康状况追踪系统给车辆安装RFID芯片，在汽车每次保养、修理时都在芯片上记录信息，任何人可以使用读卡器对信息进行读取，随时掌握车辆的健康状况。车辆追踪与告警系统对于重点监控车辆及违章、黑车等违法车辆，在经过交通灯时进行报警，交警部门可根据车辆的位置，监控车辆的行踪，以及对车辆进行拦截。手持式抄牌系统在车牌中装入RFID芯片，遇到违章车辆时，使用手持式读写器即可对违章车辆进行处罚，处罚信息实时进入交警管理系统。,21,3.2物联网在智能交通不同领域中的应用,城市道路智能交通物联网的应用展望,汽车尾气监控系统在汽车尾气排放装置安装RFID芯片及传感装置，实时监测汽车尾气排放质量。停车场车位引导系统在停车场停车位上安装传感器，并在停车场内不同位置安放电子示意牌，实时显示停车场的停车空位，引导用户方便快捷的找到合意的停车位。停车场全自动收费系统在停车场出入口安装读卡器，车辆进出时自动刷卡，可有效节省车辆出入停车场的时间，提高停车场吞吐量，提高停车场利用率，缓解高峰时期停车难的问题。,22,3.3基于物联网的智能交通“十二五”发展规划,根据“十二五”交通运输发展的要求，基于物联网的智能交通有如下七个战略发展方向：实现对国家高速公路、国省干线公路重要路段、大型桥梁、长大隧道、车辆运行、区域交通状态等的感知和监控；实现内河水域国家高等级航道网航行环境的全方位感知、监控和综合信息服务，保障全天候安全畅通航行；实现对集装箱运输供应链和甩挂运输的智能化、可视化监管和信息服务；实现全国大中城市公交使用者，能够在任何时间、任何地点，通过其熟悉的方式，获取所需的出行计划和实时出行信息，提高公交的吸引力和分担率，缓解城市拥堵，便利人们出行；实现对国家重点公路水运基础设施建设项目的质量安全的全过程、全方位实时监控和管理；实现对危险品运输车辆、船舶、长途客运以及城市公交、出租车和轨道交通的全过程安全监控；基本建成全方位覆盖、全天候监控、快速反应的水上交通安全监管管理系统和高效、便捷的智能海事信息服务系统。,23,四、对国民经济的影响,交通运输业是国民经济的命脉，是经济发展的重要组成部分。交通运输作为基础产业，它是其他产业快速发展的先决条件，是社会经济发展的桥梁和纽带，其发展水平必须与其他产业的发展相适应。国际金融危机爆发以来，为尽快摆脱危机影响，许多国家都在寻求和培育新的经济增长点。正是在这种大背景下，全面建设和推广物联网被提上议事日程。基于物联网技术的智能交通为交通运输业带来飞跃发展，改变传统交通基础设施建设和交通管理理念，极大的促进交通运输和国民经济各行业的发展。,（1）优化产业结构，增加企业竞争力基于物联网的智能交通基础设施的建设将拉动经济的快速发展，它的建设将消耗大量人力、物力、财力，从而可以拉动其他产业的发展。它的建设和发展，将从整体上改善城市经济的运行效率，提高全社会的经济效益，为其他产业的生产和消费服务。同时，将带动和促进相关产业如旅游业、社区服务业、住房、电子商务等产业的发展，并提高制造业、加工业的核心竞争力。,24,四、对国民经济的影响,（1）优化产业结构，增加企业竞争力基于物联网的智能交通基础设施的建设将拉动经济的快速发展，交通基础设施以及物联网终端的建设可以拉动其他产业的发展。它的建设和发展，将从整体上改善城市经济的运行效率，提高全社会的经济效益，为其他产业的生产和消费服务。同时，将带动和促进相关产业如旅游业、社区服务业、住房、电子商务等产业的发展，并提高制造业、加工业的核心竞争力。基于物联网的交通智能化涉及的基础设施、车载终端、感知终端和传输处理设备需求巨大，这样以来对于制造业来说，可以以先进的技术手段为依托，增加企业利润，扩大市场，提升企业竞争力。以汽车行业为例：在物联网技术应用与智能交通中，把物联网建设与汽车产业的需要紧密结合起来，并积极开拓研制相关产品、推出相关服务以适应新形势的需要，抢占汽车产业未来信息服务系统的高端市场。据预测，2020年我国汽车保有量将达到1.3至1.5亿辆，保有量达到千人120辆以上，很有可能超过美国成为世界上最大的汽车制造国，也将是世界上汽车市场潜力最大的国家，届时将产生巨大的经济效益。物流业以及城市用地的节约等,25,四、对国民经济的影响,（2）促进国民经济的可持续发展基于物联网的智能交通在提高我国经济增长质量、助力国民经济的可持续发展中发挥着举足轻重的作用。物联网技术在智能交通领域的应用与普及，可以促进传感技术、信息处理技术等高新技术在我国的发展，有利于资源消耗型增长方式向高新技术型增长方式的转变。而物联网带来的节能减排作用，在实现社会经济健康增长的同时，保护自然环境，实现科学和谐发展。据统计全国汽车发动机空转的时间每减少1分钟，就可减少1000吨汽油转化的废气排放。据北京交管部门统计，车辆在路口拥堵1分钟，拥堵距离将达到100米，至少需要5分钟的时间才能恢复正常。有了智能控制系统后，通过埋设的感应线圈，控制系统可以实时掌握车流量的大小，并根据车流量，自动调整放行时间。系统还具有公交优先控制功能，可优先放行行驶至路口的公交车辆，使公交线路运行提速10%。这样可以减少资源的消耗，减少汽车尾气排放数量。另外，照能控制系统以及基于物联网的智能交通的发展可以促进新能源汽车的应用，使新能源汽车渐渐普及使用，达到节能减排的效果。,（1）优化产业结构，增加企业竞争力基于物联网的智能交通基础设施的建设将拉动经济的快速发展，它的建设将消耗大量人力、物力、财力，从而可以拉动其他产业的发展。它的建设和发展，将从整体上改善城市经济的运行效率，提高全社会的经济效益，为其他产业的生产和消费服务。同时，将带动和促进相关产业如旅游业、社区服务业、住房、电子商务等产业的发展，并提高制造业、加工业的核心竞争力。,26,四、对国民经济的影响,（3）方面人民生活，提高人们出行效率物联网技术应用于交通行业之后，能够实现交通信息的及时传输，和交通设备管理和控制的自动化。对出行者来说，信息的及时传输和公开大大方便了出行，减少了出行中的绕行和拥堵点扩大的现象，大大提高了交通运输系统的运行效率和可靠性，缩短了乘客的出行时间。例如，无锡惠山智能交通物联网示范工程，数字摄像机、智能信号机、光纤线路、无线地磁传感器等一系列现代化信息传输设备，已陆续安装在惠山新城36平方公里内的主要路口和路段，锡澄路、惠山大道等主干道路的交通通行能力有望提高10%以上。项目建成后，市民将在智能交通系统引导下，能够用最少的时间、最快的速度到达出行目的地。,（1）优化产业结构，增加企业竞争力基于物联网的智能交通基础设施的建设将拉动经济的快速发展，它的建设将消耗大量人力、物力、财力，从而可以拉动其他产业的发展。它的建设和发展，将从整体上改善城市经济的运行效率，提高全社会的经济效益，为其他产业的生产和消费服务。同时，将带动和促进相关产业如旅游业、社区服务业、住房、电子商务等产业的发展，并提高制造业、加工业的核心竞争力。,27,四、对国民经济的影响,（4）事故的预防以及快速处理，减少损失采用物联网技术，实现交通过程中车辆信息之间相互交互，建立车、地、设备物联系统，可以智能感知车辆位置、速度和距离，有效预防交通事故的发生。而且在发生事故或者车辆故障时，根据实时监控系统和感知系统，可以及时发现，并且给出智能处理方案，采取合理的处理措施。目前北京大部分时间主干道都在饱和交通量以上运转，交通非常脆弱，一个点发生意外事件都可能造成局部拥堵，这就要求交管部门对意外交通事件快速发现、快速出警、快速处置。在北京的快速路、主干路网中，有上万个检测线圈，它们埋在接近路口的地面下，通过电子感应传递到检测器，就像城市的神经末梢，24小时自动采集路面交通流量、流速、占有率等运行数据。此外，超声波、微波、视频等科技设备也随时检测着交通信息，它们通过系统后台的整合、分析、处理，除了以图形的方式在地图上显示出实时动态路况信息外，还可以准确发现道路上的异常情况。,（1）优化产业结构，增加企业竞争力基于物联网的智能交通基础设施的建设将拉动经济的快速发展，它的建设将消耗