基于物联网的智能交通发展思路

1、基于物联网的智能交通发展思路交通运输部科技司2010年12月目 录基于物联网的智能交通发展思路1一、背景介绍1（一）物联网的总体背景1（二）物联网在交通运输领域的应用前景4（三）交通运输行业推进物联网应用发展的情况6二、交通运输行业推进物联网应用的总体思路10（一）发展方向10（二）发展理念11（三）建设和发展思路13三、建议优先启动的应用示范工程161.基于物联网的城市智能交通应用示范162基于物联网的路网状态监测与服务应用示范163.长三角航道网及京杭运河水系智能航运信息服务应用示范174.公路桥梁状态感知与安全运营服务平台应用示范175.集装箱多式联运可视化智能协同服务平台应用示范17一

2、、 背景介绍（一） 物联网的总体背景1. 战略背景物联网作为信息技术的深度拓展应用，是新一代信息技术孕育突破的重要方向，是我国战略性新兴产业发展的重要组成部分。加强物联网技术研发和产业化应用，有利于加快转变经济发展方式，推动产业结构调整和优化升级，对抢占未来经济科技制高点、增强产业竞争力具有重要战略意义。党中央、国务院高度重视物联网产业发展。今年6月，胡锦涛总书记在两院院士大会上要求加快发展物联网技术，建设由传感网络、通信设施、网络超算、智能软件构成的智能基础设施，按照可靠、低成本信息化的要求，构建泛在的信息网络体系，使基于数据和知识的产业成为重要新兴支柱产业，推进国民经济和社会信息化。去年8

3、月，温家宝总理在江苏考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时，明确指示迅速建立“感知中国”中心，抢占全球新一轮网络技术发展的主动权；2009年9月，在主持战略性新兴产业专家座谈会和出席首都科技届大会时，又两次强调要着力突破传感网、物联网的关键技术，使信息网络产业成为推动产业升级、面向信息社会的“发动机”。今年3月温家宝总理在政府工作报告中提出积极推进新能源汽车、三网融合取得实质性进展，加快物联网的研发和应用。今年10月，国务院颁布的关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定（国发201032号）明确指出要促进物联网的研发和示范应用。党的十七届五中全会通过的关于制定国民经济和社会发展第十二个五

4、年规划的建议再次强调要构建宽带、融合、安全的下一代国家信息基础设施，推进物联网研发应用。2. 技术和理念分析物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在技术上主要由感知层、网络传输层和信息处理应用层三个层面构成，应用功能是物品的各类信息被不同的传感器感知、采集，形成数字信号；通过各类的网络快速传输到信息处理层，加工处理的信息形成指令或知识，一方面为管理服务提供信息依据，另一方面可以通过传输层反馈至传感设备，实现对物品的操作。软件、中间件典型应用应用层网络层感知层互联网/通信网/广电网RFID移动信息终端手机传

5、感器 智能卡 数字化3C 识别 行业应用、区域应用、公共平台建设、现代服务业、云计算、应用集成图1 物联网技术架构物联网的技术范畴:一是将传统的集成电路卡（IC卡）、射频识别（RFID）、全球定位系统（GNSS）、红外感应器、激光扫描器以及有线、无线网络和管理信息系统等进行综合应用，二是引入并强调了以下新技术的集成应用：新型传感器轻型、多模、低成本、长寿命、高可靠、自适应的芯片化、集成化、智能化、网络化的传感器。传感器不仅感知信号、标识物体，同时具有处理控制功能。包括智能传感器、微传感器、网络传感器、模糊传感器、新材料（薄膜、陶瓷等）传感器以及智能电子标签等。下一代网络（NGN）包括第6版互联

6、网协议（IPv6）应用、新型无线通信网（3G、4G、ZIGBEE等）、自组网技术。目前网络技术正在向更快的传输速度、更宽的传输带宽、更高的频谱利用率、更智能化的接入和网络管理发展。智能信息处理分布式协同处理、云计算、群集智能等。智能信息处理一方面是多维智能分析处理计算机技术的进步，另一方面也将生物学、经济学、哲学上的“自组织”理念引入，强调通过区域性的、小范围的自我控制和协调，实现如蚁群、蜂群相对个体所表现出的群集智能。更重要的是，物联网的核心理念，是通过更透彻的感知、更广泛的互联以及更为智能的分析处理，实现对物体智能化的识别、定位、跟踪、监控以及管理和服务，建立物体、机器和人之间的泛在智能网

7、络，真正实现物理世界与虚拟世界之间有机联系，实现人类社会向信息社会的迈进。n 更透彻的感知：通过感知设备、网络及系统，随时随地感知、测量、捕获和传递信息；n 更全面的互联互通：人与人，人与物和物与物之间都可以无障碍地互联互通，可按新的方式协同工作;n 更深入的智能化：通过先进的技术获取更智能的分析，通过实践创造新的价值。（二） 物联网在交通运输领域的应用前景目前，世界上主要发达国家的交通部门都非常重视物联网技术的应用。比如美国运输部的010-2014年智能交通战略计划的主题“智能驾驶”（IntelliDrive）的核心内容就是充分利用无线接入技术，将基础设施、车、人、无线应用终端连接起来，形成

8、任意时刻、任意地点、任何设备（设施）均可互联工作的系统。日本国土交通省也已经安排了以“灵巧道路”（Smartway）为代表的新一代智能交通系统，将道路设施、运行车辆和控制系统集成在一个平台上，通过专用短程无线通信方式予以连接。欧洲也启动了类似美国“智能驾驶”计划的“车路协调系统”（CVIS）的建设，明确提出要赋予每车一个IP地址，进而对车内的设备也给予地址，这些车辆通过车路通信系统接入网络，使每个车以及车内的设施在网络中均成为可视和可控的。发达国家交通部门的经验和战略表明，应用物联网技术已经成为智能交通发展的一个核心内容。交通运输行业是一个点多、线长、面广、流动性强的行业，面对的不仅仅是巨大规

9、模的公路、桥隧、港口、航道、场站等基础设施，以及庞大数量的营运车辆、船舶、运输企业和从业人员的管理，更需要保障好13亿百姓的安全便捷出行和数百亿吨货物的高效流转。随着国民经济和社会的快速发展，交通运输行业管理难度逐渐增强，运输服务的需求层次和能力要求不断提高，这就要求必须高度重视行业运行状态信息的监测、汇总、分析和处理，掌握更加广泛、准确、实时的信息，才能准确把握住行业的脉搏，聆听到社会的呼声，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

10、契机。物联网的引入，能够更为直接快速的从海量数据中感知可读的精准信息，使决策更加及时、科学，运输服务组织更加富有效率，服务更加人性化和多样化,实现交通运输行业的革新性发展。在物联网背景下，交通运输的整个组织管理形态将发生质的变化，管理部门、运载工具（车辆、船舶等）、行人、基础设施、承运方、货主方等原先离散的交通参与方都能够通过物联网对等的连接为一体，各个参与方都将成为庞大的交通物联网络中的智能节点，每个参与方既采集交通信息又发送交通信息，既传递信息又加工信息，既提供服务又接收服务，各类数据按照现实需求自动流转和传递，彻底解决各参与方之间信息不对称的问题，使整个交通信息网络成为“智能交通网络”。

11、（三） 交通运输行业推进物联网应用发展的情况1. 领导高度重视交通运输行业是物联网应用的主要领域之一，特别是智能交通的发展和物联网技术应用关系非常密切，自从物联网正式列入国家发展的战略重点以来，交通运输部党组对推进物联网在行业内的应用非常重视。交通运输部李盛霖部长在2010年3月召开的第四次部务会议上，特别介绍了物联网的概念，指出物联网在交通运输行业具有广阔的应用前景，对于推动智能交通发展具有重要的意义，要予以高度重视。会议决定将推进智能交通发展作为当前的一项重点工作，要求各有关部门积极开展相关研究和论证工作。2010年7月，李盛霖部长、高宏峰副部长及部内主要司局同志与中国工程院周济院长、潘云

12、鹤常务副院长、旭日干副院长、邬贺铨秘书长等专家开展了物联网技术应用专题交流研讨，双方商定建立交通运输部和中国工程院联系制度，并结合交通运输领域特点开展几项实实在在的研究工作：一是交通运输部配合中国工程院做好在智能交通领域物联网的应用和在物流领域物联网的应用两个专题研究；二是物联网技术的应用将纳入交通运输部“十二五”规划，在相关规划编制中，中国工程院给予指导；三是中国工程院将在交通运输物联网技术推广应用方面给予技术指导和支持。在2010年10月召开的五年一度的全国交通运输科技大会上，李部长再次强调交通运输行业要加快推进信息化建设，并特别指出要抓好以物联网技术应用为引领的交通运输出行服务系统、以传

13、感和相关信息技术为支撑的交通运输监测管理、应急处置保障系统建设。交通运输部党组对物联网技术的高度重视，必将促进交通运输领域物联网技术的快速应用与发展。2. 政策引领，科研先导一是组织专题调研。为贯彻落实部领导指示，部科技司和规划司在2010年4月组织召开了交通运输行业物联网应用发展专题调研座谈会，实地调研了无锡物联网产业基地，并召集所有部属科研单位、部分省厅和相关院校对发展思路进行了研讨，初步形成了行业推进物联网应用的工作思路。同时，部科技司还多次组织部公路、水运、道路运输、海事、质监、安监等主要业务司局进行了物联网背景下的应用需求调研，对交通运输领域物联网应用发展的方向进行探讨。二是规划政策

14、引导。在部正在拟订的公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划中特别提出要“紧密跟踪现代新兴信息发展趋势，在信息化重大工程和示范试点工程实施中，注重应用成熟适用技术，同时加强对物联网、云计算、宽带无线通信、北斗导航卫星、遥感遥测等新技术的应用研究”，“并加快成果转化和推广”。同样在制订当中的公路水路交通运输“十二五”科技发展规划中提出了五个重大科技专项，其中之一就是“基于物联网的城市智能交通关键技术研发与应用”。相关规划内容的制订为未来交通运输领域的物联网技术应用提供了政策保障，也为行业内相关产业的发展指明了方向。三是启动前期战略研究工作。交通运输部于2010年10月启动了应用物联网技术推进现代

15、交通运输业策略研究及新一代智能交通系统发展战略研究两个重大战略研究项目，旨在建立符合我国交通运输发展特点的物联网相关技术体系框架，明确交通主管部门在推动物联网应用中的定位及实施路线，为物联网技术在交通运输行业的应用提出相应的政策措施。部通过相关政策的引领以及科研工作的先导，将是为今后交通运输领域物联网技术应用发展做好顶层设计和技术储备。3. 行业工作基础扎实一是在技术应用领域。物联网技术在交通运输领域的应用已有实践，如在车载（船载）卫星定位系统应用，IC卡电子证件（船舶卡、船员卡、道路运输电子证件），集装箱射频识别技术应用，高速公路电子不停车收费，交通量信息采集，有线、无线和卫星通信网络应用，

16、路网和港口运行监控，长大桥梁健康检测以及行业管理与服务信息系统建设等方面已经具备了一定的研究和实践经验，个别领域已经形成了物联网概念下智能交通系统的雏形。二是在标准规范制定方面。近年来，在物联网相关的交通运输信息化标准方面部组织开展了大量工作，陆续制订出台了关于推动公路水路交通运输行业IC卡和RFID技术应用的指导意见，公路、港口、航道、船舶、道路运输、水路运输等13项交通信息基础数据元标准，电子收费 专用短程通信系列国家标准等。其中，集装箱-RFID货运标签系统标准已由国际标准化组织(ISO)正式发布,成为可公开提供的规范。这套标准是在物流和物联网领域，首个由中国提出并推动制定的国际标准。同

17、时，部继续推进相关标准的制订工作，目前正在组织制定的标准包括：IC卡道路运输电子证件、内河船舶RFID应用系统技术标准等。由此可见，物联网技术在交通运输领域的研究和应用具备一定基础，当前亟需通过示范应用来展现物联网技术对交通运输行业信息化的推动效用。 二、 交通运输行业推进物联网应用的总体思路（一） 发展方向党的十七届五中全会对综合运输发展提出了“便捷、安全、高效”的发展目标，为此，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：1 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；2 实现内河水域国家高等级航道网

18、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；3 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；4 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；5 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；6 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；7 基本建成全方位覆盖、全天候运行、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。以上目标的实现，都需要借

19、助物联网技术广泛而深入的应用，交通运输行业在应用物联网技术方面大有可为。（二） 发展理念1更加强调服务基于物联网的智能交通要以新的理念为牵引，改变原有的智能交通建设偏重于控制和管理的作用，更加强调服务的理念，强调要让人民群众切身感受到物联网的便利。建设目标和建设内容上必须切合交通运输行业的“三个服务”宗旨（服务国民经济和社会发展全局、服务社会主义新农村建设、服务人民群众安全便捷出行）。通过更为广泛、深入、智能的感知、互联和处理来提升智能交通的水平，将安全、舒适、绿色、可选择等人性化目标融入智能交通的发展目标；用丰富多样的物联网技术手段使出行者、运输需求者感知智能交通提供的个性化服务。2更加强调

20、产业化和应用规模促进物联网产业发展，是国家推进物联网建设和应用的要义所在。智能交通的发展已经走过了研究开发和集成应用的过程，下一步形成应用效果的关键在于产业化和应用规模。基于物联网的智能交通只有形成资金链、价值链、市场链的产业化格局，才能够保障其健康可持续发展。交通运输行业要通过多种引导手段，推动物联网相关技术在交通运输领域的成果转化，以促进成熟技术产品、成套标准体系、成规模效益型应用为目标，将技术转化为应用，在应用中凝练成果，形成一批具有自主知识产权的产品和成果，带动交通运输领域物联网相关产业规模型发展。智能交通物联网应用示范工程涵盖的产业化内容，一方面是公交、港口、铁路等运输企业的自身能力

21、的提升；另一方面也包括交通运载工具电子标识设备产业、车载和船载智能终端制造产业、交通基础设施监测传感器产业、交通信息服务产业等，带动的产业规模将会是万亿级的总量。推进应用和示范工程，应强调规模化的传感器网络部署和应用方案，改进原有的试点示范建设项目范围小，影响面窄，应用规模化效益不足的局面，以尽快形成国家和行业标准，带动产业化发展，产生规模应用示范效果，从而更快的向全国范围推广应用。3更加强调技术体系和标准化物联网关键技术是支撑物联网在智能交通运输领域应用的基础。推动基于物联网的智能交通发展应该从构建交通要素身份认证体系、研发和应用交通要素信息精准获取与传输手段、加强数据资源整合和综合处理三个

22、方面开展建设，从技术上具体涵盖：以IC卡、RFID为主的交通要素标识技术。以电薄膜、光纤、激光、视频、电磁感应、红外、雷达、卫星定位、牌照自动识别（LPR）等为代表的先进识别和传感技术，包括GPRS、3G/4G、卫星通信、微波在内的等先进数据传输技术。 以数据挖掘、云计算技术为主要特征的先进数据综合处理技术。为保障物联网技术在智能交通运输领域应用中具备可共享、易集成的特点，避免出现多头发展、信息孤立的情况，交通运输行业应紧紧围绕物联网产业与交通运输应用发展需求，统筹规划，整合资源，坚持自主创新与开放兼容相结合的标准战略，加快推进我国物联网交通运输标准体系的建设，制定基于传感器网的车路（船岸）协

23、作标准、交通专用短程通信标准、基于传感网的交通信息交换标准、交通信息服务标准等，并积极参与有关国际标准的制定，以掌握发展的主动权。同时，通过关键技术研究及应用示范，促进标准规范的落实和印证，切实做好“标准-技术-应用”的整体化推进工作。交通运输部将组织行业内具有相关丰富技术经验的标准化技术委员会和科研企事业单位成立标准规范编制联合工作组，在原有工作基础上整合相关资源，跨部门、跨地区开展合作，加强协调，倾全国之力联合推进物联网交通运输应用的标准化工作。（三） 建设和发展思路1. 总体架构在总体层面，力争建立交通运输基础设施、运载工具和交通运行环境的三大感知网络，将交通要素、管理对象和交通参与方融

24、入智能交通体系。交通运输基础设施交通运载工具交通运行环境三大感知网络图2 三大感知网络2. 重点应用示范领域在应用层面，充分应用物联网技术，围绕交通基础设施监管与服务、综合运输和现代物流、城市交通高效可持续发展、交通安全应急等四个核心领域开展13个重大工程建设与应用示范。交通基础设施监管与服务l 公路水路基础设施（路、港、桥、隧、航道）感知及监管l 公路水运重点工程建设质量安全智能监管l 智能化路网交通运行状态监测及应急管理综合运输和现代物流l 内河航运综合信息服务l 集装箱多式联运的智能可视化管理与供应链信息服务l 甩挂运输的可视化管理服务平台城市交通高效可持续发展l 智能化城市公交及轨道交

25、通运营管理及服务l 城市出租汽车服务管理信息系统建设l 城市综合客运枢纽协同管理与信息服务系统l 动态停车诱导系统交通运输安全应急l 危化品及特殊物品运输联网联控l 水上交通智能安全监管及海事应急指挥搜救l 交通运输重大风险源的实时监测管理及应急管理3. 工作思路在推进工作中充分发挥部统筹协调物联网应用方面的职能和作用。遵循“试点引入，谨慎前行，统一标准，有序推进”的方针，切实做好行业业务需求梳理，明确应用需求，完善相关规划，强化基础研究，加快建立健全行业网络、数据中心等基础支撑保障环境，选准应用研究和示范工程的切入点，有所为、有所不为，以务实的精神推动物联网技术在交通领域良好应用。同时，要站

26、在促进综合运输体系发展的高度，综合考虑民航、邮政、铁路等运输信息服务的接入，开展各领域内的应用示范建设，做到“以技术促应用、以示范促推广”，走出一条 “标准先行、创新技术、应用示范、规模推广、带动产业”的基于物联网的智能交通发展之路。三、 建议优先启动的应用示范工程根据以上工作思路和推进方案，以及交通运输行业应用物联网技术的迫切需求，经对有关领域内物联网应用示范的调研、凝练，建议现行开展基于物联网的城市智能交通、基于物联网的路网状态监测与服务、长三角航道网及京杭运河水系智能航运信息服务、公路桥梁状态感知与安全运营服务平台、集装箱多式联运可视化智能协同服务平台等五个方面的应用示范工程建设。1. 基于物联网的城市智能交通应用示范以缓解城市交通拥堵、提升城市公共交通运行效率、提高城市公共交通服务水平为目标，基于应用物联网技术的城市智能交通技术，在广州、郑州两座示范应用城市的公交站点、换乘点等关键位置，以及城市公交车、出租汽车等交通工具布设移动传感设备共六万余套，构建覆盖交通基础设施、交通运输工具、出行者、路情路况的感知网络体系，搭建一个信息共用平台和五大应用系统，全面提升示范城市的交通服务水平和管理水平。2基于物联网的路网状态监测与服务应用示范以加快推进“畅通、高效、安全、绿色”交通运输体系建设为出发点，基于