智慧交通_车联网及车路协同

1、智慧交通_车联网与车路协同车联网车联网典型应用典型应用体系架构体系架构车车联网概述联网概述车联网车联网“车”为物联网的终端车车相联的车辆互联网车联网:是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车一车、车辆与互联网之间，进行无线通讯和信息交换，以实现智能交通管理控制、车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络，它是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。车联网起源与发展车联网起源与发展2009年9月:在深圳全国第四届GPS运营商大会上车联网概念首度提出;2010年6月:“直达2030车联网一网联城市智能交通”论坛在世博园举行;2011年1月:车联网列入我国重大专

2、项，已报国务院，望获百亿资金扶持;2011年3月:大唐电信与启明信息携手开发以中国自主知识产权为核心汽车电子产品，标志着车联网逐步进入实质应用阶段;2011年4月:以福田汽车为主的整车企业，联合我国北斗卫星位置服务供应商、3G无线通讯供应商等，中国首个汽车物联网联盟成立;2011年7月:以“聚焦、合力、共赢”为主题的CNF2011一中国车联网产业发展论坛在深圳隆重举办。车联网系统架构车联网系统架构车联网:需要一种专有的协同通信架构和协议栈，将不同底层数据进行整合，实现信息交互，确保数据传输的实时性、完备性和安全性。车联网系统架构车联网系统架构车联网为车辆提供无处不在的网络接入、实时安全消息、多

3、媒体业务、辅助控制等. 车内网:通过应用成熟的总线技术建立一个标准化的整车网络实现电器间控制信号及状态信息在整车网络上的传递，实现车载电器的控制、状态监控以及故障诊断等功能; 车外网:无线通信技术把车载终端与外部网络连接起来，实现车车两间、车辆和固定基车联网关键技术车联网关键技术车联网就是将多种先进技术有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输管理和控制系统以及由此衍生的诸多增值服务。原则原则1原则原则2原则原则3原则原则4车联网产业链车联网产业链车联网发展路线车联网发展路线初级阶段初级阶段-Telematisc目前的车联网主要指以为驾驶员提供定位导航、安防、

4、娱乐等服务为主Telematics系统，该系统通过CDMA/3G等通信技术，使车载终端与互联网连接，从而实现基于呼叫中心的信息服务。初级阶段初级阶段-TelematiscTelematics至今已经发展到第三代，其基本特征是:通信采用3G技术;具备网络功能，网络运行商主要为移动、电信和联通;由专业的TPS（ Telematics Service Provider）服务商向注册用户提供服务。初级阶段初级阶段-telematisc现阶段服务的主要内容：导航:当车主需要导航时通过按键接通服务中心电话，将个人导航需求告知监控中心，监控中心将导航信息发送到车载终端，车载终端接收到信息后自动进行路径规划，

5、为车主导航。动态交通信息:车主可在Telematics车载终端上选择下载实时路况信息，则呼叫中心系统将实时路况信息下发到终端，终端上的导航软件将实时路况信息处理后在地图上显示，红色表示当前道路阻塞，黄色表示当前道路行驶缓慢，绿色表示当前道路顺畅。车辆防盗:除了普通的防盗外，还能在汽车被盗时迅速跟踪汽车位置从而寻回汽车。紧急救援:行车过程中如遇到车辆故障、车辆缺油、缺水等时，通过紧急按钮向服务中心进行求救。初级阶段初级阶段-Telematisc另外，日产的StarWings、奥迪MMI-nav-plus系统、福特的SYNC系统、本田InternaviPremiumClub服务系统、国内一汽启明D

6、_partner服务平台等，均出现在中国汽车市场上。中国已成为全球汽车车载信息服务提供商角逐的主要战场。美国以安防为主;欧洲以导航为主;日本以动态交通信息为主;中国是前三者的结合初级阶段初级阶段-Telematisc初级阶段初级阶段-Telematisc目前，在北美及欧洲国家新车型的Telematics安装率均超过25%。据预测，我国未来三年内Telematics后装市场未来将以300/-50%的速度递增。G-BOS : telematics领域的最新技术，在东南沿海发达地区，已在公交、旅游客运等领域逐渐替代了GPS车载系统。主要功能:车辆身份信息、倒车视频监视及行车记录仪、紧急救援协助、油量

7、的精准控制、被盗车辆定位、司机行为分析。Telematics终端将从产品化向智能服务化方向发展，从智能感知走向智能综合决策执行，主要在车辆安全与节能方面:驾驶行为监控:司机的动作实时监控与量化分析，为司机提供最佳行为方案;车辆状态监控:车辆所有重要部件的工作时间和工作状态能得到实时监控和计算 给予车辆主动预警提示;节能行驶方案:综合车辆实际运行状态和道路等级、交通路况等，给出节能驾驶建议，以达到与线路的最佳匹配状态。预计“十二五”期间，我国将有1000万辆新车预装车载信息服务终端。2015年，我国Telematics用户超过4000万;2020年，我国汽车保有量超过2亿辆，100%车辆的网络接

8、入，实现全覆盖。中级阶段中级阶段-智能服务智能服务车辆安全预警节能驾驶服务车辆运行监控出行诱导服务远程故障诊断紧急救援服务中级阶段中级阶段-运营车联网运营车联网2010年4月，全国重点营运车辆联网联控系统建设完成2011年4月，交通运输部、公安部、国家安监总局、工业和信息化部联合下发关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知，规定:2011年12月31日，所有“两客一危”车辆安装卫星定位装置。2011年8月1日 起 “两客一危”车辆出厂前应安装符合规定的卫星定位装置对于不符合规定的车辆，工业和信息化部不予上车辆产品公告，道路运输管理部门不予核发道路运输证。2012年1月1日起，没有按照规定安装卫星

9、定位装置或未接入全国联网联控系统的运输车辆道路运输管理部门将暂停营运车辆资格审验。截至2011年8月:入网车辆总数93. 5万辆;“两客一危”入网车辆总数39. 3万辆。中级阶段中级阶段-运营车联网运营车联网运营车联网运营车联网-车辆安全预警车辆安全预警弯道特征、危险路段特征、驾驶人行为特征和车辆故障、货物特征等提取判断危险状态，向车辆发送危险提醒与安全驾驶信息口超速预警 *路段限速和车辆车速检测 *匝道桥梁隧道限速和变道预警口危险路段识别和安全驾驶预警 *事故多发段信息数据库 *实时检测与特征库匹配口弯道行驶预警 *综合弯道、自然环境、道路状况估计弯道横向坡度角和路面附着系数 *根据车辆状态

10、因素计算弯道行驶最高安全车速 *弯道安全行驶车速预警中级阶段中级阶段-节能驾驶服务节能驾驶服务节能行驶节能行驶建议：建议： 分析变速模式、速度、刹车信号、变速器温度等对油耗有影响的因素;车辆速度、加速度、道路等级、坡度、城市实时交通状态等综合多角度分析，给出最佳行驶速度建议; 通过对驾驶员的驾驶方式的分析，给出降低油耗的建议，通过终端设备发布。动态实现保养提示：监测车辆自身信息，如检查轮胎气压、制动蹄片磨损程度、发动机运行状态等，形成保养提示。车联网车联网基于设计的性能参数优化基于设计的性能参数优化通过车联网获取车辆行驶位置信息、状态监测信息、故障信息，反馈给通过车联网获取车辆行驶位置信息、状

11、态监测信息、故障信息，反馈给车辆设计部门，对车辆在不同路况、道路等级下动力性、安全性、燃油车辆设计部门，对车辆在不同路况、道路等级下动力性、安全性、燃油经济性、乘坐舒适性等进行评价，为车辆的优化设计提供依据经济性、乘坐舒适性等进行评价，为车辆的优化设计提供依据。车联网环境下实时获取车辆行驶信息，建立面向车辆设计的数据库分析车辆运行工况及性能参数随不同交通状况、道路等级等的变化规律，为车辆优化设计和道路规划、建设改造等提供数据支撑。获取驾驶员感兴趣信息，为车载终端功能改进提供依据。中级阶段中级阶段-出行诱导服务出行诱导服务为驾驶员提供实时交通信息，各种警告信息，生成到达目的地的最短路径，通过实时

12、路线诱导达到减少旅行时间的目的，从而减少运输成本。运营车联网运营车联网-车辆运行监控车辆运行监控采用GPS, GIS, GSM/CDMA、视频监控技术进行车辆定位、动态跟踪，实现车辆运营调度、指挥、监控的自动化。特定区域特定路径特定时间规定速度超载超限车载货物驾驶行为 车辆速度、载重等超过系统速度限值后，向中心上报警情，同时终端发出提示声音; 车辆超出规定区域报警; 播放车辆指定时间段行驶轨迹; 危险货物监控:危险货物压力、温度、泄漏量等监测; 驾驶行为监测:疲劳驾驶、酒后驾驶等行为; 车内实时图像监控，远程监听，语音调度，实现异常状态报警、反劫持报警。运营车联网运营车联网-远程诊断服务远程诊

13、断服务 远程故障管理： 服务开启后，服务中心时刻监听车载智能终端的连接请求，连接确认后对汽车用户的身份和密码进行验证，验证成功后根据诊断协议对汽车进行远程诊断。 根据实时监测到的汽车故障信息，快速获取汽车故障诊断解决方案。 数据库管理：故障信息的管理包括历史故障数据的存储和维护;保存专家诊断推理的中间过程和结果。运营车运营车联网联网-远程服务远程服务运营车联网运营车联网-增值服务增值服务 借助车联网，能在车上收发电邮、查看交通信息、天气信息、娱乐资讯等。 车主可获知最近的4S店、加油站、餐馆信息、进行网上购物、付费等。中级阶段中级阶段-应急车联网应急车联网u 在应急联动调度过程中需要调配各种应

14、急车辆，包括应急指挥车、警车，救护车等，通过车联网，车与车之间就能相互传输各种消息，而无需固定的基础设施，可实时获知事故现场和周围路况信息，提高救援效率。中级阶段中级阶段-应急车联网应急车联网应急指挥车在处理紧急突发事件时能实现通信保障、指挥调度，图像采集、传输等功能。车载感知系统在感知自车运行状态的同时主要应用于感知路面信息和广播信息。应急指挥车在前往事故现场的途中，实时采集周围道路交通信息，并以图像或文字形式传输给应急指挥中心和其他救援车辆，为决策人员能及时提供现场信息，提高决策的准确性和救援的及时性。中级阶段中级阶段-应急车联网应急车联网动态交通信息广播:应急指挥车不断广播路况信息，与其

15、他应急车共享信息。道路交通疏导:应急车实时广播事故信息提醒周围非应急车辆绕开事故区域。远程指挥调度:应急指挥车实时采集事故现场信息，传输给应急管理中心和其他救援车辆，并根据现场发展态势分析调配其他救援车辆及物资配置情况等。无线通信服务:用于应急现场的无线覆盖，应急车可以在车群内进行无线通信实现应急现场和管理中心话音、视频、数据的互联互通。应急车联网应急车联网-救援路线优化救援路线优化指挥调度中心一方面接收到应急救援车辆的实时位置和车况、路况等信息，同时也不断得到新的动态需求的信息，根据这些动态信息，制定出及时更新的到达救援现场最短的行车路线，提高救援效率。应急车联网应急车联网-应急物资调配应急

16、物资调配通过车联网，及时掌握并整合应急物流资源，做到快速决策和高效指挥调度提高应急物流保障能力，降低灾区损失。 应急物资路线优化：根据装备应急物资和运输工具的类别、数量、位置、道路状态变化等信息，及时调整运力和物力，以及物资送达的最优路径和进入现场的主次顺序序。 监控数据库：记录整个应急物流过程; 数据库分析：分析应急物流记录，评估应急物流行动的效果，为改进应急物流指挥调度的机制及方法提供建议;应急车联网应急车联网-肇事车辆追踪肇事车辆追踪 逃逸车辆位置实时获取; 出警车辆配置：配置出警车辆的数量和行车路线等 更新行车路线：根据动态信息变化，及时调整警力和路线，生成对逃逸车辆进行围追堵截的最优

17、方案提高出警效率; 追逃数据库：监控和记录整个追逃过程，为后续的出警追逃行动指挥调度机制改革提供基础。高级阶段高级阶段-车路协同车路协同车路协同系统:基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。车路协同系统框架车路协同系统框架车路协同关键技术车路协同关键技术车载终端(OBU)+路侧设备(RSU) 嵌入式系统一体化集成技术车载总线接入技术板载设备驱动技术无线通信设备DSRC, WiFi, WiMax, 3G相对应的通信协议数据广播、路由技术数据安全、隐私保密技术应用

18、场景导航定位技术 数据采集技术安全预防技术 电子支付技术典型应用典型应用-危险路段行车安全危险路段行车安全车车联网发展与展望联网发展与展望如何产生真正的如何产生真正的TSP运行商，能够持续赢利。运行商，能够持续赢利。如何能使相关的汽车信息服务集聚和融合。如何能使相关的汽车信息服务集聚和融合。如何处理好相关的整车厂、销售商、保险公司、如何处理好相关的整车厂、销售商、保险公司、电信运行商及软硬件厂商间的关系。电信运行商及软硬件厂商间的关系。车辆网的商业化：车联网存在的几个问题车联网存在的几个问题1、系统的不确定性问题系统的不确定性问题影响系统运行的可靠性、影响开环的网络控制 最主要的障碍：缺少一个在统一框架内能把物理资源和网络信息资源实现有机融合的理论基础。 这主要源自于计算机科学和控制理论领域无论从技术