物联网技术在智能交通中的应用展望

物联网技术在智能交通管理中的应用展望一、物联网技术概述（是什么）1、物联网基本概念物联网的英文名称叫“TheInternetofthings"，简单地说，物联网就是“物物相连的互联网”。严格而言，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。有一些专家认为，物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。美国咨询硏究机构Forrester预测，到2020年，全球物物互联的业务与现有的人人互联业务之比将达到30:1,因此，〃物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。根据预测，到2035年前后，我国的传感网终端将达到数千亿个；到2050年，传感器将在生活中无处不在。wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载2、物联网产生背景信息化已经成为当代社会发展的主流标志之一，然而，多年来，信息化的最后一公里的问题始终难以打破，移动信息化是为之而努力的中间阶段，而物联网概念的提出以及物联网技术的发展与应用将最终打通信息化的最后关口。实际上，物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。随着技术不断进步，国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念，而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后，物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网（物联网的另一称谓）的多次提议表明我国物联网的发展也正式提上议事日程，同时也表明我国物联网的发展将加快。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。作为物联网技术核心之一的近距离通信技术近些年来已经成为移动信息化的重要方向之一，包括红外、蓝牙、WIFI、RFID等近距离通信技术为不同行业实现信息化的最后一公里的通信解决了大问题。其中，RFID技术在诸多行业与领域成为实现移动信息化的重要技术之一，并被认为是未来的物联网的核心技术之一。国际电信联盟的报告指出物联网有四个关键性的应用技术：RFID，传感器，智能嵌入技术（如智能家庭和智能汽车）以及纳米技术。3、物联网技术应用情况早在去年11月，无锡市就与中科院上海微系统所签订合作协议，word专业资料-可复制编辑-欢迎下载共同在无锡新区成立了中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心，这使无锡在物联网的发展中占得了先机，并引起了温总理对这个中心的关注。2009年8月7日，温家宝总理在江苏无锡调硏时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国'中心”。江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用示范工作，并迅速形成了研发安全感与产业突破的先发优势。无锡市则作出部署：举全市之力，抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。9月1日，无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。传感网产业发展的载体——传感网创新园启动区已开工建设，传感网产业园开始对外招商；无锡物联网产业研究院已经成立，研发设计楼、实验测试楼已进入内部装修和设备调试阶段。日前中科院、中国移动、江苏省政府已确定在无锡建立联合研发机构，中国联通和中国电信也在积极参与其中。在此之前，北邮大、东大等知名院校已分别与无锡市政府签定了战略合作框架协议，它们将与无锡联合设立传感网技术研究院。在实际运用中，无锡传感网中心的传感器产品已经衍生出经济效应。2009年，无锡传感网中心的传感器产品在上海浦东国际机场和word专业资料-可复制编辑-欢迎下载上海世博会被成功应用。上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测。多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。国家航总局正式发文要求，全国民用机场都要采用国产传感网防入侵系统。二、物联网技术对提升交通管理智能化水平的意义（为什么）1、智能交通管理现状近年来，全国道路交通管理部门综合应用智能交通技术、交通工程技术，在交通指挥中心应用、交通管理业务信息化和高科技装备配置等方面取得了长足的进步。一是交通指挥中心在全国各城市基本普及，智能化程度越来越高。至2008年底，全国共有624个城市建成了集接处警、信息采集、交通控制等功能于一体的交通指挥控制中心，412个城市实现了交通信号区域控制或主次干道“绿波带”控制。二是交通管理主要业务流程已经实现信息化，建成了全国机动车和驾驶人资源库，运行了机动车登记、驾驶证管理等11个业务应用和查询系统，其中机动车登记和驾驶证管理系统使用率达到100%。除西藏外，交通事故系统、交通违法系统、交警队信息平台在支队、大队的使用率达到了100%，剧毒化学品公路运输信息管理信息系统在支队和大队的使用率达到85%。三是酒精检测器、测速仪、闯红灯记录仪、公路监控设备等高科技设备大规模应用，区域性公路监测和管控平台初步建成，对降低事故、保障交通安全起着重要的积极的作用。全国公安交管部门共word专业资料-可复制编辑-欢迎下载装备酒精检测仪19056台，各类测速记录设备10430台（套），安装闯红灯记录仪25783处。全国在公路沿线共建设公路监控点6302个，公路监控设备基本覆盖各重点公路和路段，设备的功能日趋完善，不但具备过往车辆的记录监控功能，还集成了违法变道、占道行驶、逆向行驶、超速等违法行为记录功能。虽然在交通管理中智能交通技术应用和科技装备水平较以往有很大提高，各地也取得了较大的成绩，但从总体情况看，我国交通管理智能化水平仍然不高。一是交通指挥中心的智能化水平不高。一方面，道路交通信息采集手段单一、覆盖范围小，使得中心对道路交通信息掌握不全面、不系统，继而影响到信息的综合分析，不能为交通管理决策提供数据支撑，不能为群众出行提供信息服务。另一方面，交通信息发布的载体缺少多元化，交通出行者获取交通信息的途径单一，不能按照诱导出行，造成道路通行效率下降，影响交通安全和畅通。二是交通管理业务信息化水平不高。比如，车辆和驾驶人管理信息化仅仅实现了电子档案的管理，对于车辆牌证和驾驶证件的电子识别、防伪、防盗等缺乏信息化管理。又比如，在交通执法中，现场违法信息的采集、录入等缺少技术手段，只能通过民警人工完成，效率低、质量差；非现场违法信息告知途径单一，交通违法者无法在第一时间获知违法通告，延长了接受处罚的时间，造成经济损失；此外，自动电子支付罚款还未实现，群众缴纳罚款非常不便。三是科技装备智能化水平不高。在管理方面，缺少对科技装备的自动识别、检测、定位和档案管理。在应用方面，酒检仪、测速仪等移动设备无法与机动车、驾驶人、事故和违法信息直接关联，在查找盗抢车、追缉罪犯word专业资料-可复制编辑-欢迎下载等方面作用不大；公路监控和闯红灯记录仪等安装在固定地点的检测设备对车辆识别的准确度不高，不能更加有效地捕获违法信息。四是交通事故预防不够智能化。在车辆上，缺少安全辅助驾驶系统，不能自动控制车辆速度以及车辆与车辆之间的距离，不能帮助驾驶人避开事故区域和危险区域。在道路上，缺少交通安全提示设备和短程通信设施，不能主动向车辆发送警告信息或危险信息。2、物联网技术对提升交通管理智能化水平的作用交通管理智能化水平迫切需要提高，而物联网的出现为实现这一目标提供了契机。物联网技术可以夯实交通管理科技基础，全面提升交通管理智能化水平。第一，物联网技术可以促进交通指挥中心功能完善。一方面，物联网技术可以丰富指挥中心信息采集手段，扩大交通信息采集的范围。由于车辆都安装了电子标签，并连接到物联网，因此所有车辆的运动信息都能通过物联网传输到中心，从而实现对整个路网交通运行信息的采集，解决了以往只能采集部分区域、点、段交通运行信息的问题。另一方面，物联网技术可以使指挥中心信息发布载体呈现多元化。由于各种路边设施、手持终端、车载设备都挂接在物联网上，因此指挥中心能通过物联网将交通信息发布到这些设施上，从而使出行者在各种载体上都能获取交通信息，实现动态诱导，提高路网运行效率，保障交通安全和畅通。第二，物联网技术可以提高交通管理业务信息化水平。比如，通过在车辆牌证和驾驶证上安装电子标签，不仅可实现电子识别、防伪、wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载防盗等信息化管理功能，还可以对重点车辆进行定位、跟踪、监控。又比如，在交通执法中，可以通过电子扫描、无线通信等物联网技术将车辆、驾驶人现场违法信息自动录入到违法信息管理系统中，减少人为因素，提高工作效率和数据质量；交通技术监控设备可以通过物联网与机动车或驾驶人直接取得联系，将非现场违法信息在第一时间告知违法者，使其能及时接受处罚，避免经济损失；此外，违法车辆或驾驶人可直接通过物联网缴纳罚款，减少路途奔波。第三，物联网技术可以增加交通管理科技装备的技术含量。在管理方面，由于科技装备都安装了电子标签，并与物联网建立了连接，因此可实现对科技装备的自动识别、检测、定位和档案管理。在应用方面，酒检仪、测速仪等移动设备可通过物联网与机动车、驾驶人、事故和违法信息管理系统建立联系，并直接与盗抢车辆或犯罪车辆进行比对，协助破案；公路监控和闯红灯记录仪等安装在固定地点的检测设备可检测过往车辆的电子标签，对车辆进行识别，及时准确地捕获违法车辆信息。物联网技术可改变交通事故预防方式，变被动预防为主动预防。在车辆上，电子标签可以接收路边设施和相邻车辆发送的信息，配合车辆的电子控制系统，在速度过快或车距过近的情况下，进行自动刹车减速，避免超速行驶和碰撞事故发生。在道路上，道路两侧的交通标志或其它设施通过物联网的短程无线通信技术，向过往车辆发送警告信息或危险信息，提醒驾驶人小心驾驶，减少事故多发区域和危险区域的交通事故发生。word专业资料-可复制编辑-欢迎下载三、物联网技术在交通管理中的应用领域（能做什么）1、道路交通信息采集领域主要应用于动态和静态信息的采集。在动态信息采集方面，传统的采集手段有感应线圈、视频检测、微波和雷达检测等，采集设备种类多、工程造价高，营运成本高、维护难度大，并且采集的信息有限。RFID（电子标签）完全密封、无外露金属触点、具有良好的隔热、防尘、防水、防磁、防静电、防污损性能适合恶劣环境条件下工作，信号的穿透能力强、可穿透人体、衣物、墙壁等，数据传输量小、抗干扰能力强、感应灵敏、易于维护和操作，同时支持实时快速读写、非可视识别、移动动态识别、多目标识别，为路面车辆信息的采集提供有效措施。通过给机动车安装电子标签，相当于给每辆汽车配备了一个电子身份证，当这类汽车通过装有射频扫描器的交通流信息采集设备时，可以采集到车速、占有率、流量、以及车辆的详细信息（车型、号牌、颜色、车长、车主、排量、安全检验等等）。通过遍布路网的神经元（射频扫描器），可以采集到路网中所有运行车辆的详细信息，从而得到路网的各项交通运行信息。在静态信息采集方面，通过对交通标志、交通防护设施、交通安全设施等各种静态交通设施安装电子标签，有效的解决设备信息的采集问题，通过物联网络，交通管理部门可以方便、高效的读取到路网上的所有设备的信息，提高信息采集和管理效率。wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载2、交通安全管理领域主要应用于自动驾驶，安全车速、车距控制，电子标志、标线和电子车牌等方面。（1）自动驾驶结合无线通讯系统和自动控制方法开发新一代汽车自动驾驶技术。无线通讯可以使行驶中的车辆互相确认对方的位置，自动控制车辆行驶，避免事故并缓解城市道路拥堵。同时汽车能够接收设在红绿灯和十字路口等处通讯装置发出的电波信号，让驾驶者知悉周围车辆情况，自动减速，以保持安全车距。（2）安全车速、车距控制通过车身的电子标签和短距离无线通讯技术，行驶在道路上的汽车能够相互识别并且相互通讯。我们可以即时检测到行驶中的汽车之间的相对距离和速度，当车距小于安全距离时，立即自动降低车速，并提醒驾驶员保持安全车距和车速，避免交通事故。（3）电子交通标线、标志在交通标志、交通标线上安装电子标签，通过车载接收检测设备，驾驶员可以自动获取车辆经过路段的标志、标线信息以及其他重要信息。例如：汽车即将驶入限速路段的范围时，车载检测设备会自动检测到路侧的电子标志中设置的当前路段的限速值以及道路情况信息并告知驾驶员，当驶出限速范围时则提醒驾驶员解除限速；当汽车压上装有电子标签的双黄线时，发出警告告知驾驶员正在压线行驶，提醒驾驶员及时纠正违法行为。（4）电子车牌“套牌车”及其它假牌车，不仅造成国家税费的大量流失，也给交通管理工作带来极大的困难，这些车辆违法行为突出，严重危害道路交通安全和秩序,并且一旦这样的车辆发生交通事故，逃逸侦破困难，高昂的医疗、损害赔偿等费用的支付就很难到位。目前交通管理部门查证假牌交通违法行为还停留在“路面抽查”、“经验比对”这些老方法上，缺乏行至有效的查处手段，因此不可避免会有“漏网之鱼”，而经常开展集中整治，又浪费警力和时间，投入的人力物力很大，收效却不明显，使执法成本过高。利用电子标签卡内序列号固化且唯一、安全性高、具有不可替代性，数据经过加密、有完善、保密的通讯协议的特性，通过安装设置了电子标签的汽车电子牌照，可以有效的解决以上问题。通过遍布路面的检测设备，可以，有效的杜绝假牌、套牌车辆上路行驶，降低交通安全隐患。3、交通指挥与控制领域主要用于公交优先和现场交通控制。城市公交优先系统中，公交车辆自动定位是关键技术。利用运营公交车辆的空间位置信息，可以判断城市道路交通流的运行状态并预估下一车辆的到达时间，为乘客选择出行方式和安排出行计划提供信息，并为公交车辆的运营调度提供帮助。目前公交车辆自动定位一般采用GPS全球定位系统。虽然GPS全球定位系统能精确实现运营公交车辆的实时定位，但系统安装和运行成本较高。将无线射频识别技术引入公交车定位系统，通过安装在城市中道路范围内的RFID读写器单元，我们可以接收到公交车辆的实时信息，并通过物联网络共享，wordword专业资料-可复制编辑-欢迎下载word专业资料-可复制编辑-欢迎下载在公交站台提供公交车的预计到达时间、当前位置、车载状况等信息。通过路口的公交车辆和路口信号控制机可以实时通讯，为公交信号的优先放行提供控制手段。通过短程无线通讯技术，路面的民警能够在路口、路段控制现场的各类交通设备、设施，直接干预交通信号控制，协调交通流，缓解交通拥堵。4、交通信息服务领域主要是提供面向不同受众的个性化交通信息服务。通过物联网络，各种物体（机动车、非机动车、驾驶人、交通信息发布设备）得以被识别并相互联通，在大范围的发布公共交通信息的同时，也可以对特定地理范围、特定类型物体或者指定个体的提供对应的交通信息服务，做到有的放矢，提高交通信息服务的针对性和有效性。5、电子收费管理领域主要用于公路收费、停车收费、拥堵收费、缴纳罚款等。由于在汽车上安装了电子标签，当装有电子标签的车辆通过装有射频扫描器的专用隧道、停车场、高速公路路口、拥堵区域时，无需停车缴费，大大提高了行车速度，提高了通行效率。6、道路交通基础设施管理领域随着公安交通科技的飞速发展，路面大量交通管理设备的应用，交通管理部门面临如何对路面上数量庞大的各类设备进行高效科学管理的问题。道路交通管理部门每年都要针对道路上交通采集、监控、控制等等各类设备进行大量的保养、调整、维护等工作，同时还有数以万计的新增设备并网运行，以上原因造成设备调动管理和资产清查工作异常艰巨！传统方式的前台目前仍以人工方式进行，现场清点、手抄、录入、汇总，多种人工参与后才能将采集的设备资产信息导入后台的计算机数据库。设备资产管理中的大量人工参与造成了流程复杂、时间长、实时性差、管理难度大、差错率高等问题，最终降低了设备利用率，增加了管理和维护成本。通过给每个设备安装电子标签，并连接物联网络从而实现远程、动态、实时的设备资产数据采集，替换传统资产管理方式的前台人工数据采集，可以更好的与后台计算机数据库结合，形成全智能化的设备资产