物聯(lián)網(wǎng)技術在智能交通中的應用展望

1、物聯(lián)網(wǎng)技術在智能交通管理中的應用展望一、物聯(lián)網(wǎng)技術概述（是什么）1、物聯(lián)網(wǎng)基本概念物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“The Internet of things”，簡單 地說，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。嚴格而言，物聯(lián) 網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定 位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任 何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智 能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、 公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護理、個 人健康等多個領域。國際電信聯(lián)盟2005年一份報告曾描繪 物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景：當

2、司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動 報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會告訴” 洗衣機對顏色和水溫的要求等等。有一些專家認為，物聯(lián)網(wǎng) 是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪 潮。美國咨詢研究機構Forrester預測，到2020年，全球 物物互聯(lián)的業(yè)務與現(xiàn)有的人人互聯(lián)業(yè)務之比將達到30:1, 因此，物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務。根據(jù)預測，到2035年前后，我國的傳感網(wǎng)終端將達到數(shù)千億個;到2050年，傳感器將在生活中無處不在。2、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生背景信息化已經(jīng)成為當代社會發(fā)展的主流標志之一，然而， 多年來，信息化的最后一公里的問題始終難以打破，移動信 息化是為之而努力的中間

3、階段，而物聯(lián)網(wǎng)概念的提出以及物 聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與應用將最終打通信息化的最后關口。實際 上，物聯(lián)網(wǎng)概念起源于比爾蓋茨1995年未來之路一書， 在未來之路中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當 時受限于無線網(wǎng)絡、硬件及傳感設備的發(fā)展，并未引起重視。 隨著技術不斷進步，國際電信聯(lián)盟于2005年正式提出物聯(lián) 網(wǎng)概念，而今年奧巴馬就職演講后對IBM提出的智慧地球 積極響應后，物聯(lián)網(wǎng)再次引起廣泛關注。而我國官方近期對 傳感網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)的另一稱謂）的多次提議表明我國物聯(lián)網(wǎng)的 發(fā)展也正式提上議事日程，同時也表明我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將 加快。目前，我國傳感網(wǎng)標準體系已形成初步框架，向國際 標準化組織提交的多項標準提案

4、被采納。作為物聯(lián)網(wǎng)技術核心之一的近距離通信技術近些年來 已經(jīng)成為移動信息化的重要方向之一，包括紅外、藍牙、 WIFI、RFID等近距離通信技術為不同行業(yè)實現(xiàn)信息化的最 后一公里的通信解決了大問題。其中，RFID技術在諸多行 業(yè)與領域成為實現(xiàn)移動信息化的重要技術之一，并被認為是 未來的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術之一。國際電信聯(lián)盟的報告指出物 聯(lián)網(wǎng)有四個關鍵性的應用技術：RFID，傳感器，智能嵌入技 術（如智能家庭和智能汽車）以及納米技術。3、物聯(lián)網(wǎng)技術應用情況早在去年11月，無錫市就與中科院上海微系統(tǒng)所簽訂 合作協(xié)議，共同在無錫新區(qū)成立了中科院無錫高新微納傳感 網(wǎng)工程技術研發(fā)中心，這使無錫在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中

5、占得了先 機，并引起了溫總理對這個中心的關注。2009年8月7日， 溫家寶總理在江蘇無錫調(diào)研時，對微納傳感器研發(fā)中心予以 高度關注，提出了把傳感網(wǎng)絡中心設在無錫、輻射全國的想 法。溫家寶總理指出在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點謀劃未來， 早一點攻破核心技術,在國家重大科技專項中，加快推進 傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感 知中國中心。江蘇省委省政府接到指示后認真落實總理 的要求，熱情擁抱物聯(lián)網(wǎng)，突出抓好平臺建設和應用示 范工作，并迅速形成了研發(fā)安全感與產(chǎn)業(yè)突破的先發(fā)優(yōu)勢。 無錫市則作出部署：舉全市之力，搶占新一輪科技革命制高 點，把無錫建成傳感網(wǎng)信息技術的創(chuàng)新高地、人才高地和產(chǎn) 業(yè)高地

6、。9月1日，無錫市與北京郵電大學就傳感網(wǎng)技術研究和 產(chǎn)業(yè)發(fā)展簽署合作協(xié)議，標志中國物聯(lián)網(wǎng)進入實際建設 階段。傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的載體傳感網(wǎng)創(chuàng)新園啟動區(qū)已開 工建設，傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園開始對外招商；無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究 院已經(jīng)成立，研發(fā)設計樓、實驗測試樓已進入內(nèi)部裝修和設 備調(diào)試階段。日前中科院、中國移動、江蘇省政府已確定在 無錫建立聯(lián)合研發(fā)機構，中國聯(lián)通和中國電信也在積極參與 其中。在此之前，北郵大、東大等知名院校已分別與無錫市 政府簽定了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，它們將與無錫聯(lián)合設立傳感 網(wǎng)技術研究院。在實際運用中，無錫傳感網(wǎng)中心的傳感器產(chǎn)品已經(jīng)衍生 出經(jīng)濟效應。2009年，無錫傳感網(wǎng)中心的傳感器產(chǎn)品在上海 浦

7、東國際機場和上海世博會被成功應用。上海浦東國際機場 防入侵系統(tǒng)鋪設了 3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和 低空探測。多種傳感手段組成一個協(xié)同系統(tǒng)后，可以防止人 員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。國家航總局正式 發(fā)文要求，全國民用機場都要采用國產(chǎn)傳感網(wǎng)防入侵系統(tǒng)。二、物聯(lián)網(wǎng)技術對提升交通管理智能化水平的意義（為什么）1、智能交通管理現(xiàn)狀近年來，全國道路交通管理部門綜合應用智能交通技 術、交通工程技術，在交通指揮中心應用、交通管理業(yè)務信 息化和高科技裝備配置等方面取得了長足的進步。一是交通 指揮中心在全國各城市基本普及，智能化程度越來越高。至 2008年底，全國共有624個城市建成了集接處警

8、、信息采集、 交通控制等功能于一體的交通指揮控制中心，412個城市實 現(xiàn)了交通信號區(qū)域控制或主次干道綠波帶控制。二是交 通管理主要業(yè)務流程已經(jīng)實現(xiàn)信息化，建成了全國機動車和駕 駛人資源庫，運行了機動車登記、駕駛證管理等個業(yè)務應用 和查詢系統(tǒng)，其中機動車登記和駕駛證管理系統(tǒng)使用率達到 100%。除西藏外，交通事故系統(tǒng)、交通違法系統(tǒng)、交警隊信息 平臺在支隊、大隊的使用率達到了00%，劇毒化學品公路運輸 信息管理信息系統(tǒng)在支隊和大隊的使用率達到5%。三是酒精 檢測器、測速儀、闖紅燈記錄儀、公路監(jiān)控設備等高科技設 備大規(guī)模應用，區(qū)域性公路監(jiān)測和管控平臺初步建成，對降 低事故、保障交通安全起著重要的積極

9、的作用。全國公安交 管部門共裝備酒精檢測儀19056臺各類測速記錄設備10430 臺（套），安裝闖紅燈記錄儀25783處。全國在公路沿線共 建設公路監(jiān)控點6302個，公路監(jiān)控設備基本覆蓋各重點公 路和路段，設備的功能日趨完善，不但具備過往車輛的記錄 監(jiān)控功能，還集成了違法變道、占道行駛、逆向行駛、超速 等違法行為記錄功能。雖然在交通管理中智能交通技術應用和科技裝備水平 較以往有很大提高，各地也取得了較大的成績，但從總體情況看，我國交通管理智能化水平仍然不高。一是交通指揮中 心的智能化水平不高。一方面，道路交通信息采集手段單一、 覆蓋范圍小，使得中心對道路交通信息掌握不全面、不系統(tǒng)， 繼而影響到

10、信息的綜合分析，不能為交通管理決策提供數(shù)據(jù) 支撐，不能為群眾出行提供信息服務。另一方面，交通信息 發(fā)布的載體缺少多元化，交通出行者獲取交通信息的途徑單 一，不能按照誘導出行，造成道路通行效率下降，影響交通 安全和暢通。二是交通管理業(yè)務信息化水平不高。比如，車 輛和駕駛人管理信息化僅僅實現(xiàn)了電子檔案的管理，對于車 輛牌證和駕駛證件的電子識別、防偽、防盜等缺乏信息化管 理。又比如，在交通執(zhí)法中，現(xiàn)場違法信息的采集、錄入等 缺少技術手段，只能通過民警人工完成，效率低、質(zhì)量差； 非現(xiàn)場違法信息告知途徑單一，交通違法者無法在第一時間 獲知違法通告，延長了接受處罰的時間，造成經(jīng)濟損失；此 外，自動電子支付

11、罰款還未實現(xiàn)，群眾繳納罰款非常不便。三是科技裝備智能化水平不高。在管理方面，缺少對科技裝 備的自動識別、檢測、定位和檔案管理。在應用方面，酒檢 儀、測速儀等移動設備無法與機動車、駕駛人、事故和違法 信息直接關聯(lián)，在查找盜搶車、追緝罪犯等方面作用不大； 公路監(jiān)控和闖紅燈記錄儀等安裝在固定地點的檢測設備對 車輛識別的準確度不高，不能更加有效地捕獲違法信息。是交通事古攵預防不夠智能化。在車輛上，缺少安全輔助駕駛 系統(tǒng)，不能自動控制車輛速度以及車輛與車輛之間的距離， 不能幫助駕駛人避開事故區(qū)域和危險區(qū)域。在道路上，缺少 交通安全提示設備和短程通信設施，不能主動向車輛發(fā)送警 告信息或危險信息。2、物聯(lián)網(wǎng)

12、技術對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，而物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為 實現(xiàn)這一目標提供了契機。物聯(lián)網(wǎng)技術可以夯實交通管理科 技基礎，全面提升交通管理智能化水平。第一，物聯(lián)網(wǎng)技術可以促進交通指揮中心功能完善。一 方面，物聯(lián)網(wǎng)技術可以豐富指揮中心信息采集手段，擴大交 通信息采集的范圍。由于車輛都安裝了電子標簽，并連接到 物聯(lián)網(wǎng)，因此所有車輛的運動信息都能通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)街?心，從而實現(xiàn)對整個路網(wǎng)交通運行信息的采集，解決了以往 只能采集部分區(qū)域、點、段交通運行信息的問題。另一方面， 物聯(lián)網(wǎng)技術可以使指揮中心信息發(fā)布載體呈現(xiàn)多元化。由于 各種路邊設施、手持終端、車載設備都掛接在物聯(lián)網(wǎng)上，

13、因 此指揮中心能通過物聯(lián)網(wǎng)將交通信息發(fā)布到這些設施上，從 而使出行者在各種載體上都能獲取交通信息，實現(xiàn)動態(tài)誘 導，提高路網(wǎng)運行效率，保障交通安全和暢通。第二，物聯(lián)網(wǎng)技術可以提高交通管理業(yè)務信息化水平。 比如，通過在車輛牌證和駕駛證上安裝電子標簽，不僅可實 現(xiàn)電子識別、防偽、防盜等信息化管理功能，還可以對重點 車輛進行定位、跟蹤、監(jiān)控。又比如，在交通執(zhí)法中，可以 通過電子掃描、無線通信等物聯(lián)網(wǎng)技術將車輛、駕駛人現(xiàn)場 違法信息自動錄入到違法信息管理系統(tǒng)中，減少人為因素， 提高工作效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量；交通技術監(jiān)控設備可以通過物聯(lián) 網(wǎng)與機動車或駕駛人直接取得聯(lián)系，將非現(xiàn)場違法信息在第 一時間告知違法者，使

14、其能及時接受處罰，避免經(jīng)濟損失； 此外，違法車輛或駕駛人可直接通過物聯(lián)網(wǎng)繳納罰款，減少 路途奔波。第三，物聯(lián)網(wǎng)技術可以增加交通管理科技裝備的技術含 量在管理方面，由于科技裝備都安裝了電子標簽，并與物 聯(lián)網(wǎng)建立了連接，因此可實現(xiàn)對科技裝備的自動識別、檢測、 定位和檔案管理。在應用方面，酒檢儀、測速儀等移動設備 可通過物聯(lián)網(wǎng)與機動車、駕駛人、事故和違法信息管理系統(tǒng) 建立聯(lián)系，并直接與盜搶車輛或犯罪車輛進行比對，協(xié)助破 案；公路監(jiān)控和闖紅燈記錄儀等安裝在固定地點的檢測設備 可檢測過往車輛的電子標簽，對車輛進行識別，及時準確地 捕獲違法車輛信息。，物聯(lián)網(wǎng)技術可改變交通事故預防方式，變被動預防為主動預防

15、。在車輛上，電子標簽可以接收路邊設施和相 鄰車輛發(fā)送的信息，配合車輛的電子控制系統(tǒng)，在速度過快 或車距過近的情況下，進行自動剎車減速，避免超速行駛和 碰撞事故發(fā)生。在道路上，道路兩側的交通標志或其它設施 通過物聯(lián)網(wǎng)的短程無線通信技術，向過往車輛發(fā)送警告信息 或危險信息，提醒駕駛人小心駕駛，減少事故多發(fā)區(qū)域和危 險區(qū)域的交通事故發(fā)生。三、物聯(lián)網(wǎng)技術在交通管理中的應用領域（能做什么）1、道路交通信息采集領域主要應用于動態(tài)和靜態(tài)信息的采集。在動態(tài)信息采集方面，傳統(tǒng)的采集手段有感應線圈、視 頻檢測、微波和雷達檢測等，采集設備種類多、工程造價高， 營運成本高、維護難度大，并且采集的信息有限。RFID （

16、電 子標簽）完全密封、無外露金屬觸點、具有良好的隔熱、防 塵、防水、防磁、防靜電、防污損性能適合惡劣環(huán)境條件下 工作，信號的穿透能力強、可穿透人體、衣物、墻壁等，數(shù) 據(jù)傳輸量小、抗干擾能力強、感應靈敏、易于維護和操作， 同時支持實時快速讀寫、非可視識別、移動動態(tài)識別、多目 標識別，為路面車輛信息的采集提供有效措施。通過給機動 車安裝電子標簽，相當于給每輛汽車配備了一個電子身份 證，當這類汽車通過裝有射頻掃描器的交通流信息采集設備 時，可以采集到車速、占有率、流量、以及車輛的詳細信息 （車型、號牌、顏色、車長、車主、排量、安全檢驗等等）。通過遍布路網(wǎng)的神經(jīng)元（射頻掃描器），可以采集到路網(wǎng)中 所有

17、運行車輛的詳細信息，從而得到路網(wǎng)的各項交通運行信 息。在靜態(tài)信息采集方面，通過對交通標志、交通防護設施、 交通安全設施等各種靜態(tài)交通設施安裝電子標簽，有效的解 決設備信息的采集問題，通過物聯(lián)網(wǎng)絡，交通管理部門可以 方便、高效的讀取到路網(wǎng)上的所有設備的信息，提高信息采 集和管理效率。2、交通安全管理領域主要應用于自動駕駛，安全車速、車距控制，電子標志、 標線和電子車牌等方面。（1）自動駕駛結合無線通訊系統(tǒng)和自動控制方法開發(fā)新一代汽車自 動駕駛技術。無線通訊可以使行駛中的車輛互相確認對方的 位置，自動控制車輛行駛，避免事故并緩解城市道路擁堵。 同時汽車能夠接收設在紅綠燈和十字路口等處通訊裝置發(fā) 出

18、的電波信號，讓駕駛者知悉周圍車輛情況，自動減速，以 保持安全車距。（2）安全車速、車距控制通過車身的電子標簽和短距離無線通訊技術，行駛在道 路上的汽車能夠相互識別并且相互通訊。我們可以即時檢測 到行駛中的汽車之間的相對距離和速度，當車距小于安全距 離時，立即自動降低車速，并提醒駕駛員保持安全車距和車 速，避免交通事故。（3）電子交通標線、標志在交通標志、交通標線上安裝電子標簽，通過車載接收 檢測設備，駕駛員可以自動獲取車輛經(jīng)過路段的標志、標線 信息以及其他重要信息。例如：汽車即將駛入限速路段的范 圍時，車載檢測設備會自動檢測到路側的電子標志中設置的 當前路段的限速值以及道路情況信息并告知駕駛員

19、，當駛出 限速范圍時則提醒駕駛員解除限速；當汽車壓上裝有電子標 簽的雙黃線時，發(fā)出警告告知駕駛員正在壓線行駛，提醒駕 駛員及時糾正違法行為。（4）電子車牌“套牌車”及其它假牌車，不僅造成國家稅費的大量流失， 也給交通管理工作帶來極大的困難，這些車輛違法行為突 出，嚴重危害道路交通安全和秩序，并且一旦這樣的車輛發(fā)生 交通事故，逃逸偵破困難，高昂的醫(yī)療、損害賠償?shù)荣M用的 支付就很難到位。目前交通管理部門查證假牌交通違法行為 還停留在“路面抽查”、“經(jīng)驗比對”這些老方法上，缺乏行至 有效的查處手段，因此不可避免會有“漏網(wǎng)之魚”，而經(jīng)常開 展集中整治，又浪費警力和時間，投入的人力物力很大，收 效卻不明

20、顯，使執(zhí)法成本過高。利用電子標簽卡內(nèi)序列號固 化且唯一、安全性高、具有不可替代性，數(shù)據(jù)經(jīng)過加密、有 完善、保密的通訊協(xié)議的特性，通過安裝設置了電子標簽的 汽車電子牌照，可以有效的解決以上問題。通過遍布路面的 檢測設備，可以，有效的杜絕假牌、套牌車輛上路行駛，降 低交通安全隱患。3、交通指揮與控制領域主要用于公交優(yōu)先和現(xiàn)場交通控制。城市公交優(yōu)先系統(tǒng)中，公交車輛自動定位是關鍵技術。 利用運營公交車輛的空間位置信息，可以判斷城市道路交通 流的運行狀態(tài)并預估下一車輛的到達時間，為乘客選擇出行 方式和安排出行計劃提供信息，并為公交車輛的運營調(diào)度提 供幫助。目前公交車輛自動定位一般采用GPS全球定位系 統(tǒng)

21、。雖然GPS全球定位系統(tǒng)能精確實現(xiàn)運營公交車輛的實時 定位，但系統(tǒng)安裝和運行成本較高。將無線射頻識別技術引 入公交車定位系統(tǒng)，通過安裝在城市中道路范圍內(nèi)的RFID 讀寫器單元，我們可以接收到公交車輛的實時信息，并通過 物聯(lián)網(wǎng)絡共享，在公交站臺提供公交車的預計到達時間、當 前位置、車載狀況等信息。通過路口的公交車輛和路口信號 控制機可以實時通訊，為公交信號的優(yōu)先放行提供控制手 段。通過短程無線通訊技術，路面的民警能夠在路口、路段 控制現(xiàn)場的各類交通設備、設施，直接干預交通信號控制， 協(xié)調(diào)交通流，緩解交通擁堵。4、交通信息服務領域主要是提供面向不同受眾的個性化交通信息服務。通過 物聯(lián)網(wǎng)絡，各種物體

22、（機動車、非機動車、駕駛人、交通信 息發(fā)布設備）得以被識別并相互聯(lián)通，在大范圍的發(fā)布公共 交通信息的同時，也可以對特定地理范圍、特定類型物體或 者指定個體的提供對應的交通信息服務，做到有的放矢，提 高交通信息服務的針對性和有效性。5、電子收費管理領域主要用于公路收費、停車收費、擁堵收費、繳納罰款等。 由于在汽車上安裝了電子標簽，當裝有電子標簽的車輛通過 裝有射頻掃描器的專用隧道、停車場、高速公路路口、擁堵 區(qū)域時，無需停車繳費，大大提高了行車速度，提高了通行 效琴6、道路交通基礎設施管理領域隨著公安交通科技的飛速發(fā)展，路面大量交通管理設備 的應用，交通管理部門面臨如何對路面上數(shù)量龐大的各類設

23、備進行高效科學管理的問題。道路交通管理部門每年都要針 對道路上交通采集、監(jiān)控、控制等等各類設備進行大量的保 養(yǎng)、調(diào)整、維護等工作，同時還有數(shù)以萬計的新增設備并網(wǎng) 運行，以上原因造成設備調(diào)動管理和資產(chǎn)清查工作異常艱 巨！傳統(tǒng)方式的前臺目前仍以人工方式進行，現(xiàn)場清點、手 抄、錄入、匯總，多種人工參與后才能將采集的設備資產(chǎn)信 息導入后臺的計算機數(shù)據(jù)庫。設備資產(chǎn)管理中的大量人工參 與造成了流程復雜、時間長、實時性差、管理難度大、差錯 率高等問題，最終降低了設備利用率，增加了管理和維護成 本。通過給每個設備安裝電子標簽，并連接物聯(lián)網(wǎng)絡從而實 現(xiàn)遠程、動態(tài)、實時的設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，替換傳統(tǒng)資產(chǎn)管 理方式的前臺人工數(shù)據(jù)采集，可以更好的與后臺計算機數(shù)據(jù) 庫結合，形成全智能化的設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)，從而大大提高 設備利用