智能交通物聯(lián)網(wǎng)研究報告

智能交通物聯(lián)網(wǎng)研究報告北京理工大學自動化學院-09-050前言智能交通系統(tǒng)(ITS)，是指將先進的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機解決技術(shù)等應(yīng)用于整個交通運輸管理體系從而形成的一種信息化、智能化、社會化的交通運輸綜合管理和控制系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)使交通基礎(chǔ)設(shè)施能發(fā)揮最大效能。該技術(shù)于上世紀80年代來源于美國，隨即各國都主動謀求在這一領(lǐng)域中的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)、移運通信網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通已見雛形，在將來幾年將含有極強的發(fā)展?jié)摿Α?智能交通系統(tǒng)21世紀將是公路交通智能化的世紀，人們將要采用的智能交通系統(tǒng)，是一種先進的一體化交通綜合管理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，車輛靠自己的智能在道路上自由行駛，公路靠本身的智能將交通流量調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)，借助于這個系統(tǒng)，管理人員對道路、車輛的行蹤將掌握得一清二楚。傳統(tǒng)的都市交通管理基本是自發(fā)進行的，每個駕駛者根據(jù)自己的判斷選擇行車路線，交通信號標志僅僅起到靜態(tài)的、有限的指導作用。這造成都市道路資源未能得到最高效率的運用，由此產(chǎn)生不必要的交通擁堵甚至癱瘓。而智能交通系統(tǒng)能夠?qū)⑷寇囕v和道路信息實時收集起來，并通過計算解決中心動態(tài)地計算出最優(yōu)的交通指揮方案和車行路線。智能交通是一種綜合性體系，它包含的子系統(tǒng)大致可分為下列幾個方面：一、車輛控制系統(tǒng)。指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達或紅外探測儀，能夠精確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急狀況，車載電腦能及時發(fā)出警報或自動剎車避讓，并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車速度，人稱“智能汽車”。現(xiàn)在，美國已有3000多家公司從事高智能汽車的研制，已推出自動恒速控制器、紅外智能導駛儀等高科技產(chǎn)品。二、交通監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)類似于機場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系。哪里發(fā)生了交通事故。哪里交通擁擠，哪條路最為暢通，該系統(tǒng)會以最快的速度提供應(yīng)駕駛員和交通管理人員。三、運行車輛高度管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦、高度管理中心計算機與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊，來提供商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運行效率。該系統(tǒng)通訊能力極強，能夠?qū)θ珖酥粮蠓懂爟?nèi)的車輛實施控制。現(xiàn)在，行駛在法國巴黎大街上的20輛公共汽車和英國倫敦的約2500輛出租汽車已經(jīng)在接受衛(wèi)星的指揮。四、旅行信息系統(tǒng)。是專為外出旅行人員及時提供多個交通信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供信息的媒介是多個多樣的，如電腦、電視、電話、路標、無線電、車內(nèi)顯示屏等，任何一種方式都能夠。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統(tǒng)中獲得所需要的信息。有了該系統(tǒng)，外出旅行者就能夠眼觀六路、耳聽八方了。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)也開始實現(xiàn)不停車收費、交通信號燈智能控制、智能抓拍違章車輛等功效?，F(xiàn)在我國的智能交通系統(tǒng)重要有三部分：1）都市智能交通為了緩和越來越大的都市交通壓力，智能交通系統(tǒng)在我國都市交通管理中得到了重視和應(yīng)用。都市智能交通系統(tǒng)是通過先進的交通信息采集技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)和計算機解決技術(shù)等，把采集到的多個道路交通信息和多個道路交通有關(guān)的服務(wù)信息傳輸?shù)蕉际薪煌ㄖ笓]中心，交通指揮中心對來自交通信息采集系統(tǒng)的實時交通信息進行分析解決，并運用交通控制與交通組織優(yōu)化模型進行交通控制方案的優(yōu)化，通過分析解決和優(yōu)化后的綜合交通管理方案和交通服務(wù)信息等內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)備分別傳輸?shù)蕉鄠€交通控制設(shè)備和交通系統(tǒng)的各類顧客或通過公布設(shè)備為道路使用者服務(wù)，以實現(xiàn)對都市交通的全方位優(yōu)化管理與控制，為各類顧客提供全方面的交通信息服務(wù)。2）城際智能交通在城際交通方面，隨著著中國高速公路投資規(guī)模的不停擴大，建設(shè)里程的不停增加，高速公路管理所需交通工程設(shè)施，特別是高速公路的通信、監(jiān)控和收費系統(tǒng)需求量將不停擴大。高速公路智能交通系統(tǒng)是以信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計算機技術(shù)和交通工程等技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性、集成化大系統(tǒng)，重要由監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和收費系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。近20年來，隨著中國高速公路投資規(guī)模的不停擴大，建設(shè)里程的不停增加，如何提高高速公路使用效率、安全和舒適程度和管理水平，減少能源消耗，減少環(huán)境污染成為迫切需要解決的問題。建設(shè)和運用高速公路智能交通系統(tǒng)成為解決這一難題的重要手段。3）城軌智能交通都市軌道交通已經(jīng)成為都市公共交通系統(tǒng)的一種重要構(gòu)成部分。國外都市軌道交通起步較早，世界重要大都市大多有成熟的軌道交通系統(tǒng)。倫敦、東京、舊金山、紐約線網(wǎng)密度（線網(wǎng)公里／平方公里），分別是0.74、0.79、1.28和0.76公里，北京、上海、廣州的線網(wǎng)密度分別為0.09、0.09、0.07公里，與國際大都市差距明顯；倫敦、東京、舊金山、紐約每萬人擁有軌道線網(wǎng)長度為1.64、0.61、1.96、0.77公里，北京、上海、廣州分別為0.13、0.07、0.05公里，與國外相比差距較大。根據(jù)國外的經(jīng)驗，加大軌道線網(wǎng)密度不僅能夠增進都市公共交通的發(fā)展，還能夠提高土地集約運用程度，形成良好的都市空間構(gòu)造與用地布局。都市軌道交通智能化系統(tǒng)市場規(guī)?？焖僭黾?。截至年6月30日，全國48個人口超百萬大都市，其中25個都市開展軌道交通建設(shè)前期工作，總規(guī)劃里程超出5000公里，總投資估算超出8,000億元。隨著我國都市化率的提高，在可預(yù)見的將來20年內(nèi)，軌道交通將始終處在高速發(fā)展時期。根據(jù)漢鼎咨詢市場研究預(yù)計，年我國都市軌道交通智能化系統(tǒng)市場規(guī)模為31億元，較年增加12.73%，預(yù)計市場規(guī)模將達62.5億元。年到年我國都市軌道交通智能化系統(tǒng)市場規(guī)模年均增加率超出10%。智能交通系統(tǒng)不僅是現(xiàn)在國際交通運輸研究領(lǐng)域的熱點和前沿，更是我國發(fā)展低碳經(jīng)濟、提高產(chǎn)業(yè)競爭力、合理規(guī)劃都市發(fā)展，和解決民生交通問題的一種重要途徑。2智能交通迅猛發(fā)展的背景2.1汽車發(fā)展的社會化工業(yè)化國家在市場經(jīng)濟的指導下，大都經(jīng)歷了經(jīng)濟的發(fā)展增進汽車的發(fā)展，而汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又刺激經(jīng)濟發(fā)展的過程，從而這些國家盡早實現(xiàn)了汽車化的時代。現(xiàn)在北京的汽車保有量已經(jīng)超出400萬輛。汽車化社會帶來的諸如交通阻塞、交通事故、能源消費和環(huán)境污染等社會問題日趨惡化，交通阻塞造成的經(jīng)濟損失巨大，使道路設(shè)施十分發(fā)達的美國、日本等也不得不從以往只靠供應(yīng)來滿足需求的思維模式轉(zhuǎn)向采用供、需兩方面共同管理的技術(shù)和辦法來改善日益鋒利的交通問題，這些建立在汽車輪子上的工業(yè)國家在探索既維護汽車化社會，又要緩和交通擁擠問題的方法中，旨在借助當代化科技改善交通狀況達成“保障安全，提高效率、改善環(huán)境、節(jié)省能源”目的的智能交通系統(tǒng)（ITS）概念便逐步形成。2.2不停加緊的城鄉(xiāng)化進程城鄉(xiāng)化進程將帶動智能交通系統(tǒng)迅猛發(fā)展：1）都市化進程對城際之間的交通基礎(chǔ)設(shè)施的需求大大增強?，F(xiàn)在我國高速公路僅覆蓋了省會都市和城鄉(xiāng)人口超出了50萬的大都市，在城鄉(xiāng)人口超出20萬的中檔都市中，只有60%有高速公路連接。根據(jù)《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》，國家高速公路網(wǎng)將連接全國全部的省會級都市、現(xiàn)在城鄉(xiāng)人口超出50萬的大都市以及城鄉(xiāng)人口超出20萬的中檔都市，覆蓋全國10多億人口。隨著著高速公路投資規(guī)模的擴大，智能交通系統(tǒng)的需求量也將不停擴大。2）都市化和汽車普及進程的加緊不停加劇了各大都市的交通擁堵狀況，通過智能交通可有效緩和交通供需矛盾。我國絕大多數(shù)大都市布局形態(tài)都是從集中型布置的單中心發(fā)展起來，形成中心區(qū)布局緊湊，人口密度高，活動高度密集的特點。根據(jù)建設(shè)部的統(tǒng)計顯示，我國都市人均道路面積僅為10.6平方米，遠遠低于國外都市人均道路面積15-20平方米，同時都市的機動車保有量正以15%的高速率增加、而都市道路的增加率則僅為3%左右。這一矛盾讓涉及上海、北京、廣州、重慶等大中都市都面臨著交通不暢與不安全的問題。在大都市用于道路建設(shè)土地資源有限、土地價格高昂的狀況下，進行大規(guī)模道路拓寬改造并不可行，只有通過交通智能化和信息化的建設(shè)，才干有效緩和交通供需矛盾。3）都市交通管理系統(tǒng)將來的市場需求持續(xù)增加。將來幾年將是中國智能交通發(fā)展的上升時期，將對提高都市交通設(shè)施運用效率、提高交通系統(tǒng)服務(wù)水平、增進節(jié)省型都市交通系統(tǒng)產(chǎn)生主動影響。從各省市發(fā)展規(guī)劃來看，中國大多數(shù)都市正在大規(guī)模增設(shè)公交道，建設(shè)新的軌道交通，以構(gòu)建大公交網(wǎng)絡(luò)。國家和地方政府將投入大量資金采購應(yīng)用于公交、地鐵、輕軌和出租車的多個智能交通解決方案和產(chǎn)品。同時，由于城鄉(xiāng)化進程加緊，都市交通的城鄉(xiāng)一體化趨勢日益明顯，交通信息化的范疇逐步向城鄉(xiāng)郊區(qū)擴展。在將來三年中，全國都市交通智能化的水平將有顯著提高。隨著國家40000億擴大內(nèi)需的投入，行業(yè)的發(fā)展將迎來前所未有的機遇。預(yù)計我國智能交通投資在將達成190.4億元。2.3人類環(huán)境的可持續(xù)工業(yè)化國家在工業(yè)化、都市化發(fā)展的進程中面臨著日益嚴重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，這一問題在發(fā)展中國家同樣存在，20世紀50年代以來，生存與發(fā)展問題成為人類社見面臨的最急迫的任務(wù)，1972年聯(lián)合國人類環(huán)境會議上通過了《人類環(huán)境宣言》。按世界經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)律，都市化水平達成30%以上，將出現(xiàn)經(jīng)濟的飛速發(fā)展階段，美國、日本、英國等發(fā)達國家，在1990年都市化水平達成了75%、77%、89%，這些國家針對交通發(fā)展對資源和環(huán)境的影響，逐步調(diào)節(jié)交通運輸體系與構(gòu)造。這些國家都經(jīng)歷了為滿足車輛發(fā)展的需求，而大力開發(fā)建設(shè)交通基礎(chǔ)設(shè)施（如美國1944年規(guī)劃的7萬km高速公路規(guī)劃，通過50年一基本完畢，但仍產(chǎn)生擁擠和阻塞），在大量土地、燃油等資源占用和消耗的同時，不僅交通需求沒有完全滿足，并且還造成汽車尾氣由于道路擁擠排放量劇增，不僅經(jīng)濟造成巨大損失，并且給環(huán)境帶來惡劣影響。60、70年代以來，由于石油危機及環(huán)境惡化，工業(yè)化國家開始采用以提高效益和節(jié)省能源為目的的交通系統(tǒng)管理（TSM）和交通需求管理（TDM）同時大力發(fā)展大運量軌道及實施工交優(yōu)先政策，在社會可持續(xù)化發(fā)展的目的下調(diào)節(jié)運輸構(gòu)造，建立對能源均衡運用和環(huán)保最優(yōu)化的交通運輸體系。ITS作為綜合解決交通問題，保護社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新一代交通運輸系統(tǒng)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展在發(fā)達國家孕育發(fā)展，90年代后來，成為世界范疇內(nèi)的重要發(fā)展趨勢。智能交通同樣與我國的國情分不開的。汽車的能源消耗是現(xiàn)在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式所面臨的一種突出問題?，F(xiàn)在，中國的石油消耗量僅次于美國智能建筑展會信息,行業(yè)招聘,信息化,系統(tǒng)集成,布線,安防,總包,綜合布線，居全球第二。，中國原油進口量初次突破2億噸，進口依存度達成56%。我國交通運輸業(yè)的石油消費量僅次于工業(yè)，占總消耗量的25%左右。同美國的每輛汽車每年消耗1.8噸燃油、歐盟的1.5噸、日本的1.1噸相比，中國高達2.3噸，能源運用率較低。在污染排放上，我國機動車氮氧化物排放量占排放總量的30%，一輛轎車一年排出有害廢氣比本身重量大3倍，并且，我國都市交通擁堵也已經(jīng)日益嚴重，大概有30%的汽油是消耗在堵車的時候。面對這些交通運輸業(yè)帶來的能耗、污染以及擁堵問題，發(fā)展智能交通是解決思路之一。智能交通能夠提高道路使用效率，使交通堵塞減少約60%，使短途運輸效率提高近70%，使現(xiàn)有道路的通行能力提高兩至三倍。車輛在智能交通體系內(nèi)行駛，停車次數(shù)能夠減少30%，行車時間減少13%～45%，車輛的使用效率能夠提高50%以上。智能交通能夠大幅減少汽車能耗。通過智能交通控制，由于平均車速的提高帶來了燃料消耗量的減少和排出廢氣量的減少，汽車油耗也可由此減少15%。以中國7000萬輛汽車保有量測算，每年可減小約2500萬噸汽油的消耗，占了每年成品油進口量的二分之一以上。同時，智能建筑資訊,智能建筑資料,智能建筑產(chǎn)品,智能建筑行業(yè)動態(tài)交通的順暢將大幅度減少車輛在路上的停滯時間，使得汽車尾氣的排放大大減少，從而改善空氣質(zhì)量。據(jù)測算，全國汽車發(fā)動機空轉(zhuǎn)的時間每減少1分鐘，就可減少1000噸汽油轉(zhuǎn)化的廢氣排放。推動智能交通，可使中國溫室氣體的排放量減少25%～30%。2.4信息技術(shù)的智能化交通管理的科學化、當代化，始終是人們綜合治理、解決交通問題而追尋的目的，早期的交通信號控制系統(tǒng)裝置采用了電子、傳感、傳輸?shù)燃夹g(shù)實現(xiàn)科學管理，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)科學以及GPS、信息通訊的普及和應(yīng)用，交通監(jiān)視控制系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)等在交通管理中發(fā)揮了很大作用。隨著互聯(lián)網(wǎng)、移運通信網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)等互聯(lián)互通的信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，信息技術(shù)正向著智能化演進。能夠預(yù)期，將來都市中的傳感器網(wǎng)絡(luò)將無處不在，將與移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線互聯(lián)網(wǎng)一起作為智能都市的神經(jīng)未梢，解決智能都市的實時數(shù)據(jù)獲取和傳輸問題，形成能夠?qū)崟r反饋的動態(tài)控制系統(tǒng)。同時，通過對數(shù)據(jù)的智能分析，系統(tǒng)含有一定的決策能力，為智能交通等智慧都市中所需的信息服務(wù)提供了必要的智能化支撐。3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按商定的合同實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全方面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其重要特性是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的多個信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進行分析解決，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。現(xiàn)階段，其應(yīng)用重要為傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將引發(fā)新一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)砀偁幍闹聘唿c和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力。我國早在十數(shù)年前就開始了物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)領(lǐng)域的研究，技術(shù)和原則與國際基本同時。突破了一批核心技術(shù)，形成了一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并在國際原則制訂中獲得一定話語權(quán)。智能交通、智能安防、智能物流、公共安全等領(lǐng)域的示范應(yīng)用在北京、上海、廣東、浙江等其它省市已初步展開。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動智能化的進程。物聯(lián)網(wǎng)并不僅僅是概念，而是一種理念，已經(jīng)在多個行業(yè)顯現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的雛形。從短期看，在鐵路、交通、電力、治安、石化、都市管理等各個領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)已展開布局。從中期看，無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)逐步形成，各地政府也在主動推動。從長久看，政府將有一系列政策推動和行業(yè)原則制訂，待盈利模式成熟，行業(yè)將獲得大范疇推動。作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要構(gòu)成部分，智能交通含有行業(yè)市場成熟度較高，行業(yè)傳感技術(shù)成熟，政府扶持力度大的特點，在建設(shè)“數(shù)字都市”和“智慧都市”的標語中，智能交通系統(tǒng)在許多都市已經(jīng)開始規(guī)模化應(yīng)用，市場前景廣闊，投資機會巨大，將成為將來幾年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域已有雛形，例如“車-路”信息系統(tǒng)始終是智能交通發(fā)展的重點領(lǐng)域。在國際上，美國的IVHS、日本的VICS等系統(tǒng)通過車輛和道路之間建立有效的信息通信，實現(xiàn)智能交通的管理和信息服務(wù)。然而要在交通領(lǐng)域做到無處不在的感知網(wǎng)絡(luò)，還需要一段時間?，F(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)為RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。RFID含有車輛通信、自動識別、定位和遠距離監(jiān)控等功效，是物聯(lián)網(wǎng)的基本感知和識別技術(shù)之一，在移動車輛的識別和管理系統(tǒng)方面有著非常廣泛的應(yīng)用。RFID已經(jīng)成為服務(wù)ITS重要的信息技術(shù)；另外，作為汽車數(shù)字化原則信源之一的RFID技術(shù)也是實現(xiàn)“車聯(lián)網(wǎng)”的重要技術(shù)條件。現(xiàn)在，RFID技術(shù)重要在智能公交定位管理和信號優(yōu)先、智能停車管理、車輛類型及流量信息采集、路橋電子不停車收費、高速公路多義性途徑識別及車輛速度計算分析等方面獲得了一定的應(yīng)用成效。而物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在識別上，也要發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢?；赗FID等標簽技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)概念也開始被通用、大眾等汽車產(chǎn)商提出。“車聯(lián)網(wǎng)”的概念更能體現(xiàn)RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用?！败嚶?lián)網(wǎng)”是指裝載在車輛上的電子標簽通過RFID等識別技術(shù)，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上對全部車輛的屬性信息和靜、動態(tài)信息進行提取和有效運用，并根據(jù)不同的功效需求對全部車輛的運行狀態(tài)進行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。國家正在推動汽車數(shù)字化原則信源技術(shù)的發(fā)展。汽車數(shù)字原則信源技術(shù)是基于RFID開發(fā)的涉車信息資源的應(yīng)用技術(shù)，它的開發(fā)將推動“車聯(lián)網(wǎng)”和RFID產(chǎn)業(yè)化進程。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)用于交通系統(tǒng)的監(jiān)控等應(yīng)用中。近年來，美國、日本和歐洲的發(fā)達國家正加緊研究基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)。例如，密西根科技大學年提出將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于智能交通，并對節(jié)點間組網(wǎng)及信息交互進行了仿真與實驗；K.Xing等人提出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高速公路安全預(yù)警新辦法，較好地迎合了ITS大會所提出的“零傷亡，零延遲”的目的。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能交通的諸多方面都有著廣泛的應(yīng)用前景,如交通數(shù)據(jù)采集、交通信息公布、電子收費、智能交通信號控制、停車管理、綜合信息服務(wù)平臺、智能公交與軌道交通、交通誘導系統(tǒng)和綜合信息平臺技術(shù)等。除了RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，3G技術(shù)的發(fā)展也給智能交通的信息傳輸帶來解決方案。3G技術(shù)的發(fā)展和3G網(wǎng)絡(luò)的商用，為智能交通的數(shù)字、語音和視頻圖像等信息的實時傳輸、監(jiān)控、調(diào)度發(fā)揮了重要作用。影響道路暢通的基本因素為：人、車、路、環(huán)境這四個基本元素。智能交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)當分為下列重要功效模塊：一、信息檢測感知系統(tǒng)。通過磁、RFID、GPS等傳感器手段檢測道路車輛實時流量；通過雷達等傳感器手段監(jiān)測車輛實時車速；通過視頻傳感器畫面實時監(jiān)測交通事故事件。通過以RFID技術(shù)和傳感器技術(shù)在獲取物體接入的智能的狀態(tài)信息，對物理世界和虛擬世界進行建立。二、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器采集的信息能夠通過互聯(lián)網(wǎng)、3G或其它方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)解決中心，構(gòu)成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。有了虛擬世界后來能夠通過實時數(shù)據(jù)的采集，通過大量的網(wǎng)絡(luò)智能化的計算形成物和物相連，形成整個系統(tǒng)協(xié)同的運作。三、信息解決與決策系統(tǒng)。涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集中心；數(shù)據(jù)智能解決分析中心；智能交通路線誘導系統(tǒng)；照能控制系統(tǒng)；交通環(huán)境控制系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)是把物品智能連接起來，采用云計算等智能計算的技術(shù)對信息進行分析和解決，提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)決策和控制，為社會提供先進的基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)智能網(wǎng)絡(luò)，更加好地服務(wù)于交通管理。例如，為了更加好的保障世博期間的車輛安全，上海電信將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到世博的交通監(jiān)控上，該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過視頻與傳感器技術(shù)結(jié)合的方式，通過對煙霧、振動和加速度等元素的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的車速、開關(guān)門、急剎車、碰撞、側(cè)翻、超速、越界(偏離運行路線)等狀況進行實時監(jiān)測，還能夠?qū)ξｋU品進行監(jiān)測，此套物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)在世博正式開幕之前投入運行應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)不再是一種離人們遙遠的技術(shù)名詞，它將實實在在走進人們的生活，為世博會的召開做出奉獻。此套物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由中興通訊為上海電信建設(shè)。另外，在上海世博會上，瑞典館斯德格爾摩都市也展示了最新的物聯(lián)網(wǎng)智能都市交通。通過物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、移運通信等支撐技術(shù)，能夠建設(shè)都市地面交通智能管理平臺，涉及中心城區(qū)流量實時監(jiān)測與動態(tài)誘導系統(tǒng)、機動車定點測速系統(tǒng)、闖禁車輛智能抓拍系統(tǒng)和交通信號燈智能控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。同時也可建設(shè)停車場智能誘導和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)信息查詢、車位預(yù)約和自動收費等功效。在無錫、北京、上海、成都等都市的最新物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要中，都把智能交通作為重點示范工程來建設(shè)。鄭州、深圳其它大中都市也開始提案應(yīng)抓住機遇將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)率先應(yīng)用于智能交通領(lǐng)域中?，F(xiàn)在，我國在智能交通物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)聚集了大量公司進行研究探索，重要涉及：1)都市智能交通（銀江股份、寶信軟件）；2)城際智能交通（交際發(fā)展、皖通科技）；3)城軌智能交通（賽為智能、同方股份、鍵橋通訊、眾合機電）。4北京智能交通物聯(lián)網(wǎng)榮獲國家科技進步一等獎的北京市公安局公安交通管理局“都市智能交通管理指揮控制系統(tǒng)”，讓首都交通管理步入科技時代。十年來，首都交管部門構(gòu)建了以“一種中心、三個平臺、八大系統(tǒng)”為核心的智能交通管理系統(tǒng)體系框架，高度集成了視頻監(jiān)控、單兵定位、122接處警、GPS警車定位、信號控制、集群通信等近百個應(yīng)用子系統(tǒng)，達成了733T的實時海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的高度融合，強化了智能交通管理的實戰(zhàn)能力。在北京的環(huán)路上，安裝著157個高清攝像頭，它們能夠自動記數(shù)，統(tǒng)計交通流量；當?shù)缆飞习l(fā)生事故、擁堵、路面積水、道路遺灑等9種意外事件時，系統(tǒng)便會自動對意外事件全程錄像、自動報警?，F(xiàn)在北京大部分時間主干道都在飽和交通量以上運轉(zhuǎn)，交通非常脆弱，一種點發(fā)生意外事件都可能造成局部擁堵，這就規(guī)定交管部門對意外交通事件快速發(fā)現(xiàn)、快速出警、快速處置。在北京的快速路、主干路網(wǎng)中，有上萬個檢測線圈，它們埋在靠近路口的地面下，通過電子感應(yīng)傳遞到檢測器，就像都市的神經(jīng)末梢，24小時自動采集路面交通流量、流速、占有率等運行數(shù)據(jù)。另外，超聲波、微波、視頻等科技設(shè)備也隨時檢測著交通信息，它們通過系統(tǒng)后臺的整合、分析、解決，除了以圖形的方式在地圖上顯示出實時動態(tài)路況信息外，還能夠精確發(fā)現(xiàn)道路上的異常狀況。這套交通流量檢測系統(tǒng)還能自動與前四周的有關(guān)數(shù)據(jù)進行對比，如果車流量、擁堵狀況超出了歷史平均的常量，系統(tǒng)便自動發(fā)出警告提示，交管部門便能夠據(jù)此布署警力。，北京開工建設(shè)智能交通管理系統(tǒng)三期項目，總投資達14億元，計劃用三年時間完畢中心城區(qū)及部分高速路的智能交通系統(tǒng)，將五環(huán)路以內(nèi)現(xiàn)有道路的綜合覆蓋率由30%提高到70%。北京市發(fā)改委主任張工表達，“智能交通”將成為北京建設(shè)綠色當代化世界都市的基礎(chǔ)。在北京市已頒布的《北京交通發(fā)展綱要》中，明確了初步實現(xiàn)智能化交通管理的近期目的，并將建立智能交通系統(tǒng)為技術(shù)支持的“新北京交通體系”作為該市交通發(fā)展的久遠目的，其中以無線傳感器為基礎(chǔ)的智能交通控制系統(tǒng)是發(fā)展的重點。智能交通系統(tǒng)(ITS)應(yīng)用在都市交通中重要體現(xiàn)在微觀的交通信息采集、交通控制和誘導等方面，通過提高對交通信息的有效使用和管理來提高交通系統(tǒng)的效率。信息采集子系統(tǒng)通過傳感器采集車輛和路面信息，方略控制子系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的目的運用計算辦法計算出最佳方案，并輸出控制信號給執(zhí)行子系統(tǒng)，以引導和控制車輛的通行，達成預(yù)設(shè)的目的。對于北京地鐵的發(fā)車間隔來說，在智能交通體系下，例如由2分縮短到1分半鐘，正是智能交通系統(tǒng)通過對多個信息的采集、復(fù)雜度極高的解決來實現(xiàn)的?，F(xiàn)在，隨著3G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進步，智能交通正在向“新一代智能交通”發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種融合短程無線通訊技術(shù)、微電子傳感器、嵌入式系統(tǒng)的新技術(shù)，逐步被用于新一代智能交通系統(tǒng)等需要數(shù)據(jù)采集與檢測的有關(guān)領(lǐng)域，從而給都市智能交通帶來一次全新的升級?；跓o線傳感網(wǎng)下的智能交通，在交通信息采集方面，其終端節(jié)點通過采用非接觸式地磁傳感器來定時收集和感知區(qū)域內(nèi)車輛的速度、車距等信息。當車輛進入傳感器的監(jiān)控范疇后，終端節(jié)點通過磁力傳感器來采集車輛的行駛速度等重要信息，并將信息傳送給下一種定時醒來的節(jié)點。當下一種節(jié)點感應(yīng)到該車輛時，結(jié)合車輛在兩個傳感器節(jié)點間的行駛時間預(yù)計，就可估算出車輛的平均速度。多個終端節(jié)點將各自采集并初步解決后的信息通過匯聚節(jié)點匯聚到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，進行數(shù)據(jù)融合，獲得道路車流量與車輛行使速度等信息，從而為路口交通信號控制提供精確的輸入信息。通過給終端節(jié)點安裝溫濕度、光照度、氣體檢測等多個傳感器，還能夠進行路面狀況、能見度、車輛尾氣污染等檢測。北京的歷史文物古跡約占舊城區(qū)面積的42%，道路不可能無限拓寬，公共交通智能化是改善交通的不二選擇，傳感網(wǎng)及RFID技術(shù)成為智能交通的發(fā)展趨勢。據(jù)理解，現(xiàn)在北京全市各重要街道均埋設(shè)有感應(yīng)線圈，只要有車輛軋過，線圈就有電磁感應(yīng)，并向計算機系統(tǒng)傳達這一信息，計算機根據(jù)兩個方向的車流量對紅綠燈進行實時配時。北京的智能交通系統(tǒng)建設(shè)一、二期項目從1998年開始，為了迎接國慶50周年大慶，1999年，北京市交通系統(tǒng)上馬了交通指揮中心、長安街交通信號智能系統(tǒng)、交警GPS系統(tǒng)、環(huán)路電視監(jiān)控系統(tǒng)和駕駛員信息綜合管理系統(tǒng)等五大科技工程。“在北京，無線傳感器技術(shù)被‘智能交通’采用是在之后，”北京郵電大學專家吳建平說，“電子收費、交通安全與自動駕駛、停車管理、交通信息采集和解決系統(tǒng)是傳感器技術(shù)應(yīng)用的重要場景。”北京智能交通系統(tǒng)三期建設(shè)將大規(guī)模應(yīng)用RFID技術(shù)。為傳感網(wǎng)提供信息采集的RFID含有識別距離遠、存儲量大、讀取速度快、可應(yīng)用范疇廣等優(yōu)點，因此非常適合在智能交通和停車管理方面使用?！艾F(xiàn)在假牌照、無牌照、黑車等問題始終沒有得到根除，采用RFID技術(shù)實現(xiàn)車輛電子注冊管理系統(tǒng)就是有效解決這一問題的辦法之一。車輛注冊登記后加載RFID電子車牌，每個標簽都有一種全球唯一的ID號碼——UID，制作芯片時，UID被放在ROM中，無法修改，能夠?qū)崿F(xiàn)防偽功效。同時標簽?zāi)軌虮贿h距離識別，無需停車及干預(yù)就能夠檢查?！北本┙还芫钟嘘P(guān)人士表達。北京智能交通系統(tǒng)在國慶大閱兵期間起到重要保障作用。通過無線傳感技術(shù)，交管指揮中心顯示屏能夠?qū)崟r顯示交通流量、流速、占有率等運行數(shù)據(jù)，并自動檢測出各環(huán)路的交通事故和擁堵等交通事件，進行報警和錄像。另外，在北京市二環(huán)路，智能交通系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崟r遙測汽車尾氣污染數(shù)據(jù)，補充和完善了北京原有的空氣質(zhì)量監(jiān)測體系。隨著智能交通系統(tǒng)的逐步完善，作為下一步發(fā)展目的，北京將有望實現(xiàn)手機接受實時路況信息?，F(xiàn)在，交管部門正在進行手機短信公布路況信息測試，很快的將來，涉及實時路況、幾分鐘至幾天的交通狀況預(yù)報，都將出現(xiàn)在市民的手機上?，F(xiàn)在，北京全市1535處路口已經(jīng)實現(xiàn)智能控制，在市交管局指揮中心，民警能夠通過交通信號控制系統(tǒng)實時查看重要路口的放行狀態(tài)、車輛排隊長度以及路口信號控制參數(shù)，可實現(xiàn)在一種路口控制32股交通流。據(jù)交管部門統(tǒng)計，車輛在路口擁堵1分鐘，擁堵距離將達成100米，最少需要5分鐘的時間才干恢復(fù)正常。有了智能控制系統(tǒng)后，通過埋設(shè)的感應(yīng)線圈，控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r掌握車流量的大小，并根據(jù)車流量，自動調(diào)節(jié)放行時間。系統(tǒng)還含有公交優(yōu)先控制功效，可優(yōu)先放行行駛至路口的公交車輛，使公交線路運行提速10%。同時，交管部門還通過分布在都市主干道上的228塊顯示大屏、廣播電臺、電視臺等途徑，實時公布路況信息、擁堵和事故信息，提示過往司機避開擁堵路段。顯示屏每2分鐘刷新一次，每天就可顯示196萬條實時路況信息。為了擴大路況信息提示的覆蓋面，方便市民出行，現(xiàn)在，北京交管部門正在進行手機短信公布路況信息的測試。據(jù)理解，在某些地區(qū)的具體突發(fā)事件中，交管部門已經(jīng)嘗試發(fā)送局部短信。如在沙河大橋出現(xiàn)橋體小裂縫事件中，昌平交管部門就以沙河大橋為圓心，在一定的半徑內(nèi)，向正在區(qū)域內(nèi)的手機顧客公布了繞行提示信息，收到了良好的效果，未造成嚴重擁堵。另外，在先期文字信息提示的基礎(chǔ)上，交管部門正在計劃依靠手機3G系統(tǒng)，研發(fā)路況地圖提示信息公布系統(tǒng)，將實時路況、幾分鐘至幾天的交通狀況預(yù)報，以電子地圖的形式發(fā)到市民的手機上。5無錫惠山區(qū)智能交通物聯(lián)網(wǎng)惠山智能交通示范工程，4月起進入外場施工階段。數(shù)字攝像機、智能信號機、光纖線路、無線地磁傳感器等一系列當代化信息傳輸設(shè)備，已陸續(xù)安裝在惠山新城36平方公里內(nèi)的重要路口和路段。承當這一工程的無錫智科傳感網(wǎng)技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理周凡昨天表達，到年終前，總投資達3600萬元的一期工程將率先竣工并投入使用。屆時，錫澄路、惠山大道等主干道路的交通通行能力有望提高10%以上。該項目是惠山區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的第一種標志性工程，由深圳清華大學研究院、無錫國聯(lián)集團和惠山區(qū)政府三方攜手共建。今年2月，以打造國家級智能交通物聯(lián)網(wǎng)示范基地為目的，三方出資6000萬元成立無錫智科傳感網(wǎng)技術(shù)股份有限公司，以惠山新城為“樣本”，探索將物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)“嫁接”到智能交通領(lǐng)域?，F(xiàn)在，項目整體設(shè)計方案已通過了專家組評審，開始進入全方面實施階段。由交通信息采集、交通信號控制、非現(xiàn)場執(zhí)法、數(shù)字視頻監(jiān)控、指揮分中心、交通誘導公布等六大系統(tǒng)構(gòu)成的惠山智能交通示范工程，充足體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的應(yīng)用。清華大學研制的含有世界先進水平的無線地磁傳感器，只要挖個小坑，把它埋設(shè)于路面，就能運用車輛通過道路時對地球磁場的影響，來完畢對車輛的檢測。首批安裝在10個路口的新型信號控制系統(tǒng)，也是清華大學研制的獨家產(chǎn)品，獲得過國家科技進步一等獎，含有感知車輛信息等功效，曾在北京奧運會期間大顯身手。非現(xiàn)場執(zhí)法系統(tǒng)則含有精確偵察違章駕駛行為、分析解決及統(tǒng)計的功效，可通過光纖、TD、GPRS等方式，將違章車輛的數(shù)據(jù)或圖片傳輸?shù)街笓]中心。項目建成后，市民將在智能交通系統(tǒng)引導下，能夠用最少的時間、最快的速度達成出行目的地。一期工程竣工投運后，惠山智能交通示范工程還將圍繞智能橋梁管理、車輛感知與技術(shù)保護、公路管理、特種車輛監(jiān)控與通訊等項目，啟動建設(shè)總投資達4500萬元的二期工程。6車聯(lián)網(wǎng)早期的智能交通重要是圍繞高速公路而展開的，其中最重要的一項就是建立了全方面的高速公路收費系統(tǒng)，對全國的高速公路收費進行信息化管理?，F(xiàn)在交通問題的重點和重要的壓力來自于都市道路擁堵。在道路建設(shè)跟不上汽車增加的狀況下，解決擁堵問題，重要靠對車輛進行管理和調(diào)配。新加坡就把管理的重點轉(zhuǎn)移到熱點區(qū)域智能建筑，對進入熱點區(qū)域的車輛都實施收費，調(diào)節(jié)熱點區(qū)域的車流量。將來，智能交通的發(fā)展將向以熱點區(qū)域為主、以車為對象的管理模式轉(zhuǎn)變。因此，智能交通亟待建立以車為節(jié)點的信息系統(tǒng)——車聯(lián)網(wǎng)。車聯(lián)網(wǎng)就是綜合現(xiàn)有的電子信息技術(shù)，將每輛汽車作為一種信息源，通過無線通信手段連接到網(wǎng)絡(luò)中，進而實現(xiàn)對全國范疇內(nèi)車輛的統(tǒng)一管理。所謂車聯(lián)網(wǎng)，是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線識別技術(shù)，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上對全部車輛的屬性信