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物联网应用于智能交通的应用案例分析

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  交通拥堵几乎是每个大城市都会面临的一个严峻的问题,从一个城市的局部高峰期拥堵逐渐的发展到了全面全时段拥堵的方向发展。一、二线城市也在承受着交通拥堵的压力,甚至一些三线城市也开始出现了交通拥堵的情况发生。交通拥堵不仅增加了人们出行的成本,同时也加大了交通事故的发生率。尤其是在居民上下班高峰期间,所用的时间与费用由于堵车而受到了严重的浪费,影响居民的生活质量,而城市的大范围、长时间的拥堵状况,也严重的影响了社会经济的健康发展。

  交通是每一个人日常生活的重要方面,同时也是整个国家的战略基础之一,关系着政治、经济、军事、环境等各个方面。四通八达的交通是国民经济的重要基础设施,智能交通发展依赖一系列新技术的发展,物联网的兴起,引领智能交通开始一轮跨越式发展。物联网与传统的智能交通系统的发展目标在某种程度上吻合,而且智能交通的发展已经在全行业奠定了良好的技术应用意识及技术普及基础,物联网应用于交通运输领域特别是物流运输领域,具有良好的适应性。

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   物联网对智能交通的影响

  物联网概念最早由美国麻省理工学院于1999年提出,其概念为依托射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术和设备,按约定的通信协议与互联网相结合,使物品信息实现智能化识别和管理,实现物品信息互联而形成的网络。

  随着技术的发展,物联网的内涵不断丰富,我国工业和信息化部电信研究院2011年对物联网的定义为:物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,它利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别,通过网络传输互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。

  物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统等技术领域,涵盖的关键技术非常多。

  依据工信部电信研究院的分析,物联网网络架构由感知层、网络层和应用层组成。感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制,并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。网络层主要实现信息的传递、路由和控制。应用层提供信息处理、计算等通用基服务设施、能力及资源调用接口,以实现物联网在众多领域的各种应用。

  目前物联网在全球的应用还处于起步阶段,应用的技术基础也主要是以射频识别、传感器为主的项目,而且多数还是试验性的小规模项目。由于发达国家信息产业技术及应用比较领先,因此物联网的兴起及应用,在发达国家也比较领先。美国是物联网应用最广泛的国家,其应用涉及多个行业领域,欧盟物联网在物流交通、电力等领域应用并形成一定规模。

  尽管智能交通系统与交通物联网在发展目标上相近,技术要素与应用范围也在某种程度上相似,但是物联网的应用背景更广阔,其网络广度、信息量及网络构建思想,是传统的智能交通系统无法比拟的。智能交通系统是自上而下的信息开发利用方式,着重于从管理者的角度来采集和开发利用信息,而物联网在交通运输领域的应用,则侧重于自下而上的信息采集利用模式,两者在对信息资源采集的精度、覆盖度不同,对信息资源的开发利用强度也不同,运用的商业模式不同,产生的社会效益也会有明显差别。

  可以认为,智能交通系统是智能交通发展过程中相对初级的阶段,交通物联网则是智能交通发展中的技术及理念升级阶段,物联网将为智能交通的发展提供质的飞跃及巨大发展空间。

  物联网是时代智能交通应用典型案例

  伴随着新的信息科技在仿真、通信网络、实时控制等领域的长足发展,智能交通系统开始进入人们的视野。发展智能交通系统的初衷就是为了应对日益严重的交通拥堵问题,但是物联网时代的智能交通绝不仅仅只是解决了堵车问题而已。下面选取几个当下比较典型的应用来介绍物联网时代的智能交通。

  一、不停车收费系统

  电子收费(Electronic Toll Collection,ETC)系统是我国首例在全国范围内得到规模应用的智能交通系统,它能够在车辆以正常速度行驶过收费站的时候自动收取费用,降低了收费站附近产生交通拥堵的概率。

  在这种收费系统中,车辆需安装一个系统可唯一识别的称之为电子标签的设备,且在收费站的车道或公路上设置可读/写该电子标签的标签读写器和相应的计算机收费系统。车辆通过收费站点时,驾驶员不必停车交费,只需以系统允许的速度通过,车载电子标签便可自动与安装在路侧或门架上的标签读写器进行信息交换,收费计算机收集通过车辆信息,并将收集到的信息上传给后台服务器,服务器根据这些信息识别出道路使用者,然后自动从道路使用者的账户中扣除通行费。现在各大银行也支持ETC业务办理,方便快捷,例如中国银行、中国工商银行、中国建设银行、华夏银行等均可办理。

  目前ETC产品主要应用于高速公路及道桥收费系统。根据交通运输部“十二五”发展规划,“十二五”期间,全国ETC车道将达到6000条,电子标签的用户将达到500万个。在今年3月份,交通运输部发文启动了ETC全国联网建设,力争在2015年底基本实现全国ETC联网,未来ETC在城市智能交通领域将有广阔的市场前景。

  二、实时交通信息服务

  实时的交通信息服务是智能交通系统最重要的应用之一,能够为出行者提供实时的信息,例如交通线路、交通事故、安全提醒、天气情况等。高效的信息服务系统能够告诉驾驶员他们目前所处的准确位置,通知他们当前路段和附近地区的交通和道路情况,帮助驾驶员选择最优的路线。可以帮助驾驶员找到附近的停车位,甚至预定停车位。智能交通系统还可以为乘客提供实时公交车的到站信息和公交车的位置等信息,便于规划用户等车时间和出行时间。

  实施交通信息服务是一种协同感知类任务,设置在各交通路口的传感器实时感知路况信息,并实时上传到主控中心,经过数据挖掘与交通规划分析系统,对海量信息进行数据融合和分析处理,并经通信塔发布给市民。

  例如由宁波政府推出的应用“宁波通”,它提供了出行前、出行中、便民服务3大类18项便民服务,更便捷的是它融合了交警、城管、气象等多个部门、几十个业务系统的交通信息,涵盖城市的交通设施、交通工具以及所有交通事件,为出行者提供全面、实时的信息。

  三、智能交通管理

  智能交通管理主要包括交通控制设备,例如交通信号、匝道流量控制和公路上的动态交通信息牌。同时一个城市或者一个省份交通管理中心需要得到整个地区的交通流量状况以便及时检测事故、危险天气事件或其他对车道具有潜在威胁的因素。

  智能交通管理是一个综合性智能产物,应用到了如无线通信、计算技术、感知技术、视频车辆监测、全球定位系统GPS、探测车辆和设备等重要的物联网技术。这其中包含了众多物联网设备,如:联网汽车用微控制器、RFID设备、微芯片、视频摄像设备、GPS接收器、导航系统、DSRC设备等,这些设备由于民用情况不多,较多是线下政府采购,但由于近年来物联网的兴起,也渐渐有线上供应平台可以获得,这些平台的兴起使得智能交通概念得以推广。

  智能匝道流量控制是智能交通管理的应用之一。引路调节灯设置在高速公路入口,引导车辆分流进入高速公路,能够降低高速公路车流断开的几率,目前大概有20个美国大城市已经开始应用这一技术。

  智能交通是信息社会中交通运输业向前发展的必然产物。归根结底,发展智能交通就是为了改善人们的生活质量、提高生产效率。结合我国当前实际来看,发展智能交通必须遵循“全面、协调、可持续”的科学发展观,需要社会多个部门的共同努力,有机整合各方面的资源,找准切入点,才能共同推动和提高我国交通的智能化水平。


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