時間:2023-12-15 11:39:35
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案例:
某職工與用人單位簽訂了為期5年的勞動合同。合同履行2年后,該職工提出解除勞動合同。用人單位不同意,提出:如果該職工要解除合同,就得如數交回單位為其繳納的養老保險費。該職工不同意,發生勞動爭議。
專家評析:
這起案例涉及的是職工提出解除勞動合同,企業可不可以要求他交回為其繳納的養老保險費問題?!秳趧臃ā返谄呤l明確規定:“用人單位和勞動者必須依法參加社會保險,繳納社會保險費?!奔词钦f企業為職工繳納養老保險費,是國家法律規定的,必須執行。這筆錢是職工退休后最基本的生活保障,也是勞動者依法得到的勞動報酬的一部分,即使職工單方提出解除勞動合同,單位也只能依法追究其違約責任而不能要求其退回為其繳納的養老保險費。不過,如果單位建立了補充養老保險制度,職工單方提出解除勞動合同,用人單位為其繳納的補充養老保險費是否退還,則應按照勞動合同中雙方達成的協議來處理。
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)11-2634-03
1 前述
近年來,由于教育部加大了對于高校的公共基礎教學設備資金的投入,很多學校直接把原來建的舊教學樓中的普通教室全部安裝了多媒體教學設備,轉變成了多媒體教室,這樣一來使得多媒體教室數量急劇增加,再加上原來建的舊教學樓比較分散,使得學校改建成的多媒體教室分布即零又散。為了讓教師更方便地使用多媒體教學設備教學,為了教學管理部門更好地管理教學資源和監督與評估教師教學情況,更好地為教學服務。因此,關于如何實現對多棟分散的教學樓中零散的多媒體教室實行集中智能化管理已經成為現代教育技術行業的一個熱點問題。
2 現階段多媒體教室管理存在的問題(以海南大學海甸校區為例)
海南大學海甸校區多媒體教室的快速發展也就是近五年的時間(從2009年-2013年),由原來的39間多媒體教室增加到了276間多媒體教室,幾乎將過去所有的普通教室全部改裝成了多媒體教室,這樣一來使得多媒體教室數量急劇增加,再加上原來建的舊教學樓比較分散,而且同一棟樓中同一樓層分別設計了不同功能的教室,例如同一層樓有多媒體教室、普通教室、有畫室、有辦公室、有機房、有專業實訓室等等,使得學校改建成的多媒體教室分布即零又散。并且現階段對多媒體教室里的多媒體教室設備管理還停留在純人工的管理模式,造成大量的人力、物力和財力上的浪費,并且工作的效率低。
1)涉及多個部門和科室共同管理,造成教學資源調配難和教室管理難的問題。
2)服務和需求多元化,造成不能遵照學校規定的時間使用多媒體教室的問題。
3)純人工的管理模式管理多媒體設備,造成即耗時又耗力(人力、物力和財力)問題。
4)教室和教學設備使用情況無法監督,造成教學設備使用數據無法統計,且不利于督導教學管理。
5)設備出現故障,排除故障和響應時間太慢。
6)多媒體教學設備缺少安防管理。
3 多媒體教室管理現狀與不足
1)采用基于控制主機-校園網-IP控制模塊-集中控制器(YXNEET500IP)-多媒體教學設備(授控設備)-被控設備傳感器數據采集-教學設備運行數據返回主控機數據庫技術,實現多媒體教室和設備進行分布式網絡化管理[1]。
2)由服務端(采用J2EE技術構建)與客戶端(采用以Android系統智能手機為依據開),采用面向對象的分析、設計與實現方法,通過移動終端進行控制管理多媒體設備、查閱教室相關信息[2]。由此可見多媒體教室的管理也逐步向科學化、規范化、系統化和智能化的發展趨勢。
3)中央控制系統(簡稱中控主機),由于中控主機是通過發控制編碼的方式來實現對設備的控制,所以各種授控設備必需與中控主機存在物理上是連接。例如電腦遠程開機,需要連接電腦Power開關,人為因素改動計算機線路,引發計算機供貨商不再保修。
4)服務器控制端(總控端),只能用手工方式根據課程表遠程開設備,過程過于繁瑣、易出錯且費時。
5)監督教室使用情況缺少視頻反饋管理。
4 系統總體設計
4.1 系統整體結構圖
首先,多媒體教室智能化管理系統通過校園網,定時訪問教務智能排課系統并獲取排課數據。其次,多媒體教室智能化管理系統借助校園網,通過智能多媒體中控將教務智能排課系中的排課數據存儲到各個多媒體教室電子鎖的存儲器中。接著,讀卡器根據排課信息,按照上課時間打開多媒體柜子鎖頭并觸發中控聯動控制機制(中控系統開、啟動計算機、啟動投影機、投影幕布放下);最后,多媒體教室智能化管理系統每隔30秒對客戶端中控主機進行掃描返回設備運行狀態并將數據存儲于系統數據庫中。
5.1 開發工具與技術
系統選用Delphi作為開發工具結合Microsoft Access數據庫進行開發,Delphi是由Blrland公司推出的,它是一種Windows平臺上的程序開發工具,使用的是Object Pascal語法,是一種面向對象的程序開發語言,并且它使用了大量VCL(可視化組件庫),能更快地、高效地開發出基于Windows環境的各類程序,特別是在數據庫和網絡應用方面,優勢更為突出;
UDP協議(User Datagram Protocol)它是一種不可靠的數據傳輸協議,它比較適用于高可靠低延時的局域網環境和應用于那些面向查詢-應答的服務而服務需要交換信息比較小環境;UDP的主要優點傳輸速度快,缺點UDP數據包可能會出現丟失、重復和錯序等現象,而且發送方的數據發送率可能會超過接收方的數據處理能力。由于UDP 是一個無連接協議,傳輸數據之前發起端和接收端不需要建立連接,當需要傳送數據時就簡單地將用程序數據,并盡可能快地把它扔到網絡上,并且發送端使用UDP 傳送數據的速度僅僅是受到應用程序生成數據速度、計算機能力和傳輸帶寬的限制。
5.2 中控系統IP模塊通訊協議
中控系統主機通過內置網絡模塊來接收指令,由中控主控芯片根據中控網絡控制接口協議,完成指令對應的操作發送至終端設備,指令數據均是十六進制數,例如接到fe,01,14,52,1,68,ff指令,根據中控網絡控制接口協議,fe表示起始碼,01代表電腦(控制碼總控電腦發過來的),14代表開關類模塊,52表示執行開流程,1表示執行的端口(如繼電器端口號),68代表校驗碼,用于判斷指令是否有效,它的值等于(發送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作數據) mod 100即(01+14+52+01)mod 100=68;,ff表示數據傳送完畢,該指令表示的意義為:通過總控室電腦遠程控制中控系統開流程。
5.3.7 完成數據寫入電控鎖管理系統數據庫,實現開鎖觸發中控聯動。
多媒體教室智能化管理系統借助于中控主機硬件上的遠程控制技術和IC卡網絡管理系統,結合電子教室管理軟件中的遠程軟件管理技術來實現智能化開啟和監控教室設備,并運用教室安裝的攝像頭得到的監控視頻圖像,來觀察和判斷教室情況及設備運行狀態,來實現多媒體教室的智能化管理。
6 結束語
系統的實現不但很好地解決了以上陳述的問題,而且還能在舉辦各種考試時,加強考場、考紀、考風的監督作用,特別是在分布式的人工管理模式轉向智能化管理模式,使得多媒體教室的日常管理更規范化,管理部門組織體系更趨于完善,人員配備更為合理,職責定位更加明確,技術服務更到位,既提高了教學質量,又提升管理水平,更好地為教學與教學管理服務。
參考文獻:
[1] 任柯.多媒體教室網絡管理系統設計與實現[D].成都:電子科技大學,2010.
[2] 辛憲民.基于移動終端的高校多媒體教室管理秕設計與實現[D].上海:華東師范大學,2013.
[3] 肖景靈,黃鋒.多媒體教室智能化管理系統在數字化校園中的應用[J].數字技術與應用,2012(2).
[4] 胡維治.基于校園教學網的多媒體教室管理系統的實現[J].中國教育技術,2009(6).
[5] 萬華明.可管理開放式智能網絡化多媒體教室教學系統的設計構建與實現[J].江西科學,2005(3).淺談現代多媒體教室智能化管理系統的設計與實現
王鎮江,楊厚群
(海南大學 信息科學與技術學院,海南 ???70028)
摘要:根據現代多媒體教室管理需求,借助校園網應用多媒體教室智能化管理系統,通過MC900智能多媒體控制系統將教務智能排課系中的排課數據存儲到各多媒體教室電子鎖的存儲器中,讀卡器根據存儲器中的排課信息,按時開鎖并觸發中控聯動控制機制,實現多媒體教室智能化管理。
關鍵詞:多媒體教室;智能化管理
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)11-2634-03
1 前述
近年來,由于教育部加大了對于高校的公共基礎教學設備資金的投入,很多學校直接把原來建的舊教學樓中的普通教室全部安裝了多媒體教學設備,轉變成了多媒體教室,這樣一來使得多媒體教室數量急劇增加,再加上原來建的舊教學樓比較分散,使得學校改建成的多媒體教室分布即零又散。為了讓教師更方便地使用多媒體教學設備教學,為了教學管理部門更好地管理教學資源和監督與評估教師教學情況,更好地為教學服務。因此,關于如何實現對多棟分散的教學樓中零散的多媒體教室實行集中智能化管理已經成為現代教育技術行業的一個熱點問題。
2 現階段多媒體教室管理存在的問題(以海南大學海甸校區為例)
海南大學海甸校區多媒體教室的快速發展也就是近五年的時間(從2009年-2013年),由原來的39間多媒體教室增加到了276間多媒體教室,幾乎將過去所有的普通教室全部改裝成了多媒體教室,這樣一來使得多媒體教室數量急劇增加,再加上原來建的舊教學樓比較分散,而且同一棟樓中同一樓層分別設計了不同功能的教室,例如同一層樓有多媒體教室、普通教室、有畫室、有辦公室、有機房、有專業實訓室等等,使得學校改建成的多媒體教室分布即零又散。并且現階段對多媒體教室里的多媒體教室設備管理還停留在純人工的管理模式,造成大量的人力、物力和財力上的浪費,并且工作的效率低。
1)涉及多個部門和科室共同管理,造成教學資源調配難和教室管理難的問題。
2)服務和需求多元化,造成不能遵照學校規定的時間使用多媒體教室的問題。
3)純人工的管理模式管理多媒體設備,造成即耗時又耗力(人力、物力和財力)問題。
4)教室和教學設備使用情況無法監督,造成教學設備使用數據無法統計,且不利于督導教學管理。
5)設備出現故障,排除故障和響應時間太慢。
6)多媒體教學設備缺少安防管理。
3 多媒體教室管理現狀與不足
1)采用基于控制主機-校園網-IP控制模塊-集中控制器(YXNEET500IP)-多媒體教學設備(授控設備)-被控設備傳感器數據采集-教學設備運行數據返回主控機數據庫技術,實現多媒體教室和設備進行分布式網絡化管理[1]。
2)由服務端(采用J2EE技術構建)與客戶端(采用以Android系統智能手機為依據開),采用面向對象的分析、設計與實現方法,通過移動終端進行控制管理多媒體設備、查閱教室相關信息[2]。由此可見多媒體教室的管理也逐步向科學化、規范化、系統化和智能化的發展趨勢。
3)中央控制系統(簡稱中控主機),由于中控主機是通過發控制編碼的方式來實現對設備的控制,所以各種授控設備必需與中控主機存在物理上是連接。例如電腦遠程開機,需要連接電腦Power開關,人為因素改動計算機線路,引發計算機供貨商不再保修。
4)服務器控制端(總控端),只能用手工方式根據課程表遠程開設備,過程過于繁瑣、易出錯且費時。
5)監督教室使用情況缺少視頻反饋管理。
4 系統總體設計
4.1 系統整體結構圖
圖1 目標實現原理圖
首先,多媒體教室智能化管理系統通過校園網,定時訪問教務智能排課系統并獲取排課數據。其次,多媒體教室智能化管理系統借助校園網,通過智能多媒體中控將教務智能排課系中的排課數據存儲到各個多媒體教室電子鎖的存儲器中。接著,讀卡器根據排課信息,按照上課時間打開多媒體柜子鎖頭并觸發中控聯動控制機制(中控系統開、啟動計算機、啟動投影機、投影幕布放下);最后,多媒體教室智能化管理系統每隔30秒對客戶端中控主機進行掃描返回設備運行狀態并將數據存儲于系統數據庫中。
4.2 系統目標圖
圖2 系統目標圖
5 系統實現
5.1 開發工具與技術
系統選用Delphi作為開發工具結合Microsoft Access數據庫進行開發,Delphi是由Blrland公司推出的,它是一種Windows平臺上的程序開發工具,使用的是Object Pascal語法,是一種面向對象的程序開發語言,并且它使用了大量VCL(可視化組件庫),能更快地、高效地開發出基于Windows環境的各類程序,特別是在數據庫和網絡應用方面,優勢更為突出;
UDP協議(User Datagram Protocol)它是一種不可靠的數據傳輸協議,它比較適用于高可靠低延時的局域網環境和應用于那些面向查詢-應答的服務而服務需要交換信息比較小環境;UDP的主要優點傳輸速度快,缺點UDP數據包可能會出現丟失、重復和錯序等現象,而且發送方的數據發送率可能會超過接收方的數據處理能力。由于UDP 是一個無連接協議,傳輸數據之前發起端和接收端不需要建立連接,當需要傳送數據時就簡單地將用程序數據,并盡可能快地把它扔到網絡上,并且發送端使用UDP 傳送數據的速度僅僅是受到應用程序生成數據速度、計算機能力和傳輸帶寬的限制。
5.2 中控系統IP模塊通訊協議
通訊協議格式:“起始碼+源器件地址+目的器件地址+操作指令+操作數據+校驗碼+結束碼”;起始碼:\xfe(254),表示一個新數據傳送的開始; 源器件地址:1-15共15個;目的器件地址:16-255共240個; 操作指令:一般一個指令碼;操作數據:指令碼對應的一個或多個數據;校驗碼:(發送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作數據) mod 256;結束碼:\xff(255),表示數據傳送完畢;
單擊系統中“中控開”按鈕代碼;
rocedure Tdemo.B1Click(Sender: TObject);
begin
CmdBuf[1] := $01 ;
CmdBuf[2] := $14 ;
CmdBuf[3] := $52 ;
CmdBuf[4] := $01 ;
SendUDPcmd(CmdBuf, 4); //發送fe,1,14,52,1,68,ff指令。
Sleep(100);
end;
中控系統主機通過內置網絡模塊來接收指令,由中控主控芯片根據中控網絡控制接口協議,完成指令對應的操作發送至終端設備,指令數據均是十六進制數,例如接到fe,01,14,52,1,68,ff指令,根據中控網絡控制接口協議,fe表示起始碼,01代表電腦(控制碼總控電腦發過來的),14代表開關類模塊,52表示執行開流程,1表示執行的端口(如繼電器端口號),68代表校驗碼,用于判斷指令是否有效,它的值等于(發送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作數據) mod 100即(01+14+52+01)mod 100=68;,ff表示數據傳送完畢,該指令表示的意義為:通過總控室電腦遠程控制中控系統開流程。
5.3 接口軟件自動下載排課數據
5.3.1 建數據庫
IC卡網絡管理系統數據庫SoftData.mdb
5.3.2 建數據表
ClassroomData,存放教室名稱、編號、IP地址、端口等教室信息;
ClassTime,存放每天的課程時間信息;
Week,存放學期每周日對應的日期;
ClassTab,存放由教務系統轉換過來的課程數據,包括教室名稱、教室編號、教師名稱、教師編號、教師卡號、周次、星期、節次等信息;
KeTable,存放下載到教室IC卡的數據信息,包括教室名稱、教室編號、教師名稱、教師編號、教師卡號、刷卡時間等信息;
5.3.3 建立接口
由接口軟件、配置文件(*.ini)和IC卡網絡管理系統數據庫SoftData.mdb三部分組成。
5.3.4 接口軟件初始化
IC卡網絡管理系統軟件CardReader清空所有教室的課表卡;
檢查或錄入ClassroomData表中的數據,主要是教室名稱、編號、IP地址、端口等;
檢查或錄入ClassTime表中的每天課程時間數據,時間格式為兩位的時和兩位的分,比如:“0850”表示8點50分;
檢查或錄入week表中的每周日對應的日期數據,日期格式為“年.月.日”,比如“2009.9.23”表示2009年9月23日;
準備ClassTab表;
清空KeTable表;
5.3.5 導入排課數據于KeTable表中
5.3.6 發送排課數據以中控網絡控制接口協議用UDP的傳輸方式發送
5.3.7 完成數據寫入電控鎖管理系統數據庫,實現開鎖觸發中控聯動。
多媒體教室智能化管理系統借助于中控主機硬件上的遠程控制技術和IC卡網絡管理系統,結合電子教室管理軟件中的遠程軟件管理技術來實現智能化開啟和監控教室設備,并運用教室安裝的攝像頭得到的監控視頻圖像,來觀察和判斷教室情況及設備運行狀態,來實現多媒體教室的智能化管理。
6 結束語
系統的實現不但很好地解決了以上陳述的問題,而且還能在舉辦各種考試時,加強考場、考紀、考風的監督作用,特別是在分布式的人工管理模式轉向智能化管理模式,使得多媒體教室的日常管理更規范化,管理部門組織體系更趨于完善,人員配備更為合理,職責定位更加明確,技術服務更到位,既提高了教學質量,又提升管理水平,更好地為教學與教學管理服務。
參考文獻:
[1] 任柯.多媒體教室網絡管理系統設計與實現[D].成都:電子科技大學,2010.
[2] 辛憲民.基于移動終端的高校多媒體教室管理秕設計與實現[D].上海:華東師范大學,2013.
0.前言
智能交通是一個基于現代電子信息技術面向交通運輸的服務系統。它的突出特點是以信息的收集、處理、、交換、分析、利用為主線,為交通參與者提供多樣性的服務。智能交通系統(IntelligentTransp
ortationSystem,簡稱ITS)是未來交通系統的發展方向,它是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的,實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。ITS可以有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率,因而,日益受到各國的重視。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,是一種先進的一體化交通綜合管理系統。在該系統中,車輛靠自己的智能在道路上自由行駛,公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態,借助于這個系統,管理人員對道路、車輛的行蹤將掌握得一清二楚。
如何利用智能交通系統減緩交通的擁堵,這是新時期交通的重要課題,也是新交通發展的必然趨勢。研究面向智能交通的網絡專業課程體系,具有教育服從社會需要的現實背景。南京交通職業技術學院堅持“緊貼交通產業鏈發展,打造專業建設平臺”,努力構建富有交通特色和適應區域經濟社會發展的專業群體系;計算機網絡專業作為學院的特色專業之一,研究面向智能交通的網絡專業課程體系,是適應社會大環鏡的發展及學院建設交通特色院校的主旋律的必然之路;計算機網絡專業迫切需要找到與交通行業信息化融合的方向,從而在與省內其他高職院校計算機網絡專業招生竟爭中建立專業優勢,鍥入智能交通領域是最佳選擇;計算機網絡專業的網絡基礎知識和應用軟件編程是建設智能交通系統最基礎也是最核心的技術,但如何使三者更緊密的融合并且在新的計算機網絡專業課程體系建設中體現出來是本文研究的方向。
1.目前計算機網絡專業課程體系的不足之處
交通行業急需的是智能交通系統方面研究、開發、生產、維護、管理、服務的工程技術人才,這些人應具有寬厚的交通行業專業知識及較強的動手能力,具有較扎實的專業技能等;面對大中型企業的技術升級和技術改造,以及在更新工藝和更新產品,增強市場競爭能力的過程中,發揮其專業知識特長,正確處理和解決工程實際問題,直接面向和服務于生產第一線。但是目前計算機網絡專業的人才培養與交通行業用人單位的實際需要存在差距,在課程體系表現出與企業社會要求不相適應,課程設置單一、知識面和專業面窄、課程難以形成完整的體系、教學內容陳舊、教學方法和教學手段落后等不足之處,具體表現為畢業生技能與智能交通職業工作過程的工作任務吻合度低的問題,尤其以職業為導向的實踐教學課程體系差距較大。從中華人才網的“ChinaH R職場人氣排行榜”來看,智能交通類職位需求持續旺盛。而目前的現實就業狀況是許多計算機網絡專業的學生畢業后從事的并不是計算機網絡類崗位,智能交通系統企業實際崗位中的大部分從業人員又不是具備智能交通基礎專業知識的計算機網絡專業畢業的,需要到企業以后花相當長時間從零開始培訓,專業與職業不能銜接。調整教學內容,改革課程體系勢在必行。
2.在原有計算機網絡專業課程體系中融入智能交通相關內容
我校計算機專業課程結構設置上主要分為:公共基礎課、專業基礎課與專業課三大類,課程體系的優化需要從課程結構、.課程設置等宏觀方面,以及公共基礎課、專業基礎課與專業課的具體課程融入智能交通相關知識等微觀方面綜合考慮,才能由點到面,有計劃、有步驟的推動課程體系的改革。
2.1課程結構的改革
課程結構是指課程體系中不同課程要素及其相互形成的比重關系。“以面向交通行業就業導向”的課程結構要以模塊組合為基礎。其基本思想是該專業學生都必須掌握本專業基礎課程模塊,學習對應崗位所屬方向的專業課程模塊。根據崗位性質分為四個專業方向:計算機信息管理、軟件技術、計算機應用技術和計算機網絡方向。高職院校的目標是培養學生適合企業生產過程的各種能力包括操作、服務、管理能力等,通過教與學的過程,通過能力分析確定教學模塊,使學生適合崗位要求。融入智能交通的計算機專業的課程設置應該是在分析職業能力需求的基礎上確定培養模塊的,同時通過對學生能力的分析,安排學生學什么、怎么學,具有很強的針對性。通過能力分析將職業中的崗位能力細化,也就是根據學生的必備能力分析來設置課程單元,將處于不同能力層次的學生安排在不同的教學模塊中學習,增強針對性。保證學生畢業后能夠適應不斷更新的交通行業計算機應用技術中的軟件技術和計算機信息管理的發展,跟上時代的步伐。
2.2構建基于工作過程導向的課程設置的改革
課程設置是專業建設的核心要素之一,是全面實現人才培養目標,落實人才業務規格的著眼點。高等職業計算機應用技術專業課程體系的設置是一項系統工程,要建立一個科學的、適應社會發展需求、體現高職特色的課程,就必須樹立全新的職業教育觀念和教學模式,從學科知識體系為基礎向崗位能力為基礎轉變,從學科型教育向技術應用型教育轉變。智能交通的基礎知識:智能交通系統的體系結構、出行者信息系統、城市道路交通管理、城市智能公共交通、高速公路信息管理系統、車載系統與導航、智能交通系統的技術經濟評價、智能交通系統的標準化、智能交通系統的相關技術。其中智能交通系統的技術經濟評價、智能交通系統的標準化車載系統與導航可以作為計算機網絡專業的選修課,增加學生對智能交通系統的感性認識;智能交通系統的相關技術,如通信技術、計算機網絡、傳感器技術、車輛自動駕駛技術的相關知識可以跟計算機專業現有課程相融合,如果現有教材不能滿足融合智能交通知識的要求,鼓勵任課教師根據自己的理解去編制校本教材。出行者信息系統、城市道路交通管理、城市智能公共交通、高速公路信息管理系統等信息系統的專業知識可以融入到現有的C#,SQLSEVER 課程的課后作業以及實訓周項目中去,使學生學會軟件編程技巧的同時熟悉智能交通系統的各個應用系統的功能和架構。
2.3 公共基礎課與智能交通系統的融合
智能交通系統的知識也可以融合到公共基礎課的基本教學中,比如說大學英語,可以在教學的每一個環節引用智能交通系統的英文素材;高等數學和概率論則可以把一些智能交通工程中的案例引入到教學例題中去。
3.基于校企合作的實踐教學體系構建
智能交通系統具有以下兩個特點:一是著眼于交通信息的廣泛應用與服務,二是著眼于提高既有交通設施的運行效率。與一般技術系統相比。智能交通系統建設過程中的整體性要求更加嚴格.這種整體性體現在:(1)跨行業特點。智能交通系統建設涉及眾多行業領域,是社會廣泛參與的復雜巨型系統工程,從而造成復雜的行業間協調問題。(2)技術領域復雜特點。智能交通系統綜合了交通工程、信息工程,通信技術、控制工程、計算機技術等眾多科學領域的成果,需要眾多領域的技術人員共同協作。(3)政府、企業、科研單位及高等院校共同參與,恰當的角色定位和任務分擔是系統有效展開的重要前提條件。因此,要想對智能交通系統有深刻的了解,使畢業生到智能交通企事業單位實習階段就能頂崗作業,必須構建基于校企合作的實踐教學體系。
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2163(2013)05-0043-04
0引言
智能交通系統(Intelligent Transportation Systems,簡稱ITS) 是指通過對交通基礎設施和交通出行工具的全面的信息化、網絡化和智能化來實現交通系統的性能提升,如增加交通安全性,減少交通時間和降低燃油耗費等等[1]。據統計,世界上每年都會有五千萬人由于交通事故而受傷[2],而由于交通事故造成的經濟損失則超過五億美元[3]。 為此,智能交通系統將具有異常重要的實用價值,以及異常巨大的市場容量。有信息顯示,其相關產業已然成為全球最大產業之一,已經而且也必將會對未來世界將產生深刻影響。 另一方面,智能交通系統也是一個融匯計算機、通信、信息處理、人工智能、自動控制等多個學科進行交叉的復雜系統,系統中存在大量具有相當難度的研究課題,所以對于學術界而言,智能交通系統的研究多年以來一直非常活躍,且頗受重視,成為熱點研究領域。
智能交通系統的最終價值就體現在構建于其上的各類應用上,因此可以認為智能交通應用是智能交通系統的動力與源泉。 現在的智能交通應用大都集中在交通導航上,但是除了交通導航以外,還有很多與交通有關的應用可以用于提高道路安全,如道路預定,事故避免,未來交通流量的預測,道路擁塞的模式搜尋, 控制交通廢氣排放, 交通安全風險評估與避免等等。本文即針對物聯網智能交通系統的研究現狀進行了全面總結和深入剖析。
1智能交通系統中的環境感知
物理環境感知無疑是智能交通系統的基礎,實際上對環境的感知與認知也是任何智能系統的基礎??煞譃橐韵聨讉€專題進行系統闡述和分析。
1.1移動感知已經逐漸成為城市感知的基本手段
智能交通系統的監控傳感器通??煞譃閮煞N基本類型:靜態傳感器和移動傳感器(Mobile sensors)。由于移動傳感器具有更大的靈活性,目前使用移動傳感器進行交通環境感知的實例已有很多。例如,在上海和廣州就分別使用帶有GPS設備的出租車來收集交通環境信息(上海使用了4 000輛出租車,而廣州使用了100輛出租車)[4,5]。 另外,使用帶有GPS的公交車也可用來進行數據收集[6],文獻[7]即使用安裝在出租車上的探測器來監測核危險。 除上述手段外,通過智能手機來完成智能交通系統中的感知也是一種新出現的手段,文獻[8]就利用了對移動 cellular網絡的匿名監控對城市的實時移動性來實現監控。 再如,文獻[9]給出的就是一種以車與車之間的通信協作為基礎的路口安全實用方法,文獻[10]給出的方法就是通過交通工具攜帶傳感器完成環境感知以及通過車與車的直接通信作為網絡基礎的智能交通應用。
1.2降低感知的能耗,提高感知的精度
由于智能交通系統是一個關乎交通效率和人身安全的實踐應用系統,所以感知精度的保障一直是一個重要的研究內容,同時由于智能交通系統的規模又非常龐大,節能也就成為其中的一個關鍵問題,因此在降低感知能耗的同時、又要保證感知精度就成為智能交通系統環境感知的一個難點挑戰問題。 基于簇的結構是一種廣泛應用于無線傳感器網絡中降低感知能耗的方法,但交通系統屬于一個典型的動態系統,[JP2]節點不停地移動導致網絡拓撲的動態變化,由此使得簇結構也需要跟著變化,所以在文獻[11]中分析并給出了一個考慮節點移動的組簇算法進行數據收集,降低了感知能耗。
1.3智能交通系統環境感知研究現狀的分析與總結
由上面的分析可以看出,移動感知已經逐漸成為智能交通系統環境感知的主體,而且這些感知節點往往是自身主動移動(即其移動是不可控制的)的節點,在增加了環境感知靈活程度,降低感知代價的同時,也使感知問題變得更復雜,因為選擇哪些節點部署感知動作所導致的感知效果可能會截然不同。[JP2]一個顯然的結論是在選擇感知設備時,需充分考慮節點移動特征,尤其是一些重要社會特征,如那些移動活躍的用戶和群體,或者移動性具有一定關聯的用戶和群體等等。
2智能交通系統中的數據通信網絡
只有將采集獲得的感知數據依托通信網絡發送到需要的位置上,才能使智能交通系統真正得以運轉,所以通信網絡成為智能交通系統的另一個重要基礎。總的來說感知和通信構成了智能交通系統的兩大基礎。
2.1智能交通系統中數據通信的基本結構
近年來,國外很多著名大學和企業都相繼開展了城市感知項目的研究,當然其中的感知信息需要通過網絡實現通信與共享。 如麻省理工大學開展的CarTel項目就是一個旨在基于機會通信建立延遲容忍的移動感知系統,建基于系統上的應用可以收集、處理、發送、分析、以及可視化由底層移動用戶(如智能手機和車輛)采集感知的數據,并給用戶推薦感興趣的服務。 CarTel系統建基的網絡可稱為Cabernet[12-14], Cabernet采用的通信結構是建立IEEE 802.11協議基礎之上,并主要集中在移動設備和WiFi AP之間的無線通信上,顯然該結構是一種基本的集中物聯的通信結構。
而MetroSense[15]是由Dartmouth大學開展的、由移動手機組成的、一個全局移動傳感器網絡,由此可實現整個社會范圍內的超大規模感知,其感知網絡可分成三層結構完成感知數據的收集。在有線Internet中的servers用于負責存儲、處理感知數據;通過Internet連接的固定Sensor Access Points (SAP)可用來作為服務器和移動傳感器(mobile sensors,簡稱MS)之間的gateways;而MS能在現場移動,用來收集數據,將數據“mule”到SAP處。另外,靜態傳感器也完成類似于MS的功能,只是SS不能移動。 由于感知數據的收集主體是隨人移動的MS,MS位置的隨機性,網絡連通的間歇性都是經常發生的現象,這就決定了MetroSense只能提供機會性的感知。 不難發現,目前針對城市感知的通信網絡都是以Internet為核心的一種集中物聯結構。
2.2智能交通系統中常見的數據通信方式
移動無線通信環境采用的通信方式目前可見的已有許多種,基本方式可以分為如下四種:
(1)DSRC(Dedicated Short-Range Communication)[16]是一個工作在5.9 GHz波段的短到中距離的無線通信方式,對于車載網絡,DSRC可支持的車速最高可達120mph,通信范圍是300m,[JP2]缺省數據速率是6 Mbps,目前已有大量研究采用DSRC來建立車-車之間,車體-路邊設施之間的實時信息通信。應用這些通信可以減少擁堵,提高人身安全等等[17]。
(2)Cellular networks,包括2G和3G,2G系統可以支持9.6 kbps的通信速率,GPRS和EDGE用來提高通信速率。相比而言3G提供的數據傳輸速率要大得多,其中的地理位置是引入帶寬變化的重要因素[18]。
(3)WiMAX/802.16e的目的是提供最后一里(last mile)的無線寬帶數據傳輸,常可用于取代cable和xDSL。 WiMAX用來填補3G和WLAN之間的通訊鴻溝,可以提供數十Mbps的帶寬,
(4)WiFi或WLAN也能支持寬帶無線服務,802.11a/g提供54Mbps的傳輸帶寬,支持的通信范圍是38 m (室內)、140 m(室外)。 由于WiFi的普適部署,使得WLAN成為一種極具吸引力的無線寬帶傳輸手段。 同時,開放的WiFi mesh網絡也引發了廣泛的興趣與關注[19]。
3智能交通系統中的數據處理技術
智能交通系統的智能化就集中體現在對系統內各種數據的處理上,所以對數據的處理可以認為是智能交通系統的核心所在。數據處理的詳情如下所示。
3.1時空數據的處理
智能交通系統處理的數據是一種伴有時空特征的典型數據,由于現今的GPS裝置已經非常成熟且實現了平民價格,所以大量配備有定位裝置的設備廣泛應用至各行各業,如帶有GPS設備的為數眾多的出租車、公共汽車以及一般的民用車輛,加上無線通信的日益成熟更使得現在的智能交通系統中產生了海量可以使用的、帶有時空位置的序列化數據,如何應用和處理這些數據就成為智能交通系統時下研究中的一項基本內容。 如文獻[20]使用的就是人工智能中的無導師學習方法來處理車輛產生的位置數據,用以推導得出車輛的狀態和動作,從而實現對交通事故的避免。 除了對時空序列數據進行處理以外,發現和利用數據的空間特征也是智能交通系統時空數據處理的一項新興研究內容,文獻[21]給出的正是這樣一項分析道路網絡交通流量狀態宏觀角度空間特征的方法,而文獻[22-24]中的研究也是針對交通流量的時間和空間依賴性完成的,智能交通系統可以應用這些空間特征進行各個方面,諸如VANETs通信等方面的性能優化。
3.2數據的在線分析
智能交通系統的高度動態性使得系統會產生大量數據,并且許多數據會因為環境的動態變化而隨時失效,這就使得對于數據的在線分析變為一個復雜的問題[25],而文獻[25]就使用一個簡單的折價因子來為那些不斷陳舊的歷史信息建立數據模型。
3.3人工智能的數據處理
顯而易知,智能交通系統中的數據處理必然要使用各類人工智能的最新技術。 近年來,人工智能中的一些新技術已經受到越來越多的智能交通研究者的推崇和青睞[26,27]。 例如,針對交通流量的預測和建??梢越柚谌斯ど窠浘W絡、模糊推理系統以及一些聚類技術。 文獻[25]中的風險評估就使用了一個經過修改的在線最近鄰聚類算法,用以提取最有價值位置。 而使用模糊推理的原因則是由于交通系統的動態性和復雜性,并由此導致感知數據帶有明顯不確定性,因此就需要在推理時連帶這些不確定性一同進行模糊推理。
4總結與展望
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
引言
所謂智能交通是社會發展和科技發展的共同產物,其融入了大量高端科技,如信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、衛星導航與定位技術、電子控制技術以及計算機處理技術等,將這些技術進行科學的整合,運用于城市交通系統。智能化的交通體系優勢明顯,實現了全方位、精準、有效、即時的管理。不但提高了交通運輸效率,改變了人們的出行意識,盡量避免了交通事故和道路擁堵現象的發生,便捷了出行,間接減少了尾氣排放和能源消耗,保護了環境的同時也創造了更大的經濟效益。
一、國內智慧城市發展內在需求與動力
智慧城市概念首先由IBM公司提出,引入中國之后引起廣泛關注和響應。目前,住建部已經推出兩批試點城市,已經有上百個地區提出要開展智慧城市建設,一些省、市將其作為“十二五”時期加快經濟發展和經濟發展轉型的戰略導向和重要抓手。
1、提高城鎮化質量,治療“城市病”
我國目前還處于城鎮化高速發展階段,過去我國城鎮化所走的是高資源消耗、高環境沖擊的發展道路,與之而來的是結構性資源匱乏和環境破壞。快速城鎮化客觀上加劇了人口、資源和經濟發展之間的矛盾,使人口膨脹、交通擁堵、環境污染等“城市病”日益嚴重。對于我國而言,如何通過智慧傳感和城市智能決策平臺來妥善解決交通、節能、環保、水資源短缺等問題已成當務之急。
2、 聚集新興產業,轉變發展方式
智慧城市建設的一個很大特點就是能推動產業發展,特別是軟件服務、新一代信息技術等相關產業的發展,因而對城市經濟的發展具有重要的推動作用。全球智慧城市建設浪潮和國家政策的鼓勵下,很多城市都將智慧城市作為城市下一步發展的新名片和提升城市品牌的重要手段,北京、上海、廣東、南京、武漢等多個省市已相繼掀起了智慧城市建設的熱潮。
3、 均化公共服務改善民生保障
城鎮化的不斷發展對城市的公共管理提出了新的要求,在智慧城市建設過程中,以解決實際問題、改善民生為導向,借助于現代信息技術,著重加強和創新社會綜合管理體系建設,其重要意義之一在于以技術革新倒推政府職能轉變。而智慧城市時代的服務型政府建設,已成為提高行政管理效率的新思路。
二、智能交通在應對智慧城市發展需求中的作用
1、智能交通的發展目標與智慧城市的內在需求高度契合
交通擁堵、交通污染無疑是城市病里面最突出的表象之一。智能交通正是起源于緩解交通擁堵和交通污染迫切要求。我國數十年的智能交通發展歷程,也正是交通治理與再擁堵的歷程。而今,智能交通日益成為化解城市交通治理難題的突破口。
由于智能交通突出的現實壓力和需求,各地政府、交通管理部門已經自發的將物聯網技術、云計算技術運用于城市交通管理中來。而以這兩大技術為代表的新一代信息技術正是智慧城市發展的基石所在,從這個意義來說,智能交通早已成為智慧城市的先行系統,智能交通對新一代移動互聯等新興產業的帶動作用,在智慧城市框架之外早已顯現。
2、智能交通系統已經作為智慧城市先行者出現
近幾年來,智能交通的建設思路逐步從重管理向重服務轉變,政府相關部門利用先前大規模投資所建的基礎設施獲取的大量數據,整合成對市民出行有用的一系列數據,為出行者提供信息、智能誘導等服務。智能交通下一步的發展重點如智能公交、智能停車、慢行信息服務等領域,是改善民生保障的重要體現。從這個角度來講,智能交通不僅對構建智慧城市具有重大的作用,更是已經以先行者的身份在整個智慧城市框架體系中出現。
三、智慧城市視角下智能交通建設中存在的問題
國內的智能交通系統在不斷摸索和實踐中已經取得了巨大的成就。但是在智慧城市這個更高的視角來看,智能交通建設和應用還存在明顯的問題,主要凸顯在以下幾個方面:
(1)先期投入使用和后期投入使用的城市,其系統功能差異不大,少有創新型的應用成果展現,一般后期建設的城市大都是照搬先期投入使用的系統功能和做法,很少有針對本城市特點的應用或有更有效的功能擴展,因而很難真正做到智能交通本地化。
(2)總體來看,智能交通系統集成化應用程度較低,應用相對單一,系統之間缺乏應有的關聯。智能交通涉及面很廣,單就信息采集而言,既有通過線圈的信息采集,也有通過視頻等技術手段的信息采集,更有通過手機、浮動車、GPS等獲取的信息。從各地建設并投入使用的情況看,一般都是按條線投入資金分開建設。
(3)數據應用的廣度和深度不夠,目前大量獲取的文字、圖片和圖像等結構化和非結構化信息,在結構化數據和非結構化數據的融合分析方面還存在非常大的欠缺。智能交通所采集到的數據與相應的數據應用研究都還集中在結構化數據的獲取和分析方面,而對半結構化、非結構化數據的獲取和分析,乃至結構化數據與半結構化、非結構化數據的融合挖掘分析,還缺乏一定的理論和方法指導,更少見應用成果。有了充足的基礎數據,還需要有先進的大數據應用,只有這樣,智能交通才能真正實現“智慧化”。
(4)受現有體制、機制和管理模式的限制,在深度應用上受到一定限制,難以發揮出智能交通的全部功效。城市規劃、道路規劃和交通規劃,運輸管理和交通管理,靜態交通管理和動態交通管理等歸屬多個部門,各部門均按自己的需求和標準建設信息系統,信息共享和系統關聯遠非人們想象中的那樣科學與和諧。
(5)交通信息服務的形式和內容還缺乏多樣化,尤其在如何應用位置信息提供人性化和個性化服務方面比較有限,在實現多樣化的同時較少考慮實用、好用和方便。
(6)智能交通技術在公共交通方面的應用還很不夠,公共交通并沒有達到舒適、便捷的要求,而這個要求在幾十年前就已經開始被人們認知和談論,并一直期待,卻至今未能夠得到解決。而公共交通領域正是均化公共服務和改善民生保障的重要方面,智能交通理應在這方面更有突破。
四、城市智能交通發展關注重點
隨著大數據、云計算、物聯網這些概念的興起,城市智能交通作為這些概念的落地者,未來仍會保持一個較高的增速。而基于移動互聯網的城市智能交通,目前還沒有得到大范圍的應用,這個方面將是后續市場的熱點。以下從4個方面對城市智能交通發展進行展望。
1、軌道交通的發展將持續火熱
因為城市軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點,世界各國普遍認識到:解決城市交通問題的根本出路在于優先發展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統。當下我們可以看到,除了一線城市在繼續加大軌道交通的建設外,二三線城市的軌道交通建設也越來越得到重視,上線的軌道線路越來越多。相信隨著軌道系統的發展,系統包括的綜合監控、綜合安防、乘客資訊、自動售票、通信及信號等系統產品,都將具有廣闊的前景。
2、公共交通的發展迫在眉睫
智能公交概念的提出,讓民眾對公共交通又多了幾份期待。公交智能化系統除了要解決公交數量、公交到站時間可查詢等日常要求外,公交的數據采集和、智能調度、行業監管與服務都是隱藏在后面的深層次需求,如何利用現有的產品和技術,將數據采集和、智能調度、服務做成一個三位一體的完整體系,是值得企業去嘗試的地方。
3、更有效的數據挖掘和分析,是可期待的熱點
理想的智能交通系統,有遍布城市各個角落的信息采集設備收集實時路面場景,一旦有異常事件發生,系統會立即反饋,協助管理員排查問題,將異常事件的監測與發現由“事后”轉為“實時”。數據采集是智能交通應用大數據的第一步。我國智能交通發展較稚嫩,面對炙手可熱的大數據,路走得并不順暢:震驚全國的長春市兩歲嬰兒被盜事件,案件發生26小時之后,直到發現被遺棄的車輛,警方也未能明確車輛行駛動向線索。無論是何種原因,未能及時查到車輛軌跡,顯然說明了我們對視頻監控系統采集來的原始視頻數據未能及時分析利用。當然,大數據的意義還遠不止如此。城市智能交通除了關注居民的安全感外,還可以利用大數據去關注居民生活的舒適度。比如利用大數據的分析,給居民提示出安全風險比較高的路段或區域,甚至可以根據路況分析幫助居民調整出行的時間段或選擇不同的交通工具等。隨著通信技術、GIS技術、3S技術(遙感技術、地理信息系統、全球定位系統三種技術)和計算機技術的不斷發展,交通信息的采集經歷了從人工采集到單一的磁性檢測器交通信息采集再到多源的多種采集方式組合的交通信息采集的歷史發展過程,目前我國在信息的質量控制技術、多源交通信息融合技術、信息集成技術等方面有了很大進步。
4、針對行業市場,開發簡單、實用的功能
城市智能交通領域技術因素還是占據較多份量,客戶很關心智能化的前端和中心平臺會不會給使用、維護帶來麻煩。確實如此,城市智能交通領域前端的使用,目前基本上只能交給廠家的技術人員或經過專門培訓的技術人員來操作,原因就是很多的功能在使用方面還是不易于理解和操作。有鑒于此如果針對行業市場能開發出更加簡單、實用的功能,相信會受到客戶的歡迎。
結束語
物聯網、云計算、大數據、移動互聯等新一代信息技術的發展,對智能交通系統的發展不僅提供了新的技術支撐,也帶來理念和模式的變革。交通運輸部提出要發展“綜合交通、智慧交通、綠色交通和平安交通”,交通運輸高安全、高效能、高品質服務的挑戰,使得交通系統智能化、綜合化、協同化成為發展的必由之路,智能交通成為現代交通運輸業的重要方向。
參考文獻
[1]張斌.解析智能交通對于構建智能城市的影響[M].北京出版社,2013.
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)17-0048-02
南通大學是江蘇省和交通運輸部共建的地方綜合性大學。為了推進省部共建工作,我校近年來非常重視交通教學和科研,其中,智能交通綜合訓練中心于2013年被遴選為江蘇高校實驗教學與實踐教育中心建設點。該中心面向交通、計算機和自動化等所有交通主干專業學生,構建以智能交通為工程背景的多層次、多方位的多個實訓平臺,除了要求學生掌握扎實的軟硬件能力之外,還需要學生熟悉常見的智能交通設備,包括交通流檢測器、電子警察、信號機、信號燈等,通過交通設計、交通管理與控制等相關交通基礎理論課程學習,根據智能交通施工規范,將不同設備安裝在正確位置上,實現從交通數據采集、傳輸、處理和控制的全過程。這決定了智能交通綜合訓練中心以培養學生掌握智能交通的核心技能為目標,不僅要求學生所要掌握的軟硬件知識不僅比計算機、自動化多,而且比一般交通專業多,對該智能交通方向的教學管理提出了新的挑戰。因此,亟待構建面向交通主干專業學生的智能交通系統集成方向課程群建設。智能交通涉及交通、計算機、電子信息等學科多門課程,若各門課程之間缺少融合,僅按一門課程獨立進行方案設計和建設,容易造成教學和實驗內容重復、授課學時緊張以及相關知識點的前后銜接混亂等現象,從而造成無法培養學生具備用人單位最看重的工程實踐能力的缺憾。為了培養交通系統集成方面應用型人才,以系統的觀點充分考慮智能交通多交叉學科的各課程所包含的實踐教學環節的共性和特性,合并相同或相近的實驗內容,本著體系完整、注重廣度與深度的結合、注重新知識的溶入、注重前后課程的銜接,對相互銜接的實驗內容進行融合,充分體現工程訓練的全程性。因此,依托一個實際項目,將多門課所涉及的相關知識點串聯起來,亟待構建相互銜接的智能交通系統集成方向課程群。
一、培養學生智能交通系統集成能力的課程群設置
根據交通設備集成企業對智能交通工程項目等相關崗位的技能要求,依托一個實際道路上的智能交通集成項目,設置不同應用場景,如:單交叉通控制、干線協調控制、違章抓拍等,構建以熟悉整個智能交通數據采集、傳輸、處理和控制流程為核心的旨在建設專業內多課程大流程管理的項目并付諸實施,即:根據實際項目實施前后順序,將所需知識點串接起來,整合相關或相近的課程,以智能交通的設備硬件和信息系統集成兩條主線為教學重點,圍繞智能交通集成系統的方案設計、研發、施工、安裝集成和維護,按基礎理論類(計算機軟件基礎、電子技術基礎、交通基礎理論)、技術類(交通數據采集與處理、交通網絡與通信、車輛定位與導航)、實現類(交通控制集成系統)、應用類(智能交通綜合實驗)為序,分別構建一個結構合理、層次清晰、相互配合、相互滲透、課程間相互連接的遞進式的課程群體系。
二、基礎理論、技術類、實現和應用四類理論課程的具體內容
基礎理論類課程涉及計算機軟件基礎、電子技術基礎、交通基礎理論三類,其中:計算機軟件基礎包括高級語言程序設計、數據結構和算法和數據庫三門課程,是通用軟件開發的最核心知識;電子技術基礎包括電路、數字電路技術、模擬電路技術、單片機原理與接口技術四門課程,是通用集成電路應用開發的靈魂;交通基礎理論包括交通工程學、交通管理與控制、交通規劃、交通設計四門課,主要用于分析交通現象和規律。技術類課程包括交通數據采集與處理、交通網絡與通信、車輛定位與導航,側重于培養學生學習如何利用軟硬件基礎知識研發交通設備,如:信號機、交通流檢測器、交通警察等,熟練掌握智能交通的數據采集、傳輸和信息關鍵技術。交通數據采集與處理側重如何研究智能交通終端設備,交通網絡與通信側重于將安裝道路或車輛上智能交通終端設備、控制中心之間數據傳輸和通信,車輛定位與導航在城市GIS基礎上統計分析交通事件在時間和空間上的分布特征。
實現類課程僅設一門交通控制集成系統,以交叉通控制為例,講解智能交通系統的總體框架,圍繞智能交通數據的采集、傳輸、處理和控制,介紹各種交通前端設備的原理和使用方法,重點關注其通信協議和二次開發接口,以及如何集交通流檢測器、信號機、紅綠燈、電子警察于一體。應用類課程也就是智能交通綜合實驗,針對圍繞復雜多變交通環境下實際智能交通系統集成,如:左右轉相位,利用主流廠家的真實設備,圍繞智能交通系統的方案規劃、施工設計、設備選型、安裝、信息集成和運行維護等,訓練學生將不同設備安裝在正確的道路位置上,實現智能交通數據的采集、傳輸、處理和控制。
三、基礎理論、技術類、實現和應用四類課程之間關系
基礎理論類課程讓學生分別掌握軟件開發、硬件設計和交通系統分析的最基本知識,通過技術類課程告訴學生如何利用基礎理論類課程所學知識開發智能交通所涉及的相關前端設備,而實現類課程是講解智能交通系統集成的總體框架、前端設備及其集成關鍵技術。應用類課程相當于案例教學,根據復雜多變的交通場景,從方案規劃、施工設計、設備選型、安裝和信息集成等出發,利用真實設備集成一個智能交通大系統。因此,四個課程模塊是一個層次清晰、遞進式的課程群體系。
在基礎理論類課程中,包括計算機軟件基礎、電子技術基礎、交通基礎理論三類,每類基礎理論類課程相互獨立,但它們自身的各門課之間各自成體系、相互融合。計算機軟件基礎以開發軟件信息系統為線索,開設了高級編程語言、數據結構和算法設計、數據庫等課程,是通用軟件開發的最核心知識;電子技術基礎以單片機應用開發為主線,集成了電路設計、電子元器件、傳感器于一體;交通基礎理論以城市的交通規劃、設計、管理與控制為研究對象,開設了交通調查與分析、交通工程系、交通設計、交通系統分析、交通管理與控制、交通規劃等。
技術類課程的三門課是智能交通設備集成的核心技術,相對獨立、相互配合。在基礎理論類課程基礎上,交通數據采集與處理解決如何研發交通前端設備,車輛定位與導航解決移動車載設備與道路交通設備和數據中心的位置信息,而交通信息網絡與通信是交通前端設備和數據中心通信交互的技術保障。
實現和應用類課程是一門綜合課程,結合實際智能交通項目存在的問題,以基礎理論和技術類為基礎,圍繞智能交通的方案設計、施工、安裝和集成,介紹常見的智能交通前端設備的原理和使用方法,以及這些交通設備的通訊協議和二次開發接口,實現集成一個智能交通大系統,是鍛煉學生實際動手能力的一門課程。
四、落實“課程群”的教學實踐
首先,修訂培養計劃。調研相關智能交通企事業單位,邀請專家學者、交通工程師和專任教師、學生共同進行研討會的方式,圍繞智能交通相關崗位的核心能力所需的核心知識,構建課程體系,包括基礎課程、支撐課程和選修課程,確定其教學和實驗內容,據此編制培養計劃、教學大綱等教學資料。
第二,課程整合與優化。分析課程群的各門課程教學內容之間的相互關系,進行整體規劃,突出每門課程的重點和難點,避免課程之間內容的重復,并補充不足的知識點。例如:車輛定位與導航、交通網絡與通信這兩門課的部分知識重復,補充軟件工程、軟件測試等部分知識。
解決好交通管理問題。本文通過對烏魯木齊城市交通環境研究入手,提出了烏魯木齊市智能
交通建設的必要性與可行性,最后對智能交通建設給出了建議。
關鍵字:烏魯木齊智能交通
中圖分類號:TU984文獻標識碼:A
烏魯木齊市是我國中西部地區最大的城市之一。烏魯木齊市面積為12000平方公里,現
有人口330多萬。烏魯木齊市現有各類機動車突破50萬輛。2002年至2010年,機動車增
長了400%,但道路里程僅增長了11%,且新修道路均位于中心城區,而老城區因受商業
網點集中、建筑物集中的限制,呈現出路窄、車多的特點,中心城區道路的實際交通流量已
超過道路本身的承載能力。
一、道路交通運行現狀分析
由于歷史和地形的原因,烏魯木齊市的整個道路網絡呈現峽谷狀。城區發展沿西北-東
南軸線沿北端向兩翼擴展,城區布局整體呈“T字型”。在城區中央形成瓶頸,最窄處僅800
米寬。網絡連通性差,道路起伏不平,坡度較大。盡管公交出行方式比重在國內的大城市中
處于較高水平,但由于道路網絡密度比較低,城市的“蜂腰”、地勢條件以及錯位畸形交叉
口等共同作用,烏魯木齊市的主要干道堵塞嚴重,主要道路都已經飽和或接近飽和。
(一)機動車保有量情況
據統計烏魯木齊市機動車保有量2007年7月為20萬輛;到2012年6月急增到50萬輛。
根據目前機動車發展趨勢,未來烏魯木齊市機動車保有量將保持持續快速增長。而事實上,
烏魯木齊市每天還有5-8萬輛外地牌照的車輛在此行駛??梢灶A見,烏魯木齊市交通壓力將
進一步加劇。
(二)現有道路網情況
根據2010年有關部門公布的數據,烏魯木齊市區道路總長為1599公里來測算,烏魯木
齊的道路車輛密度約為313輛/公里,已經超出國際上270輛/公里的警戒值,這個數值也超
過了機動車保有量超過200萬的深圳。近兩年,烏魯木齊的道路一直在加強建設,包括新修
建的31.3公里外環路東北段二期、田字型路網等工程,如果目前市區道路總長能達到2000
公里,道路車輛密度才能降低到250輛/公里。但是市區道路資源緊張,過去每年都在以10%
左右的速度增長,兩年之內,顯然不能大幅增加近400公里。
(三)公共交通及軌道交通
2011-2012年烏魯木齊建成了大容量快速公交系統BRT1、2、3、5號線,日均載客量35
萬人次,新增出租車2000輛,更新公交車468輛,整合優化11家公交企業28條線路,有
效緩解了交通擁堵,方便了市民出行。
二、交通管理信息系統現狀分析
經過多年發展,烏魯木齊市已經建成了具備基本功能的交通指揮中心,具備了一定的指
揮管理功能,并建設了交通信號控制系統、視頻監控和交通違章行為檢測系統,具備了一定
的檢測、控制路面動態交通流的能力。
(一)交通信號控制系統
烏魯木齊目前已經有170多個路口建立了區域交通信號自適應系統,系統根據收集來的
車流量信息,自動調節信號燈配。由于烏魯木齊市即將安裝倒計時器系統,駕駛人能親眼看
到紅燈所剩時間、綠燈所剩時間,提前做好預判,提前做好停車、起步的準備。
(二)視頻監控檢測系統
烏魯木齊市安裝的事件檢測系統,不僅可以24小時不間斷地監控道路路況,就連發生
交通事故、火災等突發事件,車輛逆行、行人橫穿、車內拋灑物品等都能檢測到,并在3~
5秒內向指揮中心發出報警信號。而在報警的同時,該系統還能自動檢測到事件現場,錄下
從事件發生前直到發生完畢的影像資料,供警方取證,并查處違法行為。
(三)交通信息服務系統
烏魯木齊市即將安裝車輛行駛誘導系統,它是在后臺檢測不同路段的實時車流,測算堵
車路段,工作人員只需審核測算結果,便可自動上傳至道路誘導屏上,而開車行駛的市民便
可在通過有誘導屏的地方時,隨時掌握周邊各條道路的通行情況。
三、烏魯木齊市智能交通建設的必要性與可行性
(一)烏魯木齊市智能交通建設的意義
為了適應并更好地服務于烏魯木齊市城市道路交通迅猛發展需要,加快烏魯木齊市公安
交通管理科學化、現代化的步伐,建設烏魯木齊市智能交通指揮系統具有很重要的意義。
(1)建立烏魯木齊市智能交通指揮系統是烏魯木齊市形勢發展的需要。根據烏魯木齊
市城市性質、戰略地位、路網格局特征、城市交通存在的主要問題以及未來城市交通發展形
式的分析,城市智能交通系統,無論對于體現城市交通建設的水平,還是對于處置突發事件、
打擊刑事犯罪和維護社會穩定,都有非常重要的意義,也是體現一個城市現代化管理水平的
重要“窗口”之一。
(2)建立烏魯木齊市智能交通指揮系統有助于緩解城市化和機動化進程給烏魯木齊市
城市交通帶來的巨大壓力;
(3)建立烏魯木齊市智能交通指揮系統有助于烏魯木齊市城市交通建設和管理的科學
化和規范化;
(4)建立烏魯木齊市智能交通指揮系統是烏魯木齊市城市智能交通發展的必然。
(二)烏魯木齊市智能交通建設的可行性
烏魯木齊市的道路格局、交通現狀、交通流量負荷與需求、交通管理基礎等主題已基本
具備交通指揮系統的交通協調可控性條件。
我國從上世紀八十代起就從英國、澳大利亞、日本等國引進先進的城市道路交通指揮控
制系統。到目前為止,我國已有幾十個城市開展了智能交通系統的建設,他們在建設、使用、
開發智能交通系統的過程中積累了豐富的經驗和教訓,可以供我們借鑒。
總之,建立烏魯木齊市智能交通系統已具備了“天時、地利、人和”的條件,時機已經
成熟。“天時”即烏魯木齊市自改革開放以來經濟持續發展,基本具備建立城市智能交通系
統的經濟承受能力;“地利”,即烏魯木齊市的道路和交通流量具有可控性;“人和”,即省市
領導對烏魯木齊市的交通管理工作歷來都非常關心支持和重視。因此,一個符合烏魯木齊市
道路交通特點的現代化智能交通系統一定能夠建立起來。
三、烏魯木齊市智能交通初步建議
鑒于烏魯木齊市的城市交通狀況及未來規劃,可以通過對智能交通系統的建設進行科學
合理的規劃,在消化吸收國外先進技術的同時,針對烏魯木齊市綜合交通特點和相關產業發
展水平,按照“統籌規劃、循序漸進、優先扶植、重點突破”的推進原則,實施烏魯木齊市
智能交通發展戰略。
以國家智能交通系統體系框架為指導,以先進的智能交通技術為基礎,建成具有國內領
先水平“高效、安全、綠色、智能”的城市綜合交通體系,緩解日益嚴重的交通問題,改善
交通應急處理與決策能力,全面提升烏魯木齊城市交通管理與服務水平、大力提高交通運輸
系統的運行效率。
(一)整合交通相關各部門的公共信息資源,實時準確地獲取交通需求信息及其變化,
實現覆蓋烏魯木齊全市的交通信息資源的交換與共享機制;
(二)通過科學的分析手段,掌握交通需求的變化規律,為交通管理部門和相關企業提
供及時、準確、全面和充分的信息支持和信息化決策支持;
(三)建成覆蓋烏魯木齊全市的交通綜合信息服務體系,向政府、企事業單位和社會公
眾提供多元化、專業化、綜合通信息服務,為出行者提供便利、高效、快捷、經濟、安
全、環保的交通運輸服務;
(四)建設不停車收費及年票收費管理系統,解決收費道路上交通擁擠、堵塞等問題,
提高現有道路運行安全和效率,避免類似系統的重復建設,滿足市民出行需求;
(五)以交通的信息化、智能化為核心和基礎,帶動烏魯木齊相關產業的發展,孕育一
批智能交通高新技術企業,形成具有自主知識產權的智能交通信息技術,帶動烏魯木齊經濟
的發展;
(六)融合和建設完備的信息化技術設施,完善交通運輸信息化標準體系和安全保障體
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
引言
城市交通是否暢通是考量城市經濟發展水平的一個重要指標,解決好公路交通智能化問題是保障交通安全、有序、快捷運行的重要環節。交通是一個城市的脈絡,脈絡通,則發展暢。然而交通擁堵作為城市脈絡的一個瘀結,給人們的日常出行造成了諸多不便,已然成為制約城市發展的癥結之一。智能交通系統(ITS)被認為是解決城市交通問題最有前途的方法,因此智能交通產業應運而生并迅速發展起來。
一、現代交通的智能化概述
智能交通系統, 英文全稱為“Intelligent Transportation System”( 簡稱ITS), 指通過高科技開發,使交通系統實現智能化。在智能化的情況下,整個交通系統都顯得“聰明”起來,車輛靠自己的智能在道路上自由行駛,公路靠自身的智能將交通流調整到最佳狀態。借助大系統的智能,駕駛員對交通狀況了如指掌,管理人員則對車輛的行蹤一清二楚。ITS 體現了 “人―車―路―環境”的密切結合,從而可以極大地提高交通的安全性、系統的工作效率、環境質量以及能源的利用率。
“城市智能交通”作為國際上公認的治堵方案,完全的照搬到國內并非是良策。早在上個世紀七十年代末,我國就已經開始了在交通運輸和管理中應用電子信息技術。2000 年后,我國開始跟蹤國際上智能交通運輸系統的發展,并通過召開國際性研討會、成立試驗室和研究中心等方式,加強國際技術交流,不斷提高ITS 技術研究水平,正式開啟了現代交通的智能化之路。根據國家“十二五”交通規劃,中國城市(道路)智能交通行業投資額預計將繼續快速增長,2013 年總體市場規模達 459.5 億元。
二、智能交通系統和城市智能交通系統的基本概念
(一)、城市化與城市交通智能化
隨著人類社會的不斷發展,城市的規模也會隨之不斷擴大,近幾年來,隨著科學技術的進步,世界各國的城市化水平也得到了顯著的提升。截至目前為止,我國已經出現了很多在世界上都享有聲譽的特大城市,我國的城市化水平也得到了顯著提升。城市作為一個國家的人口聚集中心部位,聚集了全國大部分的人口,這就給城市的居民的交通出行問題帶來了很大的挑戰,因此,針對我國城市化的不斷發展,我國的城市智能交通系統也應當根據時代的變換做出相應改變,以便與滿足城市交通正常運行的需要。
(二)、智能交通系統和城市智能交通系統
目前應用廣泛的智能管理系統的基本概念是起源于上世紀八十年代的美國和歐洲,智能交通系統的最著名的代表就是美國的智能車輛道路管理系統這一智能交通系統。所謂智能交通系統,實質上指的就是利用不斷發展的高新科學技術來促進城市交通系統的發展,使得整個城市的交通系統不斷向新型智能化的模式靠近,最終實現整個城市交通系統的智能交通系統管理模式。
三、智能交通通信系統的架構
ITS 系統根據其總體管理和應用層次,主要包括感知延伸層、網絡層、業務支撐層、應用層,分別負責采集道路上物體的狀態和數據、廣泛的互聯和信息傳輸、業務管理和數據管理、ITS 的各類應用管理。本文基于ITS 的物理層次劃分ITS 物理架構,物理架構分為四個子系統:中心子系統、出行者子系統、車載子系統及外場子系統(見圖1)。
圖1 智能交通系統的物理架構
ITS 中心子系統的特點是具有空間上的獨立性,即在空間位置的選擇上,不受交通基礎設施的制約。這類子系統與其他子系統通過公共有線/ 無線通信系統進行通信。ITS 出行者子系統是以出行者或旅行服務業經營者為服務對象。通過出行者子系統,出行者和車輛駕乘人員可以實時了解交通網絡的運行狀況,決定他們的出行方式和對應行進線路。其用戶可以通過公共有線/ 無線通信網通信。ITS 車載子系統通常安裝在車輛上,通過專用短程通信系統和外場子系統進行數據交換,也可以通過無線通信網絡與中心子系統、出行者子系統或者外場子系統進行通信,同時也可以通過無線網絡支持車載系統間的車與車的通信。
ITS 外場子系統包括定位設置傳感器、信號燈、可程控信息板等設施,主要提供和車輛間的通信接口。外場子系統一般與一個或多個中心子系統通過公共有線/ 無線通信網連接,同時支持通過專用短程通信系統與其他部署路段的車輛進行信息交互。在ITS 四個主要子系統中,其核心的信息交互通過公共有線/ 無線通信傳輸,表1 給出了現有技術中主要使用的通信技術。
表1 各種通信方式所使用的通信技術
四、我國城市智能交通戰略規劃
(一)、設置發展目標
城市智能交通系統指的就是交通運輸管理部門把先進的信息通訊技術以及相應的電子信息管理技術融入到現有的城市交通管理系統當中去,實現在智能系統的管理之下實現行人和車輛以及道路的相互和諧統一,最終實現在城市的交通管理系統之中的智能管理系統全方位的對城市的交通信息進行實時性的的準確安全管理防護。
(二)、找出正確的發展方式
在我國傳統的城市交通運輸的管理系統地管理之下,我國的城市交通運行是在一種粗放的管理模式之下運行的,這種城市交通運行的管理模式是依托于我國對于交通運輸行業所投入的巨額管理資金為依靠屏障的,這樣的城市交通管理模式做不到對城市人民群眾的切實需求的正確反映,也難以對城市交通運行之中行人和車輛的基本信息進行快速有效的統計處理,其主要的發展模式只能依靠政府機構的投資來完成。這就依靠在城市交通的戰略規劃之中采用先進的UITS 智能管理模式,通過這樣的智能管理模式,可以實現對城市交通各種交通信息的集約化智能管理,通過對城市交通運輸各種車輛和行人信息的登入實現有效的管理發展。
五、城市交通智能化中大數據平臺的應用
(一)、優化資源的集中管理調度
目前,涉足智能交通領域的企業眾多,產品魚龍混雜。雖然很多產品價格便宜,但普遍存在性能不穩定、后期運維費用居高不下等缺陷。而且很多前端產品與后端平臺難以兼容,專業化生產程度低,這些都讓智能交通的集成管理調度成為了難題,也影響了智能交通進一步的發展。
(二)、基于這些考慮,科達通過技術研
發推動智能交通向“高清化、集成化、智能化”的方向發展,提供了端到端的智能交通整體解決方案。方案不僅涵蓋了豐富的前端產品,如免維護卡口、微光電警、四合一電警、道路監控云臺攝像機等,還有著豐富的后端產品,很好的解決了智能交通中難以集中管理調度的難題。不過,對于有些城市的前端產品和后臺平臺并不屬于同一廠家的情況,其兼容性的要求就更為凸顯了。而憑借著新一代平臺的高兼容性,科達新一代智能交通綜合管控平臺還與其他友商產品實現很好的融合。
(三)、快速實現可視指揮調度
可以快速實現基于拼音首字母的檢索,輸入即可檢索相關資源和切換,實現交通資源的一鍵調度,提供豐富的交通資源調度快捷方式。如要了解一條道路上的所有的卡口、電警等監控資源,不需要經過繁瑣的逐個選定操作,只需要選取該道路,即可查看該條路上的所有視頻資源,非常方便快捷。
(四)、最為全面的交通管理
該平臺不僅可以提供實時分析道路的擁堵狀況,有效保障交通秩序,還可提供交通擁堵管理,利用大數據技術,將海量的交通信息進行有效的提取、保存,作為交通組織措施的評估、反饋以及后期的交通信息研判分析,形成交警交通管理知識庫,對于后期的交通管理來說都是非常重要。
結束語
總之,隨著我國城市交通的日益擁堵,如何實現我國城市交通的智能化發展已經成為了人民群眾關注的焦點問題之一。在本文之中,筆者通過對城市智能管理模式的解讀,簡要的說明了目前我國的城市智能交通戰略規劃模式。
參考文獻
誠可見,交通擁堵、交通安全、能源短缺、環境污染已成制約經濟社會可持續發展之頑疾。根據國民經濟“十二五”發展預期,“十二五”末,中國城市化率將從47.5%提高到51.5%,如何破解因交通而帶來的諸多難題顯得尤為迫切。除了采取行政、法律、宣傳教育等手段和措施外,有效運用科技創新,推進交通信息化建設,加快建設智能交通系統,也是非常必要的治理手段。
5月26日,交通運輸部召開新聞會,介紹了《交通運輸“十二五”發展規劃》的主要內容?!笆濉逼陂g,中國交通基本建設投資總規模約6.2萬億元,比“十一五”期間總投資4.7萬億元略有增長?!笆濉蹦袊鴩腋咚俟肪W將基本建成,高速公路總里程達到10.8萬公里,覆蓋90%以上的20萬以上城鎮人口城市?!兑巹潯愤€提出要“大力發展智能交通,提升交通運輸的現代化水平”,“重大關鍵技術研發取得突破性進展,科技成果推廣應用水平進一步提高,科技進步貢獻率達到55%”。
目前,新一代智能交通系統(ITS)呼聲最高,被稱為“治堵”和“安防”的利器。資本市場也是一片看好智能交通產業及其相關概念股,各大券商不遺余力地紛紛撰寫研究報告,點評智能交通的巨大發展潛力。更有不少分析師預計,未來5年國內智能交通行業的投入將達數千億元。
中國的智能交通處于什么現狀?未來發展前景如何?對解決交通難題究竟起到多大作用?帶著讀者關心的這些問題,本刊專門求教于業內權威專家關積珍。
《新經濟導刊》:隨著中國工業化和城市化進程的加快,交通問題日益突出,近幾年智能交通系統(ITS)備受關注,請您介紹一下中國智能交通的發展歷程?
關積珍:從國外來講,社會機動化發展到一定程度后,咱們現在面臨的交通擁堵、污染、安全問題,以及交通對社會可持續發展產生的一些影響,它們在幾十年前就遇到了。從20世紀60~70年代開始,它們陸續重視這些問題,那時沒有明確提智能交通,主要從交通管理、交通控制、交通安全、交通可持續發展上做了很多工作。到了20世紀80年代左右,形成了智能化的交通系統,智能交通系統這個概念慢慢形成了。
20世紀90年代后期是中國智能交通系統的啟蒙階段。主要通過兩次比較大的學術性會議,一次是科技部發起的中歐國際智能交通研討會,另一次是亞太智能交通研討會,這兩次會議對國內業界認識智能交通起了非常大的促進作用。同時科技部與建設部、公安部、交通部組團參加了世界智能交通大會等國際性會議。
中國智能交通系統真正開始于“十五”期間,這五年是概念形成和理念導入階段。主要做了一些科技性的引導工作,當時還確定了首批10個智能交通應用示范試點城市,包括北京、上海、廣州等大型城市,還包括一些中小型城市,如中山,對智能交通在國內的普及和導入起了很大的推動作用。
“十一五”是智能交通系統發展的一個重要基礎階段。這期間有幾個大的標志性事件:第一,科技部首次設立了現代交通基礎領域的863,把智能交通和交通安全作為專題,同時也啟動了一批863項目和幾個比較大的支撐計劃項目,這樣科技對智能交通的推動和引導作用很明顯。第二,原來做的一些基礎性工作,結合一些重大的應用需求,顯現了很好的效果,比較典型的有北京2008年奧運會,面向奧運的智能交通系統的保障和運用,還有上海2010世博會,廣州亞運會,公路不停車收費(ETC)等。那一輪共啟動了7個支撐計劃,叫國家智能交通關鍵技術集成及應用示范,這種支撐計劃對行業發展起了很大推動作用。第三,產業和企業的發展初步形成了比較好的格局。這期間基本上是有一定交通專業基礎的、又掌握一定高新技術領域的、對這行業有一定感悟的企業,實現了穩定的發展。2000~2005年,大家對智能交通的理解和認識也有限,感覺市場很大,但是做什么不是很明確,所以許多企業都想擠進來,包括一些大IT公司,但是后來都退出去了,因為交通的專業性很強,沒有這方面的積淀很難開展業務。當時我們開玩笑說,不要把智能交通系統ITS理解成IT+S,到現在業內認識到,traffic或transportation這個概念一定要強化。
到了“十二五”,我認為智能交通系統進入到了一個提升階段,不管從技術水平還是產業格局,都會有一些大的調整和突破,智能交通將真正走上一個比較好的快速通道。
《新經濟導刊》:從資本市場看,原來智能交通的概念成分偏多,是否可以說從“十二五”開始,智能交通更多轉向應用了呢?
關積珍:“十五”、“十一五”期間,大家對ITS的內涵和本質認識不太清楚,“智能交通成了筐,什么都往里裝”,實際上不是那么回事。當然,這也是中國的實際情況,中國的機動化進程是最近幾年突然加速的,原來機動車保有量也有限,整個社會不是一個機動化的社會,對路和車的理解還有偏頗,道路交通基礎設施也很不完善,這與有沒有智能交通沒關系。原來沒有,現在有了,大家一看,智能交通原來就是干這個的?某種程度上造成了誤解。
有人認為,交通到底有多少技術含量,因為每個人都是交通的參與者和感受者,都可以對交通發表意見。我們剛開始確實從理論體系上到技術支撐體系上,也沒有拿出很先進的東西,這樣讓大家產生了誤會,“智能交通繼續搞下去,有什么好搞的?!庇姓J識誤區很正常,也是客觀環境造成的。
“十二五”可能會有大的轉變,原來大的城市應用效果已經很明顯了,同時全國范圍城市化、機動化進程很快,這兩方面對交通帶來的挑戰是非常大的。原來北京、上海、廣州這樣的大城市擁堵,現在省會城市、二三線城市甚至許多小城市都擁堵了,恐怕僅靠修路已經來不及了,而且拆遷修路成本太高,占用太多耕地、綠地也不符合可持續發展。既有的道路資源怎么利用好,把管理水平提高上去,通過智能化的手段發揮更好的效益,已經到了刻不容緩的地步,所以大家覺得智能交通必須要搞。盡管有這個實際需求,但概念這東西是難免的,有時候概念是為了強化大家的理解和認識,比如車聯網,雖然有所認識了,但其本質和內涵需要去進一步挖掘;還有物聯網,自從IBM提出智慧地球,后來咱們提出物聯網,一直在推進,但也面臨同樣的問題,物聯網究竟是要干什么?交通物聯網從本質上說還是交通信息的采集處理和,但這些大的背景大的趨勢大的變化無疑將給智能交通注入新的內涵,促進一些新的領域技術方面的發展,有效結合好,發揮積極作用,就是有意義的。
智能交通里面有一個核心系統――采集處理,從道路交通信息的采集、傳輸、處理到,可以給管理者,包括交管局、交通指揮中心等,同時也面向社會。在北京路上開車可以看到路況顯示,前方是否擁堵,這個過程就是“采處發”。從采集來講就是感知,原來在路上設檢測器感知,將來車上都有ID了,那就變成車輛感知了,再先進一點,車與車之間可以通信了,車聯網就形成了。另外路旁邊有信息采集裝置,跟車輛實時交互,那就車路聯網了。路再通過無線傳感器或無線通信連接起來,那就構成一個大的物聯網概念了。不管叫車聯網、路聯網還是物聯網,只要大家接受就行。本質意義是廣泛的獲取信息比以前要多。如果說以前是路邊設一個檢測斷面來獲取信息,現在是廣義的多維的網絡化的全景式的交通信息環境的建立。這在物聯網背景下,是一個重大變化。在技術不斷變革的時代,概念是難免的,但不要單純追求概念。
《新經濟導刊》:智能交通系統在中國發展十幾年了,有哪些自主創新成果?
關積珍:交通本身蘊含著一定的文化和社會背景因素,比如道路指示牌,國外的拿過來中國人看不懂,中國人在認知方面有自己獨特的慣性思維和文化傳統,把國外的高速公路編號G25、G18拿到中國,建立不起概念來,不適用。只有以地域概念命名,中國人才能記得住,比如京藏、京滬。
智能交通是與國情、地域相關的,除了共性技術和核心技術一樣,在應用層面有很大區別,我們成功的地方恰恰是結合中國國情和發展需要的一些領域,比如聯網不停車收費(ETC),日本早就有,而且做得還比較成功,歐洲也有相關標準,美國發展比較慢,因為美國高速公路不收費。中國因收費造成排隊擁堵是一個很大的問題,針對中國的國情、車況和收費管理等要求,需要一套很復雜的體系。我們在ETC方面做了很多創造性工作,形成了自己的國標,建立了相應的示范項目,像京津冀、長三角、珠三角這些示范項目做得很好,現在向全國進行推廣?;诖耍乱徊綄⒀由斓匠鞘薪煌〒矶率召M。
另外,我們在面向重大應用需求上,做得還是很成功的。比如前面提到的北京奧運會,上海世博會。有人說這是國家項目,有政府力量,但政府推動只是一個重要的因素,最終變成現實需要技術去實現,我們實現了,這是很大的成功。有些典型的系統與國外相比一點都不差,像北京道路交通信息采集處理系統,二、三、四、五環以及進出京高速公路都設有專門的檢測器,現正向主干路延伸。首先檢測手段不是單一的,有微波、超聲波、視頻、旅行實驗檢測,把這些數據匯集上來以后,實時地進行自動化處理和對外,這需要的技術手段還是比較高的。而國外區域性的有,整個城市這么做并不多。在上海世博會期間,從周邊省市進入上海的客流狀況的獲取,基于移動的手機定位進行客流預警、宏觀狀況信息的采集,做得也很好。北京還做了交通擁堵評價,對交通擁堵建立了一個評價指標體系,核心指標是擁堵指數,把擁堵從0~10分成五個區間,分別代表非常暢通、暢通、緩行、擁堵、嚴重擁堵。這套智能化交通運行分析系統很有價值,將來有機會可以適合公眾接受的形式對外出去。
這些年,智能交通在基礎技術方面取得了很好成果,重大應用上取得了標志性的成果,形成了初步的智能交通標準體系,在國際的智能交通發展格局里,中國也占有一席之地了。
《新經濟導刊》:現在一個國家、一座城市都講究頂層設計,您所領導的企業也是做解決方案的,你們如何實現智能交通系統解決方案的頂層設計?
關積珍:你問得很好。智能交通系統本質上是一個完整的體系,要有系統的思想和方法去做智能交通,首先要有整體的頂層設計,明確總體目標和任務,然后決定投入多少,如何分步落實。我們在做智能交通系統解決方案的時候,首先建議對方制定城市綜合交通規劃,然后再制定安全管理規劃和道路交通智能化管理規劃。智能交通管理規劃,包括需求、路線、發展目標、系統建設的遠景規劃等,特別是面向中小城市,更需要去引導。這樣做才有意義,不會造成重復建設和浪費。在上世紀90年代末2000年初的時候,我就對一些地方城市交通主管部門說,建設智能交通系統要做三件事情:一是建立健全道路交通基礎設施環境;二是加強宣傳教育,提高全民的交通意識和素質 ;三是做各種系統,用先進的技術來保障。這樣的智能交通系統才能發揮作用,否則再先進的技術和設備也無法保障交通的暢通和安全,因為與人的交通素質和基礎設施是否完善有很大關系。我認為,這種倡導到現在依然管用。所以我們公司一直設置一個部門―交通工程事業部,業務職能就是做交通標志、交通區劃等,這是天大的小事。作為企業,我們不能只盯著市場和項目掙錢,要把智能交通當成民生工程來做。
《新經濟導刊》:中國的智能交通產業鏈是否形成?現在有分析人士說,“十二五”智能交通產業規模有幾千億,你怎么看?哪些領域發展潛力大?
關積珍:坦率地說,現在智能交通產業鏈是初步形成,但還不成熟,分工也不合理。許多企業發展定位不清晰,產品、解決方案、系統集成等什么都想做,但又做不精。沒有形成比較大的穩定的各環節的龍頭企業。這是任何產業都要經歷的階段,需要一個逐步發展過程。
至于產業規模,智能交通的產業空間確實不小,到底有多大,不好預測。首先產業邊際就不好界定;其次,交通管理、交通服務、投入主體都是多元的,政府投入只是一方面,還有企業投入、風險投資等。我認為每年幾百億的投入還是有的,現在沒有一個全國的智能交通投入匯總數據,因為城市智能交通都是地方政府主導的。
中國的智能交通有個特點,是民航、鐵路、公路、軌道、城市道路、水運等綜合交通領域全面推進,而國外更多關注的是道路智能交通,中國把道路交通分為公路和城市道路兩塊。中國正在進行交通信息化建設,信息化和智能交通很難分清楚。民航的業務系統一直跟國際接軌,管理的現代化和信息化程度是比較高的,如客票訂制。鐵路業務運營管理的自動化和信息化程度是比較高的,面向公眾服務這一塊還比較欠缺,現在也意識到這一點了,正在改進。這兩個都是行業縱向管理。公路比較分散,各管一段,全國公路資源統一協調難度比較大,交通部也是積極推進,并且計劃對全國公路進行智能監管和緊急處置,從國家戰略角度也是很有必要。真正熱點和比較關注的是城市道路交通,主要是解決擁堵,但智能交通不可能完全解決擁堵,只能為緩解擁堵提供一個技術支撐手段。解決擁堵與城市規劃、土地利用、公眾出行方式、城市交通的結構構成等有很大關系。智能交通只是這一攬子交通解決方案中的一個,這一塊,智能交通的發展空間比較大。在城市化進程中,交通問題是一個突出問題,不僅僅是硬件建設,人的觀念也要轉變,要盡快適應城市化的要求。
《新經濟導刊》:據了解,交通運輸部已經啟動新一代智能交通系統發展戰略研究,北京市也表示將建設新一代智能交通系統,請問什么是新一代智能交通系統?
關積珍:新是相對的,業內對此說法也有不同認識。我認為,新一代必須從本質上有突破。當然,這種提法也反映出一個趨勢。智能交通發展到現在,對中國來講,除了借鑒國外的經驗,也要滿足國內的應用需求,有很多不太成熟的技術不能完全照搬國外的,我們需要結合國內需求去創新發展,這是一個層面。第二個層面是,現在的技術環境與美日歐當時的環境完全不一樣了,不在一個起跑線上,新技術日新月異,如何運用現有的高新技術來提升中國的交通管理水平和效率,這需要去重點探討。還有隨著經濟社會的發展,人們對交通出行、享受新技術成果運用的需求也不一樣了,智能交通技術、服務和運用的理念也需要調整,要實現安全、通暢、環保、智能化服務等多元目標而不是單一目標。原來的技術系統無法滿足,需要集成創新,有新的技術手段來支撐,實現新的展示,這也可以說是新一代的內容。新的需求、新的技術環境、新的理念上的突破,這樣才能對智能交通有一個新的發展。
《新經濟導刊》:“十二五”期間中國智能交通的發展方向和重點是什么?
關積珍:第一,綜合交通運輸系統的性能提升是我們關注的一個重點方向?!笆濉笔侵悄芙煌ㄌ嵘碾A段,包括關鍵技術要有新突破,比如車路協同技術,智能交通服務于交通管理和出行的需求要有一個提升。中國的特殊性是綜合交通運輸,公鐵水民都要一體化去考慮,不能偏頗哪一個。在863支撐計劃里有一些交通樞紐的布局,加強樞紐之間的能力協同。典型的講,從天津坐高鐵到北京南站,從北京南站換乘地鐵到中關村,這樣就比原來大大縮短了時空距離,提高了出行效率。
第二是智能化交通管理向智能化服務轉變。原來的智能交通系統側重于管理上的需求,服務的理念體現不充分。實際上交通是面向服務的,應該面向服務提供技術支撐,讓服務的水平和效率更高。民航這方面走在了前面,網上可以訂機票,走不了可以改簽,登機牌通過手機和網絡都可以換,這都是信息網絡技術帶來的方便。其他火車等出行方式都可以這么去做,最近火車實行網絡售票,這就是一個進步。還有誘導,不能光告訴哪里堵哪里不堵,應該在出門之前告訴全市的交通狀況,你所去的區域是否有重大活動,通往那個區域的道路,哪條交通流量大,以便提前繞行。
第三是交通安全要下功夫。機動車保有量、道路增加、人口流動快、交通安全意識淡漠等因素將對交通安全帶來很大壓力??萍疾俊⒐膊?、交通部在“十一五”啟動了一項《國家道路交通安全科技行動計劃》,對有效防治、減少重特大道路交通事故進行系統的技術研究,這也要繼續深入開展。另外還要加強安全保障措施和安全宣傳教育,安全無小事。交通教育要從娃娃抓起,交通宣傳要日?;侣劽襟w要加大輿論引導和監督力度,開辟專欄天天講交通知識,日日講交通法規,形成良好的交通文化氛圍。
第四是提高交通信息的采集處理水平?,F在信息化發展很快,交通信息的采集、處理、是智能交通的一個核心系統,這方面還有很多要做。因為不管是科學的管理還是高效率高水平的服務,都要依賴于對交通實際狀況的充分了解,這就要靠信息的獲取和采集,同時還要快速地處理和高效率地。
第五是建立公共的智能化交通服務平臺。原來智能交通是做單項技術、重大集成應用,現在要轉向構建面向公眾的多媒介、多功能、方便快捷的交通信息服務大平臺,切實發揮為民服務的智能交通作用,引導公眾合理選擇出行計劃和方式,從源頭化解交通擁堵,保障交通安全通暢。
第六是要大力發展智能交通產業。智能交通是典型的產學研用多技術領域集成的體系,發展到現在,要擴大和提升產業規模,否則技術不能發揮很好的作用;我國已經在特大型城市、大城市集中應用了許多很好的技術成果,要加快產業化推進,結合各地特點向全國進行商業推廣。要加強對智能交通產業和企業的引導和支持,這方面已經有跡象了。最近資本層面的運作如并購、上市已經開始。未來五年,將形成有梯次的有一定規模的產業化格局。
中圖分類號:491 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)02-0274-02
目前,隨著我國經濟實力的上升,以及人民生活水平的逐漸提高,我國的汽車保有量已經突破了4億,汽車在給人帶來便利的同時,也給城市交通帶來了壓力,我國的多數城市都出現了交通流量增加、道路擁擠的現象,這就要求交通管理部門加強對交通的管理力度,增加有效的管理方式。智能交通系統是目前一種比較實用的交通管理模式,它能減輕人工管理的壓力,提高管理的效率,而該系統的運行離不開實時交通信息的采集和處理。
一、 目前交通管理系統的不足以及智能交通系統新方法
原有的交通系統的組成離不開先進的信息采集、處理設備,例如環形感應線圈、雷達、紅外傳感器等,這些設備能夠準確的感應到交通信息,提高數據采集的精度,讓交通系統能夠進行準確的分析,但是,這些設備也存在一定的缺點,例如它們的維護成本較高、必須要人工進行維護、容易受到磨損、受氣候和光線的影響較大,因此,在多數城市,交通管理部門只是在比較關鍵的路段安裝這些設備,以減少設備運行的成本,這也使得交通信息無法實現全覆蓋,在某些路段存在真空的缺點,在一定程度上削弱了交通管理的能力。針對這一問題,解決的途徑就是使用智能交通系統無線定位方法,通過實時采集行駛在路網中一定數量交通信息采集單元的速度、位置和時間信息,充分運用先進的智能信息處理方法進行整個交通網絡交通狀況的分析和預測。實時交通信息的采集和處理是智能交通系統中的重要組成部分,它能提高系統的數據處理能力,增強系統運行的有效性。在世界的發達國家,這一技術已經在某些地方應用到交通管理過程中,并且取得了非常不錯的效果,它能有效的補充傳統交通信息采集方式的不足,在我國,無線定位技術已被成功的應用到其他領域,例如物流運輸、防盜報警等,因此,可以看到這項技術是具有實用性的,值得在智能交通系統中進行嘗試,因此,從理論上和實踐上對該項技術進行研究對城市智能交通系統的建設和完善具有非常重要的意義。
二、智能交通系統新方法的基本原理
智能交通系統新方法的構成主要包括以下幾個部分,分別是衛星定位與蜂窩無線網絡、交通信息采集單元、TDCS信息中心三個部分。智能交通系統可以在許多車輛上安裝衛星定位接收機和蜂窩移動通信設備,這些設備對出租車、公交車、集團車輛等協議車輛的幫助是非常大的,能夠將這些車輛作為交通信息檢測的單元,通過無線定位和地圖匹配技術,將實時交通信息準確的反映到智能交通管理系統中,實現對這些車輛的實時定位跟蹤,甚至能夠掌握這些車輛在路上的行駛狀態以及行駛的時間,然后再通過信息處理技術,將這些實時交通信息進行融合和分析,進而為有效進行城市交通誘導提供決策依據。智能交通系統新方法的具體環節包括以下三個部分,分別是:①無線定位技術,主要是應用衛星與蜂窩無線定位技術相結合,通過這個技術能夠將車輛與地圖匹配起來,對車輛的交通信息進行準確定位;②參數檢測技術,通過這項技術能夠獲得相關車輛的瞬時速度、位置、時間數據,在這些數據的基礎上,可以獲得相關路段的區間的平均速度、交通流量和旅行時間;③分析預測技術,在采集完數據之后,能夠將這些數據進行融合,在融合的基礎上預測道路是否發生交通事故,進而可以分析和預測下一時段路段的交通流量和旅行時間。智能交通系統新方法的基本原理結構圖如下圖所示:
智能交通系統新方法的優點非常多,這種實時交通信息采集處理的方法與“固定”檢測器采集處理的方法不同,它們之間的區別主要體現在這些方面,例如對多個路段交通狀況的全方位、同步、動態、實時檢測。這種方法與傳統的跟蹤監測方法相比,不會對駕駛者的駕駛行為做出特殊的要求,信息采集單位的具體信息可以與交通系統之間完成信息交互的工作。這種技術的優點主要包括以下幾個方面:一是可以利用現有的衛星定位和蜂窩網絡的設備基礎進行檢測,減少了昂貴監測設備的安裝過程,極大的降低了檢測的成本;二是可以進行全天候24小時的實時信息采集和處理;三是可以將信息與其他應用聯合起來,滿足多種功能的需求。
三、 智能交通系統新方法的關鍵技術
智能交通系統的新方法是一個具有現實意義的交通管理辦法,這項技術目前還不夠完善,在實施過程中遇到一定的障礙,影響了智能交通系統的作用的發揮,因此,解決這些關鍵問題是相關部門和科研單位應當重視的問題,其中的關鍵技術主要包括以下幾點:
1、個體信息與整個交通流信息之間的聯系
智能交通系統的組成離不開每一個個體交通的信息數據,只有個體交通信息數據足夠多、足夠準確,才能為智能交通系統提供足夠的信息參考,信息數據才會更有價值,個體交通信息的重要作用是不能忽視的,個體速度的計算公式如下圖所示。而且,還要處理好個體交通信息與整個交通流信息之間的關系,這也是目前世界上普遍存在的關鍵問題。個體的交通信息在傳到處理系統之后,需要進行快速有效的計算,但是,計算效率的高低卻無法得到保證,容易受采樣標準差、定位精度、通信效率、功能需求、道路交通特性等因素的影響,這樣使得信息處理的結果喪失了原有的價值,很難應用到交通管理中,因此,解決個體交通信息與整個交通流信息的關系是最應當解決的問題。個體車輛的平均速度計算如下:
2、精確定位
利用衛星和蜂窩組合進行車輛的定位是智能交通系統運行的基礎,如果定位不準確就會影響智能交通系統的運行,由GPS與蜂窩定位數據結合地圖匹配技術構成連續定位系統。一方面GPS作為蜂窩定位的標準可以極大的提高交通信息定位的精度,另一方面蜂窩定位信息可以有效的避免GPS發生故障時的定位問題,而且能夠提高定位的準確性。
3、數據處理及建模
數據的處理和建模是智能交通系統的核心環節,將不同的數據信息整合到一個平臺中,實現數據的互補性,提高數據的價值,讓智能交通系統實現管理的有效性。在個體交通信息中,有許多是沒有利用價值的,這些數據如果不進行過濾,就會影響數據處理的效率,甚至還會影響到其他信息的準確性,減少大量的“病態”數據和空缺數據是智能交通系統的重要內容,治理這些問題主要通過閾值法和交通流機理法、歷史均值法、時間序列法、車道比值法和自相關分析法等。單一路段交通流量、車流速度和旅行時間等參數的估計路段平均速度是最為重要的交通流參數之一,通過平均速度可以推算出交通流量、交通流密度等重要參量,進而提高數據的準確性和有效性。
總結
實時交通信息的采集和處理是保障智能交通系統正常運行的關鍵,智能交通系統能夠提高我國交通管理的效率,給人們的出行帶來便利,但是,目前的實時交通信息采集和處理方法并沒有發揮出重要的作用,主要原因就是其中的關鍵技術沒有得到解決,信息的準確性、信息處理的效率沒有達到規定的要求,因此,對關鍵問題進行分析和處理,解決定位不準、處理速度較低的問題,是實現智能交通系統的堅實的基礎。
參考文獻
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中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 20-0000-02
物聯網作為新一代信息技術的代表,它是全球技術發展的方向,物聯網是信息化與工業化融合的重要途徑和載體,也是信息產業發展的第三次浪潮。而智能交通作為國家“十二五”期間重點扶持的新興產業之一,同時也是最迫切需要融合物聯網相關技術的領域之一,面臨著巨大的發展機遇。很顯然,ITS(智能交通)離不開各類傳感器對交通數據的采集,離不開局域、網絡的交通信息共享,離不開智能系統的監控和管理。物聯網具“信息、和智能”兩大特征,其在城市智能交通領域的應用,必將引領城市交通的管理和服務發生革命性的變革。智能交通行業中利用物聯網技術、網絡和設備來實現交通運輸的智能化,智能交通系統與物聯網的相互融合,必能促進中國智能交通系統的大發展。
智能交通系統著眼于提高交通基礎設施運行效率,立足解決交通擁堵、交通事故以及與交通運輸業密切相關的能源和環境等問題,借助于電子信息以及科技等領域的優勢,綜合運用各種高新技術實現對人、車輛、道路以及交通與運輸的智能化監控與管理,實現感知道路的各種信息(交通擁堵、重大事件、公交、停車信息、環境(尾氣)與天氣等;采用互聯網、廣播電視網、3G天線網絡等三網融合的數據傳輸系統實現任何時間、地點的實時道路狀況及數據的交互與傳輸;充分發揮數據信息有效價值,將數據信息分層分類及時發送到相應的部門和用戶群體;為機動車駕駛員和市民提供最佳的出行路線;為政府及有關職能部門應對突發事件和交通道路指揮及未來發展提供決策參考與依據。
1 基于物聯網的智能交通體系框架的研究
傳統的交通信息采集方式落后并且手段單一,不能實現24小時的實時提供現場信息的實際情況以及道路擁堵疏通和突發交通事件的實時處置能力有有限的情況下,我們采用基于物聯網架構的智能交通體系,采用多種交通信息采集手段,結合出租車和公交以及其車輛的日常運營,采用搭載車載定位裝置和無線通訊系統的浮動車檢測技術,實現對交通信息要素的全天候實時獲取。通過路網流量分析預測和交通狀況研判,為路網建設和交通控制策略調整及相關交通規劃提供輔助決策和反饋。
智能交通體系框架下的智能交通體系通過實時全天候采集和智能分析并結合車載無線定位裝置等多種通訊方式,實現了車輛路徑規劃、動態誘導和區域路網交通管控,能夠使整個交通信息系統進行整合,為交通指揮中心信息平臺提供實時信息。為情報分析和指揮決策提供數據支持。在目前智能交通體系中車輛信息采集方式有固定式采集和浮動車式采集。固定式采集方式通過安裝檢測設備,從而對機動車信息進行檢測。而浮動車將采集所得的位置和時間數據上傳給數據數據處理中心,由數據處理中心對數據進行存儲、預處理,然后利用相關模型算法將數據匹配到電子地圖上,計算或預測車輛行駛速度、旅行時間等參數,對路網和車輛實現“可視化”管控。浮動車采集技術是固定點采集技術的重要和有益的補充,它實現全流程的信息采集,結合固定點式采集,能夠為路網數學模型的建立提供更全面豐富的數據。
2 基于物聯網的智能交通誘導系統的應用研究
智能交通誘導系統主要利用屏信息,對駕駛員提供誘導。駕駛員通過信息板實時對應交通節點下游的部分路網交通狀態,來選擇交通行駛路線。并能夠對交通管理措施提供跟蹤反饋。交通誘導屏信息子系統主要功能包括:
2.1 提供在線車輛誘導、緊急事件的通告信息。交通誘導信息包括道路擁堵信息、快速路出口匝道擁堵信息、以及根據天氣狀況、路面及路面設施檢修狀況、特殊情況需要封閉道路等各種交通警示信息等,即時通知駕駛員,以提高其警覺性,實現車流的合理導向,緩解車流分配不均對交通造成的影響,保障車輛的安全行駛。
2.2 智能交通誘導系統的控制模式。智能交通誘導系統包括自動和手動兩種控制模式,系統可以自由的在自動和手動之間切換。誘導系統在自動情況下,系統自動向交通誘導屏發出顯示道路交通狀況的信息,紅色表示堵塞、黃色表示擁堵、綠色表示暢通。在手動的情況下,系統自動向交通誘導屏發出顯示道路交通狀況的信息需經操作員手工確認方可,同時操作員可手工向交通誘導屏發送文字信息。
2.3 可變動態文字警示信息顯示。智能交通誘導系統中的信息標志牌不應該固定不變的文字信息,應該重要的路況信息、警示信息,以便提高交通誘導屏的可讀性。
3 基于物聯網的智能交通車聯網系統應用
城市交通的發展涉及多個部門,需要建立統一高效的協調機制。物聯網目前處于概念設計期,希望政府、研究機構、高校、企業里能夠重視對這項技術的研究,這是一次非常難得的創新機會;RFID是物聯網得以實現最為重要的核心技術之一,城市交通領域應用潛力巨大;車聯網將成為城市智能交通發展的核心。國家發改委已經先期啟動基于物聯網的城市(廣州)智能交通試點示范,這些工作的開展必將帶動我國相關產業的發展。
“車聯網”是面向物聯網的城市智能交通發展的一條創新之路。汽車具有數量大、機動性強等特點,一直是城市交通管理的重點和難點。車與車、車與人、車與道路的協調一致是智慧城市的重要體現。車聯網作為物聯網最具有發展前景的典型應用,是物聯網以及智能汽車兩大領域的重要交集,是戰略性新興產業之一,也是未來智能交通拓展的方向?!败嚶摼W”更具體、更容易落地實施;車聯網的構成不僅僅是汽車,還包括道路、行人等,涉及整個城市交通系統。
3.1 車聯網的幾大特性。所有車輛都是具有獨立身份和獨立思考能力的智能體,就像一個智能機器人,能自動判斷路況,不需人駕駛;所有車輛都可以實時感知自身、以及與其相關的物體的身份和狀態,借助無線通訊,城市內車與車之間,車與建筑物之間,以及車與城市基礎設施之間實現互聯互通;所有車輛所在的系統呈現出物體協同運作、系統狀態最優的自組織運行模式,車輛如深海中的魚群快速地游動卻彼此永不相撞。
3.2 車聯網面臨的四大挑戰。(1)規模。與汽車保有量的迅猛增長相對應的是,汽車相關的信息采集的種類也從單一的車輛身份信息逐步拓展至汽車的身份信息、運行信息、狀態信息和事件信息等,數據規模將突破幾十甚至幾百PB級,迫切需要海量信息的傳輸、存儲和處理技術。車聯網將依托汽車智能平臺實現節點級的海計算分層自組織形成局部智能,解決90%的感知數據處理。車聯網先導試驗階段將支持百萬級車輛的聯網應用。(2)性能。汽車具有數量眾多、個體分散、機動性強、牽涉面廣等特點,需要支持復雜應用場景、高速移動狀態下的信息感知技術。(3)安全。從互聯網的虛擬空間拓展到車聯網的物理空間,通過網絡就可能實現對現實世界車輛的攻擊,信息安全和危機處置將面臨的更大的挑戰。(4)隱私。車聯網可使每輛車成為一個節點。海量的涉車信息自動進入網絡,一切都將越來越“透明”,信息管理的權限設定將涉及基本的法律問題,甚至道德倫理問題,需要信息分級權限技術、隱私保護技術。
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