第6+7讲物联网应用之一——交通物联网53

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CollegeofComputerScience&KeyLaboratoryofDSC-CPS,MinistryofEducation,ChongqingUniversity郑林江博士、副教授、硕士生导师重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:zlj_cqu@cqu.edu.cn2014年11月物联网应用——交通物联网专业课程——物联网体系结构郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn第四讲交通物联网智能交通系统1典型应用3交通物联网架构2郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn1.智能交通系统1.1背景交通基础设施发展有限度,投资巨大,作用都发挥了吗?交通问题决定区域竞争力,如何减少经济损失?面向人和物的移动/输送,如何培育现代服务业?交通问题日趋严峻——拥堵、事故、环境、能源郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn4/271.2交通系统—发展面临的挑战汽车尾气排放已经成为非重工业城市最主要空气污染源交通噪声污染已经成为非重工业城市最主要噪声污染源2003年,全国因交通拥堵造成经济损失高达2500亿元,当年GDP的2%。城市光化学污染进一步加剧城市交通事故频发1.智能交通系统郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn1.3智能交通系统提出1.智能交通系统一种为交通运输节省金钱、时间和生命,并可为使用者提供附加服务的新方法。运用现代电子信息技术,在提高交通运输设施的效率的同时,充分保障交通安全、改善环境质量、节省能源消耗。郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn1.智能交通系统1.4智能交通运输系统(ITS)概貌货物配送信息停车场存车信息轨道交通信息公共交通调度中心公共汽车、出租车信息事故信息货运车信息周边设施信息公交站点信息步行者路径诱导信息家庭内出行目的地及其关联信息紧急救援车辆支持信号控制不停车收费系统车内的换乘信息目的地关联信息交通管制关联信息空港到离信息停车场内的目的地关联信息郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn1.5智能交通系统——信息链1.智能交通系统数据获取-检测器-自动定位-视频监控-天气信息分发-可变信息板-互联网-广播信息利用-路径诱导-匝道控制-交通信号数据通信-光纤-移动通信-短程微波数据处理-融和-识别-估计-预测郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn1.6交通系统——本质特征1.智能交通系统交通需求:人与物的空间移动(及时、便捷、安全、环保、节能)路车人交通系统:基础设施(道路)、运载工具(车)、运载对象(人、物)组成的有机整体交通对象(人、货物),借用交通工具(汽车、船舶、火车、飞机等),在交通基础设施(道路、航道、铁路、航线等)上,完成目标运送(人的出行、货物运输)的最优化。郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn交通的系统观:整体性、时间与空间、复杂性、随机性特征:供给不可存储、连续过程、网络化、复杂系统、层次结构1.6交通系统——本质特征1.智能交通系统郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn第四讲交通物联网智能交通系统1典型应用3交通物联网架构2郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn2.交通物联网交通物联网:是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。互联网让人们实现“点对点”的信息交流“交通物联网”也能让车与车、车与人、车与环境进行“对话”。2.1交通物联网——概念郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn12/272.1交通物联网——特点所有车辆都是具有独立身份和独立思考能力的智能体——就像一个智能机器人,能自动判断路况,不需人驾驶所有车辆都可以实时感知自身、以及与其相关的物体的身份和状态——借助无线通讯,城市内车与车之间,车与建筑物之间,以及车与城市基础设施之间实现互联互通所有车辆所在的系统呈现出物体协同运作、系统状态最优的自组织运行模式——车辆如深海中的鱼群快速地游动却彼此永不相撞2.交通物联网郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn13/272.2交通物联网——体系结构2.交通物联网郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn14/27业务系统方案网络传输车地双向实时无线通信网、数传电台政府专网InternetGPRS/CDMA/3G/Wi-Fi/WiMax、光纤、TCP/IP前端采集RFID标签线圈传感器GPS摄像头雷达OBU前端处理RSURF阅读器ID车道控制器感应处理器红外接收器ZKON编解码器车载主机信号机雷达接收器DVR车牌识别单元车次号识别单元公路可视化综合信息平台铁路综合管理平台公共交通运营管理平台城市综合信息管理平台通信监控ETC紧急救援雷达测速CBTCPIS信号车次号识别BRT公交调度管理电警卡口接处警交通诱导信号控制视频监控智能停车场旅行时间电子站牌出行者信息系统事件检测路径识别GIS用户服务政府个人企业公共感知层网络传输层应用层行业应用平台水运综合管理平台ITS智能交通物联网平台ITS物联网平台交通行业传感器微波手机信息服务智能交通物联网整体规划架构郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn15/272.3交通物联网——感知层2.交通物联网典型交通流参数速度(Speed)流量(Flow)密度(Density)车头时距(Headway)车道占有率(LaneOccupancy)郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn16/272.3交通物联网——感知层(1)车辆自动标识技术(2)环形线圈感应技术(3)视频采集检测技术(4)GPS定位2.交通物联网典型交通感知技术郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn17/272.交通物联网体系结构(1)车辆自动识别技术汽车牌照、道路运输证郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn18/272.交通物联网体系结构(1)车辆自动识别技术车牌识别——视频定义:车牌识别主要指光学识别,是指不依赖于电子信号,利用光学特性,基于光学字符识别(OpticalCharacterRecognition,简称OCR)技术对车辆牌照进行识别从而辨识车辆身份的一种技术。识别方法:光学识别(视频识别)郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn19/272.交通物联网体系结构OCR技术识别的基本工作流程:图像采集:指从实际环境中或者交通视频中获取图像。可通过照像设备直接获取,也可使用图像采集卡采集。识别核心:为整个系统的工作核心。通过OCR字符识别技术,获得车牌号码识别结果(有时包括如车牌颜色,牌照位置等其他重要信息)。计算机应用:指可以运用车牌识别技术的一切管理模块或软件,如公路收费系统、车场管理系统、门禁系统、交通监控和疏导系统等。郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn20/272.交通物联网体系结构2.3交通物联网——感知层(1)车辆自动识别技术典型产品介绍移动式车牌识别系统使用车牌识别的黑名单筛选(实时通行管理)雷达测速(雷达触发的违章抓拍)实时视频抓拍(违章抓拍、超速抓拍)郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn21/272.交通物联网体系结构2、基于RFID技术的电子车牌车辆配备电子标签,相当于车辆身份证存入车牌及其他车辆特征信息电子标签由专用芯片、微带天线、反拆卸装置等组成定制的RFID芯片专门设计制作的微带天线郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn22/272.交通物联网体系结构由读写设备、天线和计算机组成基站,不停车远距离读取车辆标签4、基于RFID技术的电子车牌-原理与系统郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn23/272.交通物联网体系结构基站布设在关键路口或路段,城市出入口通过网络通讯,与后台数据中心一起形成电子车牌系统平台4、基于PFID技术的电子车牌-方案郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn24/27电子车牌应用:重庆市示范工程支撑平台信息源机动车卡电子车牌驾驶人卡视频网络信息传输系统电子车牌信息机动车卡信息驾驶人卡信息动态路况清分结算应用其它应用信息发布规费征稽路面执法交通组织安全管理公安信息安全交换平台监测点收费站管理窗口银行移动执法信息采集信息整合基于RFID的城市道路交通管理与服务系统郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn25/27电子车牌应用:重庆市示范工程电子车牌定制的RFID芯片专门设计制作的微带天线采用无源模式防拆卸全球唯一序列号可反复擦写ISO180000-6C915MHz面向重庆市所有机动车发放郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn26/27电子车牌应用:重庆市示范工程重庆交通信息卡(机动车部分)ISO14443TypeA13.56MHz面向重庆市所有机动车发放已发放80多万张郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn27/27电子车牌应用:重庆市示范工程监测点郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn监测点高速公路监测点石油路监测点渝州宾馆监测郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn读写器电子车牌信息采集天线实现远距离、不停车信息采集后台数据中心网络传输系统公安信息交换平台交警指挥中心车载执法终端手持执法终端治安管理部门RFID电子标签动态识别车辆身份和管理状态郑林江硕士生导师/博士重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室zlj_cqu@cqu.edu.cn发生交通肇事•肇事车辆逃逸数据采集•肇事车辆电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