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通信在智能交通中的应用及标准化ITS与通信技术介绍国际智能交通发展状况国际智能交通标准化状况我国智能交通标准化发展典型车车、车路通信交通应用场景ITS与通信技术介绍国际智能交通发展状况国际智能交通标准化状况我国智能交通标准化发展典型车车、车路通信交通应用场景智能交通系统（ITS）智能交通系统（ITS）技术有三大核心要素：信息、通信和集成。信息的采集、处理、融合和服务是ITS的核心。按照信息流向角度来分，智能交通系统主要由信息采集、信息传输、信息处理和信息发布这几大部分组成信息采集传感器方式采集、微波、视频、线圈、GPS、...信息传输公路光纤网蜂窝移动网短程通信网无线局域网...信息处理海量信息处理云计算、应急辅助决策、路网状态评价、信息服务...基于采集传输的智能交通的各种应用合作ITS系统（CooperativeITS）合作ITS系统是基于车-车（V2V）、车-基础设施（V2I）、基础设施-基础设施（I2I）间通信实现信息交互的ITS系统，有效提高ITS服务和应用效益（M/453合作ITS定义）C-ITS重要特点是在不同的、跨系统应用间实现数据交换和共享基于车-车、车-路、路-路通信的智能合作系统是可预见的提高运输系统效率和出行者安全的最好方式合作系统已经成为智能交通发展的重要方向之一国际上先进的智能交通国家和区域纷纷制定相关的政策和发展计划进行合作智能交通系统的研究和实验，并已经逐步进入实际部署应用阶段美国：VII、智能交通战略行动计划、互联车辆（Connectvehicle）日本：VICS、ETC、SMARTWAY等欧盟：CVIS、SAFESPOT、COOPERS基于ITS站点的通信应用车路协作，安全:短程通信,RFIDETSIEN302665人车通信:蓝牙,wifi,RFID采集感知：多方式通信分布互操作,处理：2G/3GV2V,自组网，安全:短程通信传感网：多方式通信导航,信息服务:2G/3G人人路:短距,wifi,RFID,2G/3G中心车路车辆跟踪,监控:2G/3Gwifiwifi个人移动终端通信举例2G/3G/4G基于DSRC车路合作安全通信wifi2G/3G/4G总结：Why专用短程通信（DSRC）？专用短程通信（DedicatedShortRangeCommunication，DSRC）技术是ITS的基础之一DSRC能提供高速的数据传输，并且能保证通信链路的低延时，保证系统的可靠性，是专门用于车辆通信的技术基于DSRC的车-车、车-路通信合作系统是国际ITS发展的趋势合作ITS系统应用场景Cooperativeroadsafety合作式道路安全:协作感知、避撞、预警Cooperativetrafficefficiency合作式交通效率：导航、路径诱导Co-operativelocalservicesandglobalinternetservices合作式本地服务和全球互联网服务：软件/数据/媒体下载主动式道路安全合作式交通效率合作式本地服务合作式互联网服务辅助驾驶-协作感知辅助驾驶-道路风险预警速度控制合作导航基于位置的服务社区服务ITS站点生命周期管理车辆紧急预警车辆减速预警车队管理车载软件/数据提供和更车辆和路侧数据校准交叉口碰撞预警机动车近距离预警错道驾驶预警停车-事故交通环境预警违反信号预警道路施工预警碰撞危险预警危险位置前后车限速提醒交通信号车速建议交通信息和推荐标准增强路径诱导和导航限制进入预警和诱导车辆标识系统兴趣点提示驶入控制和停车管理媒体下载保险和金融服务信车路通信移动通信交通应用场景多种通信方式结合（车车/车路/远程监控）车车通基于DSRC的车路合作安全预警基于DSRC的车车合作的安全预警基于RFID的车-人识别合作安全预警RFID技术，当行人\摩托\自行车等靠近时预警未来交通安全前景（穿越道路辅助安全）服务内容图片信息事件信息道路占有率停车场信息拥堵信息天气状况坡道信息预测信息车载设备、诱导屏、手机短信、广播等的信息服务，以及个性化路径规划及指定信息服务。车辆导航、信息服务手机交通信息查询基于实时信息多平台信息服务ITS站点参考框架国际标准化组织ISO21217欧洲电信技术标准组织ETSIEN302665ITSstationITSstation参考框架人-车：蓝牙（BT：Bluetooth），RFID，Ultrawideband(UWB)人-人：2G/3G，蓝牙车-中心（信息采集服务）：2G/3G/LTE,WiMAX中心-中心：高速有线（数据交换，协同）车-路（安全）：DSRC,射频RFID（采集）,蓝牙,Wi-Fi（信息服务）车-车通信：DSRC（安全）路-路：多种通信方式，传感网（采集）可用的无线通信技术通信性能IRDSRC(Active)WLAN(IEEE802.11g)WiMax(IEEE802.16d)3.5G(HSDPA)WAVE(IEEE802.11p)NA20~25Mb传输频率ps高支持车速(180km/h)反应时间10ms数据传输速度4Mbps传输范围1m5.8GHz10MHz高(160km/h)200ms1Mbps100m2.4GHz1~4MHz低(walk)3~5sec54Mbps500m2~11GHz1.25~28MHz低(walk)10ms75Mbps城市外22.5km城市1km2.0GHz5MHz高(250km/h)1.5~3.5sec14.4Mbps(下行)2km5.9GHz75MHz高(200km/h)100ms平均12Mbps(最大27Mbps)1km通信技术性能比较通信要求:主动安全时延要求(秒)闯红灯预警0.1弯道超速预警1紧急电子制动信号0.1碰撞前感知0.02协作式碰撞预警0.1左转弯辅助0.1车辆变线预警0.1停牌预警0.1时延(秒)主动安全最小时延要求(1秒)主动安全最高时延要求(.02秒)通信技术Note:Y-axisnottoscaleforillustrationpurposesDatasource:VehicleSafetyCommunicationsProject–FinalReport2.03.0604020105.04.0WiFi802.11(3–5秒)地面数字无线通信&卫星数字音频无线通信(10–20secs)(1.5–3.5secs)蓝牙(3–4秒)WiMax双向卫星(60+秒)5.9GHzDSRC(.0002秒)蜂窝移动通信(1.5–3.5秒)1.0.02.01通信技术延迟时间比较延迟时间要求:基于不同通信方式ITS应用基于不同通信方式ITS应用无线移动通信用于实时性不高的大范围交通应用短程通信用于实时性较高的交通应用，如车路协调发展趋势：随着高速、大容量无线移动通信技术的发展，无线移动通信技术在交通的应用范围逐步扩展通信技术在ITS中应用范围及发展ITS与通信技术介绍国际智能交通发展状况国际智能交通标准化状况我国智能交通标准化发展典型车车、车路通信交通应用场景安全、高效的应用。合作ITS发展情况-美国-1/42009年11月8日，美国交通部（DOT）发布了《智能交通系统战略计划：2010-2014》，为未来五年该部的智能交通系统（ITS）研究项目提供战略引导战略研究计划的目标是利用无线通信建立一个全国性的、多模式的地面交通系统，形成一个车辆、道路基础设施、乘客的便携式设备之间相互连接的交通环境，最大程度地保障交通运输的安全性、灵活性和对环境的友好性核心是一个在车-车(V2V)车-路(V2I)或车-手持设备之间支持高速传送网络，实现更Connectedvehicle安全性（Safety）将利用专用短程通信系统（DSRC），实现车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）之间的通信，从而通过向驾驶员提供建议或发出危机情况警告，提高驾驶员的情境感知能力及减少或免除碰撞事件的发生；机动性（Mobility）将利用车辆与基础设施（V2I）及乘客无线设备发送的匿名信息，向交通管理机构发送动态更新的有关实时交通、运输和停放车辆的数据，从而更有效地管理交通系统和最大程度地减少堵塞。将使驾驶员根据实时信息改变他们的行驶路线、驾驶的时间和方式以避免交通拥堵；对环境的友好性（Environment）环境研究将为交通管理者提供数据，使他们更好地了解实时做出的交通管理决策可能产生的环境影响。合作ITS发展情况-美国-2/4Connectedvehicle实现目标安全性效益•能够消除82%的车辆碰撞•减少或消除灭碰撞:•驾驶人员告知•驾驶人员预警•车辆控制舒适和灵活性效益•丰富的数据资源性能管理••运转效率•交通,换乘,停车•天气服务•车-路,路-车交互环境友好效益••降低排放节省燃料合作ITS发展情况-美国-3/4合作ITS系统的优势原型应用(第一阶段工作)盲点预警前方碰撞预警交叉口车流辅助控制禁行提醒失控预警提供机构决策(第二阶段工作)撞击方案结构互操作性效益评价电子紧急制动灯信号灯应用进展驾驶人员问题政策问题商用车辆运输车辆以上所有均基于5.9GHzDSRC技术2013年为国家公路交通安全管理局提供车车通信的决策支持ITS发展情况-美国-3/3车车通信安全应用部署实施计划合作ITS发展情况-欧洲欧洲智能交通实现目标（欧盟运输政策白皮书）建立竞争和资源有效的交通系统。2020年，实现欧盟交通运输的智能型发展、可持续发展和包容性发展排放同比2008年减少20%2020年伤亡率降低一半，到2050年减少60%；2050年道路安全实现死亡率为0合作智能交通系统将为实现这一目标发挥重要的作用ITS发展情况-欧洲•欧洲CALM应用架构多种无线通信方式构成立体交通通信网GPSDSRCDSRCDSRCDSRCDSRC移动通信2G、3G合作ITS发展情况-欧洲大多数应用需要合作ITS系统(Co-operativeITS)组织者:Austriatech公司总预算:参与者:侧重点:€16,8Million（EC:€9,6Million）37合作伙伴-14国家路侧/基础设施组织者：欧洲智能交通协会（ERTICO）总预算：€41Million(EC:€22Million)参与者:61合作伙伴-12国家侧重点:效率–车-路服务5.9GHzDSRC组织者:菲亚特研究中心总预算:€38Million(EC:€20,5Million)参与者:51合作伙伴–12国家侧重点:安全–车车低延迟5.9GHzDSRC合作ITS发展情况-欧洲•欧洲智能交通车路协作项目核心技术安全道路运营协作项目还有:SEVECOM,COMeSafety,Car-2-CarCommunicationsConsortium(C2C-CC),NetworkonWheels(NoW),INVENTACTIV(Germany),CVHS(UK),IVSS(Sweden)2012年10月在维也纳ITS世界大会上，发布了由大众、奥迪、宝马等12个主要汽车制造商签署的合作系统部署备忘录（MoU），2015年正式生产出支持合作系统的车辆由道路运营方、道路管理方、城市运输管理和车车通信联盟等利益相关方组成的阿姆斯特丹组织（AmsterdamGroup）正在积极参与合作系统部署应用工作作为覆盖大型泛欧公路网的一体化ITS基础设施项目，EasyWay积极参与合作系统的部署准备维也纳世界ITS大会期间有多达72个来自产业、技术研发、道路运营等的参与者进行了合作ITS系统的现场展示，充分证明了产业对部署合作系统的信心合作ITS发展情况-欧洲欧洲合作系统最新进展市场渗透率引入基本V2V通信*施工区域预警*紧急车辆预警*交通拥堵预警*前方事故预警V2V数据和传感器数据融合*ACC调节*变道预警*交叉口预警*电子刹车等预警*紧急刹车事件分析*辅助车道并入*危险区域预警*交叉口预警*交叉口排队主动协调（辅助决策）*高速公路自动驾驶*合作式车道