智能交通与车联网

第一讲车联网技术车辆工程系赵新IntelligentTransportationSystem《车辆工程发展前沿》专题从智能交通说起......智能运输系统，IntelligentTransportationSystems简称ITS，是交通运输科技的前沿。它是将先进的信息技术、传感器技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造等方面，加强车辆、道路、管理者三者之间的联系，从而形成的一种实时、准确、高效的综合运输系统，最终使交通运输服务和管理智能化，使路网上的交通流运行处于最佳状态。智能交通交通智能化被国际公认为信息时代交通运输业的一场变革，是21世纪经济和技术的制高点。智能交通智能车辆系统的关键技术A.传感器技术•智能车辆行驶时，必须实时了解车辆周围的行驶环境，并根据这些信息作出相应的决策。环境信息的获得依靠安装于车上的各种传感器，这些传感器数据的准确与否是影响智能车辆系统可靠运行的关键技术之一。1)机器视角2）雷达系统3）磁钉4）高精度GPS和数字地图B、测量数据处理技术•1)数据相关和融合技术•2）滤波估计技术C、通讯技术我国已经建立或正在研究开发的智能运输系统交通监视系统交通管理系统交通诱导系统交通运输安全报警系统电子收费系统交通信息动态显示系统闯红灯违章监测系统交通信号控制系统驾驶员考试系统交通事故快速勘查系统ITS的应用羊城通系统（城市一卡通）•羊城通其外形似银行的信用卡，作用类似电话磁卡/IC卡。主要用于过路费、停车费、公共交通工具使用费等的计收；•目前广州市的羊城通卡发行总量已达五百万张，发行点增加到近一千个，极大地便利了市民的出行需要。横过马路信号灯――行人按钮•行人按钮配合该路段的交通信号灯使用，如果没有行人通过，人行指示灯和车行指示灯则按程序设定轮流转换，一旦有行人按下了按钮，交通信号灯就会转换，优先让行人通过。电子收费系统(ETC)•电子收费系统，即ETC（ElectronicTollCollection），是指收取过路费的全过程均由机器来完成，操作人员不许直接介入，只需对设备进行管理、监督以及处理特别事件。•电子收费系统是集自动控制、计算机应用、通信工程、交通工程、电视监控、管理工程为一体的系统工程。•利用电子计算机与通信技术，使驾驶员不需要停在收费站付费，称为不停车收费系统。电子显示站牌•电子站牌通过公交车的定位系统，可将其到站时间和距离、车辆现处位置以及行车线路走向、发车时间、当前时间等综合信息同步反映，同时，调度中心可以据此合理安排公交班次与数量。CDMA“电子警察”•基于CDMA无线传输技术的新型交通违规监控设备；•采用地感线圈检测、摄像机视频抓拍、CDMA无线传输的模式，实现了对道路违规车辆的自动抓拍，同时还能自动生成数字图片，自动叠加时间、地点信息，并能通过CDMA无线网络实时传输到数据库，极大地提高了监控工作效率；•同时也减少了交警和群众接触的机会，使得违章处理更加公正、公开、透明化。基于GPS+GPRS的车辆定位和安全防盗系统•整个系统（包括：控制中心、站台、汽车）就是一个网络，汽车和站台就是网络中的终端节点。在交通控制中心的大屏幕上显示了电子地图，上面显示了各路段及路口的交通状况。汽车的显示屏上显示着本条线路的交通状况、交通信息、车辆位置。智能交通的实现：如何才能“智能”？答案在......物联网？TheInternetofThings”,简称：IOT“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。•物联网（TheInternetofthings）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。•物联网就是“物物相连的互联网”：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。•物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。•物联网的关键在于RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域。•物联网中非常重要的技术是射频识别（RFID）技术。物联网的开展步骤：（1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；（2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；（3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。物联网将改变我们的生活数字全球化生活数字化——“帕马，聪明的停车!”•东莞帕马智能停车服务有限公司：帕马智能停车管理系统主要是基于物联网技术的城市道路智能停车新方式。（2010.7）(1)车位导航(2)车位预定(3)车辆安全(4)交通统计信息惠山智能交通示范工程•国内首个基于物联网的智能交通项目，物联网产业的第一个标志性工程，由深圳清华大学研究院、无锡国联集团和惠山区政府三方携手共建，以惠山新城为“样本”，探索将物联网核心技术“嫁接”到智能交通领域。•由交通信息采集、交通信号控制、非现场执法、数字视频监控、指挥分中心、交通诱导发布等六大系统组成。•清华大学研制的具有世界先进水平的无线地磁传感器：只要挖个小坑，把它埋设于路面，就能利用车辆通过道路时对地球磁场的影响，来完成对车辆的检测。感知车辆信息等。•非现场执法系统则具有准确侦察违章驾驶行为、分析处理及记录的功能，可通过光纤、TD、GPRS等方式，将违章车辆的数据或图片传输到指挥中心。物联网的结构物联网的结构物联网的标准物联网的应用续上页物联网与智能交通：基于无线传感网下的智能交通，在交通信息采集方面，其终端节点通过采用非接触式地磁传感器来定时收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息。当车辆进入传感器的监控范围后，终端节点通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等重要信息，并将信息传送给下一个定时醒来的节点。当下一个节点感应到该车辆时，结合车辆在两个传感器节点间的行驶时间估计，就可估算出车辆的平均速度。多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点汇聚到网关节点，进行数据融合，获得道路车流量与车辆行使速度等信息，从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器，还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。物联网是应用在智能交通中，还是融合……？答案在......车联网？车联网概念车联网系统，是指是利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互，对每一辆汽车进行交通全程控制，对每一条道路进行交通全时空控制，以提供交通效率和交通安全为主的网络与应用。•具体指通过在车辆仪表台安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送。•系统分为三大部分：车载终端、云计算处理平台、数据分析平台，根据不同行业对车辆的不同的功能需求实现对车辆有效监控管理。•车辆的运行往往涉及多项开关量、传感器模拟量、CAN信号数据等等，驾驶员在操作车辆运行过程中，产生的车辆数据不断回发到后台数据库，形成海量数据，由云计算平台实现对海量数据的“过滤清洗”，数据分析平台对数据进行报表式处理，供管理人员查看。车联网与物联网•2010年10月28日，第一届中国国际物联网（传感网）大会上传来消息，汽车移动物联网（车联网）项目将被列为国家重大专项第三专项中的重要项目。相关内容已上报国务院，一期拨款有望达百亿级别，预期2020年实现可控车辆规模达2亿。车联网的技术ITS即智能交通。是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、信息发布技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID具有车辆通信、自动识别、定位、远距离监控等功能，在移动车辆的识别和管理系统方面有着非常广泛的应用。监控中心道路监控系统结构道路监控系统简图交通监控系统道路监控系统道路监控系统应用道路监控系统应用•车联网解决三个问题，一个是安全问题，一个是绿色问题，第三个问题就是智能化的问题。…，交叉路口的一个碰撞问题，这是一个原理，…，车和车碰撞，要怎么制止，在路边都有设备，计算每辆车的危险，要发生故障时候，它会自动控制你的车，避免车辆的碰撞。•车联网要攻克的关键技术，一个是车的关键技术，包括车联网信息协同的技术，包括标准体系；另一个就是传感器。未来体验：车联网-未来城市个人交通的愿景•继互联网、物联网之后，“车联网”又成为未来智能城市的另一个标志。•到上海世博会园区里的热门场馆——“上汽－通用汽车馆”，看一部科幻大片《2030》，就可以超前体验到20年后的汽车生活。在片中，2030年的上海拥有5层立体交通网络。人们驾驶着EN-V、叶子和海贝这三种未来车型出行，任何人都可以开车，车速飞快，而且在“车联网”的保护下实现了零交通事故率，堪称绝对安全。通过“车联网”，汽车具备了高度智能的车载信息系统，并且可以与城市交通信息网络、智能电网以及社区信息网络全部连接，从而可以随时随地获得即时资讯，并且作出与交通出行有关的明智决定。外形小巧时尚的EN-V将可以实现智能停泊，通过建筑外墙的轨道直接停在自家阳台上，或者进入高速火车的车厢中。由于每辆车都采用了自动驾驶技术，盲人也可以开车穿行于城市中。智能的“车联网”，甚至可以帮助司机订票、寻找停车场，以及自己找到充电站完成充电。智能交通、物联网、车联网智慧城市……智慧城市的愿景...智慧城市-数字城市？•中国工程院副院长、国家信息化专家委员会副主任邬贺铨在世博会主题论坛上指出，由“物联网”衍生的“车联网”，将成为未来智慧城市的重要标志。•什么叫智慧城市？邬贺铨说，一个定义是运用智能技术，使城市的关键基础设施通过组成服务，使城市的服务更有效，为市民提供人与社会、人与人的和谐共处，智慧城市本身就是一个网络城市：人与人之间有“互联网”，物与物之间有“物联网”，车与车之间有“车联网”。智慧城市“零交通事故”不再是梦想•互联网能让人们实现“点对点”的信息交流，“车联网”也能让车与车“对话”。未来具备了“车联网DNA”的汽车不仅高效、环保、智能，更重要的是它还可以提供前所未有的交通安全保障，甚至可以将汽车司机发生交通事故的概率降低为零。•通用EN－V车型是基于车联网理念设计的。它整合了车对车交流技术、无线通信及远程感应技术，支持“自动驾驶”。在自动驾驶模式下，它能获得实时交通信息，自动选择路况最佳的行驶路线，大大缓解交通堵塞。此外，它还可以感知周围环境，在很大程度上减少交通事故的发生。•未来汽车将具备行人探测功能，不用司机踩刹车，车辆可以实现自动刹车、紧急停车。在第80届日内瓦车展上，装配带全力自动刹车功能行人探测系统的沃尔沃S60已经推出，它可以探测走入车前路面的行人。在紧急情况下，系统首先向驾驶员发出声音警示，并在挡风玻璃上显示闪光信号。如果驾驶员仍未对警示做出反应，碰撞即将发生时，汽车会自动进行全力制动。•警示系统预防疲劳驾驶，帮你赶跑开车时的瞌睡虫。疲劳驾驶是一个全球普遍存在的交通安全问题。丰田的车内智能安全网络也能及时纠正驾驶员失误，通过方向盘监测驾驶者脉搏，发现驾驶员疲劳驾驶时，便启动警告系统。最初只是摇晃驾驶座位，当驾驶者仍无反应时，系统就会自动熄灭而强行停车。智慧城市，长啥样?百科名片:智慧城市智慧城市是指充分借助物联