大型活动期间城市交通管理问题及智能交通物联网新技术

01目录城市智能交通发展概述一智能交通物联网技术二城市智能交通系统建设及典型系统三大型活动期间城市交通管理问题四结论五2一、城市智能交通发展概述主要内容1.城市智能交通发展背景2.国内外发展概况3.智能交通技术发展历程4.智能交通技术与系统3城镇化进程加快，城市交通压力巨大土地资源紧缺，制约交通可持续发展汽车化进程加快，交通能耗加剧公共交通发展滞后，交通供需矛盾突出我国城市交通发展现状1.1背景4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因为交通拥堵和管理问题，中国15座城市每天损失近10亿元。城市光化学污染进一步加剧城市交通事故频发城市交通发展面临的挑战1.1背景1.1背景5随着经济的发展以及城镇化进程的不断加快,交通发生量日益增加,城市交通拥堵恶化、交通事故发生率提高、环境污染加重。积极有序地推进城市智能交通系统建设，提高交通运营管理水平，最大限度地提高道路交通设施的利用率，是缓解城市发展中急剧恶化的交通供需矛盾不可缺少的有效措施。其核心是将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等应用于整个交通运输管理体系从而形成的一种信息化、智能化、社会化的交通运输综合管理和控制系统。1.2国内外发展概况67技术创新应用驱动格局初现电子路线诱导20世纪60年代末20世纪80年代21世纪2010年技术进步体系完整战略形成信息技术革命以及军用技术民用化技术成熟物联网应用应用普及国际竞争产业融合加速，应用普及高潮萌芽培育期发展成长期快速发展成熟期1.3智能交通技术发展历程8随着信息技术的不断发展，智能交通逐渐成熟，形成了以基础技术为支撑的有结构的智能交通系统。物联网技术的发展成熟，为智能交通发展带来了新的国际技术发展动向，促进智能交通跨越式发展。计算机网络技术车辆识别和自动定位技术显示技术和人工智能传感器技术通讯技术地理信息系统全方位无缝隙的信息获取技术先进的交通信息服务系统(ATIS)先进的交通管理系统(ATMS)先进的公共交通系统(APTS)先进的车辆控制系统(AVCS)电子收费系统(ETC)紧急救援系统(EMS)交通监控系统（TMC）现有应用服务的整合、多源数据的综合应用技术各种交通数据分析处理技术车路协调技术（VII）物联网技术基础技术子系统国际技术发展动向1.4智能交通技术与系统9二、智能交通物联网技术主要内容1.物联网介绍2.物联网的应用架构3.智能交通物联网概念4.智能交通物联网应用模式5.智能交通物联网技术架构6.智能交通物联网关键技术10物联网运行规律物物人网络标准规范感知控制感知控制信息传递制订准则规范运行环境物联网是利用感知手段将物的属性转化为信息，在相关标准规范的约束下通过传输介质进行物与物之间的信息交互，进而实现物与物之间的控制与管理的一种网络。物联网运行规律图2.1物联网介绍物联网的特点影响因素分析物联网的特点连通性技术性智能性嵌入性112.1物联网介绍12物联网的工作原理物理世界物物信息有效信息人感知智能控制传输处理集中处理控制主要有信息的感知、信息的传输处理、信息的应用三个过程。物联网工作原理图2.1物联网介绍13物联网的基本结构物理实体感知层网络层应用层实体感触端感触传输网感知工具汇集处理存储调用传输应用控制应用实施物联网的基本结构图2.1物联网介绍14物联网的层级划分区域级物联网行业级物联网国际级物联网企业级物联网物联网可按其应用规模和应用的整体性与系统性进行层级划分，可分为国际级物联网、区域级物联网、行业级物联网和企业级物联网。物联网的层级划分图2.1物联网介绍15物联网的相关技术需求物联网相关技术需求感知技术传输技术应用技术服务技术安全技术物联网相关技术需求图2.1物联网介绍16物联网技术构成资源寻址技术资源寻址技术物联网应用技术物联网核心技术物联网基础技术物联网支撑技术物联网安全技术物联网技术体系支撑qRFID射频技术qEPC编码技术q资源寻址技术q云计算q面向服务体系架构（SOA）q加密技术q信息安全防范技术q物联网系统中间件技术（IOT-MW）q物联网名称解析技术（ONS）q物联网系统信息服务技术（EPCIS）q射频识读器q传感器与无线传感器网络q嵌入式智能技术q纳米技术与纳米传感器2.1物联网介绍17物联网的技术体系传感器智能嵌入与纳米技术RFIDEPC编码低速与中高速短距离传输技术协同信息处理技术传感器中间件技术自组织组网技术异构网融合远程控制专用网络资源和存储管理下一代网络移动通信网M2M无线接入互联网公共中间件云计算平台信息协同技术服务支撑平台智能交通……智能电力物流与供应链物联网智能应用应用支撑移动通信网、互联网、其他专网传感器组网协同信息处理数据采集层应用层网络层感知层感知层与传输层互通公共技术安全技术网络管理标识解析QOS管理物联网技术体系主要包括感知层技术、网络层技术、应用层技术以及公共技术四个部分。物联网的技术体系框架图物联网产业链中：物理设备8%，系统集成20-30%，信息增值服务2.1物联网介绍182G网络公共安全绿色农业工业监控城市管理远程医疗智能家居智能交通环境监测物联网感知层物联网应用层物联网网络层3G网络RFID读写器RFID标签M2M终端传感器摄像头传感器网络传感器网络物联网管理中心（编码、认证、鉴权、计费）4G网络传感器网关传感器网关物联网信息中心（算法库、样本库、信息库）2.2物联网的应用架构192.3智能交通物联网概念智能交通物联网是将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、视频检测识别技术、GPS、海量异构信息处理技术、信息发布技术等综合运用于整个交通运输管理体系中，从而建立起实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统网络。20面向物联网的城市智能交通发展需求：对城市交通参与要素更透彻的感知；城市交通相关信息更全面的互连互通；对城市交通系统更深入的智能化协同控制2.3智能交通物联网概念21面向物联网的城市智能交通的优势：2.3智能交通物联网概念1、为解决城市交通领域的问题探索一条创新之路2、是进一步整合城市交通信息资源，打破行业、部门信息壁垒的重要机遇。3、推进城市交通领域的信息化、智能化水平4、推进物联网核心技术的发展及产业化5、推进物联网技术标准的制定，促进互联互通6、为物联网在其它领域的应用发展积累经验7、是中国在智能交通推进过程中的一次伟大创新222.4智能交通物联网应用模式23物理层感知层设备制造网络传输云计算软件服务应用服务传感器RFIDGPS摄像机移动通信网广电广播网宽带接入网企业专网SaaSPaaSIaaS架构服务应用软件中间件系统集成测试认证运营管理上游下游•物联网产业链中：物理设备8%，系统集成20-30%，增值信息服务•GDP的模式转变：IT制造型－信息服务型•泛在计算时代的物联网2.5智能交通物联网技术架构24物联网环境下城市智能交通技术架构图2.5智能交通物联网技术架构25架构的末端神经，也是物联网技术在智能交通中应用的基础层面，它为上层的作业控制和业务管理等提供高效的信息交互技术手段，为整个交通体系采集交通环境中发生的物理事件和数据。（数据采集和传感器组网信息协同处理）为了实现更加广泛的互联功能，把感知到的信息无障碍、高效安全地进行信息传送，将传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。数据经过汇总、处理和分流通过相应的系统接口高速准确地传输至相应的交通系统，从而服务于各类交通管理和应用。依据感知层所采集的交通数据资源接入到智能交通系统平台中，通过统一的数据标准形成各类交通子系统的应用规范，应用于支撑平台和应用服务，其中数据接口用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。感知层网络层应用层2.5智能交通物联网技术架构26影响城市交通的基本因素为：人、车、路、环境这四个基本元素。智能交通物联网技术是将这四个要素建立联系，并且实时通信、互联、处理。如下图所示，车/路/设备“物联”技术。2.6智能交通物联网关键技术27物联网是把物品智能连接起来，采用云计算等智能计算的技术对信息进行分析和处理，提升对物质世界的感知能力，实现决策和控制，为社会提供先进的基础设施物联智能网络，更好地服务于交通管理。一、信息检测感知技术。通过磁、RFID、GPS等传感器手段检测道路车辆实时流量；通过雷达等传感器手段监测车辆实时车速；通过视频传感器画面实时监测交通事故事件。通过以RFID技术和传感器技术在获取物体接入的智能的状态信息，对物理世界和虚拟世界进行建立。二、信息网络技术。传感器采集的信息可以通过互联网、3G或其他方式将数据发送至数据处理中心，组成大规模网络。有了虚拟世界以后可以通过实时数据的采集，经过大量的网络智能化的计算形成物和物相连，形成整个系统协同的运作。三、信息处理与应用服务技术。包括网络数据收集中心；数据智能处理分析中心；智能交通路线诱导系统；照能控制系统；交通环境控制系统等。2.6智能交通物联网关键技术281）信息检测感知技术通过RFID标签、雷达检测器、超声波传感器、微波检测器和红外传感器等技术，对车辆身份进行标识、车辆定位、车辆速度检测、车辆性能检测等。重点：自主知识产权、高安全性的UHFRFID标签芯片以及内存规划、编码管理、多编码体系映射、编码解析技术等2.6智能交通物联网关键技术291）信息检测感知技术流量实时监测技术通过视频采集技术，实时采集道路上车辆流量，关注道路使用状况和交通状况。2.6智能交通物联网关键技术301）信息检测感知技术汽车智能平台技术重点：车辆主动安全技术、智能化车载传感技术、多传感器异构数据的融合技术等2.6智能交通物联网关键技术2）信息网络技术重点：未来网络技术、异构网络融合技术、多网协同技术、环境自适应切换技术、智能网络管理技术等车路通信车车通信人车通信2.6智能交通物联网关键技术322）信息网络技术把车辆信息，路况信息，调度信息通过无线通信网络传播，实现交通物联网各个物体之间信息的实时传播。2.6智能交通物联网关键技术333）信息处理与应用服务技术云计算是指通过网上的数据中心，实现PC上各种应用与服务，从服务模式角度来看，云计算是一种全新的网络服务模式，以网络为核心成为传递服务和信息的综合媒介，从而实现真正的网络协作。云计算平台旨在物联网应用中去实现对智能交通物联网海量数据的存储以及计算，最终实现中心与网络的连接，使客户通过服务交互的方式获取所需的信息，如右图：“云”系统的结构图智能交通云计算平台车辆信息基础数据站点数据道路数据运行信息车流量数据使用服务提供服务服务提供端…………2.6智能交通物联网关键技术343）信息处理与应用服务技术（1）涉车信息在线估计（2）涉车信息动态多步预测（3）涉车事件影响估计（4）智能交通物联网系统最优化控制技术（5）车辆集群智能控制技术（6）行车组织优化技术（7）交通应急组织与决策技术重点：异构数据海量存储和管理、分布式高性能计算平台、智能信息处理、数据挖掘以及智能决策-〉通过感知中国信息网络，实现人车路的融合和优化调度2.6智能交通物联网关键技术353）信息处理与应用服务技术通过信息处理预测，对车辆进行辅助决策或智能控制，保证行车安全。2.6智能交通物联网关键技术363）信息处理与应用服务技术通过对交通数据的收集和传输，经过智能处理，得出合理的行车路线选择，通过电子站牌、通讯手段或网络发布给交通参与者。2.6智能交通物联网关键技术37ETC3）信息处理与应用服务技术2.6智能交通物联网关键技术38三、城市智能交通系统建设及典型系统主要内容21城市智能交通系统建设城市智能交通典型系统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