物联网在城市交通应用的发展趋势

北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室“物联网”在城市交通应用的发展趋势高德云下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学内容交通问题分析信息网络角度的解决办法传统RFID应用无线传感器网络RFID和WSN融合交通传感网建设精准调度，信息发布下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学交通现存问题•交通拥挤•道路阻塞•交通事故各个国家城市所面对的交通问题为什么？下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学主要原因•在交通突发事件发生时，不能第一时间让车辆和行人掌握事件态势和现场情况；•无法启动应急预案以调度抢修抢险所需的人员、车辆和物资，在最短时间内完成突发事件的处置；交通实时信息突发事件信息外围车辆和行人下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学RFID应用于交通系统•属于一种自动识别技术–电子标签被附着在车辆内部，当带有电子标签的被识别车辆通过其可识别范围时，阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出来，从而实现自动识别车辆或者自动收集车辆标志信息的功能，主要针对车辆的电子化身份，进行非接触的实时的电子身份识别。下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学RFID应用于交通系统•目前的RFID系统，缺乏智慧不具有处理信息能力缺少现实世界物理信息的感知能力下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学解决办法交通实时信息突发事件信息城市交通传感网+互联网+智能交通系统下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学无线传感器网络•无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。构成元素：RFID技术，传感器技术下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学WSN特性•无线传感器网络特点：–大规模（节点）–自组织（部署）–动态性（拓扑）–多跳（通信方式）•节点：–感知能力＋计算能力＋通信能力–受限因素：能量资源、计算能力、存储资源、通信能力等下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学RFID和WSNRFIDWSN引入调整相互影响、相辅相成将标签信息作为节点标识，便于交通环境信息识别根据交通环境信息差异，动态调整RFID标签信息下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学城市交通传感网•结合RFID技术和WSN技术。•发挥传感网的信息“软”作用。–信息的及时有效控制与发布可以与智能交通设施有机结合。其信息发挥的“软”作用有时甚至超过其控制交通的“硬”作用。特别是在发生交通堵塞或事故灾难的情况下，“软”控制能够有效地阻止交通进一步恶化、加快疏通速度。RFID+WSN融合网络独立RFID系统无法满足要求下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学应用趋势分析身份识别身份识别+交通环境感知融合信息发布城市交通调度不局限于单纯的标签信息识别融合交通环境感知各种环境信息和ID信息融合并被处理，通过网络发布，实现城市交通精准调度下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学交通传感网建设•建立完善实时交通信息服务与诱导系统；•充分利用媒体和手机、情报板、车载导航等信息终端，为公众提供实时、便捷、人性化的信息服务；•建立停车管理与服务系统；•建设动态、静态相结合的交互式信息服务平台；•建设完善地面公交和轨道交通网络化调度指挥系统。下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学系统框架客流数据人体参数加速度/角速度传感器出入站采集RFID标识站牌实时显示数据TD-SCDMAWi-Fi……调度中心调度中心TD-SCDMAWi-Fi……终端设备结合RFID和WSN实现交通精确调度和网络信息发布下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学通信模式•无线通信数据业务：TD-SCDMA、GPRS较为完善的覆盖，基础设施发达•“无线城市”：Wi-Fi技术正在筹建，逐渐完善传感器节点网关设备Internet控制中心较长距离无线通信下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学应用•交通流量监控•智能停车场管理•交通安全预警•区域联网不停车收费系统•多路径识别•环境变化动态信息标识下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学交通流量监控•在交通信息采集中，终端节点可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；•将采集到车辆行驶速度和ID标识等重要信息，传送给下一个节点；•当下一个节点感应到有车辆欲通过时，比对车辆ID标签和已存储的ID标识表；•结合车辆在两个传感器节点间的行驶时间，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、车辆行使速度和对应ID等信息；•从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学智能停车场管理•智能停车场系统需要有效、准确的对进出停车场的系统/非系统车辆的数据信息进行识别、采集、记录并按需上传、处理，并在必要时可以通过相应的人工管理进行车场调度，以避免非正常事件的发生。下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学Yes智能停车场管理进入无线通信区读取车辆信息合法性禁止停放No允许停放车场控制电脑显示/记录详细资料车场车位信息通告车位离开无有更新车位信息车辆流车位WSN系统RFID识别系统下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学车位WSN系统远程电脑终端上显示车场的车位现状和停放车辆的ID标识下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学车辆信息识别系统（1）13245车辆驶入门禁天线通信区时，读卡器与标签双向数据交换。1处的读卡器读取车辆及司机相关信息2，3处的图像传感节点判断车辆司机的合法性下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学车辆信息识别系统（2）车辆取得合法通行后，触发门禁前后的磁力传感器节点进入车场下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学交通安全防范当车辆前方出现行人或者障碍物时，车辆内置的距离传感器节点感知最小安全间距，自动停车，起到交通安全防范的作用。下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学交通安全紧急预警当车辆发生碰撞，车内置压力传感器节点感知压力突变，将紧急预警信息广播给交管中心、交警、周边终端设备。道路现状通报下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学节点架构•无线传感器节点传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传统WSN节点下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学节点架构•无线传感器节点+RFIDTag传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传传RFIDTagRFID传传RFID传传传WSN+RFID节点RS232SPI下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学实验室基础•北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室很早致力于IPv6无线传感器网络相关技术的研究。目前已经取得了一系列的研究成果。以太网网关IPv6微型传感路由器下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学IPv6微型传感路由器节点原型下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学科技成果鉴定BJTUIPv6微型传感路由器于2005年12月通过了教育部组织的科技成果鉴定，邬贺铨院士为组长的鉴定委员会一致认为“该项目在IPv6传感器网络技术的核心领域，实现了具有自主知识产权的IPv6微型传感路由器，达到国际先进水平。下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学•2006年BJTUIPv6微型传感路由器荣获科技部等四部委颁发的“国家重点新产品”证书•2007年BJTUIPv6微型传感路由器获国外订单获奖及订单下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学•研制出国内第一台IPv6路由器，并通过了国际IPv6Ready认证和PlugTest测试IPv6接入路由器北京交通大学自主研制的R2600IPv6路由器下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学•BJTUWR2600/2601IPv6无线／移动路由器由北京交通大学自主研制，该产品2005年获得重点新产品证书和北京市科学技术一等奖IPv6无线移动路由器下一代互联网互联设备国家工程实验室北京交通大学