物联网在智能交通方面的应用

李海峰博士公安部第三研究所2012年12月物联网在智能交通方面的应用第二届物联网技术应用研讨会•工作背景•物联网在智能交通方面的应用•基于RFID技术的汽车专用电子标识•问题与建议目录中国汽车保有量快速增长2011年8月,全国汽车保有量突破1亿据预测2020年汽车保有量将达到2~2.5亿辆2009年产1379.10万销1364.48万国民经济持续持续发展城市化进程加速小汽车快速增长2010年产1826.47万销1806.19万2011年产1841.89万销1850.51万研究背景汽车社会带来的问题研究背景汽车社会带来的问题因交通拥堵2002年造成经济损失约1700亿元，GDP的1.7％2002年我国道路交通事故死亡人数约11万人，受伤约50万人，损失37亿元全球十大污染城市中，中国占七个研究背景•汽车时代的“城市病”日复一日蔓延加剧：机动车增长，城市越摊越大，道路越修越宽，人口越集越多，车辆越开越慢，……•拥堵从北京、上海、广州，如病菌传播，迅速向成都、杭州、西安、南京、长春这样的省会级城市蔓延，且正在波及汕头、宁波等长三角、珠三角的二三线城市。交通拥堵研究背景社会公众对城市交通出行严重不满意生活在城市还有多少幸福感？研究背景我国交通事故死亡人数占全球比例，如图所示我国汽车保有量只占全世界的1.9%，但我国交通事故死亡人数占全世界的15%左右截止2011年，我国汽车保有量达到1.06亿辆，有6.2万人死于车祸，交通伤亡率为5.85人/万辆车。而汽车保有量为7000多万辆的日本，车祸死亡人数只有4611人，交通伤亡率为0.66人/万辆车51.62%5.79%5.95%6.28%6.63%988%13.83%广东浙江山东江苏四川福建其他省份2010年全国交通事故分布交通安全形势严峻研究背景物联网的兴起•2009年1月奥巴马就职后，美国政府提出了智慧地球的概念，物联网就是这些所谓智慧型基础设施中的一个概念。•奥巴马总统也将物联网与绿色能源并列，认为这两大战略能够带来长短兼顾的良好效益。92009年8月7日，温家宝在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察，深入阐述了“感知中国”和物联网传感技术新理念。当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。——温家宝VS研究背景•2010年10月10日发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定（国发〔2010〕32号）》•2011年国家发改委批复一批物联网重点试点示范工程（广州市面向物联网的智能交通示范）•国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”（03）中支持汽车移动物联网（车联网）的研发•财政部日前也制定了《物联网发展专项资金管理暂行办法》，专项资金可用于支持包括物联网的技术研发与产业化、标准研究与制订、应用示范与推广、公共服务平台等方面的项目国家正式出台政策支持物联网建设研究背景•面向物联网的智能交通（发改委）•新一代智能交通系统（交通运输部）•汽车移动物联网（工信部）•智慧交通（IBM）•车联网（公众）智能交通发展新思路，新思维研究背景09:56•2011年12月8日，在十名院士的推动下，十大央企、十大高校联合发起成立了“国家汽车移动物联网联合建设中心”。•2012年，国家工信部批准物联网基金项目“国家汽车移动物联网试点网系统研制”国家汽车移动物联网联合建设中心研究背景•1、面向智慧服务的物联网公共停车管理运营平台的研究与应用（北京旋极信息技术股份有限公司）•2、基于物联网的智能交通信息感知与指挥调度平台（北京佳讯飞鸿电气股份有限公司）•3、港域航道信息监测及发布系统（河北中信联信息技术有限公司）•4、基于FCD/AVS技术的城市智能交通信息诱导服务平台（山西泰森科技股份有限公司）•5、高速公路联网监控管理调度平台（山西四和交通工程有限责任公司）•6、基于物联网的高速公路行车安全服务系统（辽宁金洋科技发展集团有限公司）国家物联网基金支持智能交通发展研究背景•7、基于北斗车辆移动物联网（车联网）（杭州鸿泉数字设备有限公司）•8、车路协同城市道路交通信号控制与服务系统（安徽科力信息产业有限责任公司）•9、智能航运船联网系统（烟台华东电子软件技术有限公司）•10、基于物联网智能交通系统——城联一卡通信息服务平台及应用（山东城联一卡通有限责任公司）•11、城市智能交通停车管理平台物联网系统研制（武汉无线飞翔科技有限公司）•12、基于智慧平安校车的公共服务平台及一体化车载终端、智能学生卡系统研发（广州凯曼信息科技有限公司）国家物联网基金支持智能交通发展研究背景•13、基于RFID的渔船物联网项目（海南新境界软件有限公司）•14、物联网感知交通公共信息服务平台（甘肃万华实业集团有限公司）•15、面向城市公共交通的动态交通信息综合发布与服务平台（新疆掌城科技有限公司）•16、基于物联网技术的城市公交智能系统研制及示范（青岛海信网络科技股份有限公司）•17、公交智能信息终端（厦门蓝斯通信股份有限公司）•18、广深公交化超高频RFID售检票系统（国民技术股份有限公司）•19、国家汽车移动物联网试点网系统研制（航天科技控股集团股份有限公司）国家物联网基金支持智能交通发展研究背景•国家迫切需要应用以物联网为代表的新一代信息技术来解决社会发展过程中面临的一些问题；•国家从政策等各方面重点支持物联网在智能交通方面的应用；•将物联网应用到智能交通中是一次难得的创新机遇。总结研究背景•工作背景•物联网在智能交通方面的应用•基于RFID技术的汽车专用电子标识•问题与建议目录面向物联网的智能交通第一次浪潮计算机技术极大地拓展了人类计算能力第二次浪潮互联网技术极大地拓展了人类交互能力第三次浪潮物联网技术将会极大地拓展人类智慧能力面向物联网的智能交通2010年中国政府工作报告物联网：是指通过信息传感设备，按照约定的协议，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。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。•所有联入网络的物体都是具有独立身份（广义）和一定独立思考能力的智能体（狭义）•所有联入网络的物体都可以实时感知自身、以及与其相关的物体的身份和状态•所有联入网络的物体所在的系统呈现出物体协同运作、系统状态最优的运行模式物联网的几大特性面向物联网的智能交通面向物联网的智能交通•智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事。物联网重点应用领域面向物联网的智能交通•物联网是一种应用；•在物联网发展过程中，应以应用为龙头；•交通运输行业涉及的点多、线长、面广，同人民群众的生活、生产密切相关，将成为物联网应用的主战场；•物联网是信息化发展到一定程度的质变。对物联网应用的理解面向物联网的智能交通•对交通参与对象更透彻的感知；•无处不在、全面的互连互通；•对交通系统更深入的智能化管理与服务。达到的目标面向物联网的智能交通智能交通系统（ITS）智能交通交通运输物联网交通信息化面向物联网的智能交通面向物联网的智能交通•产生的背景不同；•对信息资源的开发利用强度不同；•对信息的采集精度、覆盖度不同；•产生的社会效益不同；•对社会的影响程度不同；•所基于的技术略有不同；•对商业模式的重视程度不同；面向物联网的智能交通与传统ITS的区别面向物联网的智能交通交通物联网与传统ITS的区别面向物联网的智能交通交通物联网与传统ITS的区别面向物联网的智能交通•实时控制•精准管理•智能处理•协同工作•科学决策交通物联网的应用面向物联网的智能交通•车联网•基础设施－路桥联网•集装箱联网•船联网•危物网•……交通物联网切入点随着信息技术的发展和信息化社会的逐步形成，汽车已经不再是一个简单的机械工具，而是逐步成为一个复杂的具有移动性的智能信息平台。从1989年到现在，电子装置在汽车制造成本中所占的比例由16%增至30%以上。在一些豪华轿车上，电子产品则占到整车成本的50％～60%。今后汽车升级主要由电子技术驱动，70%的汽车创新来源于汽车电子车联网“车联网”将重新定义汽车！车联网是信息社会和汽车社会融合的结果。1886年未来车联网•就是综合应用射频识别技术（RFID）、专用短程无线通讯技术（DSRC）、全球卫星定位系统、车辆信息采集、道路环境信息感知等信息传感设备，对人、车、路、环境的动、静态信息进行采集、识别、传输、融合和分析处理，从而能够将人、车、路、环境与互联网连接，并根据不同的应用需求，实现对所有参与交通车辆的智能化识别、协调控制、有效监管并为公众提供综合服务的交通物联网。车联网的定义车联网•构建汽车电子身份认证体系•构建涉车信息精准获取体系•构建人车路信息交互体系•构建交通管理与应用服务平台车联网发展基本思路车联网车联网体系架构分别由感知层（身份标识体系和信息采集）、传输层、处理层和应用服务层四部分组成。车联网体系架构终端应用信息挖掘网络通信信息采集身份标识•两大身份标识：物理实体身份、电子身份；•三大感知体系：车辆自身状态感知、交通环境感知、车辆使用者感知；•两大通讯网络：车内通讯网络、车外通讯网络；•一套车路协同系统；•一套智能安全控制系统；•一个数据管理分析处理中心；•一个公共服务平台。车联网技术体系•工作背景•物联网在智能交通方面的应用•基于RFID技术的汽车专用电子标识•问题与建议目录•人•车•物•基础设施•环境智能交通-对象的标识和信息采集静态动态交通系统汽车专用电子标识信息化社会汽车身份标识与采集汽车专用电子标识涉车管理与服务中最为重要的、最为基础的信息就是车辆的唯一身份信息！！！汽车身份管理汽车专用电子标识标识准确，采集精准•传统号牌伪造比较容易；•在信息化社会采用图像识别技术对车辆身份信息进行识别存在天然的技术障碍；•传统号牌技术包含的信息量较小。传统号牌存在的问题汽车专用电子标识•车辆管理（假牌、套牌、黑车）•车辆违章、违法•肇事逃逸•涉车案件和车辆盗抢•报废车辆•汽车炸弹•……公共安全领域存在的问题汽车专用电子标识仅2009年6月至7月的一个月时间，全国就查处涉牌涉证违法行为115.1万起，其中使用伪造或变造机动车牌证5.2万起，使用其他机动车牌证2.2万起，不按规定悬挂或者故意遮挡机动车号牌30万起。公共安全领域存在的问题汽车专用电子标识汽车专用电子标识RFID技术的特点粗放式管理精准管理过去未来将标识技术、信源技术与信息采集技术完美结合。汽车专用电子标识•公安部已经基于高频RFID技术开发出人口信息资源•累计发卡约13亿张•下一步重点开发涉车信息资源社会信息资源的开发公共安全、人口管理医院、社保、政府投票银行、电信、网吧业务民航、火车、宾馆实名制关联办理驾驶证、结婚证、房产证、工作证等信息资源采集、存储传输、应用机密性（Confidentiality）完整性（Integrality）可用性（Availability）汽车专用电子标识社会信息资源的开发国家科技支撑计划专项项目背景项目意义荣获诸多奖项1232008年-2011年公安部组织、科技部批准，编号：2008BAF31B00公安部第三研究所作为项目执行单位。国家“金卡工程金蚂蚁”、“RFID优秀成果”等确定了“汽车电子身份证”采用的技术以及实物载体的物理特性，并明确给出了汽车数字化标准信源的定义、管理体系、应用体系等关键内容，同时初步描述了其商业价值，并探索了商业推广模式。汽车数字化标准信源系统世博会区域性应用研究汽车专用电子标识研究与应用历程项目实践项目实践应用示范经验/教训标准规范核心技术研究突破专利成果实验室试验场模拟测试汽车专用电子标识汽车专用电子标签的技术条件汽车专用电子标签满足以下技术条件：工作于我国超高频（UHF）频段（840～845MHz，920～925MHz），内存不少于256Byte的RFID标签;电子标签具有全球唯一ID号；一经装配后与汽车形成唯一对应关系并固联一体；与汽车使用寿命等效（十年），且在使用寿命期内