物联网应用案例28

重庆邮电大学第十六章物联网应用案例—智能交通魏旻重庆邮电大学随着经济的快速发展，我国的交通压力越来越大，大力发展智能交通是解决交通问题的根本途径。知识要点能力要求智能交通概述⑴掌握智能交通基本概念⑵了解智能交通系统的功能与特征⑶了解智能交通中的物联网技术智能交通系统平台架构⑴理解基于物联网的智能交通系统平台架构城市智能交通管理系统⑴了解城市智能交通管理系统⑵了解智能交通管理系统的建设案例车联网⑴了解“车联网”的概念⑵了解车联网的发展史⑶掌握车联网的技术框架⑷了解车联网的发展前景重庆邮电大学PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/16.1智能交通概述16.2智能交通系统平台架构16.4车联网16.3城市智能交通管理系统目录重庆邮电大学第16章智能交通概述16.1.1智能交通系统概述进入80年代以来，道路运输给城市交通带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。当前，车路协同系统不仅是国际智能交通领域研究的新热点，更是各国智能交通发展路线图中的关键环节。欧洲ITS组织ERTICO提出eSafety基本概念eSafety70余项研发项目，都将车路通信与协同控制作为研究重点。日本的ITS计划已完成第四期的“先进安全汽车”(ASV)项目，基本进入了实用技术开发阶段，其开发的车路协同系统已经形成了成熟的产品和庞大的产业。美国欧盟日本中国美国在VII计划上，成立IntelliDrive项目组织，开发和集成各种车载和路侧设备以及通信技术，大力发展智能交通系统。我国车路协同实施起步较晚，目前仍处于初步探索阶段。部分高校和研究机构进行了相关智能化车路协同控制技术的研究。重庆邮电大学解决车和路的矛盾，常用的有两个办法：一是控制需求，二是增加供给。但这并不能满足日益增长的交通需求。智能交通系统才是解决这一矛盾的根本途径。物联网作为智能交通最重要的支撑技术，将通过路车联网、轨道联网、航道联网、局部气象联网实现人车“路”的有机融合。物联网智能交通系统人车“路”等合一路车联网车速、车型局部气象联网风力、风向航道联网船型、船速轨道联网列车速度第16章智能交通概述重庆邮电大学智能交通系统实质上是利用高新技术对传统的运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统。ITS（智能交通系统）的功能主要表现在以下几个方面。第16章智能交通概述16.1.2智能交通系统功能与特征环境功能顺畅功能安全功能ITS功能重庆邮电大学智能交通系统具有两个特点：一是着眼于交通信息的广泛应用与服务，二是着眼于提高既有交通设施的运行效率。与一般技术系统相比，智能交通系统建设过程中的整体性要求更加严格，这种整体性体现在以下几个方面。整体性要求表现跨众多行业跨众多技术领域各界人员共同参与由众多信息技术支撑第16章智能交通概述重庆邮电大学物联网技术的发展为智能交通提供了更透彻的感知，为智能交通提供了更全面的互联交通；为智能交通提供了更深入的智能化。下面介绍应用于智能交通的物联网技术。16.1.3智能交通中的物联网技术无线通信技术计算技术视频车辆监测全球定位系统GPS探测车辆和设备感知技术物联网技术第16章智能交通概述重庆邮电大学PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/16.1智能交通概述16.2智能交通系统平台架构16.4车联网16.3城市智能交通管理系统目录重庆邮电大学基于物联网架构的智能交通综合解决方案由感知、网络和应用3层组成，全面涵盖了信息采集、动态诱导、智能管控等环节。第16章智能交通系统平台架构城市综合信息管理平台铁路综合管理平台水运综合管理平台公路可视化综合信息平台公共交通运营管理平台政府企业公共个人用户服务行业应用平台电警紧急救援ETC视频监控卡门接处警信号车次号识别监控通信GIS雷达测速事件检测交通诱导信号控制PISCBTC公交调度管理电子站牌智能停车场出行者信息系统BRT路径识别旅行时间应用支撑平台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/WIFI/WIMAX、光纤、TCP/IP应用层/信息处理网络层/信息传输RFID阅读器信号机车载主机ZKON编解码器红外接收器感应处理器车道控制器RSU车次号识别单元车牌识别单元DVR雷达接收器前端处理前端采集感知层/信息采集交通行业RFID标签OBU传感器微波雷达GPS摄像头线圈手机传感器感知层:支持多种物联网终端，提供多样化的、全面的交通信息感知手段。网络层：通过电信能力汇聚网关，接入电信运营商的各种核心能力。应用层：通过服务总线，方便地接入行业能力、物联网能力以及企业内部IT系统，打造融合的、多样化智能交通物联网应用。重庆邮电大学从上述可知，智能交通系统体系架构有感知层、网络层、应用层构成，而该体系架构主要系统模块包括以下几个方面。数据采集与收集系统要实现绿色、环保、节能、快捷、高效的交通系统，首先必须采集完整的交通信息。随着技术的发展，交通信息采集技术伴随汽车产业的发展也不断丰富和完善。近年来视频检测器逐渐成为交通信息的主要检测设备和手段之一。城市交通信息主要包括城市出入口车辆通行信息、城市内部车辆通行信息、停车位信息，这些信息为交通调度和智能交通控制系统提供基础信息数据。所有交通信息采集装置构成交通信息采集系统。其中，车载GPS导航仪器、GPS导航手机是非常便捷的采集途径。车体控制系统汽车车体控制是指对于诸如车门、车窗、车灯、空调、仪表盘、发动机、制动装置等汽车车身部件进行控制，并监视和控制与汽车安全相关的功能。第16章智能交通系统平台架构重庆邮电大学电源管理功能▶电源同12V或24V网板相连接，上/下调节电压以适用于DSP、uC、存储器和IC及其它功能。通信接口功能RFID功能负载驱动器功能▶允许车内各个独立的电子模块之间以及车身控制器的远程子模块之间进行数据交换。▶车身控制器中的主负载驱动器类型是车灯和中继驱动器。用于控制车灯。继电器为其它电子模块或高功率负载供电。▶两个最常见的汽车RFID功能是发动机防盗锁止系统和遥控开琐系统。第16章智能交通系统平台架构重庆邮电大学一个完整的智能交通系统，其关键部分就是信息的传输，通常信息的传输有两种：有线信息传输与无线信息传输。信息传输系统与安全规约基站BTS公共电话网PSTN数据库ＶＬＲ／ＨＬＲ基站BTS基站BTS基站BTS基站BTS手持机HSMS移动台MS移动台基站控制器BSC移动交换机MSC网络控制基站控制器BSC信息传输网络第16章智能交通系统平台架构重庆邮电大学信息传输过程必须保障信息的真实性，因此必须制定专用的信息传输规约。目前交通领域信息传输常用的通信协议有：GPRS/CDMA/3G/WIMAX以及TCP/IP等。配合专用交通通讯网络，有必要制定交通信息传输专用协议或规约，以确保信息传输过程的保真性能，从而确保交通安全。交通信息存贮、处理与综合控制系统交通信息采集并传输出来，必须建立专用存储系统，同时对信息进行分析、归类、整理，做出决策并实施控制。数据库系统是智能交通控制系统的关键部分之一。首先电子地图库是智能交通控制系统的基础，必须首先建立并实时更新，为GPS导航的准确性提供保障；道路信息库、交通流量信息库、车辆状态信息库、停车位信息库必须确保实时性，以保障交通调度的准确性和安全性。应构建的各种服务系统包括交通信息发布系统、最佳交通导引系统、停车库空位信息系统、交通信号灯控制系统、交通安全控制系统、紧急事故处理系统等。第16章智能交通系统平台架构重庆邮电大学PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/16.1智能交通概述16.2智能交通系统平台架构16.4车联网16.3城市智能交通管理系统目录重庆邮电大学美国《Mobility2000》给交通管理系统下的定义是:在街道与公路上,为了监视、控制和管理交通而设计的一系列法规、工作人员、硬件与软件等部分的组合。第16章城市智能交通管理系统从本质来说，智能交通管理系统就是利用先进的信号检测手段获得交通状况信息，通过有效的交通控制模型形成有效的交通控制方案,以多种信息传递方式使交通控制设备或管理人员和道路的使用者获得道路信息和交通管理方案,最终能最大限度地发挥整个交通系统的运输和管理效率。16.3.1城市智能交通管理系统方案设计随着经济的发展，车流量是越来越大，城市交通的压力越来越大。设计出一个“高效、安全、环保、舒适、文明”的智能交通与运输体系已是迫在眉睫。城市智能交通管理系统的整体框架如下图所示。重庆邮电大学感知数据层：主要是对交通状况及流量的感知采集；整合集成平台：是将各感知终端的信息进行整合、转换处理，以支撑分析预警与优化管理的应用系统建设；分析预测及优化管理应用：主要包括交通规划、交通监控、智能诱导、智能停车等应用系统。交通预测预警交通决策支持道路堵塞调度交通数据分析路况通知出行规划不停车收费停车诱导电子站牌其他服务交通规划及模拟交通评估交通状态监控交通预测分析及预测优化与管理智能停车信息服务智能公交交通控制智能诱导电子收费整合集成平台数据加载数据优化数据转换数据融合地磁感应电子车牌监控摄像电子停车场移动终端事故报警微波传输环境信息感知数据源管理者市民第16章城市智能交通管理系统重庆邮电大学城市智能交通系统的子系统智能停车与诱导系统智能公交系统综合信息平台与服务系统电子不停车收费系统监控与管理系统第16章城市智能交通管理系统重庆邮电大学智能交通管理系统的建设目标是,建成一个基于网络环境的、实时的、可视化的智能交通管理信息服务平台。16.3.2智能交通管理系统的建设案例利用交管局建设的交通流量检测系统和交通视频监控系统等所采集的数据,实时更新并显示路段的流量信息，使用系统提供的交通警用巡逻车全球定位系统与122事故联动功能，警员可以迅速到达事故现场，处理交通事故。同时系统还提供交通信号控制、交通诱导大屏、交通违章自动检测、交通电子收费、动态路段查询等功能。以北京市为例，北京市交通管理局已经建成以该局为核心的ATM主干网。采用DDN（数字数据网）和ISDN（窄带综合业务数字网）的方式与各下属中队、站、远郊区县连接的网络结构，其ATM的主干网带宽能达到55Mb/s，基本满足交通系统通信任务的要求。考虑到与其他系统的兼容性,我们设计了接口以保证两个系统可以进行信息交流，这样提高系统的通用性,减少重复建设。第16章城市智能交通管理系统重庆邮电大学PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/16.1智能交通概述16.2智能交通系统平台架构16.4车联网16.3城市智能交通管理系统目录重庆邮电大学“车联网”是指使用车辆和道路上的电子传感装置，感知和收集车辆、道路和环境信息，通过车与人、车与车、车与路协同互联实现信息共享，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务，确保车辆移动状态下的安全、畅通。第16章车联网16.4.1车联网概述车联网系统的功能要求重庆邮电大学应用层（云系统)：车联网中有多源海量信息的汇聚，需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能。网络层(管系统)：解决车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与网(V2I)、车与人(V2H)等的互联互通。感知层(端系统)：端系统是汽车的智能传感器以及泛在通信终端。车联网技术框架智能交通综合业务数据信息网络资讯第三方服务导航服务道路救援碰撞预警交通实时路况信息应用层远程信息服务平台行车安全应用车路协同平台…网络层广播电视网2G、3G、LTE无视移动通信网WIMAX卫星通信交通集群专网宽带无线接入短距离无线通信感知层第16章车联网重庆邮电大学中国（1980-至今）日本(1970-至今)16.4.2国内外车联网的发展史美国（1950-至今）1986我国第一套国产信号控制系统在南京开发。2009推出相关Telematics车载信息服务系统。2010首届“车联网”研讨会成功召开，提出“车联网”概