兰州第一届车联网：车联网背景下智能交通行业发展与机遇20110908

车联网背景下智能交通行业发展面临的机遇与挑战李海峰博士公安部第三研究所2011年10月2011（首届）中国车联网大会汇报内容•研究背景•面向物联网的智能交通•车联网背景下智能交通行业发展面临的机遇与挑战•问题与建议研究背景•国民经济持续高速发展•城市化进程加速•小汽车迅猛进入家庭汽车化信息化研究背景汽车保有量迅猛增加941.51100.081319.31608.911802.042053.172382.932742316035865697646776199086205.42289.67423.65625.33770.78968.981219.23136523652925353441734624653901000200030004000500060007000800090001000019941996199820002001200220032004200520062007200820092010汽车保有量私人汽车保有量研究背景•北京（2010年，480万辆）•上海（2009年，122.9万辆）•广州（2010年，200万辆）•成都（2007年，84万辆）•深圳（2008年，130万辆）汽车保有量迅猛增加2010年，全国汽车保有量达到9085.9万辆。研究背景•2009年中国汽车产销量双双突破1300万辆，分别达到1379.10万辆和1364.48万辆，同比增长48.3%和46.15%，产销总量和增速均创历年最高，中国首次超越美国成为世界第一汽车生产和消费大国。•2010年中国汽车产销量分别达到1826.47万辆和1806.19万辆。中国已经逐步进入汽车化社会研究背景我国目前在各方面都没有做好进入汽车化社会的准备工作，为此带来很多问题。汽车社会深化带来的影响拥堵事故污染违法研究背景交通运输行业发展理念的变化注重基础设施建设注重基础设施建设、管理与运输服务并重过去当前和未来如何为社会提供安全、舒适、便捷、高效、节能、廉价的优质运输服务？研究背景交通运输行业面临的问题交通大国交通强国当前未来物联网的兴起•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。10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）》•节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业战略性新兴产业研究背景•下一代通信网络•物联网•三网融合•新型平板显示•高性能集成电路•云计算为代表的高端软件新一代信息技术产业•最近国家发改委正在批复一批物联网重点试点示范工程•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。研究背景国家正式出台政策支持物联网建设汇报内容•研究背景•面向物联网的智能交通•车联网背景下智能交通行业发展面临的机遇与挑战•问题与建议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•更透彻的感知；•更全面的互连互通；•更深入的智能化。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智能交通系统（IntelligentTransportationSystem），通过先进的信息技术、通信和自动控制技术，对于改善道路、出行、车辆等传统交通系统带来的矛盾，为出行和交通参与者提供便捷、高效、高品质的服务，建立减少城市拥堵、环境友好、可持续发展的交通运输系统。ITS的定义面向物联网的智能交通物联网（InternetofThings)，是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。物联网的定义工业和信息化部电信研究院《物联网白皮书》面向物联网的智能交通1995年起首次正式发布了“国家智能交通运输项目规划”，明确七大领域：交通管理系统、出行信息服务系统、公共交通运营系统、商用车运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。每一领域均包含相应的用户服务功能出行者子系统旅行者远程访问个人信息访问中心子系统交通管理紧急事件管理自动道路与安全排放管理规划车辆公交车商用车应急车路旁设备路边收费停车管理商用车检查出行信息服务有线通讯广域无线通讯车与车通讯|专用短程通讯电子收费公共交通管理商用车管理高速公路管理外场设备子系统车辆子系统面向物联网的智能交通美国ITS国家框架体系2004年10月，日本ITS战略发展委员会针对未来ITS可能影响到的领域提出有关建议：（1）保障与安全；（2）效率与环境；（3）便利与舒适智慧的道路通讯智慧的车辆面向物联网的智能交通日本的ITS框架与发展战略1999年，作为“九五”科技攻关项目，科技部联合交通部制定了我国ITS发展框架。经过十年的项目实施，在我国的公路、城市交通、水运、铁路、民航等领域得到迅速发展。面向物联网的智能交通我国ITS框架体系和战略规划面向物联网的智能交通交通物联网与ITS的区别面向物联网的智能交通交通物联网与ITS的区别面向物联网的智能交通•信息技术•通讯技术•自动控制技术•……ITS涉及的技术面向物联网的智能交通•1、以RFID为代表的物品识别防伪技术；•2、传感技术；•3、网络通信技术（包括自组网）；•4、海量数据存储和处理技术（云计算）；•5、嵌入式系统•6、以行业应用为基础的智能管理控制技术（智能驾驶、安全控制、数学分析控制模型）；•7、物联网标准和信息安全。物联网涉及的技术面向物联网的智能交通•人•车•物•基础设施•环境交通运输系统信息采集静态动态交通系统面向物联网的智能交通•全面•精准•系统交通物联网的信息采集面向物联网的智能交通•有线•无线：GPRS、3G、4G、WiFi、ZigBee、DSRC、卫星通讯交通物联网的信息传输面向物联网的智能交通•高性能计算机•“云计算”概念•海量数据存储、处理挖掘交通物联网的信息处理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汇报内容•研究背景•面向物联网的智能交通•车联网背景下智能交通行业发展面临的机遇与挑战•问题与建议车联网研究•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车联网研究•美国智能交通计划IntelliDrive:司机-车辆-无线通讯装置-道路基础设施互联互通互操作•欧洲道路安全行动计划eSafety：充分利用信息和通讯技术（ICT），加强车路协调合作•日本智能道路计划SmartWay：将短程通讯技术与VICS和ETC等功能进行系统•中国面向物联网的智能交通重点在车联网（InternetofVehicles）,也称为汽车移动物联网各发达国家智能交通发展的重点车联网研究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。车联网（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）•计算机硅芯片的处理能力一直在按“摩尔法则”发展—数据处理能力每18个月翻一番，而价格以每年35%的速度下降。今天，一辆中档的福特《Taurus》汽车上的计算能力，比当年用于《阿波罗》航天计划的价值几百万美元的大型计算机还要强[3]。据估计《摩尔法则》还将在相当长的时间内起作用。到2020年计算机的速度将比今天的速度高出几百倍。而汽车将成为计算机和信息技术的最重要用户。智能化的汽车将成为人们更为青睐的高级笼物，并进一步促进汽车产业和信息产业，乃至整个社会的可持续发展。车联网研究车载电脑车联网研究“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年未来车联网研究汽车智能车载平台车联网研究•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。车联网技术体系基本架构车联网研究•车辆的精准管理•提高交通安全水平•优化交通系统，提高道路网的通行能力•减少交通阻塞，增加交通机动性•提高汽车运输生产率和经济效益•实现可持续的交通系统车联网的作用车联网研究•构建汽车身份认证体系•构建涉车信息精准获取体系•构建人车路信息交互体系•构建交通管理与服务车联网应用平台发展基本思路车联网技术服务平台基本架构•政府管理部门•车辆运营部门•相关企业管理与服务部门•第三方信息运营公司•社会公众应用需求车联网研究•RFID技术•传感器技术•视频智能分析•自组网•车路协同•……核心关键技术车联网研究在关键技术上，要以”自主可控”为目标，鼓励“原始创新”车联网研究车辆感知车联网研究车-路-中心协调系统技术开发车联网研究事件报警车辆（目标）跟踪4车辆（目标）跟踪3车辆（目标）跟踪2车辆（目标）跟踪1参数设定基于图像识别技术的车辆行为智能分析车联网安全需要突破的关键技术物联网安全评估机制及方法隐私保护传输安全控制安全体系架构终端安全安全管理物联网安全车联网安全评估机制及方法隐私保护传输安全控制安全体系架构终端安全安全管理车联网研究RFID技术车联网研究物理世界虚拟世界电子化、数字化的唯一ID重点解决接入网络的车辆身份识别和信息采集问题电子车牌（车卡）结构图微带天线晶元陶瓷基片粘料固联槽破碎记忆线已装卡车辆▲上海世博园汽车专用电子标签应用试点示范南京伊村高速路口户外无人职守双基识别卡口系统基于RFID技术的车联网研究•我国应用需求同西方应用需求有所不同；•国家要求在重大工程应用尽量采用自主技术和产品；•国家对信息安全要求高；•联合中国科学院等单位组成联合攻关团队开展技术研发与突破工作；•已经取得阶段性成果，并将加大工程验证实验。自主知识产权的超高频RFID核心技术的研发与突破基于RFID技术的车联网研究•黑车、套牌车的管理•各种税费征收稽查、运政管理•城市路桥不停车收费•高速公路不停车收费•停车场管理•交通拥堵收费•禁行控