时间:2023-05-30 09:36:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能交通的发展前景,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
据分析机构调查统计,到2012年,我国智能交通整体市场规模已超过1000亿元,市场增长率保持在10%以上。清科研究中心的数据显示,智能交通的快速发展也吸引了资本市场的关注,物联网、高清监控系统等更是成为了智能交通领域的“新宠”。
智能交通大战略下涌现投资机会
2008年奥运会期间,如何保证“鸟巢”周边的交通畅通?“北京奥运交通设施GIS”项目在诸多竞标者中脱颖而出,担负起大任。虽然是第一次试验,但该项目在奥运期间成功运作,不仅有效帮助了北京市交管局根据车流情况及时布置场馆附近的路标、指示线等奥运交通设施,并且通过优化路口、路段的放行时间,优化车辆在道路空间的分布,实现自动定位警力。
该项目中运用的GIS技术正是北大千方的核心技术。北大千方科技有限公司常务副总裁黄丹侠介绍,在北京奥运会之后这套系统被推广到北京全市,而北大千方参与设计的北京奥运综合交通信息服务平台也被投入使用。
“智能交通”是智慧城市建设的重要组成部分,通过改进地面公交调度和信息服务、出租车综合信息服务、轨道交通换乘信息服务和交通枢纽综合信息服务等,能够帮助出行者选择更好的出行方式,由“盲目”出行转变成“有序”和“可靠”出行。近年来,各地都在不遗余力地推进智能交通的建设,并将它作为发展智慧城市的重要目标。
据了解,北京市“十二五”期间规划投资56亿元,用于提升智能交通。按照规划,北京将建成交通运行协调指挥中心(TOCC)和路网运行、运输监管、公交安保三个分中心,形成一体化、智能化综合交通指挥支撑体系,成为数据共享交换中枢、综合运输协调运转中枢、信息中心,紧急情况下可作为交通安全应急指挥中心。这意味着,市民将可以通过网站、热线、手机、车载导航等多种形式,实时掌握路况信息,提前安排出行。同时,自行车租赁也有望实现网络化服务。
上海近年来在智能交通建设方面将不断完善交通综合信息平台和世博信息服务应用平台,实现与闵行、虹桥等区域交通综合信息平台的互联互通。上海还将在完善道路交通采集系统的基础上,建设智能公交系统,改进多种交通方式的换乘信息服务,建设完善交通状态指数采集系统,多渠道为市民提供全面的、动态的交通综合信息服务。
为了发展智能交通体系,江西省依托长三角区域高速公路联网电子不停车收费示范工程,大力推进电子不停车收费系统(ETC)建设,实现了沪苏皖赣三省一市高速公路电子不停车收费系统联网。其他的地方城市也在不断公布各自的智能交通规划和投资规模。
巨大的市场空间也引来了投资者和创业者的热情,目前中国从事智能交通的企业约2000家,主要集中在数据采集监控、高速公路收费、导航系统和系统集成等环节。相比海外超过千亿美元的市场规模,中国的智能交通应用还处于起步阶段,发展前景和空间显著。2010年中国智能交通系统(控股)有限公司在香港主板上市,其背后有多家著名PE机构的身影。同时专注于导航电子地图内容和位置服务解决方案的高德软件也在美国纳斯达克市场成功亮相,凯鹏华盈、联想投资、红杉资本等机构早前共同出资4000万美元入驻,VC和PE机构对该行业的看好可见一斑。
在此之前,北大千方作为带有北大字头的企业在资本市场也受到了广泛的关注。其业务涉及了国土资源勘察、数字城市、智能交通等多个领域。尤其在专注于交通信息化领域之后,一场撬动中国交通市场的极速大赛得以上演。北大千方的长远目标是做信息服务,公司前期的业务将是形成对城市交通信息资源的有效整合,在达到一定的积累之后,将为政府、企业、公众提供全方位的信息服务。在智能交通的庞大产业链中,北大千方避开了竞争激烈甚至尚有些无序的电子地图、导航终端设备环节,而专注于信息的采集、处理与。
技术热点凸显
清科研究中心分析师赵一锲撰文分析,物联网已成为智能交通投资中的一大亮点。按照服务对象的不同,我国智能交通系统市场主要可以分成高速公路智能交通系统、铁路智能交通系统、城市智能交通系统和水上智能交通系统四大类,其中城市智能交通系统又可以分成城市道路智能交通系统和轨道交通智能交通系统。
赵一锲对记者表示,物联网技术的发展,对推动智能交通的发展有着巨大的帮助,从发展的趋势来看,物联网和智能交通的结合将是必然的选择,物联网、云计算等现代信息技术处理能力将成为未来智能交通发展的核心技术。而根据智能交通不同细分市场自身特点的不同,对物联网的应用的也提出了不同的要求,需要对各细分市场提供相应的物联网应用。
以高速公路智能交通系统为例,物联网的主要应用将集中在通信系统、监控系统和收费系统三大块,利用RFID、传感网络以及先进的信息处理技术等物联网技术分别通过提升信息收集、信息传输、信息处理的效率以及利用智能化、自动化的计算机系统来帮助高速公路管理部门、运营商更加高效、便捷的实现对高速公路的智能化监控和管理,帮助高速公路司机和乘客更好地享受在高速公路上的旅行。
【关键词】智能交通技术;现状;运用
1.我国智能交通系统的现状
1.1我国智能交通的发展前景
据不完全统计,截止到目前我国涉及到智能交通的企业已经多达2000家,这些企业主要是提供道路监控、收费站收费设备的生产制造企业和从事卫星定位、地理信息采集的信息服务企业。近年来车载播放器、导航仪等电子产品的日益普及表明汽车电子产品已经成为智能交通的一个重要部分,并不断地推进着交通运输业的快速发展。智能交通系统涉及到不同类型的企业,这些企业中既有提供信息服务的电信服务商也有提供传感器、电子产品的硬件制造商,如今我国大力推动智能交通的发展,尤其相关的上下游企业也必将不断发展壮大,反过来这些企业的壮大也会推进智能交通的发展,进而形成良性互动的发展环境。
1.2我国智能交通系统存在的问题。
(1)信息共享性差和“应用孤岛”现象抑制智能交通的发展。在我国智能交通的主要是由交通运输部、科技部、国家发改委等多个部门联合推动的,然而由于各部门是根据自身的业务需求进行推进的,各自有各自的系统,这也就导致了我国的智能交通系统存在着多系统并存、信息共享性差以及重复建设等问题,这不仅使我国智能交通系统缺乏一个统一的构建同时也抑制了智能交通的发展。此外“应用孤岛”也是制约我国智能交通快速发展的一个重要因素,所谓的“应用孤岛”就是由于区域经济发展不平衡导致一些新的智能交通技术在经济发达的地区有很高的普及率,但在一些经济欠发达的地区却得不到有效的推广,这就导致了智能系统无法形成一个统一的联动机制。
(2)对于些重要的技术指标还没有制定统一的标准,加大了技术的推广,不利于智能交通技术的普及和推广。在缺乏标准的情况下,不同区域一般会根据自身的实际需求构建自己的智能交通系统,在这种条件下形成的智能交通系统存在兼容性差、信息共享性差等问题,系统之间不能形成有效的配合和衔接。比如我国公路收费系统,各省份或地区都有自己的系统,这就对以后公路收费联网造成了困难。
(3)智能交通技术创新能力差,核心技术只给能力差,对国外技术依赖较高。一些智能交通设备成本高、稳定性差,严重制约着智能交通烦人推广与应用。
(4)在智能交通设备市场中,国产品牌的占有率很低,主要的市场份额仍掌握在国外企业手中,并且有扩大的趋势,国内智能交通设备企业的发展环境不容乐观。
(5)国内的智能交通研究水平低,研究体系不完善,研究机构处于无序竞争的状态,这些因素都严重制约着智能交通运输行业的健康发展。
2.基于车联网技术的智能交通技术分析
2.1系统工作原理
基于移动互联网的智能交通系统包括系统数据采集和移动互联网终端信号处理两部分,其中数据采集部分包括交通灯控制模块,GPS导航模块,无线测距模块,实现对相关信息的采集,然后通过信号无线传输模块将信息集成到移动互联网终端控制器作相应处理,最后将信息以交通灯显示警报模块,行车轨道记录引导模块和安全车距警报模块等具体形式展现给行车人员,以达到信息实时动态传输,高效率交通运行的目的。
2.2具体实施方案
(1)交通信号监控模块。现有的城市路通管理系统一般利用监控器实时监控各道路车流量,通过人工实时干预以实现对交通的的引导,但是在天气条件不理想情况下,得到的视频图像效果得不到保证,极大影响调控效果,而且这种实施方案使得车主处于被动干预的处境,不利于动态灵活处理。针对以上情况,本系统交通灯控制模块分为交通控制模块和交通信号无线传输模块,交通控制模块控制交通灯的显示转换并且将交通灯信号实时传输给交通信号无线传输模块,将交通信号实时发送给移动互联网终端控制器,当行驶车辆进入交通路口设定范围时,终端显示器将显示离前方交通灯距离,并且告知当前交通灯信号状态,当监测到车速过大或者行驶车辆处于闯红灯临界时段时,终端警报器被激活,提醒驾驶人员注意控制车速,以防触犯交通规则引起交通事故。
(2)行车导航模块。GPS系统利用24颗轨道卫星通过测量到达信号时间来计算用户端位置,同时通过GIS(地理信息系统)匹配将用户地理位置在地图上实时显示出来。该系统可实现对车辆的动态监测,轨迹记录,以及交通管理等功能,因此广泛应用于行车导航,物流管理,车辆防盗等方面,具有良好的经济和社会效应。GPS通过和车载GPRS系统进行信息的交互,包括ARM嵌入式系统,GPS卫星接收模块,GPRS无线通信模块以及其他扩展子卡。GPRS无线链路基于移动公司的GPRS移动通信公众网,包括MSC基站控制器,SGSN业务支撑节点,GGSN网关支撑节点。监控中心包括网关和信息服务器,车载卫星定位系统的数据流程,首先由车载系统设备上的GPS卫星接收模块采集GPS卫星数据,经过数据处理得到车辆的地理坐标信息,该信息通过车载系统的处理之后,由GPRS无线通信模块发送到GPRS无线通信网上。GPRS网络根据相应的协议在车载系统和接互联网基站的监控中心之间建立一条支持TCP/IP的数据通道。监控中心把通过这条数据通道传送来的车辆位置数据通过数据库和WebGIS技术显示在电子地图上,最终达到导航的目的。
(3)车距测量模块。本系统所采用测距方式为非成像激光测距,激光测距仪是一种光子雷达系统,通过测量向目标发射激光的传播时间来确定与目标物体的距离。该系统运行原理是向目标车辆发射激光速,激光束传播时遇到目标车辆发生反射,激光束返回发射端,控制中心计算发射时到反射光回收到接收端的时间,测算出目标车辆距离。
3.智能交通在道路桥梁施工中的应用
尽管我国智能交通起步比较晚,但是,它在一些发达国家已经有数十年的发展历史,并且已经形成了一定的体系,在技术方面也有了很大的进步。为了科学、有效地解决我国道路桥梁施工中的相关问题,需要一些先进的技术和设备作支持,尽可能地将智能交通系统运用到道路桥梁施工中,不断完善智能交通中与道路桥梁施工相关的系统。
3.1监控系统
在道路桥梁施工过程中,会遇到各种各样的问题,比如人员管理问题、材料管理问题、安全管理问题等。因此,使用监控系统可以进一步解决这些问题,例如,监督施工人员的工作情况,从而督促他们的工作;监控施工材料,可以有效避免建筑材料丢失的情况,一旦发现有不好的情况发生,就可以快速与管理人员建立通讯联系,并制止不良情况出现;对于一些难于发现的或不经常关注的施工部分,可以从整体性监控的角度出发,对其进行全面的掌控,从而避免一些突况发生,保障道路桥梁施工的安全性,维护施工的正常进行,改善施工的运行状态。
3.2道路桥梁管理信息系统
道路桥梁施工离不开信息的收集、管理和分析,而道路桥梁管理信息系统主要服务于城市道路桥梁管养一体化的目标。它通过建设桥梁信息数据库和信息服务平台,收集建筑桥梁施工中的相关信息,并准确、客观地分析施工中收集到的数据,从而使道路桥梁设施管理更具科学性和专业性,为道路桥梁施工设计提供更加准确的参考意见。录入建筑桥梁施工信息,可以为道路桥梁的问题治理、安全管理作出突出的贡献。
3.3紧急救援系统
紧急救援系统是道路桥梁施工中不可缺少的系统之一,它是以救援机构和相关设施为基础,同时与监控系统相结合而形成的服务系统。在道路桥梁施工中,难免会发生一些突发事故,当一些事故发生或对人员造成损害时,可以通过紧急救援系统为使用者提供车辆故障现场紧急处置、现场救护、排除事故车辆等服务。它是通过电话通信、互联网通信、交通网络形成一个紧密的连接网,从而协助救援机构展开援助工作,为道路桥梁施工安全提供保障。
结束语
虽然我国智能交通业起步晚,发展时间段,但是在解决城市交通问题方面发挥着巨大的作用,为促进经济社会全面协调发展、保障人民群众生命财产安全创造了安全、高效、畅通、绿色的道路交通环境。所以,要不断加强智能交通技术的运用,借鉴国外先进的技术,从而促进我国交通的发展。
参考文献:
[1]蒋雨波,庞冰.智能交通系统应用探究[J].科技风,2014,16:67.
智慧城市前景良好
智慧城市发展已经进入了一定的发展阶段,市场规模已经初步呈现,各方也都比较看好智慧城市的发展前景。
智慧城市产业的理论框架和产业链条已逐渐成型。智慧城市是一种区域经济发展新模式,由于物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术突破所引发的产业结构优化和产业转型是可持续的。同时,由于新一代信息技术应用带来了产业链价值的整体提升,传统的电子信息产业在这些新兴技术引入后发生了新的变化,我们将这一发生变革的产业称之为智慧城市产业。智慧城市产业是新兴的产业概念,它是伴随着智慧城市的建设而出现的;智慧城市产业是一个融合的产业概念,不仅包含了云计算、物联网等新一代信息技术产业,还融合了传统的电子信息产业。智慧城市产业是围绕智慧城市建设和运营而产生的产业主体和产业生态环境的总和,指围绕智慧城市产品提供、解决方案和运营服务提供的相关产业。智慧城市建设需要智慧城市产业提供强有力的支撑,伴随智慧城市建设的逐步推进和持续运营,智慧城市产业将对城市加快产业结构转型升级,对构建现代产业体系和经济社会全局、长远发展等产生重大引领带动作用。智慧城市建设与智慧城市产业发展相辅相成,最终打造智慧城市产业链与生态圈,形成良性发展态势。
智慧城市应用为产业发展开拓了巨大的市场空间。随着社会生产生活方式的不断改变,城市管理和服务对信息化应用需求不断发展和创新,中国各级政府投入大量资金进行城市信息化建设,截止到2011年底,开展智慧城市建设的城市已达40余个;到2012年底,这一数量已经达到69个,增长了72%。统计数据表明,2012年中国智慧城市投资规模已逾千亿元,未来5年内智慧城市投资规模还将不断增大,为智慧城市产业发展提供了广阔的市场空间。大规模的建设落地以后,大规模的应用和持续的运营也将立刻被提上日程,市场空间将进一步被放大。关联产业的高速发展,已经成为新的经济增长点,为智慧城市产业注入活力。物联网、3G和4G移动宽带、云计算、超级计算、存储技术等多种新兴产业与智慧城市产业有交叉和涵盖关系。这些产业多处于发展初级阶段,创新性强,研究机构和新兴产业众多,国内外大企业争相布局相关业务。
智慧城市产业发展政策环境进一步优化。国家大力扶持新兴信息产业的发展,国家发改委出台《国家战略性新兴产业发展“十二五”规划》,工信部了《“十二五”产业技术创新规划》、《电子信息产业“十二五”发展规划》及系列子规划,财政部、工信部联合印发《物联网发展专项资金管理暂行办法》。同时住建部出台了《国家智慧城市(区、镇)试点指标体系》,并开始推动国家智慧城市的试点申报工作,工信部制定了《智慧城市评估指标体系》并开始征求意见,相关标准制定的工作,推动了智慧城市健康发展,同时也为智慧城市产业发展提供了政策环境。
智慧城市是一场产业革命
展望未来,智慧城市产业在政府、企业、市场多方的持续关注和投入下,在产业链各环节的共同推动下,将迎来更加蓬勃的发展。
业内估算,“十二五”期间用于建设智慧城市的投资总规模将可能高达5000亿元,各地智慧城市建设将带来2万亿元的产业机会。在货币政策整体平稳的背景下,智慧城市成为拉动投资的又一突破口。
智慧城市在“十二五”期间将发挥拉动消费、扩大和优化投资、改善民生的多重效应;而建设智慧城市将是改善民生、促进社会转型升级,从而推动新型城镇化、全面建成小康社会的战略选择。截至目前我国提出智慧城市建设的城市总数达到了154个,投资规模预计超过1.1万亿元;而在“十二五”规划或政府报告中提出建设智慧城市的地级以上城市共有41个,其中副省级城市10个,直辖市中北京、上海、天津均提出了智慧城市建设。其中,与民生联系最为紧密的医疗信息化、绿色建筑和智能交通等领域有望获得更为确定的政策支持与资金投入。
据国际数据公司(IDC)的数据显示,2011年我国医疗行业IT花费是146.3亿元,同比增长28.9%,增速比2010年提升了3个百分点;预计2016年我国医疗行业IT花费市场规模将达339.9亿元,2011至2016年的年复合增长率为18.4%。医疗信息化应用将在提高诊疗效率、降低病人看病成本、医疗行业监管和政府管理等方面发挥效用。
我国的能耗结构中,建筑占据了大约1/4;用电结构中,建筑用电也占据了约1/4。今年1月,住建部《“十二五”建筑节能专项规划(征求意见稿)》,目标是到2015年城镇新建建筑执行不低于65%的建筑节能标准,城镇新建建筑95%达到建筑节能强制性标准的要求。由此可见,未来智慧城市所带来的能源消耗将促进绿色建筑的长远发展。
智能交通作为近年来兴起的改善交通拥堵的技术措施,将使交通模式变得更加智能、安全、节能和高效,也越来越受到城市管理部门的重视。《2012―2020年智能交通发展战略》提出要建成能够基本适应现代交通运输业发展需求的智能交通体系。目前国内从事智能交通行业的企业约有2000多家,政策将直接驱动市场对视频、安防、监控、收费等设备的需求,2020年国内智能交通领域的投入有望达1820亿元。
关键词:智能交通;视频车辆检测;运动目标检测;车辆跟踪;实时性
中图分类号:TP391.41 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2012) 02-0000-02
Video-based Intelligent Transportation Study
Li Hongmin
(Soochow University,Suzhou215021,China)
Abstract:The social development soon,urban transport capacity increasing,a substantial increase in the number of vehicles on the rapid development of video-based traffic monitoring system.It is a combination of video image processing and pattern recognition technology.As the traditional video is more difficult to achieve.Intelligent traffic through automatic research and analysis and features extraction on the visual content of the information contained in the video data,so that people could use computer video technology search to find the appropriate information.Used in the computer's video image processing,computer vision,pattern recognition technologies such as video image processing computer.Video traffic is very significant meaning in the course of the study is timely and accurate master to monitor the intersection and traffic law and order situation,the commanding officers to provide quick and intuitive guidance to make accurate judgments and timely response to
Keywords:Intelligent Transportation;Video vehicle detection;Moving target detection;Vehicle tracking;Real-time
一、智能交通的概念
交通是经济活动的动脉和纽带。每个城市的道路交通问题都很重要。对于我所居住的城市苏州来说苏州市是一个人口和产业特别密集的特大城市,并且很多道路很窄,人多路少、车多路少是交通基本问题。智能交通系统的前身是智能车辆道路系统。运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种范围很大的交通网络中发挥实时并且高效的作用。智能交通系统的应用范围很广并且在各个行业都很发展。现在应用的地点很多比如机场、车站等交通拥堵的地方,城市交通智能调度系统,高速公路智能调度系统,运营车辆调度管理系统,机动车自动控制系统等
二、智能交通的作用和国内外现状
在国外智能交通的发展很好,并且应用也十分广泛!1995年3月美国交通部首次正式出版了“国家智能交通系统项目规划”,明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能,并确定了到2005年的年度开发计划。并且确定了几个方面的发展计划。欧盟从仅用于ITS共同研究开发项目的预算就达280亿欧洲货币单位;美国明尼苏达大学的研究人员经过努力研究出来了第一个可以投入实际使用的基于视频的车辆检测系统。在同一个时期,在日本基于视频的车辆检测的研究也开始广泛展开。在美国,美国加州理工大学对在高速公路上运用视频方法的检测技术进行了评估,也对车辆的视频进行了分类研究!美国休斯飞机公司研究出了包括视频检测技术!
三、智能交通的子系统
智能交通系统的功能也比较强大在市面上主要的智能交通的子系统分为:
1.车辆控制系统;2.交通监控系统;3.运营车辆高度管理系统;4.旅行信息系统。
四、常用车辆检测和运动目标检测方法
常用的运动目标检测方法有帧差法、光流法和背景差分法,以及相互结合所产生的新方法。
(一)帧差法
这种方法是通过在已经知道的连续的视频帧中来计算相邻两帧图像的差以此来进行二值化来提取出图像中的运动区域。
(二)背景差分法
背景差分法首先是要构建视频场景的背景图像,然后将把当前帧图像与背景图像的数据进行相减,也就是说做差值。再进行阈值二值化,这样就得到了将运动目标从固定背景中分割出来的二值化图像的数据。
(三)光流法
光流法的车辆检测方法是通过研究图像灰度在时间上的变化与场景中物体的结构和运动的关系实现运动分割和检测。
五、智能交通的发展过程
智能交通事是在较为完善的道路设施的基础上,集成交通通过计算机的视频技术或者其他的相关技术对交通进行指导和互动的过程。 智能交通的发展的重点是在公共汽车信号优先和发展快速公共汽车系统等方面的设计,与此同时要将机动车和非机动车在在道路上的行使起到指导的作用。最终经过各个方面的建设建立成以中央控制的城市交通控制中心,对车辆进行监控和管理,及时排除交通事故,将路况及时地报告给出行者。
六、车辆的跟踪方法
所谓的目标跟踪就是利用图像处理、模式识别等方法寻找视频序列中与指定目标图像最相似的部分的图像,车辆的跟踪和车辆的建车都是是计算机视觉领域内的一个典型问题。只有研究出车辆的跟踪和检测的方法才能实现智能交通!车辆的跟踪不但要准确更加要实时也就识说速度要很快的跟踪和检测。跟踪方法大致可分为以下四种。
(一)基于区域的跟踪方法
基于区域的跟踪算法首先通过运动目标检测或者预先人工设定的方法建立目标区域的模板,然后计算该模板中的图像信息,如颜色、梯度、纹理等,最后将模式图像与每一帧图像进行比较,在比较结果中根据一定的相似性度量准则判断目标在实时图像中的位置,从而建立起目标的跟踪模式。
(二)基于特征的跟踪方法
基于特征的跟踪方法的优点在于如果被跟踪的目标的某一部分特征不能轻易的检测,只要还有一部分特征可以被观测到,就可以完成跟踪任务。但是该算法的难点在于如何确定不同运动目标的特征集合及不同特征的权重。如果采用过多的特征,将会降低算法的效率,且容易产生跟踪错误;反之,运动目标中发生遮挡情况时,则有可能导致目标匹配失败导致跟踪丢失。目前,如何选取高效的特征集合这一问题一直没有得到有效的解决,因此基于特征的跟踪方法也难以取得飞跃性的发展。
(三)基于变形模型的跟踪方法。
基于变形模型的跟踪方法由于含有高层的语义描述和知识,因此跟踪过程中的可靠性更强。模型空间既可以是二维投影也可以是三维空间。
(四)基于3D模型的跟踪方法。
基于模型的跟踪方法通常有三种形式的模型,即线图模型、2D模型、3D模型。
(五)基于金字塔L_K的车辆跟踪
提出基于图像金字塔的LK光流跟踪方法,这种算法顾名思义就是在图像金字塔的最高层计算光流,用得到运动估计结果作为下一层金字塔的起始点,重复这个过程直到到达金字塔的最底层。这样就可以实现对运动目标车辆的快速准确跟踪。并对跟踪获得的车辆轨迹进行平滑优化处理。通过轨迹预处理不仅可以简化后续工作,减少工作量,同时可以为后期的聚类提高其准确率。通过实际交通场景视频中的车辆进行实验分析表明,本文提出的方法,对光线变化、阴影及噪声干扰具有很好的鲁棒性。
七、车辆的检测
在计算机的视频中视频车辆检测系统原理是怎么样呢?实际上车辆检测就是对车辆的特征进行采集以此来进行车辆的检测。
比如车辆的图像采集,首先就是对采集的图像进行数字化处理,这样可以方便于计算机运算处理。车辆识别过程分三步:分割、跟踪和车型判定。图像采集是在视频检测需将摄像机拍摄的视频图像传送到计算机进行分析计算。由于计算机只接收和处理数字信号,因此需要将一幅模拟图像进行采样和量化处理,转化为数字图像,然后交由计算机进行处理。我们把图像的函数i=f(x,y)来表示图像,f(x,y)表示图像在空间点(x,y)位黄的亮度。图像是自然界景物的反映,我们的人眼感知的景物图像一般是连续的我们把这种图像叫做模拟图像。模拟图像具有连续性。对于这种连续性的模拟图像,计算机是无法进行处理的,必须将代表图像的连续的模拟信号转化为数字信号才能处理。图像信号在空间上的离散化过程称为采样或抽取。在空间上被选取的点就称为采样点或取样点。
采样以后的图像,在空间上被离散成为样本点的二维矩阵。每个采样点的亮度值是一个连续变化的模拟量,我们把对每一个采样点进行量化。
运动车辆检测是利用视频序列图像的时间域以及空间域信息把运动车辆在视频背景图像中提取出来的技术。好的检测方法的特点就是可以非常的准确、快速地从背景图像中分割出来。作为智能交通监控,车辆检测系统十分关键。一个使用的车辆检测系统应该满足很多的要求:
1)能够正确判断此时有无车辆;2)完成车辆统计,提供车流量,车速等交通参数;3)算法简单,能有有效的进行车辆信息处理。
(一)背景差分法
背景查分法师指通过当前图像和背景图像做减法的方式检测运动物体的方法,是视频检测算法中一种常见的检测方法。对待测量的图像和背景图像中每一个像素点做减法,如果差值大于设定的值就认为是背景像素无需标识。利用背景差分法检测运动物体的关键是是如何提取背景图像。目前有很多方法提取背景图像,比较简单的是在无运动物体的情况下拍摄一幅背景图像,利用待测的每一幅图像与其相减得到运动的物体。改方法只能适合用于背景不变或者变化比较小的情况。另一种方法提取背景图像的方法是根据几帧或者几十帧的图像形成背景 ,利用检测后每一个帧待测图像更新背景。这种方法减去提前拍摄背景的麻烦,但是建立背景需要一定的时间,对于急剧变化的外界干扰比较敏感!
(二)边缘检测法
针对城市交通的复杂性,行为识别中运动目标的动态性,本文利用角点特征的平移、伸缩、旋转不变特性,使用运动车辆的Harris角点特征对运动车辆进行特征表达。为了解决传统光流跟踪算法中时间利用太多的问题,我们提出了边缘检测得方法对运动目标车辆的快速准确跟踪。并对跟踪获得的车辆轨迹信息进行表达和预处理,简化后续工作量,同时可以为车辆轨迹模式学习及异常行为检测提高其准确率。通过实际交通场景视频中的车辆进行实验分析表明,本文提出的方法,对光线变化、阴影及噪声干扰具有很好的鲁棒性。
视频检测器与传统检测器相比有其明显的优势,在近年来在智能交通系统中得到了越来越广泛的应用。我们当然知道视频检测器有着诸多优点,但存在的问题也很多。我们认为一个可以投入实际使用的基于视频图像的交通监测系统应该具备处理时间短、计算量低和可靠性高的特点。而且,这种系统所采用的方法必须对场景的误差和外界的干扰应该有很多的方法可以解决。但是在实际的检测过程中却出现很多的问题。比如当我们检测的过程汇总会出现实际的情况很多比如光照。我们知道天气是随着光照情况的变化而变化的,当光照良好时如正午时检测精度最好,还有的就是傍晚和一些恶劣的天气情况下那么检测得效果就一定会较差。另外一个问题是在检测过程中会出现阴影的问题,阴影是造成视频检测方法误检测的主要原因,阴影通常有三种:车辆自身的运动阴影、道路场景中的静态阴影和缓慢移动的阴影问题的解决好坏直接关系到检测结果的正确性。同时车辆在道路场景中的相互遮挡也是必须要考虑的问题。
车辆遮挡的分割,主要面对的问题就是要区分出单一的前景的连通的区域中有多少数字的运动的车辆,接下来就是分割出来每个车辆的位置的边界到底在哪里,最后是区分出不同车辆之间哪个是遮挡车辆,哪个是被遮挡车辆。
从视频图像处理的角度和相关理论上来看,我们可以将车辆遮挡检测与分割的方法分为特征模型、三维模型、推理模型和统计模型。
未来这一领域的发展应该是发展趋势有几个方面:首先最重要的是注重数据的准确率并且能够综合交叉使用多种检测方法。我想这是未来车辆检测的一大发展趋势;另外多检测器信息的融合也是未来研究的重点;同时与交通视频图像的压缩更有效的办法和多媒体数据深入快速的挖掘,也是未来研究的一大研究课题
在未来的视频交通的发展前景一定不可估量的,但是在目前来说还有一些问题。我们要发明出更多的方法来解决这些问题,而多用于计算机的软件和视频技术的研究上,我都么希望在未来的交通中有一种软件可以完全的实现这样的功能。让我们每天的交通状况得到很大的改善。当然我一直认为如果要改变道路交通拥堵的问题不仅仅要靠这些,也要看驾驶人员的意识的提高以及一些硬件设施的完善!我相信总是有一天这种问题会得到很大改善!还给我们所有百姓一个畅通舒适的城市交通!
参考文献:
[1]金红,周源华.基于内容检索的视频处理技术[J].中国图形图像学报,2000,5(4)
[2]许伟,许宏丽.基于颜色特征的视频数据库检索系统[J].计算机工程与设计,2006,27(7)
[5]《智能交通监视技术应用与研究》西北大学博士学位论文
[6]《智能交通系统中视频处理技术研究》华中科技大学博士学位论文
[7]《基于运动特征的视频检索技术》哈尔滨工业大学硕士学位论文
企业在成立之初受到政府及交通运输行业的大力支持,交通运输行业信息市场潜力巨大。随着信息化发展日新月异,市场上成立的信息化企业越来越多,甘肃道路运输信息化市场逐渐饱和,作为具有甘肃道路运输特色的信息化企业面临行业市场缩小,市场竞争激烈等问题。要提高企业的市场竞争力就需要转变企业营销策略。分析营销环境是制定企业营销策略的基础。开展市场营销活动的目的一方面是为了更好地满足人们不断增长的物质和文化生活需要,同时也是为了使企业获得最好的经济效益和社会效益。只有深入细致地对企业市场营销环境进行调查研究和分析,才能准确而及时地把握消费者需求,才能认清本企业所处环境中的优势和劣势,扬长补短。
2信息化企业简介
2.1企业概述
信息化企业紧紧围绕甘肃省交通运输信息化大发展,充分发挥企业在行业资源、技术能力和人才效率等方面的优势,迅速拓展行业信息化市场,不断扩大企业生产经营规模和领域,逐步发展成为集高新产品开发、软件、系统集成、公路机电集成以及安防为一体的信息化解决方案提供商。公司取得的资质及证书有:系统集成二级资质、高等级公路机电集成资质、安全防范一级资质、高新企业证书,信息公司ISO9000质量管理体系认证、软件企业和软件产品证书、火炬计划证书。2.2主营业务主要经营业务为系统集成、软件开发、综合布线、监控对讲、数据接入、视频会议、办公室设备自动化、智能卡销售、公路交通工程专业承包通信、监控、收费、综合系统工程、专业培训等。经过近10年的发展,企业通过生产经营成果的积累,在主营业务资质方面取得了“计算机信息系统集成二级资质”、“高速公路机电工程承包资质”。
2.3经营状况
经过近10年的发展,信息化企业的销售网络已经基本覆盖全省,深入到高新产品开发、软件、系统集成、公路机电集成以及安防等领域,在市场中占据了一定的优势地位,但近年随着市场环境变化,政企分开制度的推进,甘肃道路运输信息化企业缺乏完全推向市场后强有力的市场竞争力,以致所占市场份额逐年下降,销售额增长乏力,不仅传统业务遭遇增长瓶颈,而且由于未实现“产、学、研”一体化的管理经营模式,新业务发展出现困难,难以取得有效突破。
3外部环境分析
3.1宏观环境分析
政治法律环境(Political)。“十二五”时期是我国政治经济发展的重要战略阶段,是抢占世界政治、经济、军事制高点的重要历史时期。为促进我国交通行业信息化实现又好又快发展,自2010年起,国家发改委、工信部、交通运输部和公安部相继出台了一系列有关交通领域的发展规划,系统规划了“十二五”期间我国道路交通领域的发展建设蓝图,主要包括《国家“十二五”综合交通发展规划》(国家发改委)、《国家交通运输“十二五”发展规划》(交通运输部)等。“十二五”期间,随着公路、铁路、城轨、水路、航空建设的进一步加快,交通行业信息化的发展必将加快其步伐,预计未来几年仍将以超过25%的年增长率高速增长。由此可见,未来几年我国交通信息化产业发展空间巨大,前景广阔,商机诱人。经济环境(Economic)。根据信息产业部报告中数据,我国电子信息产业产销量继续保持快速增长,产业结构不断调整,经济效益继续提高。目前,电子信息产业已成为国民经济基础性、先导性和战略性的支柱产业。社会与文化环境(Social&cultural)。近年来,随着我国城市化进程的推进和机动车数量的快速增长,居民对交通运输的需求呈现多样化、多层次的特征,对交通的安全性、舒适性、便捷性、时效性提出了更高的要求。交通运输信息化能够有效满足人们对交通运输的时效性等的要求。科技环境(Technological)。我国电子信息产业结构在市场导向下得到明显调整,产业的投资结构开始从过去注重投资加工组装转向软件、网络、信息服务等领域拓展;从过去注重硬件转向加大对研究开发和计划的投入。甘肃省道路运输信息化企业,在科技飞速发展的大环境下,面临的更多的是来自于技术的不断更新的挑战和同行的激烈竞争。
3.2行业环境分析
该企业成立初衷是为了满足甘肃省交通运输行业信息化发展的需求,而随着市场经济的发展和科学技术的进步,交通运输行业信息化逐步形成智能交通系统,道路运输信息化企业为交通智能系统提供技术支持和科技保障。目前的智能交通才刚刚进入导入期。我国在“十二五”规划中突出了物联网智慧交通的地位,使智能交通受到政策的持续扶持。从行业环境分析来看,由于智能交通系统的发展,甘肃道路运输信息化企业有更为广阔的发展空间,由原来只专注于道路运输信息化项目可转为面向整个智能交通的市场。
3.3顾客行为分析
甘肃道路运输信息化企业的主要客户是甘肃省交通运输系统的各行政事业单位及相关企业,顾客需求相对稳定,应归类于忠诚度较高的客户群体,这部分市场比较稳定,风险较小,了解顾客行为的成本较低。而要开拓更大的市场,则需要与相关行业,如:政府、公安、军队、教育等行业加强交流和沟通,了解这些行业的业务需求,了解对信息化产品与服务的偏好和态度。目前,这些行业在选择信息化产品时更注重国有信息化公司,认为国有信息化公司在技术和信誉上更有保障,因此,道路运输信息化企业在竞争中占有一定优势。
3.4供需关系分析
交通运输行业信息化发展空间较大。“十二五”时期,甘肃省交通运输业也有更大的发展空间,道路运输站场配套信息化建设、客运联网售票、移动稽查、道路运输物流平台、监测站综合服务系统等都需要甘肃道路运输信息化企业提供与项目相配备的各项信息化产品,因此,甘肃道路运输信息化企业拥有的不仅是社会的大市场,交通运输行业的市场潜力也很大。
4内部环境分析
企业内部环境是指企业内部的物质、文化环境的总和,包括企业资源、企业能力、企业文化等因素,也称企业的内部条件。企业内部环境或条件分析目的在于掌握企业历史和目前的状况,明确企业所具有的优势和劣势。它有助于企业制定有针对性的战略,有效地利用自身资源,发挥企业的优势;同时避免企业的劣势,或采取积极的态度改进企业劣势,扬长避短,更有助于百战不殆。
4.1资源分析
公司营销资源主要涉及三部分:一是省道路运输管理行业范围内的所有机构信息化建设项目,甘肃省道路运输管理行业是信息化企业的重要客户,因此,其涉及范围内的机构信息化建设项目是企业较为稳定的项目;二是甘肃省交通系统所有机构。积极争取交通行业内各单位、企业的合作是道路运输信息化企业继续发展壮大的有利保障;三是社会各行业的建设项目,凭借企业资质以及企业全员社会关系所能获取的有价值项目信息。
4.2核心能力分析
企业的核心能力就是其科研与开发能力。科研与开发能力是企业的一项十分重要的能力,企业科研与开发能力分析主要包括以下两个方面:(1)企业科研成果与开发成果分析。企业已有的科研与开发成果是其能力的具体体现。如技术改造、新技术、新产品、专利以及商品化的程度,给企业带来的经济效益等。(2)科研与开发能力分析。分析科研队伍的现状和趋势就是要了解他们是否有能力根据企业的发展需要开发和研制新产品,是否有能力改进生产设备的生产工艺。该信息化企业虽设有专门的软件开发部门,但人员素质参差不齐,很多人员无法满足科研和开发产品的需求,由于受企业体制制约,人员进出不能像完全市场的企业拥有自,因此,缺乏高素质、高技能的专业人才成为企业进一步发展的一个障碍。
5SWOT分析
5.1信息化企业的竞争优势
尽管由于体制机制的问题,企业在自主经营权的发挥上有所限制,但在甘肃省道路运输信息化建设领域,仍具有较强的竞争和发展优势。主要表现在行业优势、网络基础设施方面:(1)行业优势。企业自取得工信部颁发的《系统集成资质》之后,借助行业的优势,取得了2005年至2011年之间大部分甘肃省道路运输行业信息化建设项目,在此过程中积累了大量的项目建设经验,建立了多渠道的供应商合作体系,为企业发展,增加收入奠定了良好的基础。(2)网络基础优势。网络设备开放平台、基础网络设施比较完善。10年多来,自主开发建设了甘肃省运政信息系统、GPS监控系统、监控指挥系统、交通战备应急指挥系统等多个跨行业和部门的综合型社会公众平台,开发了《智能化信息系统》等多个具有自主知识产权的软件、建成了覆盖全省、以光缆为主、具有一定规模、技术先进的基础数据接入、通信网等。同时与中国电信、中国移动建立了良好的合作关系,具备了向相关专业延伸的基础和实力准备。5.2信息化企业的竞争劣势虽然企业具有一定的发展优势,但也存在很多不足,主要表现在以下两方面:(1)企业内部创新与发展的矛盾。长期形成的面向道路运输行业的职能化业务流程、管理模式、组织模式,以及围绕企业自身发展所形成的体制机制方面的问题,已经呈现出与企业快速发展追求的不相适应,并逐步成为制约企业参与更广泛市场竞争的重要桎梏。(2)服务方向的矛盾。为面向行业用户提供服务,信息化企业虽然拥有比较完善的网络基础设施,但这与大众化市场存在距离,设备利用率未达到峰值,导致设备的性能无法充分发挥。
5.3信息化企业面临的机会
交通运输行业的快速发展,将为我省信息化建设和通信发展提供前所未有的发展机遇。同时也为信息化企业提供了巨大的机会,主要表现为:
(1)高速公路建设的持续快速发展,形成了潜力巨大的市场需求,为信息化企业提供了更大的发展空间。“十二五”时期甘肃将重点推行“122攻坚计划”,即力争建成1圈(兰州南北绕城高速圈),打通2条重要通道瓶颈路段(兰州至海口高速公路甘肃段、延安至九寨沟高速公路甘肃段),连通2条重要迂回线(乌鞘岭、六盘山高速迂回线)。根据规划,力争到2015年,全省建成和在建的高速公路总里程突破5500公里,其中高速公路通车里程达到3600公里以上,实现省会兰州与各市州政府驻地全部以高速公路连通。大量高速公路和二级公路的开工建设,会将公路信息化市场推向一个新,必将为信息企业带来诸多参与公路机电项目的机会与挑战。
(2)政府大力推进智能交通和社会信息化的战略决策,为甘肃交通信息化的发展创造了历史性的机会。国家将重点围绕特大城市智能交通技术应用、高速公路等方面开展技术研发和应用示范。同时,国家将鼓励采用智能交通新技术,为新技术和新产品运用提供金融支持,形成智能交通产业;还将加强和加快智能交通有关标准和规范的制订,形成完整的标准体系。推进智能交通更需要加快交通运输行业信息化产业的支撑,信息化企业在政府大力推进智能交通的背景下,拥有更好的发展前景。
(3)系统集成市场潜力巨大。我国西部地区经济发展不平衡,地区之间、消费层次之间的差异决定了需求的多层次和多样化,尤其是甘肃,信息技术的飞速发展,必然将大力推行信息化改革步伐,促进政府、行业的办公、政务等活动的信息化升级换代和业务的推陈出新,激发出新的消费需求。
5.4信息化企业面临的威胁
关键词:导航系统 城市智能综合服务 软件创新研究 市场需求
1、引言
随着全球化经济的高速发展,各地之间联系更为紧密,导航系统在现代生活中起到的作用愈加突出。目前的导航软件唯一的缺点就是涵盖范围不够广,功能不够齐全。城市导航大多为旅游业服务,所以现在市场上的导航软件搜索范围比较单一,仅仅涵盖了地理信息,并且不提供扩展搜索,而该项目的根本就是扩大搜索范围。城市综合智能导航系统的发展研究旨在推出一个可以最大程度满足消费人群要求的导航系统,该系统的创新之处就在于对导航和城市数据的全面整合,旨在做出一个可以满足要求日益增高的导航消费市场需求的产品。
2、城市综合智能导航系统发展研究内容
2.1、研究意义
该项目研究旨在投入实际应用后将致力于满足人们的出行需求,由于涵盖范围广,功能齐全,将给使用者带来前所未有的方便体验。搜索得出的相关信息可以在一定程度上带动搜索目标周边的经济发展,而如果应用于旅游业,则不仅可以让人们更好地了解城市的综合情况,同时也可以刺激以旅游业为主的城市其他行业的经济发展。
2.2、相关研究领域现状
随着无线电网络的普及和普适计算技术的发展,基于位置和时间信息的服务受到越来越多的关注。在物流管理、紧急救助、设备监测、灾害预防、 医疗保健、个性化信息传递等领域显示出巨大的活力[1]。
导航系统技术的日趋成熟及功能的日益完善,已经在一定意义上决定了城市综合智能导航系统开发的硬件先决条件。系统的开发前景一片光明。再者,据2013年2月26日尼尔森的《2013移动消费者报告》显示,中国智能手机普及率达66%,而且在智能手机APP使用情况方面,中国的用户更多选择游戏(70%)和地图导航(63%)。随着便携式移动设备(如智能手机、平板电脑)的日趋普及,系统的应用前景也是非常广阔的。
但是目前大多数导航软件唯一的缺点就是涵盖范围不够广,功能不够齐全。城市导航大多为旅游业服务,所以现在市场上的导航软件搜索范围比较单一,仅仅涵盖了地理信息,并且不提供扩展搜索,而该项目的根本就是扩大搜索范围。
2.3、研究可行性分析
城市综合智能导航系统的研究与开发具有良好的背景基础,该系统的研究基于当今飞速发展的GPS及GIS技术,对现有数据进行整合和更新,以软件为载体将数据用最人性化的方式展现出来,以满足当今消费市场希望导航系统可以更全面、更便民、更易操作的要求。
卫星导航系统应用广泛,有利于促进国民经济的快速发展[2]。近年来,旅游业和相关产业的发展促进我国城市导航市场已经进入规模发展的时期。随着人们生活水平的不断提高,出行需求不断提高,城市智能综合导航的出现将会进入各个家庭并成为生活必需品,并会被引入各项行业,带动以旅游业为主的城市其他行业的经济发展。
未来几年内旅游业等相关产业还将会有大幅上升,城市综合智能导航系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景。估计,国内旅游市场对城市综合智能导航系统的需求量,将以每年30%以上的速度递增。城市综合智能导航系统的最大特点是具有较为丰富完善的信息资源,使用此系统进行查询不单单可以得到它的地理信息和行车路线、里程,还可以得到它的概况、规模、发展状况、科研水平等等相关信息,由于涵盖范围广,功能齐全,将给使用者带来前所未有的方便体验。
我国导航应用市场过去一直饱受技术应用、市场规模因素的瓶颈。随着这两年技术水平与产品成熟程度的不断提高,特别随着旅游业的深入发展,旅游目的地信息越来越受重视。关于旅游目的地信息是否容易获得,被作为衡量目的地旅游业是否成功的一个关键性的要素,也是衡量旅游者是否满意的一个重要因素[3]。我国城市综合智能导航系统市场已经进入规模发展的时期,未来国内城市综合智能导航系统的市场前景将会是一片光明。
中国导航系统市场的快速发展对全球市场有举足轻重的影响。与国际水平相比中国导航市场拥有巨大发展空间。政府政策对行业的大力支持,巨大的市场发展空间,高科技前沿阵地深圳及北京等城市智能综合导航系统的大力发展带动,势必会带动整个产业在中国的快速发展。可以预见,随着国家产业政策的不断大力支持,城市智能导航产业很快就会建立起一个统一的、规范的行业标准。尽管我国90年代开始积极跟踪国际智能交通系统领域技术的发展,经过多年发展我国智能交通系统建设已进入发展期,在软件、产品开发、技术标准、产业化等方面都取得了相当进展。但在交通信息服务上与发达国家仍然有较大差距,面临巨大挑战。但是,在面临挑战的同时,也将面临更大的机遇。如就地取材、政府支持、自主便利、市场熟悉、价格优势,正是城市智能综合导航系统发展的最大资本。
2.4、软件的推广与普及应用
该系统不仅可以以软件的形式,用便携移动设备为载体来实现其应用价值,同时可以与政府寻求合作,将其应用在路边的便民终端平台里,现有的服务平台里主要应用于旅游行业,在使用城市综合智能导航系统就可以让服务平台更加贴近群众生活,甚至可以将置于便携设备的城市综合智能导航系统的更新通过政府提供的便民平台来实现。
3、结语
综上所述,系统的未来研发前景广阔,研发难度日渐降低,但是面临着的竞争愈加激烈。因为包括百度地图等地图导航系统、以及很多便民网站开始相互融合,已实现部分本系统的预期目的及设想,如可以在地图中搜索“团购”信息和黄页信息,所以,城市智能综合导航系统的发展在面临着挑战,但是同样,在竞争的同时,也会更好的促进系统的发展与创新!
基金项目:大连外国语大学2012年度大学生创新研究项目(重点项目,项目编号:2012-xsz-19)。
参考文献:
[1]施浒立,崔君霞.卫星导航技术发展向何处去.中国科学 物理学 力学 天文学,2011,41(5):539-546
【关键词】 物联网技术 典型应用 物联网时代
物联网技术是通过红外感应器、射频识别(RFID)、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备,按约定协议将任何物品与互联网相连接,实现信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
一、几种关键的物联网技术
1.1无线射频技术
无线射频技术关键是用于阅读器和射频卡之间,在没有通过直接接触就能完成数据的双向传输,从而完成识别目标和交换数据。运用无线射频技术能通过扫描物品或是商品的编码来完成物品的自动识别,再运用信息处理体系把信息实施处理后再经过信息服务体系实施共享物品或是商品信息。在计算机网络开放的状况下,企业就能实施跟踪、定位、监控和管理物品或是商品。
1.2信号处理技术
物联网信号处理有云计算、多物理量检验、提取信号、调理信号、变换信号与分析信号等几种主要技术。基于互联网的计算形式是云计算,实质是对目前计算资源的一次再分配。它的重点理念是把计算能力或计算服务作为一种商品,卖给需要它的公司,从而为公司节省硬件采购成本。云计算已逐渐成为信息服务的一种发展趋势,在全世界有了普遍运用,未来将有着非常大的发展前景。
1.3传感器技术
传感器技术是物联网应用中的关键技术。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并依照一定的规律转换成信号实施输出的器件、装置。现代工业生产中,传感器无处不在,它们被用来监视整个生产程序,并得到有关的数据信息,经过这些数据信息来推断设备的运行状态是否正常,并对整个生产经过实施控制,最大限度的节约人力,使产品达到最好的质量。
传感器技术的研究具有重要的意义,特别是在基础学科研究中,例如茫茫宇宙空间的研究,要查看上千光年的距离,微观上要查看纳米级别的物体,查看数十万年的天体演化,捕捉瞬间的改变都需要传感器技术研究的支持。
二、物网的典型应用
物联网应用的发展一方面可以提高经济效益,大大节约社会成本;另一方面可以为社会经济的复苏提供技术动力。物联网热浪正在全世界迅速壮大,目前,加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网,物联网应用正逐渐渗透至智能家居、交通、物流、制造等行业。
1、智能家居。智能家居以住宅为平台,集成有线与无线网络平台通信技术,包含综合布线体系、安全防范体系、背景乐/广播体系、控制灯光窗帘体系、空调VRV控制体系、以及家庭影院控制体系。智能家居能够构建高效的住宅设施和家庭日程事务管理体系,把全部与家居生活相关的设施实施集成,实现远程控制,从而提高家居的安全性、方便性、舒适性、艺术性,建成环保节能的居住环境。
2、智能交通 。依靠物联网技术让交通信息的采集变得更加快捷方便。传感器能够把每一个范围的车距与车速信息输送到处理中心,方便及时监控、调整、远程调度和管理。各类温度、光照传感器在终端上加载还能够实时监控路面信息、汽车尾气等有关信息,以支撑大数据分析及有效管理。
3、物联网在能源管理和公共事业中的应用。根据估计,我国将在2025年将发展变成国际最大的能源消耗国家之一。由于存在电网系统效率较低的问题,发电和输电存在严重的浪费。目前安装的计量器及发电机的涡轮都是以物联网技术对事物实施科学的感知和度量。其感知和度量能够帮助我们对信息和数据进行有效收集,依据最新的分析工具实施洞察智能化,之后再对决策实施优良的决定。
随着仪表管理技术的进步,企业和个人可以依据能源的时间和方式进行选择性使用,这也就为太阳能、风能等实施运用打下了坚实基础。
4、物流管理的应用。物联网技术的全覆盖,能够让整个供应链精准、透明与高效,达到陈旧物流所不能够完成的目标。依据物流行业协会的2013年行业调研报告显示,我国物流行业的物联网设备增长速度已超过60%,物联网技术设备已在物流行业得到普遍的应用。物联网技术对物流配送的透明化管理与信息追踪方面的效果尤为明显,电子标签拣选体系出货量增长超过35%。物联网智能搬运体系在自动化物流中心的运用也越来越普遍,实现28%以上的增长率。
三、结语
移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及已为物联网海量信息传输交互搭建起基础平台。物联网技术将为社会经济发展与国民生活带来广阔的发展前景,物联网应用将延伸到我们生产生活的各个方面,便捷、高效的物联网时代即将来临。
参 考 文 献
关键词:物联网;关键技术;计算机物联网;应用
物联网,主要是将当前各种新型技术及新型的理念进行紧密的结合,将电子技术、通信技术、材料技术等不同种类、此前联系性不强的技术联系在一起。这样一来,这些不同的技术就成为了一个整体,并且将人与物进行了紧密结合。物联网的应用比较广泛,行业需求的潜力相对较大,计算机物联网目前已经在我国的多个领域中得到了合理应用。
1 物联网的关键技术
1.1 射频识别技术
在物联网的关键技术中,射频识别技术是相对最为重要的一种关键技术,也可以被称作是电子标签,射频识别技术是物联网发展中的基础部分与核心部分。射频识别技术主要应用的就是射频信号,物联网可以利用射频信号来实现相应的信息传输,并且通过这些信息来进行相应的识别工作。在射频识别技术中,主要包括了标签、阅读器、天线3个主要部分。
射频识别技术在具体应用中主要是利用比较先进的技术手段,来对不同状态下的物体进行相应的识别管理。射频识别技术抗干扰能力较强,无需耗费较多人力,且适用于大多数环境,所以应用较为广泛。
某大型连锁超市在日常管理中就应用了物联网中的射频识别技术,该超市的管理者将这项技术用于供应链管理中。这样一来,在具体管理中,不仅不需要过多的工作人员,还保证了管理的效率与整体质量,该超市在应用射频识别技术之后,供应链管理工作得到了明显加强。
1.2 云计算
云计算技术,主要是将计算分布在相应不同的计算机中,这里的计算机不能是本地计算机。这样一来,相关的使用者就可以将资源进行切换,根据具体的需求去访问相应的计算系统。物联网中的云计算技术,主要是利用网络,对计算实体进行整合,使其成为计算能力较强的整体系统。
1.3 网络通信技术
物联网在发展过程中,物与物之间的互相通信是较为重要的,因此,网络通信技术是物联网关键技术中不可替代的重要部分。在网络通信技术中,包括了有线技术、无线技术、网关技术等。在网络通信技术中,M2M技术应用比较广泛,可以与近距离传输技术进行较好结合,如WiFi、RFID、BlueTooth等。M2M技术的重点之处就在于无线通信,未来将会有广阔的发展空间,给物联网的信息传递提供坚实的技术保证。
2 计算机物联网的应用
目前,计算机物联网在我国已经得到了比较广泛的应用,其具体的应用可以表现在以下几个方面。
2.1 家庭生活
在家庭生活中,物联网可以将家庭住宅作为具体的应用平台,利用家庭住宅的网络技术来实现具体应用。某高级住宅小区在样板间的布置工作中就对物联网进行了具体应用,利用物联网在住宅的内部设置了较多的系统。这些系统主要包括了住宅安防系统、布线系统、温度调节系统、灯光控制系统等。这样一来,住户就可以利用网络和物联网技术实现对住宅内部所有系统的操控与应用,使居住环境变得更加高效与舒适,也使住宅内部的各个系统得到了较好的管理。该小区的样板间在应用了计算机物联网之后,将所有的家居设施进行了高效集成,给住户带来了更多的便利,也保证了住宅环境的整体舒适度。
2.2 物流领域
随着我国经济的不断发展,物流行业的发展规模也在不断扩大,物流领域的发展速度也相对较快。在物流领域中,物联网可以发挥自身的重要作用,来实现物流领域的合理发展。在物流领域内部应用计算机物联网,主要是利用计算机物联网内部的集成性和智能性的主要特征,这两点特征可以使物流系统具备较强的智能性,使其在发展过程中模仿人类智能,像人类一样去进行思考与判断。
计算机物联网在物流领域中的应用,主要是用来掌控物流领域在发展过程中的不同信息,对物流运输环节中的所有运输车辆的性能及路线进行实时监控,还可以掌握物流运输中货物的自身状态与性能。也就是说,计算机物联网在物流领域中的应用,主要是方便工作人员掌控物流运输中的各个环节,对主要的物流信息进行相应采集。
2.3 农业应用
除了上述应用领域之外,计算机物联网还可以被用于农业领域中。计算机物联网在农业中的应用,主要是将农业生产的控制系统、安全系统与智能系统,利用云计算技术进行高效整合,从而实现农业生产的智能化、数字化与信息化。农业生产应用计算机物联网,可以将农业生产中的各项因素,如环境因素、人工因素等通过计算机物联网内部的传感器进行上传。这样一来,工作人员就可以对农业生产中的各项因素进行整合分析,把握农业生产各个环节的整体质量,对农业生产实行远程监控与操作。计算机物联网在农业生产中的应用,可以提高农业生产的整体效率,使农业生产向绿色农业、低碳农业、高效农业的方向进行合理转变,带动我国农业经济的发展。可以说,计算机物联网在农业生产中的应用,不仅可以提高农业生产的具体效率,还能优化农业生产体系,具有重要的价值和现实意义。
2.4 交通应用
智能交通建设将会是未来交通系统发展的必然趋势,而计算机物联网是有效实现这一趋势的重要工具,这是由于计算机物联网可以将电子传感技术、先进信息技术、通讯传输技术、控制数据技术以及计算机技术等有效结合,并运用于整个智能交通系统的管理中,进而可以在大范围内进行全方位的计算机技术的应用。计算机物联网技术具有实时、高效、准确等特点生适用于智能交通系统的建设。计算机物联网技术在智能交通建设中的广泛应用可以将现有交通设施有效的利用起来,最大程度地减少交通的超负荷量,与此同时,计算机物联网的应用可以减轻交通压力对环境的污染,进而提高整个城市交通的运输效率,所以,计算机物联网技术在交通运输方面的应用是非常有必要的。
2.5 电网应用
除了以上几种应用领域之外,计算机物联网还可以被用于电力行业及交通行业中,具有较好的应用价值与应用前景。将计算机物联网技术应用到电网中,可以达到电网智能化的效果,也就是可以使整个电网系统更加先进、可靠、安全,同时可以提升整个电网的工作效率和经济效益。由于计算机物联网的运用,整个电网系统的运行数据和信息都是被时刻记录的,一旦出现任何异常都可以第一时间被发现,相关工作人员可以针对此问题及时做出应急方案,这样才可以确保电网系统的有效运行和安全性能,减少电网企业不必要的经济损失。这样将计算机物联网技术和电网系统相结合的方式,一定可以满足大部分用户的对电能质量的需求,使未来的电力系统更加完善。
计算机物联网技术的具体体系如表1所示,由表1可知物联网的体系可分为感知层、处理层、传输层以及应用层。近几年,计算机物联网技术在我国快速发展,极大地改变了.人们目前的生活方式,在这个充满智慧化的网络世界中,人类不需要对商品的干预和交流,正如日本操作系统之父所说的:物联网在未来十年将会得到普及并无处不在。经过近几年的不断实践和发展,物联网也在推陈出新,目前我国计算机物联网技术已经具有一定的实力基础。从相关部门的数据调查来看,同计算机物联网相关的社会市场价值已经从年的亿美元增长到了亿美元。由此看来,计算机物联网技术的发展前景还具有一定的市场潜力和发展价值,想要挖掘出计算机物联网的市场潜力,需要相关的科研人员的努力以及政府部门的大力支持。而且,相关专家预测,物联网不仅需要技术的创新,更关系到新兴领域的产业发展,需要不同力量的整合。计算机物联网技术的变革一定会为信息产业结构带来巨变,在各个领域被广泛应用。
关键词:高速公路;收费系统;信息化技术;效益
经过“十五”期间的快速发展,中国综合交通体系在设施总量规模、运输能力供给和服务质量等方面取得了较大成就。交通运输已开始进入各种运输方式协调发展,能力扩张与质量提高并进,全面建设现代综合交通体系的新发展阶段。但从适应经济发展要求、促进社会进步和改善人民生活质量等方面来衡量,[文秘站:]仍有相当差距。在党的《关于制定十一五规划的建议》中,提出“交通运输,要合理布局,做好各种运输方式相互衔接,发挥组合效率和整体优势,形成便捷、通畅、高效、安全的综合交通运输体系”;要建设低投入、低消耗、低排放和高效率的资源节约型、环境友好型的社会;要以科技应用自主创新为动力,加快信息化和智能化建设,提升运输质量和服务水平。基于上述目标和要求,本文以高度信息化的收费系统为突破口,对实现一个集不停车收费、监控、通信、物流、救援为一体的高速公路智能化管理系统进行了初步探讨。
1.收费系统在智能化管理系统中的作用
经过17年的发展,我国高速公路已突破3万多千米,居世界第2位。信息采集方式可分为人工采集和自动采集。我国的高速公路收费系统是一个封闭式的收费系统,目前正向跨省市区域联网和电子收费的方向迈进。在国外,如美国90%以上的高速公路不收费,而且多为开放式的收费系统,潜在的交通信息远不够丰富。我国的高速公路收费系统具有专用的通信网络,能够实时地将每一辆车的车辆及载运信息、出人及路径信息、收费信息传递到结算中心,据此可以得到实时、准确的流量、行程时间、行程车速、OD、拥挤度、事件以及运营特征等常规方法不易获取的重要信息。从这个意义上讲,与其说是收费系统,不如说是先进的交通信息采集系统。因此,完善的收费系统是我国的一大特色,收费系统中具有宝贵的信息资源。可惜目前我们对收费系统的功能开发得不够[1]。
2.基于GPS的不停车收费系统的构建设想
高速公路目前的收费方式一般有人工收费、半自动收费和自动收费三种。人工或半自动收费方式不仅影响了高速公路的通行能力,现金交易中还存在着一些其它弊病,以及导致环境污染、等一系列可持续发展问题。据资料统计,仅广州地区1996年因为停车等待交费而损失的车时就达数百万小时,由此导致的汽油浪费达亿元之多[2]。
随着信息技术的发展,电子自动收费方式到了人们的重视。人们把不停车收费(NoStopElectronicTollCollectionSystem,简称NSETCS或ETC)系统作为智能交通系统(ITS)的重要研究内容。采用不停车收费系统,对使用高速公路这种“商品”的“用户”来讲,减少等候时间,节约了燃料,减少废气排放量,具有“友好环境”的特征[3]。
90年代起,我国交通部展开了一系列的电子收费项目组织和研究工作。目前多个示范点的工程己经开始了试运行。这些工程基本都是采用了国外的车辆识别技术和DSRC短程通讯手段,所以也称为ETCbasedonDSRC,即基于DSRC的不停车收费系统。这种技术方式经过国外的多个系统测试,并且已经形成相应的国际标准。但基于DSRC技术的收费站点建造昂贵,同时这种收费方式在我国随着区域性收费转向联网收费的过程中也存在着一定的问题。我国至今还没有相应的技术标准。
随着无线通信技术的迅速发展,越来越多的智能交通系统(ITS)中运用无线通信技术进行车辆的调度、监控、防盗等各种服务。现在第三代无线移动通信技术已付诸于商用,其高速率的数据通信能力在智能交通系统的有着更广阔的应用前景,因此,目前世界各国都对此进行了大量的研究。同时,全球定位技术(GPS)在交通系统中的使用也越来越普及,特别是在日本、美国和欧洲;我们国家也己经出现了比较成熟的商品,在相关政策的支持下,各地的车载定位产品和导航装置也在逐渐增加。在这种情况,采用第三代无线移动通信系统和全球定位技术相结合的电子收费方式也渐渐进入了人们的视线。
GPS是一种全天候的空基导航系统,用于精密定位、测速和提供精密时间,它可以看作一种卫星从空间已知位置发射信号,用户接收信号测定到达卫星距离的测距系统。GPS系统由三部分组成:广播信号的卫星组成的空间部分;控制整个系统运行的控制部分;各种类型的GPS接收机组成的用户部分。基于cPS-cu的不停车收费系统中,其基本设备包括车载设备(OBE,On-BoardEquipment)和中央设备(CE,CentralEquipment)两类。车载设备和中央设备的交互功能实现是通过移动通信网络进行实时的信息交换而得到的。
这种基于GPS-CN的不停车收费系统在理论上具有明显的优势,在国际上也还处于实验阶段,没有什么成熟的标准可以遵循,国内对这一技术基本上持观望态度。我们在“十一五”期间对这种技术要“有所作为”,不能再向其它技术一样等国外开发好了在引进,始终在技术和标准上受别国的牵制。
3.基于GPS的不停车收费系统的增值效益
此种收费方式还可以提供其他由通信技术带来的一系列的增值服务功能。全球定位技术在车辆调度、监控和管理的优势也可以得到充分的应用。
1)可以对各种类型的道路进行任何形式的收费。DSRC技术只能在道路的入口和出口
处收费,在区域收费中,基于全球定位系统的不停车收费系统具有更大的灵活性,可以按距离收费也可以按区域收费。也可以依据时间、空间或道路进行收费。这一优势在长距离的跨省市的联网收费中可以得到更好的体现。2)利用该系统可以按不同时间和不同路段收取不同的路费,以缓解交通拥挤状况。由卫星跟踪车辆的位置、在公路上行驶的时间以及所使用的道路种类等,这些资料将被传送到地面的中心站计算路费。这样可把路费和交通拥挤与否挂钩,而不是向车主征收统一路费,可以大大缓解国内大部分城市的交通拥挤的状况,同时降低尾气排放量,减少空气污染[4]。
3)与GPS结合还可以实现普通的车辆导航功能,配合系统自带的无线蜂窝移动网络,更可具有调度管理和监控的功能,能够完成智能交通系统中其他的一些服务功能。如:车辆跟踪、信息查询、交通指挥、紧急援助等。
4.信息化技术在高速公路管理系统的应用展望
科技是第一生产力。高速公路是以高科技为先导谋求发展的,在建设、运营、管理等各个环节中,无不体现出高科技的重要作用,具体表现在运营管理以人性化为根本,使整个系统始终在实践着管理现代化、运营自动化。以各省乃至全国高速公路联网收费及不停车收费为代表的智能化交通建设势在必行。
高速公路科技仍面临着制约发展的以下几个问题,仍然要依托信息化技术来解决。(1)技术协调。联网收费涉及到的计算机技术、自动化控制技术、通信技术及视频监控、银行结算等,在不同地域,对技术程度、水平、要求也不同,如何有机地集成应用到高速公路上,保证三大系统的统一性、整体性和有效性。(2)资源整合。高速公路电子通讯、骨干网建成之后,在收费监控、监控调配、紧急救助、应用通讯等方面,如何把所有资源进行整合,以提高高速公路通行能力为前提,以安全畅通为保障,实现人、车、路全天候无障碍沟通与对话。(3)技术拓展。在高速公路建设、管理、经营、服务等多方面如何建立以市场为导向、以高速公路企业为主体的高速公路现代电子商务平台,拓展到交通征稽、公路运输、运输管理、交通管理等方面的管理领域,实现面向社会公众的交通全方位服务。
5.结语
总之,我国高速公路在十几年间的发展令人叹为观止,已成为世界上高速公路里程增长最快的国家。高速公路在交通乃至经济发展和社会生活中所发挥的作用不可小窥,其管理和服务与经营虽正在逐步迈入良性发展轨道,但应该全方位地进行管理“提速”,切勿让低效率、低水平的制约因素和问题成为发展的羁绊。
参考文献:
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[2]宋燕铭.高速公路不停车收费系统的发展前景和解决方案[J].湖南交通科技,20__,26(4):60-61
【关键词】物联网;RFID;道路客运;车辆身份标识
1.前言
道路运输作为国民经济的基础行业,在社会发展和经济建设中起着举足轻重的作用,随着我国经济的持续快速发展,汽车保有量迅速增加,人们的出行范围也不断扩大。在取得成绩的同时,道路运输管理中也出现了非法营运车辆扰乱市场、长途客运车辆跨线、不按规定站点上下乘客、甩客等现象,以及准点率低、运输效率底等问题,物联网技术的出现为这些问题的解决提供了一条思路。物联网技术将车辆、驾驶员、道路设施及管理部门有机地结合在一起,通过把握交通信息流,并以交通信息的采集、传输、处理、为主线,实现运输的智能化和自动化,满足了人们交通出行的安全、畅通和环保的需求。
按照2010年总理在第十一届人大第三次会议上所作的政府工作报告中对物联网的定义: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,进行信息交换和通信,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。2010年交通工作会议中明确提出,要努力推动综合运输体系发展,提高交通运输设施装备的技术水平和信息化水平,促进现代物流业发展,建设资源节约型、环境友好型行业,提高安全监管和应急保障能力。物联网技术的到来给交通运输行业的发展带来了机遇和挑战,将极大促进社会管理与服务得到提升,精准物流得到全面实现,运输效率得到大规模提升。
2.基本原理及国内外发展情况
2.1 物联网技术在道路运输领域中应用的基本原理
物联网是一个复杂的技术体系,按照其定义及概念模型,一般可将其技术体系划分为3各层次,即感知层、网络层、平台层、应用层,也可细分为5个层次,即标识层、感知层、网络层、平台层、应用层,其中感知层或标识层主要是物品的标识、物品信息的智能感知,主要的技术手段包括二维码、电子标签等。
物联网在道路客运领域中的应用主要采用电子标签作为标识载体,RFID(Radio Frequency Identification)射频识别电子标签技术,被称为影响未来的10大IT项目之一,是物联网发展的重要支撑技术。完整的RFID系统由电子标签,读卡器,以及后台应用系统构成。实现非接触式的远距离识别,可识别高速运动物体并可同时识别多个目标,具有对环境要求低,穿透性好,保密性强等特点。
在道路运输中,车辆是需要识别的主要客体,为了识别车辆,首先要在车辆前挡风玻璃上安装电子标签,并在数据库中将电子标签ID号和车牌号绑定,通过全球唯一标识的ID号可以从数据库中取得车辆的各种信息,电子标签成为车辆的电子身份。在客运站进出口等信息采集点安装读写器,经后台数据处理后,即可准确判断车辆的身份、经过的地点和时间等,从而实现营运车辆的身份管理、客运站场的车辆进出及报班管理、出租车的综合管理、公交车辆跟踪管理。
2.2 国内外发展情况
美国和欧洲国家政府近年来积极推动RFID应用并在政府相关部门首先启动RFID项目,带动RFID应用、技术研发、产业发展和标准的完善。比较典型的案例有:德国柏林市议会在1999年为了建立一个新的交管中心,进行了一个交通信息搜集计划,此计划在进入柏林主要道路三线道选定三处测试点,每一测试点安装RFID读取器,藉以搜集通过车辆数、两测试点之间的平均车速及确定车辆类别;英国爱丁堡市使用RFID公共汽车优先通行系统以减少交通拥堵和加速交通营运,鼓励使用公共交通工具;美国佛罗里达开始利用电子收费之RFID电子标签,进行汽车旅程时间的测量,以RFID技术为基础,发展交通监控系统。
RFID技术在我国的应用于智能交通始于上世纪九十年代初,在中国的智能交通中应用非常广,成功应用案例包括:国内最大的铁路机车车号识别系统,各省在实施与运营中的联网高速公路不停车收费系统,全国各地数千个停车场RFID收费系统,各地工厂车辆自动称重系统,公交车站进出站管理系统,还有杭州和北京推行的快速公交系统。
3.道路运输物联网技术体系
交通运输物联网需通过搭建交通要素身份标识、交通信息感知、网络通信、数据处理及数据安全、交通运输管理与服务应用5个技术体系来构建,其中交通运输管理与服务应用分为:车联网、船联网、基础设施管理网、集装箱管理网和从业人员网5个领域。具体如图1所示。
3.1 交通要素身份标识体系
发展物联网,需要从“物”做起,交通要素身份标识是构建交通运输物联网的基础。通过统筹标识编码方式,通过选择相适应的标识载体给交通对象、交通工具、交通基础设施这些交通要素赋予全球唯一的识别码,形成交通要素的身份标识体系,以实现从现实世界至虚拟世界的精确映像、寻址、匹配及控制。
3.2 交通信息感知体系
交通运输物联网交通信息感知体系是通过物联网感知技术和手段,实现交通基础设施、交通运行状态、交通环境、交通对象、及交通工具的实时、精确感知。
3.3 交通运输物联网网络通信体系
交通运输物联网网络通信体系分为数据感知网(DSN)与数据通信网(DCN)两部分。DSN主要用于对支撑交通运输物联网交通信息感知体系的接入和传输。DSN是基于基于数据采集技术与接入技术构建的、面向交通运输感知需求提供的基础网络服务,将终端采集的数据传输到一个汇聚点(或处理中心),数据在汇聚点经过初步处理后通过接入网传输到DCN里进行下一步传输。
DCN是交通运输各级管理机构或服务机构信息交换和开展业务应用的网络系统,也是为社会公众提供信息服务的重要通道。DCN分为业务承载网和隔离区(DMZ)两大部分。
3.4 数据处理体系
交通运输物联网数据处理体系建设的核心内容是搭建两级数据中心:一级数据中心及二级数据中心。两级数据中心应利用云计算等技术完成对相应数据的统一整合、集中管理,并进行数据分析挖掘、资源共享,实现数据的综合利用。交通运输物联网数据处理体系建设模型包括:逻辑结构模型、物理部署模型及信息资源(数据及系统)总体部署模型。
4.应用案例
4.1 客运站报班管理系统
基于RFID技术的运营车辆管理服务系统主要能实现的功能包括:营运车辆资质管理、客运站报班管理等。传统通过纸质道路运输证进行车辆识别的方式存在必须拦车识别、证件承载信息量少、易于伪造冒用等缺点;模式效率低下、人力成本过高、浪费现象严重,本系统的应用可以最终实现客运车辆身份/资质的不停车识别,并可实现客运场站报班管理的自动化。
4.2 出租车动态执法管理系统研究
动态执法系统主要完成对通行出租车的有效识别,并根据识别信息,从数据中心或本地数据库,提取车辆信息,完成车辆信息有效性的验证、车辆交通规费信息的验证、环保标识的验证、车购税缴纳的验证、交强险的验证、营运车辆相关信息的验证等,如发现有任何信息不完全或违规显现,则进行报警,并对相关信息进行显示。
车辆注册系统主要完成车辆的标签发放,车主信息、车辆信息的录入。以及车辆注册信息的本地备份和上传至数据中心。
数据中心控制系统是数据处理的核心系统,业务办理系统、道路稽查系统,车辆注册系统都需要与数据中心系统进行数据交换。此外,数据中心系统还需要与相关部门建立连接,从中获取车辆交通规费的缴纳情况、车辆年检信息、车辆车购税的缴纳信息、营运车辆的信息、交强险信息、环保稽查信息等。
4.3 智能停车场管理服务系统研究
该系统通过对进出停车场车辆标签读取、地感线圈感应、现场电路板及栏杆机控制并与数据库连接验证,实现了外来车辆门禁、本地车辆自动放行并显示剩余车位数等功能。
智能停车场管理服务系统按照功能划分为4个子系统。分别为数据查询系统、停车场自动抬杆系统、车位统计系统、数据管理系统。
4.4 党政机关人员及车辆出入管理服务系统研究
该系统对出入人员、车辆身份进行验证,记录通行信息,并把所有信息保存在本地服务器数据库中,且针对数据处理设计专业管理系统。实现了门禁功能。
党政机关车辆人员通行管理系统包括三套子系统,按功能分为查询、显示、信息管理系统。分别为通行认证显示系统、通行认证手持系统、通行认证管理系统。
关键词:Ad hoc网络发展方向;传感器网络;车载网络;偏远山区
中图分类号:TP393.01文献标识码:A文章编号:16727800(2011)012010802
作者简介:柯叶青(1989-),女,湖北黄梅人,中国科学院软件研究所硕士研究生,研究方向为计算机软件与理论。
0引言
随着Ad hoc网络技术的不断成熟,它不依赖于预设的通信设施,自组织、无中心、动态拓扑、通过中间节点多跳转发等优点受到人们广泛的关注。预计,它必定会在各个领域具有非常广阔的应用前景。
1与传感器网络融合
无线传感器网络是Ad hoc网络一种典型的应用,近年来,受到了世界各国的高度关注,逐步成为了21世纪的信息产业支柱之一。无线传感器网络是由一组传感器节点,通过Ad hoc方式构成的具有感知、采集、处理网络覆盖地区的对象信息,并将其发送给观察者的网络。它的特有优点是,每个节点可以充当路由器,甚至在移动中也可以自行组网,具有较高的灵活性。同时,它不需要固定的基础设施。这与传统的传感器网络相比,具有耗资小,安装方便,更新费用低等优势,具有很好的应用前景。
1.1Ad hoc网络在智能建筑上的应用
1.1.1智能建筑的安防
安全性是现代智能建筑首先要考虑的问题。所谓现代智能建筑的安全性,不仅要确保建筑的外在环境的正常,更要注重防止室内信息的泄露和盗取。而Ad hoc无线传感器网络正好可以满足现代智能建筑的这一安防要求。特别是在一些易于发生火灾的安防重点地段,放置一些传感器节点,监控这些位置的温度。当温度过高时,将及时发送一个报警信号给易移动的接收发送器(sink node,可以是用户的移动手机,建筑管理者的监控终端等等),从而避免火灾的发生。而且,这种监控绝不仅仅适应于现代智能建筑对温度控制上的要求,还可对室内有害气体的浓度,室内的湿度,特殊地方的水位等信息定期采集,当超过警戒值时,及时发送报警信息给sink节点,再由该节点控制室内其他一些节点,从而迅速采取排气通风等应急措施,以达到确保室内环境安全的目的。
除此之外,利用Ad hoc无线传感器网络,还可以在一些门窗等特殊的地方,放置一些能够感知红外线的传感器节点。当有人擅自闯入时,能够及时将信息传送给易移动的接收发送器。这些传感器节点不需固定的基础设施,而且能够在移动的过程中正常通信,使其具有易于安装和日后易于更新的优点。同时它能随着sink节点的移动,自主组网,通过自身节点的路由功能,将信息及时的发送给sink节点。
1.1.2智能建筑的节能
Ad hoc无线传感器网络对于现代智能建筑的节能也能发挥巨大作用。在现代智能建筑系统中,空调系统,照明系统等的能耗,占有较大的比重。这就要求我们合理利用Ad hoc无线传感器网络,提高其能源利用效率,节省人力、时间、费用、能量,以及设备系统在建筑物的使用效率。在空调系统的设计上,可以采用放置一些温度,湿度等传感器节点,从而对室内的环境进行监控。当室内温度等条件达到指定的范围值时,空调自动进行关闭。此外,在室内的一些地方放置感知红外线的传感器节点,当室内没有人的时候,能自动的关闭空调,减少不必要的能耗。在照明系统的设计上,可以对室内的照明度进行测量,并且根据上下班等不同时段对照明度的不同要求,,自动打开或关闭一些照明设施,以达到节能的目的。
1.2Ad hoc网络在环境监测中的应用
我们都知道,在灾后救援的工作中,原有的通信设施已遭到严重甚至完全的破坏。在这种特殊情况下,为了方便救援人员及时了解情况、准确掌握必要的信息,Ad hoc无线传感器网络就能发挥其独特的作用。在没有Ad hoc无线传感器网络的运用以前,救援人员由于不了解状况,贸然进入灾区,从而产生很多危险的甚至是致命的情况。这时,如采用向灾区抛洒传感器节点的方法,就能及时采集到灾区的各类信息,从而对求援工作带来极大的方便,使求援人员的安全有了更好的保障。同时,由于ad hoc网络具有组网快的特点,节点将收集到信息非常及时的发送给sink node,为救援争取了宝贵的时间。更重要的是,救援中心得到数据,综合判断得出最佳的救援方案实施救援。
此救灾外,ad hoc网络在环境监测中的应用也十分广泛。特别是一些较为特殊的野外考察,以及空间探索、灾害预测等科学研究,ad hoc网络的应用前景十分广阔。在这些特殊活动中,由于人员不方便到达现场,无线传感器网络就是最佳的选择。另外,在物流运输方面,货物可能因为一些特殊的原因丢失或是被损坏,给商家造成巨大的损失。如果将无线传感器网络应用在这个领域,对每件货品安装一个传感器,监控他们的状态,货物的位置就能非常准确地被侦知,从而有效地避免商家的损失。总而言之,ad hoc无线传感器网络在环境的监测应用的潜力是非常巨大的,它还可以运用于工业生产,食品加工,以及对病人的病情进行监测等等众多领域。
2Ad hoc网络在车载网络领域的应用
车载网络领域是ad hoc网络的另一个重要发展方向。随着交通业的飞速发展,道路上的车辆数量激增,交通安全形势日趋严峻。为了改善这一状况,实现智能交通,车载网络应运而生。由ad hoc网络组建的车载网络,是一种自组织的,结构开放的车辆间通信的网络,也是一种较为特殊的ad hoc网络,可以适用于动态变化的网络拓扑结构,实现车与车之间的通信以及车与路边的一些基础设施的通信。
当前,国内的车载网络才处于刚刚起步的阶段,传统的智能交通系统严重依赖于预先部署的基础设施。例如,在收集和车的流量信息时,先通过路面传感器对车流的速度、密度进行检测,然后上传到城市交通中心。经过数据处理之后,将得到的流量报告通过蜂窝网络传递到用户的手机。然而,这种传播方式,由于经过多个传节点,造成的重复传播和时间浪费,显然是一种昂贵和低效的方式。实际上,在通常情况下,信息源和信息消费者的实际距离只有几百米甚至几米远,没有必要让信息跋山涉水来回传播。如果我们采用ad hoc式车载网络,就能实现一次性、短距离的通信,这显然是更高效、代价更小的通信方式。由此可见,ad hoc式车载网络的发展前景是非常好的。
具体说来,ad hoc式车载网络的应用主要是分为3大类:一是提高交通系统的安全性;二是提供辅助驾驶的功能,使驾驶更加轻松、便捷;三是改善车内环境,满足用户的娱乐需求。
2.1安全应用
我国每年交通事故死亡人数大约有10万人,占各类死亡人数的70%多。利用车载网络提高交通系统的安全性,可以有效控制交通事故的发生。相邻的车辆在行驶中,互相通信,定期的获得对方的速度、距离、加速度等信息,异常的情况下采取相应的措施。比如,如果发现距离小于一定的界限值,发生交通事故的可能性就比较大。此时,采取减速或是制动等措施,就能有效避免事故的发生。另外,对于前面已发生交通事故的车辆,以及拥塞路段,或前方路段的障碍物,或危险路段等重要信息,都可以由已知的车辆向未知的车辆进行传播,然后通过节点的逐一转发通知整个网络的第一辆车。当然,针对一些酒后驾车的情况,可以在车中装上酒精浓度感应器。如果超标,车辆就不能行驶。
2.2辅助系统
驾驶的舒适度的不断提高,是每个驾驶员的向往,也是第一个汽车生产厂家追求的目标。当驾驶员在遇到红灯时,车辆收到相关信息,会自动停车。当下雨时,车辆也能感知到,自动开启雨刷。车辆到了十字路口,能告知驾驶员每条路的相应信息。还可以提供一些附近的酒店,超市等信息,方便驾驶员查找。等等这些服务都能使驾驶员驾驶得更加便捷,舒适。
2.3娱乐应用
还可以将车辆与Internet连接,为车内除驾驶员外的其他用户提供娱乐服务。比如,网上看电影、听歌、游戏等等。车与车之间还可互相通信,进行视屏聊天、游戏,从而打发无聊时间,消除长途旅行的劳累。
3偏远山区
在一些偏远的山区,由于没有固定的通信基础设施,人们很难与外界进行通信。而Ad hoc网络特有的无需架设网络设施,可快速展开,抗摧毁性强的特点,正好可以在这些地区组网。在这些地区,它有这样的一些应用前景:
(1)野外考察。一些偏远地区往往拥有丰富的地貌,著名的河流,特殊的高原湖泊和一些深峡谷等等地理资源。这使得在这些地方考察的需求量非常大。在进行考察时,很难有预设的通信设施支持。Ad hoc网络独立的自组织能力便是这些地方的最佳选择。考察人员可以用自己随身携带的设备,进行必须的组网通信。
(2)生态保护。偏远山区的生态环境往往非常好,我们可以用前面提到的Ad hoc网络的一大应用领域――传感器网络对它的生态环境进行检测,把采集到的数据传输到研究中心,供专家们分析研究,制定保护措施。
4结束语
Ad hoc网络不依赖于任何固定的通信基础设施,将终端和通信基础设施合而为一,就可以自动组网,这一点是传统无线网络所不可比的。以上的几个发展方向,只是本文举其要者,但笔者深信,随着Ad hoc网络相关技术的日趋成熟,这种网络必将具有非常广阔的应用前景。参考文献:
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摘 要: 根据我国新能源汽车发展规划,到2020年,我国新能源汽车市场保有量将达到 500 万辆。而飞速发展的电动车具有独特的机电一体化技术,将机械语言和IT语言融合,是搭载车联网技术的最佳载体,为车联网技术的应用提供了广阔舞台。
关键词: 车联网,大数据
1.车联网的概念和技术
1.1车联网的概念
车以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车与X(X:车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,称为车联网。车联网是物联网技术在交通系统领域的典型应用,是能实现智能交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。
1.2车联网关键技术
载终端是安装于车辆内,负责监控管理系统的前端设备,与CAN总线相连,可对车辆进行全方位的掌控。车载终端设备主要由传感器、车机多媒体主机及大屏、外接摄像机、TBOX、汽车防盗器等各N设备组成。传感器将信号传送到各电控单元,再通过CAN网络或硬线CODING将整车数据传送到TBOX,同时通过USB接口实现与车机多媒体主机之间的数据交互,TBOX与云控平台之间通过无线通信网络进行数据通信。
云平台是一个集成车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的车辆运行信息平台,支持虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储、OTA远程升级、云计算、云控全域驾驶等功能,可以实现为ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修 汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等行业的应用服务。
车用通信V2X是一种车辆与人、车、基础设施之间的通信技术。主流的V2X技术包括3GPP提出的LTE-V蜂窝通信协议及IEEE提出的DSRC(专用短距离通信)协议。DSRC是一种高效、短距离、小范围的无线通信技术,可以实现图像、语音和数据的双向传输。LTE-V可将车载雷达等探测系统的信号覆盖范围从数十米、视距范围扩展到数百米以上、非视距范围,实现相对简单的交通场景下辅助驾驶。
2.车联网在电动车领域的应用
2.1电动货车运输监控
在电动载货车、纯电动厢式运输车、纯电动邮政车等中小型电动货车上,安装载重传感器、车速传感器及TBOX等电控原件作为智能终端,将传感器采集的载重数据、车速数据、TBOX采集的经纬度数据上传到车联网云平台,云平台可以记录和监控物流途中装配、卸载货物的过程信息,定位每一次载重变化时发生的载重差值、位置坐标、动作时长,以及跟踪货物运输途中的行驶轨迹,并通过V2I技术与不同路段车速检测的交通基础设施进行信息交互。当货物超重时将超重信息反馈给车主,进一步可以进行超重情况下车速限制,以及超速情况下车速限制,预防危险驾驶事件的发生。当货物发生丢失时,通过调取云平台的载重及轨迹信息,定位货物丢失事件的发生时间及位置范围。
2.2电动公交车联网服务
利用公交车客流量大的特点,在电动公交车上安装Wi-Fi车载终端作为智能终端。首先,车联网系统可以为司机提供交通运输系统的信息共享,提高调度效率。其次,云平台基于地图及路况信息对公交车到达时间进行预测,结合乘客从手机APP预输入的上车及下车地点及时间,通过云计算为乘客推送最优的乘车行程安排,并推送延时到达或取消的消息。另外,云平台可以通过手机APP为乘客推送达到下车站点的提示消息,避免乘客坐过站、下错站。在商业功能上,可以实现基于地理位置服务(LBS)精准广告推送。更进一步,从推进环保出行方面考虑,云平台通过认证乘客的唯一身份识别ID,如手机APP注册账号,记录不同乘客使用电动公交车出行的时长和距离,以积分形式反馈乘客,一季度或一年等时长为节点,根据用户的低碳积分排名对乘车价格进行一定优惠回馈,或者联合第三方商业,将低碳积分以商场、电影院、超市、酒店等商业的积分或折扣进行回馈,为电动公交车行业生态链提供更广阔的发展空间。
3. 电动车车联网应用问题与对策
充电设施资源不均衡、网联化基础设施资源不足、缺少平台化运营产品是目前电动车车联网应用的主要瓶颈。由于不同地区和城市的充电设施资源差距较大,一线城市充电设施资源丰富、充电运营商汇集,竞争的环境也从另一方面促进了更新更丰富的电动车车联网产品涌现。而充电资源匮乏的地区和城市很难开展分时租赁、预约充电等业务的开展。从全国范围来看很难形成跨地区联动的电动车车联网应用业务平台。并且,我国V2X标准和法规尚未落实,支持V2X的网联基础设施无法形成统一标准、泛在接入的规模化生产。另外,围绕电动车车联网充电及租赁业务的运营公司大量涌现、质量参差不齐,电动车车联网产业结构较为单一,缺乏第三方商业公司的参与。未来,随着国家政策和各项设施的逐步完善,相信车联网将在电动车领域有非常广阔的发展前景。