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智能交通技術(shù)應(yīng)用分析以及構(gòu)成

發(fā)布時間:2016-12-14 分類:交通百科

隨著技術(shù)的發(fā)展智慧交通提供了更透徹的感知:道路基礎(chǔ)設(shè)施中傳感器和車載傳感設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)控交通流量和車輛狀態(tài)信息,監(jiān)測數(shù)據(jù)通過泛在移動通信網(wǎng)絡(luò)傳送至管理中心;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能交通提供了更全面的互聯(lián)互通:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能交通提供了更深入的智能化,智能化的交通管理和調(diào)度機(jī)制能夠充分發(fā)揮道路基礎(chǔ)設(shè)施的效能,最大化交通網(wǎng)絡(luò)流量并提高安全性,優(yōu)化人們的出行體驗(yàn)。下面介紹應(yīng)用于智能交通的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。智能交通給城市生活帶來極大便利,本文著重探討智能交通發(fā)展中的應(yīng)用和技術(shù)構(gòu)成。

作為近年興起的改善交通堵塞、減緩交通擁堵的有效技術(shù)措施,使傳統(tǒng)的交通模式變得更加智能化,更加安全、節(jié)能、高效率。越來越受到城市管理部門的重視。目前,智能交通在我國主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域:

1、公路交通信息化,包括高速公路建設(shè)、省級國道公路建設(shè)公路交通領(lǐng)域 

目前熱點(diǎn)的項(xiàng)目主要集中在公路收費(fèi),其中又以軟件為主。公路收費(fèi)項(xiàng)目分為兩部分,聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件和計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)。此外,聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)(IETC)是未來高速公路收費(fèi)的主要方式。 

2、城市道路交通管理服務(wù)信息化 

兼容和整合是城市道路交通管理服務(wù)信息化的主要問題,因此,綜合性的信息平臺成為這一領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)。除了城市交通綜合信息平臺,一些縱向的比較有前景的應(yīng)用有智能信號控制系統(tǒng)、電子警察、車載導(dǎo)航系統(tǒng)等。 

3、城市公交信息化

目前國內(nèi)的公交系統(tǒng)信息化應(yīng)用還比較落后,智能公交調(diào)度系統(tǒng)在國內(nèi)基本處于空白階段,也是方案商可以重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。在地域分布上,國內(nèi)的各大城市特別是南方沿海地區(qū)對于智能交通的發(fā)展都非常重視。

 

智慧交通技術(shù)構(gòu)成

1、無線通信技術(shù)

目前已經(jīng)有多種無線通信解決方案可以應(yīng)用在智能交通系統(tǒng)當(dāng)中。UHFVHF頻段上的無線調(diào)制解調(diào)器通信被廣泛用于智能交通系統(tǒng)中的短距離和長距離通信。 

短距離無線通信(小于幾百米)可以使用IEEE802.11系列協(xié)議來實(shí)現(xiàn),其中美國智能交通協(xié)會以及美國交通部主推WAVEDSRC兩套標(biāo)準(zhǔn)。理論上來講,這些協(xié)議的通信距離可以利用移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)和Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展。目前提出的長距離無線通信方案是通過基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn),如WiMAxIEEE802.16)、GSM、3G技術(shù)。使用上述技術(shù)的長距離通信方案目前已經(jīng)比較成熟,但是和短距離通信技術(shù)相比,它們需要進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施部署,成本很高。目前還沒有一致認(rèn)可的商業(yè)模式來支持這種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)。

目前車輛已經(jīng)能夠通過多種無線通信方式與衛(wèi)星、移動通信設(shè)備、移動電話網(wǎng)絡(luò)、道路基礎(chǔ)設(shè)施、周圍車輛等進(jìn)行通信,并且利用廣泛部署的WiFi、移動電話網(wǎng)絡(luò)等途徑接入互聯(lián)網(wǎng)。 

2、計(jì)算技術(shù) 

目前汽車電子占普通轎車成本的30%,在高檔車中占到60%。根據(jù)汽車電子領(lǐng)域的最新進(jìn)展,未來車輛中將配備數(shù)量更少但功能更為強(qiáng)大的處理器。2000年一輛普通的汽車擁有20100個聯(lián)網(wǎng)的微控制器/可編程邏輯控制模塊,使用非實(shí)時的操作系統(tǒng)。目前的趨勢是使用數(shù)量更少但是更加強(qiáng)大的微處理器模塊以及硬件內(nèi)存管理和實(shí)時的操作系統(tǒng)。同時新的嵌入式系統(tǒng)平臺將支持更加復(fù)雜的軟件應(yīng)用,包括基于模型的過程控制、人工智能和普適計(jì)算,其中人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用將有望為智能交通系統(tǒng)帶來質(zhì)的飛躍。

3、感知技術(shù) 

電信、信息技術(shù)、微芯片、RFID以及廉價(jià)的智能信標(biāo)感應(yīng)等技術(shù)的發(fā)展和在智能交通系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用為車輛駕駛員安全提供了有力保障。智能交通系統(tǒng)中的感知技術(shù)是基于車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。交通基礎(chǔ)設(shè)施中的傳感器嵌入在道路或者道路周邊設(shè)施(如建筑)之中,因此它們需要在道路的建設(shè)維護(hù)階段進(jìn)行部署或者利用專門的傳感器植人工具進(jìn)行部署。車輛感知系統(tǒng)包括了部署道路基礎(chǔ)設(shè)施至車輛以及車輛至道路基礎(chǔ)設(shè)施的電子信標(biāo)來進(jìn)行識別通信,同時利用閉路電視技術(shù)和車牌號碼自動識別技術(shù)對熱點(diǎn)區(qū)域的可疑車輛進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。 

4、視頻車輛監(jiān)測 

利用視頻攝像設(shè)備進(jìn)行交通流量計(jì)量和事故檢測屬于車輛監(jiān)測的范疇。視頻監(jiān)測系統(tǒng)(如自動車牌號碼識別)和其他感知技術(shù)相比具有很大優(yōu)勢,它們并不需要在路面或者路基中部署任何設(shè)備,因此也被稱為“非植入式”交通監(jiān)控。當(dāng)有車輛經(jīng)過的時候,黑白或者彩色攝像機(jī)捕捉到的視頻將會輸入到處理器中進(jìn)行分析以找出視頻圖像特性的變化。攝像機(jī)通常固定在車道附近的建筑物或柱子上。大部分的視頻監(jiān)測系統(tǒng)需要一些初始化的配置來“教會”處理器當(dāng)前道路環(huán)境的基礎(chǔ)背景圖像。該過程通常包括輸入已知的測量數(shù)據(jù),例如車道線間距和攝像機(jī)到路面的高度。根據(jù)不同的產(chǎn)品型號,單個的視頻監(jiān)測處理器能夠同時處理18個攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)。視頻監(jiān)測系統(tǒng)的典型輸出結(jié)果是每條車道的車輛速度,車輛數(shù)量和車道占用情況。某些系統(tǒng)還提供了一些附加輸出包括停止車輛檢測,錯誤行駛車輛警報(bào)等。 

5、全球定位系統(tǒng)GPS

車輛中配備的嵌入式GPS接收器能夠接收多個不同衛(wèi)星的信號并計(jì)算出車輛當(dāng)前所在的位置,定位的誤差一般是幾米。GPS信號接收需要車輛具有衛(wèi)星的視野,因此在城市中心區(qū)域可能由于建筑物的遮擋而使該技術(shù)的使用受到限制。GPS是很多車內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的核心技術(shù)。很多國家已經(jīng)或者計(jì)劃利用車載衛(wèi)星GPS設(shè)備來記錄車輛行駛的里程并據(jù)此進(jìn)行收費(fèi)。

6、探測車輛和設(shè)備

部分國家開始部署所謂的“探測車輛”,它們通常是出租車或者政府所有的車輛,配備了DSRC或其他的無線通信技術(shù)。這些車輛向交通運(yùn)營管理中心匯報(bào)它們的速度和位置,管理中心對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析得到廣大范圍內(nèi)的交通流量情況以檢測交通堵塞的位置。同時有大量的科研工作集中在如何利用駕駛員持有的移動電話來獲得實(shí)時的交通流量信息,移動電話所在的車輛位置信息能夠通過GPS系統(tǒng)實(shí)時獲得。例如,北京已經(jīng)有超過10000輛出租車和商務(wù)車輛安裝了GPS設(shè)備并發(fā)送它們的行駛速度信息到一個衛(wèi)星。這些信息將最終傳送到北京交通信息中心,在那里這些信息經(jīng)過匯總處理后得到了北京各條道路上的平均車流速度狀況。