物联网与智能交通

2、交通物联网的概念
• 交通物联网是在物联网战略背景下提出来的。在 物联网相关技术应用的背景下，交通物联网可以 实现交通工具全程追踪，保证运输的安全；实现 城市交通的智能化管理；实现车辆能自动获得更 丰富的路况信息，实现自动驾驶，等等。 • 事实上，在现实生活中已可见交通物联网的 具体应用，如高速公路不停车电子收费、智能公 交系统、移动应急指挥与调度、交警移动执法、 机动车违章行驶监测、电子口岸、车载防盗系统 等，只不过这些仅是物联网的雏形，还尚未形成 一个庞大的网络。在未来，可以想象通过车车相 连、人车相连、车路相连的庞大网络实现智能交 通，从而解决诸多交通拥堵、环境污染和安全事 故的问题。
1 雷达 Radar 高端汽车已经装载了雷达，它可以用来跟踪附近的物体。 例如，梅赛德斯的自动巡航控制系统便是一种事故预防系 统，它的后保险杠上有一个装置，当它在汽车的盲点内检 测到物体时便会发出警报。 2 车道保持系统 Lane-keeping 在挡风玻璃上装载的摄像头可以通过分析路面和边界线的 差别来识别车道标记。如果汽车不小心离开了车道，方向 盘会轻微震动来提醒驾驶者。 3 激光测距系统 LIDAR 谷歌采用了Velodyne公司的车顶激光测距系统。 4 红外摄像头 Infrared Camera 梅赛德斯的夜视辅助功能使用了两个前灯来发送不可见且 不可反射的红外光线到前方的路面。而挡风玻璃上装载的 摄像头则用来检测红外标记，并且在仪表盘的显示器上呈 现被照亮的图像（其中危险因素会被突出）。 5 立体视觉 Stereo Vision 梅赛德斯的原型系统在挡风玻璃上装载了两个摄像头以实 时生成前方路面的三维图像，检测诸如行人之类的潜在危 险，并且预测他们的行动。 6 GPS/惯性导航系统 雷达传感器 雷达传感器 一个自动驾驶员需要知道他正在去哪儿。谷歌使用 Applanix公司的定位系统，以及他们自己的制图和GPS 技 术。 7 车轮角度编码器 Wheel Encoder 轮载传感器可以在谷歌汽车穿梭于车流中时测量它的速度。
交通发展历史阶段
Google Driverless Car是谷歌公司的 Google X 实验室研发中的全自动驾驶汽车，不需要 驾驶者就能启动、行驶以及停止。目前正在 测试，已驾驶了48万公里。项目由Google街 景的共同发明人塞巴斯蒂安· 特龙（Sebastian Thrun）领导。谷歌的工程人员使用7辆试验 车，其中6辆是丰田普锐斯，一辆是奥迪TT。 这些车在加州几条道路上测试，其中包括旧 金山湾区的九曲花街。这些车辆使用照相机、 雷达感应器和激光测距机来“看”其他的交 通状况，并且使用详细地图来为前方的道路 导航。谷歌说，这些车辆比有人驾驶的车更 安全，因为它们能更迅速、更有效地作出反 应。然而，在所有的测试中，都有人坐在驾 驶座上于必要时可以随时控制车辆。[4] 2012 年4月1日，Google展示了他们的使用自动驾 驶技术的赛车，命名为10^100（十的一百次 方，也就是googol，"google"这个单词的词源） 2012年5月8日，在美国内华达州允许无人驾 驶汽车上路3个月后，机动车驾驶管理处 （Department of Motor Vehicles）为Google 的无人驾驶汽车颁发了一张合法车牌。为了 醒目的目的，无人驾驶汽车的车牌用的是红 色。[1]
发展物联网的核心内涵
1、抢占信息化制高点
• 在物联网概念成为热门之前，我国的物联 网产业链已经存在，形成以电信运营商和 系统集成商为主角，以传感器、芯片、通 信模块厂商为终端设备提供商，分布在各 个行业、地域中的产业格局。 • 从长期来看，按照物联网的需求，需 要按亿计的传感器和电子标签，这将大大 推进信息技术元件的生产，确实能形成巨 大的市场规模
• 2、信息孤岛问题 • 交通物联网的普及需要解决信息孤岛 的问题。我国交通信息化经过十多年的建 设，已经具备了良好的设施基础，一部分 地区的交通管理和信息化程度都达到了很 高的标准。但由于部门职权分散、政出多 门，不可避免地造成了行政及行业信息孤 岛。若要实现人、车、路协同的目的，需 消除孤岛，融合信息。
• 3、产业化问题 • 物联网的产业化必然需要芯片商、传 感设备商、系统解决方案商、移动运营商 上下游厂商的通力配合，而在各方利益机 制及商业模式尚未成型的背景下，交通物 联网普及仍很漫长。物联网时代，“融合” 变得愈发重要，技术融合以及产业融合需 要同步进行。亟需打造城市交通物联网的 示范工程，整合产业链的上下游。
二、物联网与智能交通
1、智能交通的核心是人、车、 路协同
• 智能交通是一种平衡的应用科学，是为了平衡交通使用者、车辆以 及有限道路之间的关系，未来的交通系统可以通过站台查看下一班公交 何时能到达，还剩多少空座位，可以选择最佳的行车路线而绕开拥堵的 路段，可以在最快的时间内获知前方车辆刹车或者发生事故并采取避让 措施。 • 因此，智能交通系统中获取数据是重要的第一步。通过随处安置的 传感器，交通管理者可以实时获取路况信息，帮助监控和控制交通流量； 通过在车内安装GPS终端机及射频标签，交通参与者可以随时与周围的 信息源进行交换，从而获得有效的交通信息，指引车辆更改路线或优化 行程。从某种意义上讲，智能交能即物联网技术在交通领域的应用。 • 发挥人、车、路的协同作用是智能交通系统的核心，交通物联网的 概念也正好完美诠释了这一内涵。交通物联网的提出，也极大地推动了 智能交通的发展。以深圳为例，在交通物联网背景下，深圳市智能交通 系统体系结构设计中，引入交通物联网感知、网络、平台、应用的四个 层次内容，实现智能交通系统在交通物联网点技术包括 •（1）DSRC短程通信技术 •（2）车辆运行状态检测技术 •（3）基础设施及环境性能检测技术 •（4）辅助驾驶技术 •（5）新一代交通控制系统。
三、推进交通物联网过程中面临 的问题
• 1、标准问题 • 交通物联网的发展必然涉及通信的技 术标准，而各类层次通信协议标准如何统 一则是一个十分漫长的过程。中国在快速 增强研发的同时，也早已开始打造“交通 物联网”的本土产业标准。最值得一提的 是高速公路不停车收费的短程通信技术， 在我国已实现标准化而且已经推广多年。
技术原理： 车顶上的扫描器发射64束激光射线，然后激光碰到车辆周围的物体，又 反射回来，这样就计算出了物体的距离。另一套在底部的系统测量出车 辆在三个方向上的加速度、角速度等数据，然后再结合GPS数据计算出 车辆的位置，所有这些数据与车载摄像机捕获的图像一起输入计算机， 软件以极高的速度处理这些数据。这样，系统就可以非常迅速的作出判 断。
通过以上，我总结，要建立真正有效的交通 物联网，有两个重要因素。 一是规模性，只有具备了规模，才能使物品 发挥智能作用。 二是流动性，汽车是处于运动的状态，必须 保持汽车在高速运动状态下都能随时实现车 与车、车与人、车与路之间的对话。
2、相关技术与应用
• 物联网的核心是对信息数据的采集和处理。交通车联网的 关键技术是如何实现车与路、车与车之间的信息交换与互 动，而能在此中扮演主要角色的无疑是无线技术了。 • 目前在汽车定位、通信及收费领域应用较多的是 DSRC（短程通信技术）以及VPS（车辆定位技术）技术。 DSRC是一种微波技术，主要应用在电子道路收费方面。 而VPS则是一种GPS + GSM技术，在汽车导航、求助及语 音通信方面有着较广泛的应用。由于这些技术都是现有的 技术，这里将不作赘述。 • 另外，红外线及超声波技术也是使用广泛、简便环保 的技术。其他的交通物联网核心技术还包括射频识别装置、 视频检测器、地磁感应器、无线传感器、全球定位系统、 互联网与无线通信、行业应用软件等。
产品特点 目前谷歌无人驾驶汽车， 已经行 驶超过30万英里。技术人员表示： 谷歌无人驾驶汽车通过摄像机、 雷达传感器和激光测距仪来“看 到”其他车辆，并使用详细的地 图（我们通过手动驾驶车辆收集 而来）来进行导航。我们的手动 驾驶车辆收集来的信息是如此巨 大，我们必须将这些信息进行处 理转换，谷歌数据中心将这一切 变成了可能，它的数据处理能力 是如此强大。截止到2012年底， 所面临的难题主要是自动驾驶汽 车和人驾驶的汽车如何共处而不 引起交通事故的问题。