時間：2023-06-02 09:02:36
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇智能交通發(fā)展前景，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
【關(guān)鍵詞】智能交通 圖像處理技術(shù) 概述 應(yīng)用
我國經(jīng)濟(jì)目前處于快速的發(fā)展過程中，交通事業(yè)及其機(jī)動化水平也得到了迅速的發(fā)展，但在此背景下我國的交通發(fā)展存在很多問題，很多城市的交通流量都在與日俱增，交通堵塞、事故等經(jīng)常發(fā)生。為了解決當(dāng)下交通事業(yè)發(fā)展的困難局面，我國有些城市已經(jīng)開始建立和應(yīng)用智能化交通系統(tǒng)，以此實現(xiàn)城市交通的順暢運(yùn)行。在智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用中，圖像處理技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，具有重要的現(xiàn)實意義及廣闊的發(fā)展前景。
1 智能交通的概述
智能交通系統(tǒng)，目前在全球很多國家得到了廣泛的應(yīng)用，是很多國家發(fā)展交通事業(yè)及運(yùn)輸事業(yè)過程中的重點關(guān)注對象。我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，相關(guān)的科學(xué)技術(shù)也在不斷深化發(fā)展的過程中，在此背景之下，智能交通系統(tǒng)在我國也處于快速發(fā)展的趨勢下，在很多城市得到了較好的應(yīng)用，具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景。智能交通系統(tǒng)，是基于完善道路設(shè)計建設(shè)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，該系統(tǒng)主要應(yīng)用了信息技術(shù)、智能技術(shù)、電子技術(shù)、地理技術(shù)、圖像處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種不同的先進(jìn)技術(shù)。其中，圖像處理技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，也最具重要價值。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使得智能交通系統(tǒng)成為了一種先進(jìn)、準(zhǔn)確、實時的交通系統(tǒng)，可以帶動交通事業(yè)與運(yùn)輸事業(yè)向智能化方向發(fā)展。
智能交通系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用，不僅可以提高地面交通的效率，還可以使現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施得到最為廣泛和高效地應(yīng)用，也能保證交通安全。應(yīng)用智能交通系統(tǒng)之后，人力、物力、財力投入都會出現(xiàn)明顯的下降，與傳統(tǒng)模式的交通系統(tǒng)相比，具有較好的社會價值與經(jīng)濟(jì)意義。此外，應(yīng)用智能交通系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)對車輛運(yùn)動狀態(tài)下的行為分析，保證分析工作的準(zhǔn)確性，對于交通部門的工作也有積極的促進(jìn)作用。
2 圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用
筆者在上文已經(jīng)提到，智能交通系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，需要很多先進(jìn)技術(shù)給予支撐，其中，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛，是智能交通系統(tǒng)應(yīng)用的所有技術(shù)中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。下面將對圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用作簡要分析：
2.1 車牌識別
在智能交通系統(tǒng)中，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用首先就體現(xiàn)在車牌識別中。車牌識別是智能交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成，可以幫助車輛管理部門對車輛進(jìn)行合理、高效的管理，提高工作人員的具體效率。目前，車牌識別主要應(yīng)用于停車場管理、小區(qū)管理、高速公路系統(tǒng)等主要方面。
車牌識別，主要是對路面運(yùn)行的車輛進(jìn)行監(jiān)控拍攝，提取其車牌的主要信息，如漢字字符、英文字符、顏色、數(shù)字等。在對這些信息進(jìn)行處理的過程中，需要對圖像進(jìn)行采集、預(yù)處理、最終識別。車牌識別的應(yīng)用，需要相關(guān)的部門安裝數(shù)字設(shè)備、攝像系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)等，在此基礎(chǔ)之上對車輛進(jìn)行圖像信息采集，之后對采集到的信息進(jìn)行預(yù)處理，找出車牌在圖像中存在的具置，將所有信息進(jìn)行提取，并分析信息中的所有要素，最終識別出車牌的真實信息及真實號碼。
車牌識別在具體的應(yīng)用過程中，圖像、照片的質(zhì)量會受到很多外界因素的影響，如日照因素、降雨、車輛運(yùn)行速度等。在這些不同的外界因素影響下，車牌識別系統(tǒng)所采集到的車牌信息經(jīng)常會出現(xiàn)模糊、看不清、重疊等問題，對于后續(xù)的識別工作有嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，在進(jìn)行正式的車牌識別工作之前，工作人員應(yīng)當(dāng)著重對車牌圖像進(jìn)行預(yù)處理，如對圖像進(jìn)行灰化、二值化、校正等，保證車牌識別的準(zhǔn)確程度。我國目前雖然也應(yīng)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行車牌識別工作，但是我國車牌的格式相對繁多，背景也比較復(fù)雜，缺少較好的統(tǒng)一性，因此存在識別不清等問題，需要有關(guān)部門對此進(jìn)行進(jìn)一步合理改善。
2.2 信息采集
在智能交通的發(fā)展與應(yīng)用過程中，工作人員還可以利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行信息采集，以保證智能交通系統(tǒng)得到高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。
某市交通部門在開發(fā)智能交通系統(tǒng)之后，利用圖像處理技術(shù)對交通信息進(jìn)行合理的采集。工作人員通過對該技術(shù)的具體操作，獲取道路交通運(yùn)行過程中方方面面的運(yùn)行信息，如具體的車流量、車輛運(yùn)行速度、車輛類型、道路交通密度等。圖像處理技術(shù)在采集這些相關(guān)信息之后，就將圖像立即傳回到工作人員及分析人員的電腦上，分析人員就可以據(jù)此獲取交通運(yùn)行的確切信息與實際狀況，從而保證交通管理部門對道理交通進(jìn)行合理、高效的管理，并及時發(fā)出預(yù)警信息與誘導(dǎo)信息，對道路交通運(yùn)行中的車流進(jìn)行調(diào)節(jié)與疏導(dǎo)，避免交通出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶拢瑢崿F(xiàn)道理交通的順暢運(yùn)行。該市交通部門發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行信息采集與分析之后，道路交通管理部門的工作效率得到了明顯的提高，該市的交通擁堵問題也得到了合理解決。
2.3 車輛檢測
圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，除了車牌識別之外，還可用于車輛檢測工作。目前，車輛檢測的主要方法有背景差檢測法、邊緣檢測法、幀差法、模型法等。這四種檢測方法都可用于進(jìn)行車輛檢測，并具有較好的檢測效果。目前，在智能交通的應(yīng)用與發(fā)展過程中，圖像處理技術(shù)的一個主要的應(yīng)用方向便是被用于車輛檢測。
智能交通應(yīng)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行車輛檢測，在某種程度上是基于車牌識別工作才得以進(jìn)行的。智能交通系統(tǒng)在采集到車輛信息之后，圖像處理技術(shù)就可以通過對車牌等車輛的主要信息進(jìn)行合理、高效的識別，以此實現(xiàn)對車輛的實時檢測。
2.4 在電子警察中的應(yīng)用
圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，還可以體現(xiàn)在電子警察的應(yīng)用方面。電子警察是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，可以在某種程度上代替警察進(jìn)行工作，不僅可以保證工作的高效性，還可以提高工作的合理性。圖像處理技術(shù)在電子警察中的應(yīng)用，主要可以分為以下幾個方面：圖像濾波技術(shù)、圖像編碼、圖像識別、圖像加密等。
圖像濾波技術(shù)主要指的就是圖像處理技術(shù)可以將拍攝到的視頻畫面中的噪聲等嚴(yán)重的干擾源進(jìn)行合理清除，在此基礎(chǔ)上將視頻圖像中的有效信息進(jìn)行高校提取。視頻編碼，主要就是利用相應(yīng)的編碼技術(shù)對智能交通系統(tǒng)拍攝到的視頻圖像進(jìn)行二次編碼，以此保證圖像可以滿足具體的通信需求。圖像加密，主要用于對視頻圖像進(jìn)行密碼，也可以添加其它的保密手段，保證視頻圖像的安全性。
某市交通部門在開發(fā)和利用了智能交通系統(tǒng)以后，將電子警察與智能交通系統(tǒng)相結(jié)合。該市的電子警察，由于應(yīng)用了比較先進(jìn)、關(guān)鍵的圖像處理技術(shù)，因此不僅可以做到對車輛、行人進(jìn)行視頻拍攝，還可以對拍攝好的視頻進(jìn)行分析、加密、編碼等。該市交通部門的管理者發(fā)現(xiàn)，電子警察在應(yīng)用圖像處理技術(shù)之后，工作效率得到了明顯提高，對于該市的交通事業(yè)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，也帶動了該市智能交通系統(tǒng)在未來的深化發(fā)展。
2.5 障礙物檢測
除了上述幾種應(yīng)用方向之外，圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，還包括了障礙物檢測這一主要內(nèi)容。在交通系統(tǒng)中，障礙物主要包括了車輛行駛過程中前方道路的行人、自行車、電動車、其它機(jī)動車及交通標(biāo)識等。圖像處理技術(shù)在障礙物檢測中的應(yīng)用，主要是利用了立體視覺檢測、背景運(yùn)動檢測分析、光流檢測等主要方法。在進(jìn)行檢測的過程中，圖像處理技術(shù)主要是基于對攝像頭拍攝到的視頻畫面等進(jìn)行細(xì)致分析，看道路前方何處存在障礙，并及時將障礙情況提示給司機(jī)等人。目前，這幾種主要的障礙物檢測方法在智能交通系統(tǒng)中都得到了相對較好的應(yīng)用，效果也比較理想，對于圖像處理技術(shù)的深化革新及智能交通系統(tǒng)的再發(fā)展可以起到強(qiáng)有力的推動作用。
3 結(jié)語
智能交通的發(fā)展與應(yīng)用，不僅可以解決現(xiàn)存的交通問題，更可以帶動我國交通事業(yè)在未來的發(fā)展。在智能交通的應(yīng)用過程中，圖像處理技術(shù)得到了比較廣泛的應(yīng)用，可以用于車牌識別、字符分割等。圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，不僅給予智能交通發(fā)展應(yīng)有的支持，也提高了智能交通的應(yīng)用效率，保證智能交通的應(yīng)用收到實際效果。相關(guān)部門及人員若想保證智能交通得到深化發(fā)展，就一定要重視圖像處理技術(shù)的應(yīng)用效果及其應(yīng)用質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
紀(jì)老平（1974-），女，山西省太原市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為太原警官職業(yè)學(xué)院講師。研究方向為圖像處理、數(shù)字水印。
1.1智能物流
現(xiàn)在的物流管理有著明顯的信息化發(fā)展，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，使物流管理的每一個流程都被準(zhǔn)確無誤的感知和掌握，GIS與GPS與感知信息的結(jié)合，構(gòu)成了物流信息一張強(qiáng)大的網(wǎng)。
1.2智能醫(yī)療
自動識別技術(shù)為醫(yī)療領(lǐng)域提供了方便，最典型的代表是RFID自動識別技術(shù)，RFID技術(shù)與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）及藥品物流系統(tǒng)的融合，是醫(yī)療信息化的必然趨勢，智能醫(yī)療能夠幫助醫(yī)生實現(xiàn)對病人全方位的監(jiān)控，達(dá)到會診記錄，病情記錄等關(guān)鍵信息的共享，還有對病人醫(yī)療器械和病人病情發(fā)展的追蹤，這種智能醫(yī)療必然會得到更大的推廣。
1.3智能交通
物聯(lián)網(wǎng)在智能交通上的應(yīng)用也非常普遍，最典型的例子莫過于乘坐公交車時IC卡的使用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與公交系統(tǒng)的融合，統(tǒng)籌運(yùn)用GIS和GPS等手段，達(dá)到調(diào)度，發(fā)配，收費等管理于一體，同時還有智能化的停車，系統(tǒng)調(diào)配紅綠燈，及時查看路況信息等交通控制調(diào)配等手段，都體現(xiàn)了物物相連的物聯(lián)網(wǎng)對于交通的幫助，還有公路、橋梁、交通的智能檢測，都體現(xiàn)了智能交通的作用。
1.4智能農(nóng)業(yè)
智能工業(yè)。智能農(nóng)業(yè)與智能工業(yè)最主要的體現(xiàn)上是在對于數(shù)字的實時監(jiān)控上，從生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、分銷、零售上，企業(yè)信息管理系統(tǒng)，從生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)，質(zhì)量管理系統(tǒng)，信息服務(wù)系統(tǒng)，到信息跟蹤，事故追溯系統(tǒng)，質(zhì)量評估系統(tǒng)，統(tǒng)計分析系統(tǒng)，信息門戶系統(tǒng)等，使農(nóng)業(yè)和工作都達(dá)到智能化的水平，方便生產(chǎn)。
1.5智能安保
智能安保體現(xiàn)在傳感節(jié)點的利用上，利用傳感節(jié)點的覆蓋全面性，來防治翻越，偷渡，恐怖襲擊等威脅安全的入侵，這種智能安保已經(jīng)應(yīng)用到世博會當(dāng)中。2.6智能家庭物聯(lián)網(wǎng)對于智能家庭，數(shù)字家庭的建設(shè)有著非常廣闊的發(fā)展前景，智能家庭不是簡單地將家中的電子產(chǎn)品結(jié)合到一個遙控裝置當(dāng)中去，這樣做只是一個簡單的電子設(shè)備相連，物聯(lián)網(wǎng)所要達(dá)到的智能家庭，數(shù)字家庭的目的，是通過物聯(lián)網(wǎng)建立外部聯(lián)系，讓服務(wù)與設(shè)備之間產(chǎn)生聯(lián)系，達(dá)到互動效果，一個最理想的例子就是在工作的過程中，在辦公室里就可以指揮家用電器的工作，在下班回來的途中各個家用電器已經(jīng)各司其職，回家時就享受自動化的成果與便利。
2物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)是推動世界發(fā)展的重要動力，有人把它比作是繼計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革命，這樣的比喻一點也不為過，1990年的施樂公司可樂售飯機(jī)可以被看作是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最早實踐，1999年麻省理工學(xué)院Auto-ID中心在美國統(tǒng)一代碼委員會的支持下提出了PC（ElectronicProductCode）的概念．比爾蓋茨1995年在書中提及了物聯(lián)網(wǎng)的概念，1999年美國麻省理工學(xué)院闡明了物聯(lián)網(wǎng)的含義，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展這種含義也產(chǎn)生了變化，再隨后的時間段內(nèi)，各國開始提高了對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識，并把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)作一項國家戰(zhàn)略來發(fā)展，目前的物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中有三項關(guān)鍵的技術(shù)，分別是傳感器技術(shù)、RFID標(biāo)簽、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)；所涉及的四大關(guān)鍵領(lǐng)域分別是：RFID；傳感網(wǎng)；M2M；兩化融合，隨著各國對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重視，一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略也相繼被提出，如日本的u-Japan計劃，韓國確立了u-Korea計劃，歐盟執(zhí)委會發(fā)表了歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動計劃，美國將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點，智慧地球被提出并引起強(qiáng)烈反響。2009年8月，總理的感知中國講話和建立的感知中國研究中心將中國的物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)推向了一個新的高度，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。
3總結(jié)
十幾年來，隨著我國城市化進(jìn)程的提速、汽車數(shù)量的爆炸式增長，城市擁堵問題也日益嚴(yán)重，與此相伴的是頻繁的交通事故、噪聲污染和空氣污染，使城市承載能力與社會運(yùn)行效率受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，如何破解城市發(fā)展速度與社會效率的矛盾成了全社會普遍關(guān)注的問題。智能交通設(shè)備通過信息技術(shù)將人、車和路有機(jī)地聯(lián)系在一起，能夠提高既有有交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行效率、提高城市承載能力。特別的是，在國家實施新型城鎮(zhèn)戰(zhàn)略的大背景下，智能交通行業(yè)的個股有望迎來戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇期，相關(guān)上市公司有望從中受益。
智能交通處于快速發(fā)展期
目前，政府層面的監(jiān)管要求是推動我國智能交通發(fā)展的主要力量，比如，隨處可見的電子眼、集成交通指揮平臺系統(tǒng)等。最近幾年來，政府投資于智能交通的步伐開始加快，年均增速超過了20%，主要原因有以下三個方面：一是政府對智能交通的重視；二是城市道路和交通擁堵所帶來的問題日益嚴(yán)重，比如，北京因擁堵十分嚴(yán)重被戲稱為“首堵”；第三，西方發(fā)達(dá)國家的實踐證明了智能交通能夠在一定程度上有效緩解城市擁堵問題。
從行業(yè)規(guī)模來看，我國智能交通行業(yè)尚不足400億，而美國智能交通行業(yè)的收入已達(dá)到1118億美元，即便是面積與人口遠(yuǎn)少于我國的日本，智能交通行業(yè)的市場份額也達(dá)到了377億美元，是我國的6倍。而從智能交通的發(fā)展特征來看，我國以硬件投入為主，占投入總金額的80%以上，而歐美發(fā)達(dá)國家的智能交通投入主要集中于軟件與服務(wù)方面，兩者發(fā)展水平的高低顯現(xiàn)無疑。未來，我國智能交通行業(yè)也必然會向縱深階段發(fā)展，北京、上海等經(jīng)濟(jì)實力雄厚的大城市已經(jīng)開始布局車路協(xié)作系統(tǒng)和出行服務(wù)。中金公司認(rèn)為，2015年，智能交通行業(yè)是量變向質(zhì)變轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時間點，“十二五”末期，市場規(guī)模有望達(dá)到1000億。
行業(yè)成長性優(yōu)良
據(jù)了解，我國從事智能交通行業(yè)的企業(yè)約有2000多家，主要集中于道路監(jiān)控、收費站、GPS，以及系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年千萬級智能交通項目數(shù)量為195項，同比增長了129%，項目金額合計57.9億元，同比增長了180%，目前行業(yè)規(guī)模約在120億左右。湘財證券該行業(yè)研究員朱程輝認(rèn)為，未來3-5年，智能交通行業(yè)有望保持年均20-30%的增長，5年后有望形成千億級別的市場規(guī)模。
由于需求旺盛，在過去幾年內(nèi)，智能交通行業(yè)的相關(guān)上市公司的營業(yè)收入和利潤均實現(xiàn)了高增長，龍頭公司甚至達(dá)到了30%的復(fù)合增長。與此同時，行業(yè)整體毛利率普遍高達(dá)25%-50%，整體凈利率也有20%左右（參見圖1），體現(xiàn)了良好的競爭格局和較強(qiáng)的議價能力。
細(xì)分龍頭顯著受益
智能交通行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不長，主要涉及硬件、軟件、系統(tǒng)集成和服務(wù)擴(kuò)展幾個方面。其中，硬件方面涉及采集、傳輸和自動化等；軟件應(yīng)用到控制、管理、導(dǎo)航等；系統(tǒng)集成由于硬件再與軟件組成，涉及城市ITS和城際ITS；系統(tǒng)集成為服務(wù)擴(kuò)展提供支持。在這條產(chǎn)業(yè)鏈上，各個環(huán)節(jié)的參與者數(shù)量眾多，相關(guān)細(xì)分行業(yè)龍頭（參見表1）。
從海外發(fā)達(dá)國家智能交通行業(yè)的發(fā)展歷程及我國的實際情況來看，硬件及系統(tǒng)集成有望受益最大。
大華股份（002236）：公司是智能交通行業(yè)的硬件采集商，近幾年來來受益于政府支持，獲得了高速發(fā)展。財務(wù)數(shù)據(jù)顯示，公司2010年、2011年的凈利潤增幅分別為122.11%與45.21%，2012年的凈利潤增幅在60%-100%之間。同時，公司近三年來的銷售毛利率均穩(wěn)定在42%以上，凈資產(chǎn)收益率也在20%以上。成長性與盈利能力均居高該板塊前列。
未來，隨著監(jiān)控設(shè)備從標(biāo)清向高清發(fā)展，公司作為行業(yè)龍頭，將會充分享受設(shè)備更新?lián)Q代帶來的市場機(jī)會，市場份額有望進(jìn)一步擴(kuò)大。近兩年來，公司在二級市場上表現(xiàn)也堪稱大牛股，反映了資金對公司未來發(fā)展前景的看好。
生活在大都市的人對道路交通的狀況都深有體會，用一個字來形容就是：堵，尤其是當(dāng)你有急事的時候，堵得你坐立不安，堵得你心急如焚。城市居民的生活秩序和生活質(zhì)量已經(jīng)在一定程度上因為堵車而受到了影響，盡管路越修越寬，像北京從三環(huán)擴(kuò)到四環(huán)，從四環(huán)拓到五環(huán)，現(xiàn)在又開始向六環(huán)發(fā)展，但堵車的情況并未見有太多的改觀。那究竟是什么原因造成堵車情況如此嚴(yán)重呢？
道路交通因何而堵？
不同城市的道路交通擁堵情況具有不同的特點，但總體來看以下幾個方面是共同的原因。
（1）汽車交通發(fā)展失控，道路建設(shè)難以適應(yīng)車輛超常增長的需求。這個問題對于很多城市來說都存在，道路擴(kuò)充的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上汽車的增長速度，尤其是在市區(qū)，道路擴(kuò)充的余地是很有限的，車路之間的矛盾日趨尖銳，道路超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。例如在天津市，由于道路、停車場等交通設(shè)施受土地和空間資源配置的制約，道路與交通管理設(shè)施建設(shè)滯后于車輛和交通流量的發(fā)展，城市車均道路面積呈明顯的下降趨勢，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，天津市市內(nèi)機(jī)動車行駛速度1996年平均為26.96公里/小時，比1989年下降了35％，高峰時段，市中心干道路段的機(jī)動車平均時速僅為10公里/小時。
（2）停車難的靜態(tài)問題直接影響交通擁堵的動態(tài)問題。這是許多大城市普遍存在的問題，停車場的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了車輛發(fā)展的需要，路邊亂停亂放現(xiàn)象嚴(yán)重，既影響了交通也影響市容。隨著城市車輛保有量的迅速增長、外來車輛的大量增加、公共停車設(shè)施的嚴(yán)重滯后，以及停車設(shè)施多頭分散管理、相互脫鉤、缺乏聯(lián)系與協(xié)調(diào)，使目前車輛停放愈加困難，尤其是城市中心商務(wù)區(qū)的停車難問題日益突出，成為亟待解決的社會問題。例如青島市路內(nèi)（包括路邊和路上）停車位占公共停車泊位的比例約為73％左右，且公交車公共停車泊位萬人擁有率很低。
（3）政府用于市政基建的資金有限。這一點在很多城市（例如廣州市和青島市等）都有體現(xiàn)，由于政府用于市政基建投資資金的限制，加上法規(guī)、管理措施不配套等各方面的原因，制約了主城路外公共設(shè)施的開發(fā)建設(shè)速度。北京的這一問題還不是很明顯，但也存在城市交通投資主體單一的問題，如果一直這樣下去就會難以適應(yīng)當(dāng)前和未來發(fā)展的需要。
（4）對公共交通的重視不夠和投資不足。要解決城市的交通擁堵問題，大力發(fā)展公共交通才是出路，北京、上海、廣州等特大城市尤其如此。目前國內(nèi)的公交系統(tǒng)信息化應(yīng)用還比較落后，很多公交公司的車輛調(diào)度仍然依靠人工進(jìn)行，不僅效率低，而且很容易造成車站的擁堵。目前智能公交調(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發(fā)展的領(lǐng)域。以廣州為例，與廣州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和GDP相比，廣州市在公共交通建設(shè)上的投入?yún)s很有限，公共交通投入低于廣州市財政收入的增長速度，市財政逐年增長，對公共交通的補(bǔ)貼卻逐年減少，同時廣州對公交專用車道的認(rèn)識也需要進(jìn)一步提高，2010年亞運(yùn)會的召開將使廣州公共交通面臨比較大的壓力。
除此之外，其他原因如道路功能的戰(zhàn)略規(guī)劃失當(dāng)、城市道路資源利用率低下、城市中心區(qū)土地開發(fā)強(qiáng)度與其交通環(huán)境最大允許容量的矛盾日益突出、出租車空駛率仍然比較高等問題，也增加了無效交通量，導(dǎo)致?lián)矶庐a(chǎn)生或嚴(yán)重化。
中國智能交通
既然道路的擴(kuò)充有限度，而機(jī)動車又在不斷地高速增長，車路的供求矛盾如此尖銳，什么辦法能使道路交通的擁堵情況得到改觀呢？這時候很多人想到了智能交通。
智能交通要解決的問題其實就是兩個字――秩序。既然汽車數(shù)量在不斷增加，道路快速擴(kuò)充又不現(xiàn)實，那么解決車輛行駛的秩序問題就顯得尤為重要。所謂智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System，簡稱為ITS），是一種集信息技術(shù)（IT）、人工智能（AI）、電子控制、地理信息（GIS）、全球定位（GPS）、影像、計算機(jī)處理、有線/無線通信等多種技術(shù)在一起的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，能對各種運(yùn)輸方式進(jìn)行現(xiàn)代化、科學(xué)化的智能管理。
在一些發(fā)達(dá)國家，例如日本、歐美國家，一些技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，智能交通的應(yīng)用成效也日益顯著，中國政府從上世紀(jì)90年代后期也開始重視職能交通領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展。2000年初，科技部會同國家計委、經(jīng)貿(mào)委、公安部、鐵道部、交通部等幾十個部、委、局聯(lián)合建立了發(fā)展ITS的政府協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)――全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組及辦公室，并成立了ITS專家咨詢委員會，交通部、建設(shè)部和公安部已先后成立了智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程研究中心。中國在全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)小組及辦公室的直接指導(dǎo)下，通過產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方式開展研發(fā)和推廣應(yīng)用。全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組及辦公室負(fù)責(zé)組織研究制定中國智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的總體戰(zhàn)略、技術(shù)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及相關(guān)的扶持政策，積極支持有關(guān)部委、地方、企業(yè)及科研單位，根據(jù)行業(yè)、地區(qū)特點開展ITS關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。
“十五”期間，中國政府非常重視ITS的共性和關(guān)鍵技術(shù)的研究，并在“十五”科技攻關(guān)重大專項中安排了“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”項目。在共性基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研究中，國家安排了10個項目對全社會進(jìn)行招標(biāo)，項目實際投入經(jīng)費總額超過15.89億元人民幣，其中，中央劃撥經(jīng)費5000萬元人民幣。同時，“十五”期間，在“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”重大專項中，北京、上海、廣州、深圳、中山、重慶、天津、青島、濟(jì)南、杭州十個城市成為智能交通系統(tǒng)應(yīng)用試點示范城市，為了配合奧運(yùn)會的籌備，同時還在國家項目的基礎(chǔ)上又在10個城市安排了11個項目開展了更加廣泛的工作。
智能交通的作用領(lǐng)域及范圍
智能交通所涉及的領(lǐng)域，以及這些領(lǐng)域?qū)徑饨煌〒矶履芷鸬降淖饔?，主要有以下方面?/p>
（1）智能交通信號控制系統(tǒng)。這是智能交通的重要組成部分，可以對交通信號實行智能化控制，根據(jù)車流量的大小來決定紅綠燈時間的長短，也可以在一定程度上緩解交通擁堵情況。目前，北京的智能交通信號控制系統(tǒng)在284個路口、17條道路、114處信號燈已實現(xiàn)。未來五年內(nèi)，北京市還計劃將90%的信號燈納入智能交通控制系統(tǒng)，到那時十字路口的車輛等待時間會相對縮短。
（2）交通流信息采集處理/分析、系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的作用，和行進(jìn)中的車輛進(jìn)行道路選擇有著直接的關(guān)系，也因此直接關(guān)聯(lián)到交通疏導(dǎo)能力。就中國各城市而言，北京在這方面做得比較好，上海、廣州、寧波、大連等其他幾個城市在該領(lǐng)域也有所嘗試。北京市的實時動態(tài)交通流信息采集、處理／分析、系統(tǒng)示范工程已經(jīng)完成，系統(tǒng)按照使用對象的不同可分為對內(nèi)顯示子系統(tǒng)和對外子系統(tǒng)，對內(nèi)顯示子系統(tǒng)的用戶為交通管理者，系統(tǒng)信息作為管理和決策依據(jù)；對外子系統(tǒng)的用戶為出行者，系統(tǒng)將有關(guān)的交通信息通過交通廣播電臺和電視臺以及顯示大屏等形式，供出行者參考。
（3）公交智能調(diào)度系統(tǒng)。在這一領(lǐng)域，青島市走在了前列。青島的公交智能調(diào)度平臺經(jīng)過多年的建設(shè)已經(jīng)相對比較完善，已經(jīng)開始為青島的道路暢通做出了貢獻(xiàn)。北京這幾年在這方面也加強(qiáng)了投入，已經(jīng)建立起來的系統(tǒng)包括客運(yùn)樞紐站運(yùn)營調(diào)度管理與乘客信息服務(wù)系統(tǒng)、公共電汽車區(qū)域運(yùn)營組織與調(diào)度系統(tǒng)、南中軸路大容量快速公交智能調(diào)度系統(tǒng)和公交車救援調(diào)度系統(tǒng)等子系統(tǒng)。例如北京的公共電汽車區(qū)域運(yùn)營組織與調(diào)度系統(tǒng)，通過對區(qū)域內(nèi)公交車進(jìn)行統(tǒng)一組織和調(diào)度，提高公交線路的調(diào)配和服務(wù)能力，實現(xiàn)區(qū)域人員集中管理、車輛集中停放、計劃統(tǒng)一編制、調(diào)度統(tǒng)一指揮，人力、運(yùn)力資源在更大范圍內(nèi)的動態(tài)優(yōu)化配置，降低公交運(yùn)營成本，提高調(diào)度應(yīng)變能力和乘客服務(wù)水平。并且，作為示范工程的11條線路也已于2005年完成。這些系統(tǒng)可以使公共交通實現(xiàn)合理調(diào)度，合理運(yùn)營，為乘客出行提供了很大的方便。
（4）停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。這也是國內(nèi)主要城市近幾年大力投入的一部分。北京的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)目前在西單商業(yè)街建成，未來在金融街、中關(guān)村等地區(qū)也將建設(shè)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)；廣州市的一些繁華商業(yè)中心地區(qū)也建起了交通誘導(dǎo)系統(tǒng)。隨著車輛的增加，停車的靜態(tài)問題會直接影響到交通的動態(tài)問題，停車誘導(dǎo)系統(tǒng)可以對出行者的停車事先進(jìn)行提示，減少車輛在道路上無效停留的時間。
（5）出租車智能指揮調(diào)度系統(tǒng)。在這一領(lǐng)域，廣州市做得比較好，交通指揮中心的總平臺已經(jīng)與多個大型出租汽車公司的平臺整合起來，可以實現(xiàn)全市范圍的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮，提高運(yùn)行效率，減少出租車的空駛率等。
（6）綜合信息平臺。綜合信息平臺可以說是幾大系統(tǒng)中最重要的部分，就是將上述系統(tǒng)統(tǒng)一起來，建成一個大的平臺進(jìn)行綜合管理，然后將采集來的交通方面的信息向政府、企業(yè)、公眾公布，目前，諸多城市，例如北京、廣州、青島等，都在建設(shè)這個平臺。無論是交通的管理者還是出行者，如果對實時的道路交通信息都能做到心中有數(shù)，那出行的效率就會大大提高。例如北京的交通綜合信息平臺，已經(jīng)成為北京市智能交通系統(tǒng)的支撐層，是連接其他應(yīng)用系統(tǒng)的樞紐，負(fù)責(zé)全市綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)信息的存貯、處理和，是北京市智能交通系統(tǒng)的核心建設(shè)內(nèi)容。該平臺將于2007年之前完成一期工程建設(shè)，可以實現(xiàn)向政府交通管理部門提供決策支持，向社會公眾提供多方式、全方位的交通信息服務(wù)，為2008年奧運(yùn)會的成功舉辦創(chuàng)造條件。
其他，貨運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)、物流信息系統(tǒng)等也會影響城市交通。在智能交通系統(tǒng)的建設(shè)中，上述系統(tǒng)的應(yīng)用對緩解交通擁堵可以起到相當(dāng)?shù)淖饔?，相信隨著應(yīng)用的逐漸成熟，智能交通系統(tǒng)所發(fā)揮的效能將會越來越大。
市場規(guī)?？捎^但挖掘不夠
智能交通是一個市場前景看好的市場，中國的智能交通市場已經(jīng)進(jìn)入了成長期，對于在智能交通中扮演最重要角色的IT 系統(tǒng)集成來說，這屬于名副其實的朝陽產(chǎn)業(yè)。計世資訊的研究結(jié)果顯示，2006年中國智能交通的投資額將會達(dá)到91.94億元人民幣，比2005年增長23%（見圖）。
圖 2005-2006年中國智能交通建設(shè)投資規(guī)模
智能交通市場增長的動力，首先來自國家和政府對ITS建設(shè)的重視程度越來越高；其次，2008年奧運(yùn)會在中國的舉辦，也將帶動北京及相關(guān)城市ITS的發(fā)展；第三，城市道路和交通問題的日益嚴(yán)重，企業(yè)和個人對出行效率更加關(guān)注，使ITS的發(fā)展迫在眉睫；此外，信息技術(shù)的迅速發(fā)展，也將帶動智能交通的發(fā)展。
智能交通盡管市場前景光明，但是目前來看，對商機(jī)的挖掘遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。究其原因是多方面的，除了產(chǎn)業(yè)鏈不成熟、基礎(chǔ)技術(shù)薄弱、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化水平低、軟件投入過少等原因外，最重要的原因是，在系統(tǒng)設(shè)計階段沒有充分考慮到城市交通的實際需求，例如作為智能交通重要服務(wù)領(lǐng)域之一的VMS（可變信息情報板）系統(tǒng)在北京、上海、寧波、大連等很多城市都已投入使用，但是實際效果卻大不相同。
從技術(shù)角度而言，不同城市的VMS系統(tǒng)采用的信息技術(shù)都基本相同，排除各城市交通狀況等客觀因素影響，應(yīng)用水平的巨大差異，最主要的因素在于系統(tǒng)設(shè)計時，是否認(rèn)真考慮了城市的實際交通需求，并從這種需求出發(fā)合理設(shè)計VMS系統(tǒng)所需具備的功能。一些城市在功能需求定位上的誤差，直接導(dǎo)致了系統(tǒng)最終的實施效果差強(qiáng)人意。
智能交通的核心問題是解決交通的規(guī)劃、調(diào)度、監(jiān)控和服務(wù)。作為一門新興的應(yīng)用科學(xué)，智能交通研究和使用的重點都應(yīng)該集中于交通需求的本身，從實際出發(fā)，找到問題，分析問題，從而確定解決問題的方法和手段。智能交通系統(tǒng)是否能發(fā)揮應(yīng)有的作用，取決于其系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計的內(nèi)涵。國內(nèi)有大量的智能交通項目，購買了大量的先進(jìn)設(shè)備，上馬了大量的先進(jìn)系統(tǒng)，可是實施后發(fā)現(xiàn)對改善交通毫無用處，甚至根本就無法投入使用。究其根本，就在于沒有遵循智能交通的客觀規(guī)律，沒有從交通需求實際出發(fā)，盲目投入，導(dǎo)致資源的極大浪費。
道路信息采集和系統(tǒng)最具發(fā)展前景
既然道路信息采集和系統(tǒng)是智能交通的一個重點應(yīng)用領(lǐng)域，同時也被當(dāng)做是智能交通中最具成長性的領(lǐng)域，那么，道路信息采集和系統(tǒng)的市場前景為什么如此被看好呢？以下是我們分析的幾個主要原因。
（1）國家和政府的高度重視給信息采集和系統(tǒng)的發(fā)展帶來了良好的政策環(huán)境。
交通部表示，“十一五”期間我國將建設(shè)國家公路基礎(chǔ)設(shè)施信息采集網(wǎng)絡(luò)等五大系統(tǒng)。這“五大系統(tǒng)”包括：
a. 建設(shè)國家公路基礎(chǔ)設(shè)施信息采集網(wǎng)絡(luò)；
b. 建設(shè)交通信息和共享網(wǎng)絡(luò)；
c. 建設(shè)由我國自行或合作開發(fā)運(yùn)營的位置信息服務(wù)系統(tǒng)；
d. 進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)；
e. 在國家高速公路網(wǎng)、國家干線公路網(wǎng)上逐步建立交通監(jiān)控、交通信號、交通誘導(dǎo)等手段先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)。
從“十一五”的重點規(guī)劃，就可以看出交通信息采集和共享已被提到了相當(dāng)?shù)母叨取?/p>
此外，公眾出行交通信息服務(wù)系統(tǒng)作為交通部2006年的三項信息化建設(shè)示范工程之一，也在2006年初正式啟動?！肮姵鲂薪煌ㄐ畔⒎?wù)系統(tǒng)”是依托公路信息資源整合系統(tǒng)和客運(yùn)站場管理信息系統(tǒng)的信息資源，通過互聯(lián)網(wǎng)、呼叫中心、手機(jī)、PDA等移動終端、交通廣播、路側(cè)廣播、圖文電視、車載終端、可變情報板、警示標(biāo)志、車載滾動顯示屏，以及分布在公共場所內(nèi)的大屏幕、觸摸屏等顯示裝置，為出行者提供較為完善的出行信息服務(wù)。
（2）用戶需求是信息采集和系統(tǒng)成長的主要驅(qū)動力。
無論是個人用戶還是企業(yè)用戶，對道路信息采集和的需求都越來越明顯。目前主要城市的私家車數(shù)量越來越多，交通擁堵情況嚴(yán)重，用戶對于出行效率越來越看重，對道路交通信息的依賴程度越來越高。
與個人用戶需求相比，針對單位的信息應(yīng)用模式會先成熟起來。目前針對單位的信息應(yīng)用模式應(yīng)該更快一些發(fā)展，單位的采購比較集中，同時消防局、救護(hù)車、警車等特殊行業(yè)對時間和效率要求非常高，在特殊情況下成本考慮退居次位，對道路交通信息的需求也很大。
（3）目前各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源已經(jīng)具備，這使得信息采集和的應(yīng)用普及成為可能。
目前各種道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源已經(jīng)具備，有待整合利用。不少城市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都已可迅速收集，但對資源進(jìn)行整合分析和綜合利用的能力還相當(dāng)缺乏。一些城市在信息采集和方面甚至已經(jīng)走在了前列，如北京、上海、寧波等。從全國范圍來看，北京的道路交通信息采集系統(tǒng)還是比較領(lǐng)先的，目前在北京的環(huán)路，如二、三、四環(huán)都已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的無縫覆蓋，大概每隔800～1000米就有一個數(shù)據(jù)采集點，數(shù)據(jù)采集方式主要是采用微波、超聲波和視頻探頭；在一些主要路口，還設(shè)置了感應(yīng)線圈。
從2006年3月開始，北京市民在出門前就可以在網(wǎng)絡(luò)上查詢目的地的路況信息，以及實時的交通狀況；同時，還可以加裝車載的引導(dǎo)系統(tǒng)，通過GPS可以接收到最新的路況信息，根據(jù)自己的需要選擇最佳路線。
2006年4月6日，北京市第一個面向公眾出行服務(wù)的綜合交通信息服務(wù)網(wǎng)站――“北京公眾出行網(wǎng)”（省略、省略）正式開通，該網(wǎng)站作為北京市公眾出行信息服務(wù)示范工程的一部分，可以為公眾提供動態(tài)交通信息、交通基礎(chǔ)設(shè)施信息、客運(yùn)信息、交通黃頁、出行常識等5類信息服務(wù)。系統(tǒng)的建成為廣大公眾提供了全面、綜合的交通信息服務(wù)，對提高北京市公眾出行交通信息服務(wù)的水平具有很好的示范作用。
（4）未來智能交通需要重點解決的問題就是信息的采集和。
ITS中心主任王笑京表示：“未來智能交通需要重點解決的就是信息采集和的問題?！毕啾容^而言，中國現(xiàn)在的信息采集系統(tǒng)已經(jīng)較為全面，而信息系統(tǒng)還沒有跟上，這也是現(xiàn)在智能交通建設(shè)最需要解決的問題。王笑京還認(rèn)為，“目前存在的主要問題就是缺乏信息的有效利用，各種手段有利有弊。”
道路交通信息采集和的主要問題是信息沒有有效利用、缺少提供手段、數(shù)量和實效都有限。國內(nèi)的手段基本以免費的方式為主，例如網(wǎng)站、路邊電子顯示屏、電視、廣播等，發(fā)達(dá)國家基本上也采取類似的方式，每種方法都各有利弊。目前，車載終端被看做是最好的信息手段，但是由于成本過高，每個車載終端要上萬元錢，且車載終端是屬于消費者消費行為，讓消費者買單不太現(xiàn)實。
除了北京之外，其他城市在道路信息采集和方面也做了許多嘗試。
廣州出租車實現(xiàn)車載裝置誘導(dǎo)功能，既是信息發(fā)出者，又是信息受益者。廣州智能交通系統(tǒng)（ITS）公用信息平臺目前已經(jīng)完成一期工程，只要車輛安裝了該系統(tǒng)車載終端，就能與智能交通系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)車輛行駛狀態(tài)分析、道路擁堵實時狀態(tài)分析、線路優(yōu)選、行車誘導(dǎo)等功能。廣州目前已有1萬輛“衛(wèi)星的士”安裝了這種可以用于定位、通信、刷卡消費的車載終端系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的信息每隔數(shù)十秒會不斷更新。
其他城市也有各自的新嘗試。2006年一種新型的交通流量信息牌在杭州街頭出現(xiàn)，智能交通信息流量牌能準(zhǔn)確為行人導(dǎo)航，在紅綠燈變換時可及時提醒行人是否繞道走；寧波的城市實時交通信息與動態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)采取最新的探測車技術(shù)；2006年初全國第一個道路交通信息車載實時系統(tǒng)在大連市正式開通，大連市的車輛只要安裝了車載導(dǎo)航儀，就可在行駛中隨時知道道路交通是否擁堵；上海手機(jī)發(fā)短信可查線路變動，上海市民只需用手機(jī)發(fā)送短信，便可查詢到上海公交線路變動，因為18000輛公交車將在2007年之前全部安裝GPS定位儀，而一個囊括上海公交、出租、軌道交通、長途客運(yùn)等交通出行方式的智能交通信息平臺已在建設(shè)中，其中的城市交通信息監(jiān)控中心有望于今年底完成建設(shè)并試運(yùn)營。
在國家信息化 發(fā)展 戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)化方向的目標(biāo)下，gps技術(shù)在智能 交通 系統(tǒng)中得到廣泛的 應(yīng)用 與發(fā)展。在我國智能交通系統(tǒng)體系框架的43種用戶服務(wù)中就有二十幾種需要知道車輛的實時位置，從而實現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)度、導(dǎo)航等功能。gps在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用，與無線移動通信技術(shù)、智能導(dǎo)航終端、 電子 地圖密切相關(guān)。
無線移動通信技術(shù)： 目前 ，為了取得廣泛的覆蓋范圍和降低系統(tǒng)投入成本，gps系統(tǒng)普遍采用成熟的公共移動通信網(wǎng)作為通信通道。當(dāng)前gps可用的較先進(jìn)的通信網(wǎng)為gprs網(wǎng)和cdma1x?；趃prs網(wǎng)的傳輸速度 理論 可以達(dá)到100kbps以上，而2003年正式開通的cdma1x 網(wǎng)絡(luò) ，由于采用了反向相干解調(diào)、前向快速功率控制等技術(shù)，理論帶寬可達(dá)300kb/s，目前實際應(yīng)用帶寬在100kb/s左右(雙向?qū)ΨQ傳輸)，傳輸速率高于gprs，可提供更多的中高速率業(yè)務(wù)。神州數(shù)碼、安華北斗、奧星等公司最近推出了基于cdma1x無線通信方式的智能交通系統(tǒng)，支持實時gps車輛定位、監(jiān)控、行車信息采集(如車輛id、車輛速度、定位點經(jīng)緯度、方向等)。日后，隨著2.5g的cdma1x/gprs向3g網(wǎng)絡(luò)過渡，頻譜效率越來越高，支持的速率也將越來越高，增加到3g初期的幾百kbps,再到3g增強(qiáng)型的幾mbps，然后到3g進(jìn)一步增強(qiáng)型的幾十mbps乃至上百mbps，再到超3g(b3g)的上百mbps~1gbps，gps將可以實現(xiàn)更多視頻新業(yè)務(wù)。
智能導(dǎo)航終端：在發(fā)達(dá)國家，車載導(dǎo)航已經(jīng)非常成熟。日本的車載導(dǎo)航發(fā)展是全球領(lǐng)先的，目前超過80%的 新車裝有車載導(dǎo)航，附帶覆蓋全國的電子地圖。特有的準(zhǔn)3g無線通信網(wǎng)絡(luò)使駕車人可以在車上實現(xiàn)寬帶上網(wǎng)，日本已經(jīng)實現(xiàn)了幾乎全部城市的道路信息實時。由于巨大的市場潛力和不可估量的發(fā)展前景，日本幾乎所有的汽車生產(chǎn)廠家都參加了這一高 科技 角逐，如宏達(dá)、尼桑、本田、 馬自達(dá)、三菱以及松下、先鋒、阿爾派、健伍等公司都已開發(fā)出自己的車載導(dǎo)航產(chǎn)品。世界其它發(fā)達(dá)國家如美國、德國、荷蘭也不甘落后。在美國，高檔車上原廠配備導(dǎo)航設(shè)備，中檔車型的用戶可以選裝或者購車后自行安裝，附帶的電子地圖可以覆蓋整個北美地區(qū)和歐盟地區(qū)。在歐洲，由飛利浦、西門子開發(fā)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)1995年已在雷諾、菲亞特等大眾化民用車輛上使用。
在國內(nèi)，安華北斗、奧星等公司最近推出了支持cdma1x通信功能的gps導(dǎo)航設(shè)備，與國外導(dǎo)航設(shè)備功能大致相當(dāng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航功能、電子地圖、轉(zhuǎn)向語音提示功能、定位功能、測速功能、顯示航跡。值得期待的是，傳統(tǒng)廠商新科最新研發(fā)的新科gps衛(wèi)星導(dǎo)航器有六大特點：擁有歐美及全
關(guān)鍵詞：智能交通；物聯(lián)網(wǎng)；交通管理模式
中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 20-0000-02
物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的代表，它是全球技術(shù)發(fā)展的方向，物聯(lián)網(wǎng)是信息化與工業(yè)化融合的重要途徑和載體，也是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。而智能交通作為國家“十二五”期間重點扶持的新興產(chǎn)業(yè)之一，同時也是最迫切需要融合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的領(lǐng)域之一，面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇。很顯然，ITS（智能交通）離不開各類傳感器對交通數(shù)據(jù)的采集，離不開局域、網(wǎng)絡(luò)的交通信息共享，離不開智能系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)具“信息、和智能”兩大特征，其在城市智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用，必將引領(lǐng)城市交通的管理和服務(wù)發(fā)生革命性的變革。智能交通行業(yè)中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備來實現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑?，智能交通系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的相互融合，必能促進(jìn)中國智能交通系統(tǒng)的大發(fā)展。
智能交通系統(tǒng)著眼于提高交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行效率，立足解決交通擁堵、交通事故以及與交通運(yùn)輸業(yè)密切相關(guān)的能源和環(huán)境等問題，借助于電子信息以及科技等領(lǐng)域的優(yōu)勢，綜合運(yùn)用各種高新技術(shù)實現(xiàn)對人、車輛、道路以及交通與運(yùn)輸?shù)闹悄芑O(jiān)控與管理，實現(xiàn)感知道路的各種信息（交通擁堵、重大事件、公交、停車信息、環(huán)境（尾氣）與天氣等；采用互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、3G天線網(wǎng)絡(luò)等三網(wǎng)融合的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)任何時間、地點的實時道路狀況及數(shù)據(jù)的交互與傳輸；充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息有效價值，將數(shù)據(jù)信息分層分類及時發(fā)送到相應(yīng)的部門和用戶群體；為機(jī)動車駕駛員和市民提供最佳的出行路線；為政府及有關(guān)職能部門應(yīng)對突發(fā)事件和交通道路指揮及未來發(fā)展提供決策參考與依據(jù)。
1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通體系框架的研究
傳統(tǒng)的交通信息采集方式落后并且手段單一，不能實現(xiàn)24小時的實時提供現(xiàn)場信息的實際情況以及道路擁堵疏通和突發(fā)交通事件的實時處置能力有有限的情況下，我們采用基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能交通體系，采用多種交通信息采集手段，結(jié)合出租車和公交以及其車輛的日常運(yùn)營，采用搭載車載定位裝置和無線通訊系統(tǒng)的浮動車檢測技術(shù)，實現(xiàn)對交通信息要素的全天候?qū)崟r獲取。通過路網(wǎng)流量分析預(yù)測和交通狀況研判，為路網(wǎng)建設(shè)和交通控制策略調(diào)整及相關(guān)交通規(guī)劃提供輔助決策和反饋。
智能交通體系框架下的智能交通體系通過實時全天候采集和智能分析并結(jié)合車載無線定位裝置等多種通訊方式，實現(xiàn)了車輛路徑規(guī)劃、動態(tài)誘導(dǎo)和區(qū)域路網(wǎng)交通管控，能夠使整個交通信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，為交通指揮中心信息平臺提供實時信息。為情報分析和指揮決策提供數(shù)據(jù)支持。在目前智能交通體系中車輛信息采集方式有固定式采集和浮動車式采集。固定式采集方式通過安裝檢測設(shè)備，從而對機(jī)動車信息進(jìn)行檢測。而浮動車將采集所得的位置和時間數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理中心，由數(shù)據(jù)處理中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、預(yù)處理，然后利用相關(guān)模型算法將數(shù)據(jù)匹配到電子地圖上，計算或預(yù)測車輛行駛速度、旅行時間等參數(shù)，對路網(wǎng)和車輛實現(xiàn)“可視化”管控。浮動車采集技術(shù)是固定點采集技術(shù)的重要和有益的補(bǔ)充，它實現(xiàn)全流程的信息采集，結(jié)合固定點式采集，能夠為路網(wǎng)數(shù)學(xué)模型的建立提供更全面豐富的數(shù)據(jù)。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用研究
智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要利用屏信息，對駕駛員提供誘導(dǎo)。駕駛員通過信息板實時對應(yīng)交通節(jié)點下游的部分路網(wǎng)交通狀態(tài)，來選擇交通行駛路線。并能夠?qū)煌ü芾泶胧┨峁└櫡答?。交通誘導(dǎo)屏信息子系統(tǒng)主要功能包括：
2.1 提供在線車輛誘導(dǎo)、緊急事件的通告信息。交通誘導(dǎo)信息包括道路擁堵信息、快速路出口匝道擁堵信息、以及根據(jù)天氣狀況、路面及路面設(shè)施檢修狀況、特殊情況需要封閉道路等各種交通警示信息等，即時通知駕駛員，以提高其警覺性，實現(xiàn)車流的合理導(dǎo)向，緩解車流分配不均對交通造成的影響，保障車輛的安全行駛。
2.2 智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的控制模式。智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)包括自動和手動兩種控制模式，系統(tǒng)可以自由的在自動和手動之間切換。誘導(dǎo)系統(tǒng)在自動情況下，系統(tǒng)自動向交通誘導(dǎo)屏發(fā)出顯示道路交通狀況的信息，紅色表示堵塞、黃色表示擁堵、綠色表示暢通。在手動的情況下，系統(tǒng)自動向交通誘導(dǎo)屏發(fā)出顯示道路交通狀況的信息需經(jīng)操作員手工確認(rèn)方可，同時操作員可手工向交通誘導(dǎo)屏發(fā)送文字信息。
2.3 可變動態(tài)文字警示信息顯示。智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中的信息標(biāo)志牌不應(yīng)該固定不變的文字信息，應(yīng)該重要的路況信息、警示信息，以便提高交通誘導(dǎo)屏的可讀性。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用
城市交通的發(fā)展涉及多個部門，需要建立統(tǒng)一高效的協(xié)調(diào)機(jī)制。物聯(lián)網(wǎng)目前處于概念設(shè)計期，希望政府、研究機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)里能夠重視對這項技術(shù)的研究，這是一次非常難得的創(chuàng)新機(jī)會；RFID是物聯(lián)網(wǎng)得以實現(xiàn)最為重要的核心技術(shù)之一，城市交通領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大；車聯(lián)網(wǎng)將成為城市智能交通發(fā)展的核心。國家發(fā)改委已經(jīng)先期啟動基于物聯(lián)網(wǎng)的城市（廣州）智能交通試點示范，這些工作的開展必將帶動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“車聯(lián)網(wǎng)”是面向物聯(lián)網(wǎng)的城市智能交通發(fā)展的一條創(chuàng)新之路。汽車具有數(shù)量大、機(jī)動性強(qiáng)等特點，一直是城市交通管理的重點和難點。車與車、車與人、車與道路的協(xié)調(diào)一致是智慧城市的重要體現(xiàn)。車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)最具有發(fā)展前景的典型應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)以及智能汽車兩大領(lǐng)域的重要交集，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來智能交通拓展的方向?！败嚶?lián)網(wǎng)”更具體、更容易落地實施；車聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成不僅僅是汽車，還包括道路、行人等，涉及整個城市交通系統(tǒng)。
3.1 車聯(lián)網(wǎng)的幾大特性。所有車輛都是具有獨立身份和獨立思考能力的智能體，就像一個智能機(jī)器人，能自動判斷路況，不需人駕駛；所有車輛都可以實時感知自身、以及與其相關(guān)的物體的身份和狀態(tài)，借助無線通訊，城市內(nèi)車與車之間，車與建筑物之間，以及車與城市基礎(chǔ)設(shè)施之間實現(xiàn)互聯(lián)互通；所有車輛所在的系統(tǒng)呈現(xiàn)出物體協(xié)同運(yùn)作、系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)的自組織運(yùn)行模式，車輛如深海中的魚群快速地游動卻彼此永不相撞。
3.2 車聯(lián)網(wǎng)面臨的四大挑戰(zhàn)。（1）規(guī)模。與汽車保有量的迅猛增長相對應(yīng)的是，汽車相關(guān)的信息采集的種類也從單一的車輛身份信息逐步拓展至汽車的身份信息、運(yùn)行信息、狀態(tài)信息和事件信息等，數(shù)據(jù)規(guī)模將突破幾十甚至幾百PB級，迫切需要海量信息的傳輸、存儲和處理技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)將依托汽車智能平臺實現(xiàn)節(jié)點級的海計算分層自組織形成局部智能，解決90%的感知數(shù)據(jù)處理。車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)試驗階段將支持百萬級車輛的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。（2）性能。汽車具有數(shù)量眾多、個體分散、機(jī)動性強(qiáng)、牽涉面廣等特點，需要支持復(fù)雜應(yīng)用場景、高速移動狀態(tài)下的信息感知技術(shù)。（3）安全。從互聯(lián)網(wǎng)的虛擬空間拓展到車聯(lián)網(wǎng)的物理空間，通過網(wǎng)絡(luò)就可能實現(xiàn)對現(xiàn)實世界車輛的攻擊，信息安全和危機(jī)處置將面臨的更大的挑戰(zhàn)。（4）隱私。車聯(lián)網(wǎng)可使每輛車成為一個節(jié)點。海量的涉車信息自動進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，一切都將越來越“透明”，信息管理的權(quán)限設(shè)定將涉及基本的法律問題，甚至道德倫理問題，需要信息分級權(quán)限技術(shù)、隱私保護(hù)技術(shù)。
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【關(guān)鍵詞】智能交通 物聯(lián)網(wǎng) 車輛通信網(wǎng)絡(luò) V2V
中圖分類號： TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
引言
隨著城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展，汽車擁有量的急劇猛增，公路規(guī)劃建設(shè)的不配套，加之交通管理手段的滯后，“城市交通擁堵”問題，無疑是現(xiàn)代城市管理的一大難題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，將大量來自完全不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)綜合到一起[1]。智能交通與物聯(lián)網(wǎng)的融合將是今后智能交通的發(fā)展趨勢。隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，車輛通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為該領(lǐng)域的熱門網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，有著廣泛的發(fā)展前景，路由協(xié)議是車輛通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。
1 移動自組網(wǎng)中――Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)簡介
1.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的基本特點
通過移動IP協(xié)議，用戶可以在移動的情況下依然保持網(wǎng)絡(luò)的連接，這種網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行要基于預(yù)先架設(shè)好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，在全球覆蓋范圍內(nèi)采用外地價格昂貴，并且外地經(jīng)常會有信號衰減和干擾而無法使用[2]。為了減少外地的數(shù)量而保持網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，以及不能依賴預(yù)先架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的場合仍然能實現(xiàn)臨時快速自動組網(wǎng)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（簡稱MANET）應(yīng)運(yùn)而生。
一個MANET網(wǎng)絡(luò)由一組移動主機(jī)組成，這些主機(jī)不需要依賴已建立好的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行集中控制就可以進(jìn)行通信。一般利用天線就可以建立主機(jī)之間的無線鏈路從而完成通信?？紤]到無線電波的能量限制和頻道利用率等情況，一臺移動主機(jī)不能只以單一跳數(shù)的形式直接和其他移動主機(jī)進(jìn)行通信。在這種情況下，必須采用多跳的通信方式[3]。MANET中的每一臺移動主機(jī)就相當(dāng)于一臺路由器。
1.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點
由于使用無線通信技術(shù)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有無線通信系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量低、節(jié)點通信距離有限、帶寬受限制等特點，所以也具有帶寬優(yōu)化、傳輸質(zhì)量增強(qiáng)和能量控制等問題。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的蜂窩移動通信系統(tǒng)不同，是一種無中心的網(wǎng)絡(luò)，要求其中的節(jié)點通過運(yùn)行分布式算法來協(xié)調(diào)它們的行為，如信道接入、路由等。由于使用多跳的通信方式，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)也面臨新問題，如網(wǎng)絡(luò)配置情況廣播、發(fā)現(xiàn)和維護(hù)路由等[4]。
車輛通信網(wǎng)絡(luò)是傳統(tǒng)的移動自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET）在交通道路上的應(yīng)用，是一種特殊的移動自組織網(wǎng)絡(luò)。車輛通信網(wǎng)絡(luò)作為智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，ITS）的重要組成部分，已經(jīng)得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界越來越多的重視。其最重要的特點是能進(jìn)行車與車之間（vehicle-to-vehicle，V2V）和車與路之間（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）的信息交換，從而達(dá)到車輛與車輛之間、車輛與路邊的基礎(chǔ)設(shè)施之間的實時通信，利用這些信息來提高道路交通的安全與管理效率[5]。
2 車輛通信網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)
在單跳網(wǎng)絡(luò)中不存在路由問題，當(dāng)數(shù)據(jù)跨過幾個節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)時，必須使用路由協(xié)議功能[6]。路由是網(wǎng)絡(luò)層的功能，它為分組傳輸指定源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑。針對移動自組網(wǎng)已經(jīng)開發(fā)出多種基于不同策略的路由協(xié)議，將移動自組網(wǎng)分為以下四種兩兩相對的類型：（1）預(yù)選型和隨選型；（2）平面型和層次型；（3）GPS輔助型和非GPS輔助型；（4）單路徑型和多路徑型[7]。本文根據(jù)不同的路由策略主要討論預(yù)選型和隨選型路由協(xié)議。
2.1 預(yù)選型路由協(xié)議
預(yù)選型路由協(xié)議也稱為主動型路由協(xié)議或前應(yīng)式路由協(xié)議。預(yù)選型路由協(xié)議是表驅(qū)動的，需要在每一個節(jié)點維護(hù)一個或多個路由表。每個節(jié)點定期向網(wǎng)絡(luò)廣播拓?fù)湫畔?，維護(hù)路由表的最新路由信息，采用不同數(shù)量和內(nèi)容的路由表和不同的廣播策略，形成不同的路由協(xié)議：DSDV、WRP、FSR和OLSR等。
2.2 隨選型路由協(xié)議
隨選型路由協(xié)議也稱為反應(yīng)式路由協(xié)議、按需路由協(xié)議、是專門針對移動自組網(wǎng)提出的。隨選型路由協(xié)議并不事先生成路由，僅在源節(jié)點需要時才生成路由。分為路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個階段。該路由協(xié)議有：AODV、DSR、TORA和SSA等。
（1）AODV（Ad Hoc On Demand Distance Vector）是采用基于距離矢量算法的一種路由協(xié)議，AODV中兩個重要協(xié)議過程：路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)。在自組網(wǎng)中當(dāng)一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包給一個目的節(jié)點時，采用路由發(fā)現(xiàn)過程來動態(tài)決定這條路徑。AODV的重要特點是每個節(jié)點都維持一個基于時間的每一個路由表項利用率的狀態(tài)信息；AODV通過擴(kuò)展環(huán)方法控制在路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程中RREQ的泛洪式發(fā)送。
（2）DSR允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點動態(tài)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過多條路徑的路由，重要的特點是利用了源路由。DSR不使用周期性的路由廣播消息，有效減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的開銷，該協(xié)議的所有操作都是按需的，與AODV相似，DSR協(xié)議也包含路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個重要協(xié)議過程。DSR的路由發(fā)現(xiàn)過程是一個尋找從源節(jié)點到目的節(jié)點之間的源路由的過程。
3 車輛通信網(wǎng)絡(luò)的建模與仿真
利用 OPNET Modeler 仿真平臺，建立一個由 9個車輛節(jié)點組成的車間通信網(wǎng)絡(luò)模型。車輛通信網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的仿真分析比較如下。
（1）圖1顯示的是兩種協(xié)議的吞吐量的比較，從圖中可以看出AODV協(xié)議的吞吐量高于DSR協(xié)議。因為AODV協(xié)議實現(xiàn)了DSR和DSDV協(xié)議的組合，因此與采用源路由的DSR協(xié)議相比，AODV協(xié)議提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，在吞吐量特性方面要優(yōu)于DSR。
（2）圖2顯示DSR協(xié)議的負(fù)載明顯小于AODV協(xié)議，這是由于DSR協(xié)議路由負(fù)載主要是RREP與RERR分組，用來建立多條到目的節(jié)點路由。DSR協(xié)議使用了緩存技術(shù)和混雜接受方式偵聽路由請求分組，從而最大程度地降低了路由負(fù)載。而AODV協(xié)議路由負(fù)載主要是RREQ分組。
（3）圖3顯示在丟包率方面，開始AODV比DSR的丟包率小，隨著仿真時間的變化，AODV和DSR都是穩(wěn)定維持在一個小的范圍內(nèi)，DSR協(xié)議的性能始終保持在一個比較穩(wěn)定的范圍內(nèi)，而AODV則隨著仿真時間的增加而出現(xiàn)明顯的增大。
從以上仿真結(jié)果分析可以看出，對于車間通信V2V網(wǎng)絡(luò)，AODV 路由協(xié)議在吞吐量、路由負(fù)載、丟包率等性能上都比DSR路由協(xié)議更適合實際網(wǎng)絡(luò)的通信要求。
結(jié)語
文章建立了智能交通系統(tǒng)多跳場景V2V的無線數(shù)據(jù)通信場景，使用OPNET Modeler軟件進(jìn)行建模和仿真，對V2V場景的無線網(wǎng)絡(luò)的總體性能進(jìn)行了評估。但是，用OPNET Modeler軟件來仿真車輛通信網(wǎng)絡(luò)是理想狀況，與實際車輛仿真還是有差距的，未來的研究應(yīng)該向?qū)嵉貙嶒灠l(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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2009年底，中國工程院啟動了重大咨詢項目――“物聯(lián)網(wǎng)及其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用”，在湖南大學(xué)主辦了“物聯(lián)網(wǎng)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用”高層研討會⑦。李海峰⑧⑨認(rèn)為交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的三個重點是構(gòu)建交通要素身份認(rèn)證體系、構(gòu)建交通要素信息精準(zhǔn)獲取體系、搭建交通運(yùn)輸物聯(lián)網(wǎng)平臺。利用IC卡、RFID電子標(biāo)簽，結(jié)合GPS和通信技術(shù)組建成簡單的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在危險品運(yùn)輸、集裝箱管理系統(tǒng)、甩掛運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藨?yīng)用。有專家預(yù)測，未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷四個階段：2010年之前RFID被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥領(lǐng)域，2010－2015年物體互聯(lián)，2015－2020年物體進(jìn)入半智能化，2020年之后物體進(jìn)入全智能化?？傮w上說，物聯(lián)網(wǎng)理念自提出到現(xiàn)在，其發(fā)展?jié)摿?、對?jīng)濟(jì)的拉動作用、對人們生活方式和各個領(lǐng)域的影響等方面已被世界各國達(dá)成共識。各個領(lǐng)域都在著手基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立新的管理模型、新的管理系統(tǒng)。在公路網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域，包括人、車、路、環(huán)境四個要素，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于受到汽車廠商的推動而發(fā)展較快。相比之下，關(guān)于道路的物聯(lián)網(wǎng)、關(guān)于交通工程設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較慢。國外對物聯(lián)網(wǎng)涉及的RFID技術(shù)、云計算技術(shù)等走在了我國前列。在這些關(guān)鍵技術(shù)沒有取得突破的情況下，國內(nèi)基本達(dá)成以應(yīng)用拉動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)途徑，公路網(wǎng)絡(luò)管理是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。目前，國外一些公司進(jìn)入了我國，主要涉及汽車遠(yuǎn)程通信、定位、求助功能。在其他的基于物聯(lián)網(wǎng)的公路網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域，國內(nèi)處于概念框架、模型建立探索階段。開展路網(wǎng)脆弱性分析和協(xié)同技術(shù)研究的意義在于提高路網(wǎng)的魯棒性，提高運(yùn)輸效率、減少交通擁擠、降低尾氣排放、進(jìn)而減緩全球變暖的速度、減少出現(xiàn)極端天氣的可能性。這構(gòu)成了一個暢通、高效、綠色的正循環(huán)。新一代智能交通管理系統(tǒng)是在物聯(lián)網(wǎng)背景下，研究公路網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析和協(xié)同技術(shù)，旨在突破路網(wǎng)脆弱性分析模型、部分路段通行能力降級后路網(wǎng)容量分析模型和車輛間協(xié)同運(yùn)行技術(shù)，從而對所有的路段進(jìn)行重要度排序，確定出網(wǎng)絡(luò)中哪些路段是關(guān)鍵組成部分，哪些設(shè)施應(yīng)該給予優(yōu)先的維護(hù)和管理，為公路網(wǎng)絡(luò)管理提供決策依據(jù)。研究車輛間協(xié)同運(yùn)行技術(shù)可以改善交通流運(yùn)行模式，減少或消除不良的駕駛行為給交通流帶來的干擾，提升運(yùn)輸效率。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)（IoT，InternetofThings）的概念由美國麻省理工學(xué)院（MIT）的KevinAshton1999年提出，是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和共享，用以實現(xiàn)智能化識別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。具體地說，就是把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道以及各類重大設(shè)施和裝備等各種物體中，然后與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、可靠傳遞、智能處理的特點，在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景，被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是下一個具有萬億元級規(guī)模的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)涉及制造業(yè)、物流業(yè)、服務(wù)業(yè)、電信業(yè)和廣播電視業(yè)等多個行業(yè)，具有重大的經(jīng)濟(jì)價值和市場前景。賽迪顧問研究顯示，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在公眾業(yè)務(wù)領(lǐng)域以及平安家居、電力安全、公共安全、健康監(jiān)測、智能交通、重要區(qū)域防入侵、環(huán)保等諸多行業(yè)的市場規(guī)模均超過百億甚至千億元。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括范圍很廣，目前主要是傳感技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互融合和促進(jìn)的綜合體，而且以傳感網(wǎng)為主，因此物聯(lián)網(wǎng)有時候又稱為傳感網(wǎng)。隨著對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用研究的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)的概念和內(nèi)涵必將得到進(jìn)一步發(fā)展，并會在環(huán)境、電力、物流、交通等領(lǐng)域和行業(yè)出現(xiàn)眾多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型案例。智能交通系統(tǒng)，是指將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)處理技術(shù)等應(yīng)用于整個交通運(yùn)輸管理體系，從而形成的一種信息化、智能化、社會化的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中的傳感、信息和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)都包涵在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面。借助當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的勢頭，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)必能使各種交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大效能。
基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代智能交通管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)
基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代交通管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點：環(huán)保———大幅降低碳排放量、能源消耗和各種污染物排放，提高生活質(zhì)量；便捷———通過移動通信提供最佳路線信息和一次性支付各種方式的交通費用，增強(qiáng)出行者體驗；安全———檢測危險并及時通知相關(guān)部門；高效———實時進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)交通數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，可避免不必要的浪費，而且還可以最大化交通流量，提升運(yùn)輸效率；可視———將所有物流配送車輛、公共交通車輛和私家車整合到一個數(shù)據(jù)庫，提供單個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖；可預(yù)測———持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模，改善交通流量和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，根本的問題包括兩個方面：一是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在考慮部分道路通行能力降級、路網(wǎng)飽和度變化的情況下，識別路網(wǎng)脆弱性，對路網(wǎng)中各條路段的重要度進(jìn)行排序，將路網(wǎng)中脆弱性比較大的路段、重要度比較高的路段這兩類路段管理好，整個路網(wǎng)的可靠性就能夠得到保證；二是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，尤其是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立新的車輛運(yùn)行模型，減少或消除不良駕駛行為對車流運(yùn)行的擾動，提升車流運(yùn)行效率。具體包括以下幾個方面：（一）智能交通管理中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要實現(xiàn)智能交通管理，首先必須對交通的實時狀況進(jìn)行準(zhǔn)確、及時、有效的監(jiān)控，各種傳感技術(shù)在這個過程中起到舉足輕重的作用。智能交通行業(yè)的傳感技術(shù)成熟度和行業(yè)市場成熟度都較高，而且政府扶持力度大，在建設(shè)“數(shù)字城市”和“智慧城市”方針的指引下，智能交通系統(tǒng)在許多城市已經(jīng)開始規(guī)?；瘧?yīng)用，市場前景廣闊，投資潛力巨大，將成為未來幾年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢將在智能交通領(lǐng)域得到充分發(fā)揮，傳感器和車載傳感設(shè)備能夠更加實時監(jiān)控交通流量和車輛狀態(tài)，并通過網(wǎng)絡(luò)將信息傳送至智能交通管理系統(tǒng)中心，通過科學(xué)管理和合理調(diào)度提高對道路設(shè)施的利用水平，提高安全性并最大化交通網(wǎng)絡(luò)流量，尤其是車輛可以靠自己的智能在道路上安全行駛，公路可以靠自身的智能將交通流量控制和調(diào)整至最佳狀態(tài)。同時，系統(tǒng)還能為旅途中的人們提供全方位的信息咨詢和娛樂服務(wù)，提高人們旅行質(zhì)量，管理人員通過系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確地掌握道路和車輛的安全狀況，提升了道路交通安全水平。（二）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)容量分析技術(shù)路網(wǎng)容量是指在受交通控制的道路某點或斷面處，在給定的時間范圍內(nèi)，車輛或行人能合理地通過的最大數(shù)量。路網(wǎng)容量不僅與路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與交通流量、交通流動力學(xué)、駕駛員的駕駛行為等有密切關(guān)系，是公路網(wǎng)絡(luò)管理的一個難點。在實際路網(wǎng)中，經(jīng)常出現(xiàn)道路流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于道路通行能力的情況，導(dǎo)致現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施不能得到有效利用。因此，人們常常會自問“路網(wǎng)到底能夠容納多少車輛通行？”交通流理論中的研究成果表明：如交通擁堵、臨界密度處的流量雪崩等現(xiàn)象都會造成道路通行能力急劇下降，這是由交通流特性所決定的。德國交通科學(xué)家Kerner將交通流劃分為三種狀態(tài)：自由流、同步流、寬幅運(yùn)動阻塞流，在這三種不同的交通流模式下，路網(wǎng)容量具有顯著差別。但是，利用目前的交通流模型推算路網(wǎng)容量具有較大的誤差，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，可以充分利用交通狀態(tài)和車輛狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)（每個車輛上傳的速度、加速度數(shù)據(jù)和道路上傳的流量、速度、密度數(shù)據(jù)），并在車輛和管理系統(tǒng)之間雙向傳輸，即車輛在行駛過程中可以通過向系統(tǒng)上報發(fā)送一些路況和車輛本身的信息，同時中心系統(tǒng)也可以向車輛發(fā)送一些預(yù)告信息、或者給出相關(guān)建議，因而可以充分利用路網(wǎng)容量，提高指揮使用的效率，改善交通秩序，為人們的生活創(chuàng)造有序和安全的交通保障。本部分可建立基于物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的交通狀態(tài)估計模型，在此基礎(chǔ)上建立路網(wǎng)容量的動態(tài)分析模型。（三）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)脆弱性分析技術(shù)路網(wǎng)脆弱性是指路網(wǎng)在受到隨機(jī)事件影響的情況下，網(wǎng)絡(luò)性能或服務(wù)水平下降，進(jìn)而失去部分或全部連通能力的性質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的先進(jìn)性表現(xiàn)在將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，兩者合二為一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為管理系統(tǒng)全方位提供信息來源，交通基礎(chǔ)設(shè)施為物聯(lián)網(wǎng)提供應(yīng)用環(huán)境和平臺。在此背景下，道路、車輛、交通工程設(shè)施都具備感知、計算、通信的能力，因此道路設(shè)施能夠?qū)⒙访嫱旰们闆r、摩擦系數(shù)、溫度、氣象條件等性能參數(shù)和流量、速度、密度等交通狀態(tài)參數(shù)實時地發(fā)送給公路網(wǎng)絡(luò)管理中心，車輛能夠?qū)④囕v的速度、加速度等運(yùn)行參數(shù)實時地發(fā)送給公路網(wǎng)絡(luò)管理中心，交通工程設(shè)施將控制設(shè)施的狀態(tài)實時傳送給公路網(wǎng)絡(luò)管理中心。本部分可在物聯(lián)網(wǎng)具備的透徹且全方位感知數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，融合管理科學(xué)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等學(xué)科技術(shù)，建立基于動態(tài)數(shù)據(jù)的路網(wǎng)脆弱性分析的新一代模型和軟件，計算出路網(wǎng)脆弱性指標(biāo)值和路段重要度，為道路管理部門確定路段脆弱度和采取各種控制策略提供依據(jù)，以預(yù)防和減輕破壞性事件所造成的影響，增強(qiáng)管理部門對災(zāi)難事件和應(yīng)急事件的預(yù)防能力和應(yīng)對能力。（四）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)廣義費用優(yōu)化技術(shù)節(jié)能減排是我國當(dāng)前的一項重要任務(wù)，需要在各個行業(yè)中加以實施。交通運(yùn)輸是我國的耗能大戶，加強(qiáng)公路網(wǎng)絡(luò)管理，提高車輛運(yùn)行效率，對于節(jié)約燃油消耗、減少尾氣排放有著重要的貢獻(xiàn)意義。因此，在進(jìn)行公路網(wǎng)絡(luò)管理時，要以出行距離、出行時間、燃油消耗、尾氣排放構(gòu)成的廣義費用為優(yōu)化目標(biāo)。路網(wǎng)廣義費用的測算是一個非常復(fù)雜的問題，它與車型、行駛里程、道路等級、行車速度、測量折舊費、燃料的消耗、通行費及物價等眾多因素相關(guān)。在物聯(lián)網(wǎng)背景下，這些信息都可以通過各種渠道實時獲得，每個車輛能夠?qū)崟r檢測出車輛的燃油消耗量和尾氣排放量，同時還可以依據(jù)路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合道路交通各網(wǎng)絡(luò)元素的實時數(shù)據(jù)，對路網(wǎng)和車輛的性能特征進(jìn)行多方面的分析計算。特別是分析路網(wǎng)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性，即在能滿足運(yùn)輸需求的前提下，規(guī)劃方案所消耗的費用最低，則該規(guī)劃方案就最優(yōu)。本部分主要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)提供的信息，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)分析的方法，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的路網(wǎng)廣義費用分析模塊，并建立相關(guān)模型和算法，特別是最小費用模型和優(yōu)化算法，在部分道路或橋梁通行能力降級的情況下，建立優(yōu)化目標(biāo)為路網(wǎng)廣義費用的動態(tài)交通分配模型，為駕駛員路線選擇、出行引導(dǎo)提供理論支撐，實現(xiàn)路網(wǎng)廣義費用最佳化。（五）基于車聯(lián)網(wǎng)的車輛間協(xié)同運(yùn)行技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的一個細(xì)分應(yīng)用，是指車與車、車與路、車與人、車與傳感設(shè)備等交互，實現(xiàn)車輛與公眾網(wǎng)絡(luò)通信的動態(tài)移動通信系統(tǒng)。它可以通過車與車、車與人、車與路互聯(lián)互通實現(xiàn)信息共享，收集車輛、道路和環(huán)境的信息，并在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上對多源采集的信息進(jìn)行加工、計算、共享和安全，根據(jù)不同的功能需求對車輛進(jìn)行有效的引導(dǎo)與監(jiān)管，以及提供專業(yè)的多媒體與移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。公路網(wǎng)絡(luò)管理的一個難題是有人參與，駕駛員的駕駛行為特點差異很大，如魯莽型、保守型。駕駛行為差異大帶來的主要問題是車流中的擾動增多，當(dāng)交通流處于臨界密度時，這些擾動就會誘發(fā)擁擠的產(chǎn)生，而且擁擠波會在公路上快速傳播，從而誘發(fā)更多的擁擠。車聯(lián)網(wǎng)目前受到通用等大的汽車廠商的推進(jìn)，有望比道路設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)、交通工程設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)提早實現(xiàn)。車聯(lián)網(wǎng)在智能交通的發(fā)展中可以起到引領(lǐng)作用，它可以把許多傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)和智能交通連接起來，并讓移動互聯(lián)網(wǎng)、IT業(yè)、服務(wù)業(yè)等在智能交通中找到新的用途。在車聯(lián)網(wǎng)背景下，本部分可建立車輛縱向跟隨控制模型，實現(xiàn)車輛在車隊自動駕駛的過程中，保持較小的安全車間距，通過自動化減少人的因素帶來的復(fù)雜影響。（六）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通應(yīng)用子系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中存在大量的實時信息，對于綜合決策而言，這些信息都是有用信息，但對于某一些具體的應(yīng)用而言，就僅僅只需要其中的部分信息，比如電子警察、電子車牌、智能公交、車隊管理和停車場管理等具體應(yīng)用場景和應(yīng)用子系統(tǒng)，這些較為完備的應(yīng)用子系統(tǒng)的合集，構(gòu)成了新一代的智能交通管理系統(tǒng)。在這些子系統(tǒng)的開發(fā)完善過程中，需要做的事情很多也很有挑戰(zhàn)性。比如，研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交通指揮中心，充分利用各渠道獲得的交通信息，并完善功能，使指揮中心信息載體呈現(xiàn)多元化；研發(fā)具有電子識別、防偽、防盜等信息化管理功能的系統(tǒng)，同時實現(xiàn)對車輛的自動識別、檢測、定位和檔案管理，提高交通管理業(yè)務(wù)信息化水平；研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全輔助駕駛系統(tǒng)，自動控制安全車速和車距，主動向車輛發(fā)送警告信息或危險信息，改變交通事故預(yù)防方式，變被動預(yù)防為主動預(yù)防。因此要在物聯(lián)網(wǎng)和智能交通大背景下，分別構(gòu)建、充實和完善各種不同種類的專門的智能交通應(yīng)用子系統(tǒng)，并共享其信息，為系統(tǒng)中其他應(yīng)用和路網(wǎng)管理提供支持，進(jìn)而能構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代智能交通管理系統(tǒng)，保障人、車輛和路網(wǎng)的安全。
