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艾礼富Alef讯：智能交通中的常用物联网技术

发布时间：2018-05-30    浏览次数：2207



艾礼富Alef讯：智能交通中的常用物联网技术

    智能交通系统需要多领域技术协同构建，从最基本的交通管理系统（如车辆导航、交通信号控制、集装箱货运管理、自动车牌号码识别、测速相机），到各种交通监控系统如安全闭路电视系统，再到更具前瞻性的应用技术，这些应用通过整合来自多维数据源的实时数据及反馈信息为人们提供泛在的信息服务，如停车向导信息系统和天气报告。

    智能交通系统需要多领域技术协同构建，从最基本的交通管理系统（如车辆导航、交通信号控制、集装箱货运管理、自动车牌号码识别、测速相机），到各种交通监控系统如安全闭路电视系统，再到更具前瞻性的应用技术，这些应用通过整合来自多维数据源的实时数据及反馈信息为人们提供泛在的信息服务，如停车向导信息系统和天气报告。智能的交通系统建模和流量预测技术也将成为优化交通调度、增大交通网络流量、确保车辆行驶安全和改善人们出行体验的重要支撑。

    物联网技术的发展为智能交通提供了更透彻的感知：道路基础设施中传感器和车载传感设备能够实时监控交通流量和车辆状态信息，监测数据通过泛在移动通信网络传送至管理中心；物联网技术为智能交通提供了更全面的互联互通：遍布于道路基础设施和车辆中的无线和有线通信技术的有机整合为移动用户提供了泛在的网络服务，使人们在旅途中能够随时获得实时的道路和周边环境咨询，甚至在线收看电视节目；物联网技术为智能交通提供了更深入的智能化，智能化的交通管理和调度机制能够充分发挥道路基础设施的效能，最大化交通网络流量并提高安全性，优化人们的出行体验。下面介绍应用于智能交通的物联网技术。

    1、无线通信技术

    目前已经有多种无线通信解决方案可以应用在智能交通系统当中。UHF和VHF频段上的无线调制解调器通信被广泛用于智能交通系统中的短距离和长距离通信。

    短距离无线通信（小于几百米）可以使用IEEE802.11系列协议来实现，其中美国智能交通协会（Intelligent Transportation Society of America）以及美国交通部（United States Department of Transportation）主推WAVE和Dedicated Short Range Communications （DSRC）两套标准。理论上来讲，这些协议的通信距离可以利用移动Ad—hoc网络和Mesh网络进行扩展。目前提出的长距离无线通信方案是通过基础设施网络来实现，如WiMAx（IEEE 802.16）、GSM、3G技术。使用上述技术的长距离通信方案目前已经比较成熟，但是和短距离通信技术相比，它们需要进行大规模的基础设施部署，成本很高。目前还没有一致认可的商业模式来支持这种基础设施的建设和维护。

    目前车辆已经能够通过多种无线通信方式与卫星、移动通信设备、移动电话网络、道路基础设施、周围车辆等进行通信，并且利用广泛部署的WiFi、移动电话网络等途径接入互联网。

    2、计算技术

    目前汽车电子占普通轿车成本的30%，在高档车中占到60%。根据汽车电子领域的最新进展，未来车辆中将配备数量更少但功能更为强大的处理器。2000年一辆普通的汽车拥有20——100个联网的微控制器／可编程逻辑控制模块，使用非实时的操作系统。目前的趋势是使用数量更少但是更加强大的微处理器模块以及硬件内存管理和实时的操作系统。同时新的嵌入式系统平台将支持更加复杂的软件应用，包括基于模型的过程控制、人工智能和普适计算，其中人工智能技术的广泛应用将有望为智能交通系统带来质的飞跃。

    3、感知技术

    电信、信息技术、微芯片、RFID以及廉价的智能信标感应等技术的发展和在智能交通系统中的广泛应用为车辆驾驶员安全提供了有力保障。智能交通系统中的感知技术是基于车辆和道路基础设施的网络系统。交通基础设施中的传感器嵌入在道路或者道路周边设施（如建筑）之中，因此它们需要在道路的建设维护阶段进行部署或者利用专门的传感器植人工具进行部署。车辆感知系统包括了部署道路基础设施至车辆以及车辆至道路基础设施的电子信标来进行识别通信，同时利用闭路电视技术和车牌号码自动识别技术对热点区域的可疑车辆进行持续监控。

    4、视频车辆监测

    利用视频摄像设备（见图16.4）进行交通流量计量和事故检测属于车辆监测的范畴。视频监测系统（如自动车牌号码识别）和其他感知技术相比具有很大优势，它们并不需要在路面或者路基中部署任何设备，因此也被称为“非植入式”交通监控。当有车辆经过的时候，黑白或者彩色摄像机捕捉到的视频将会输入到处理器中进行分析以找出视频图像特性的变化。摄像机通常固定在车道附近的建筑物或柱子上。大部分的视频监测系统需要一些初始化的配置来“教会”处理器当前道路环境的基础背景图像。该过程通常包括输入已知的测量数据，例如车道线间距和摄像机到路面的高度。根据不同的产品型号，单个的视频监测处理器能够同时处理1——8个摄像机的视频数据。视频监测系统的典型输出结果是每条车道的车辆速度，车辆数量和车道占用情况。某些系统还提供了一些附加输出包括停止车辆检测，错误行驶车辆警报等。

    5、全球定位系统GPS

    车辆中配备的嵌入式GPS接收器能够接收多个不同卫星的信号并计算出车辆当前所在的位置，定位的误差一般是几米。GPS信号接收需要车辆具有卫星的视野，因此在城市中心区域可能由于建筑物的遮挡而使该技术的使用受到限制。GPS是很多车内导航系统的核心技术。很多国家已经或者计划利用车载卫星GPS设备来记录车辆行驶的里程并据此进行收费。

    6、探测车辆和设备

    部分国家开始部署所谓的“探测车辆”，它们通常是出租车或者政府所有的车辆，配备了DSRC或其他的无线通信技术。这些车辆向交通运营管理中心汇报它们的速度和位置，管理中心对这些数据进行整合分析得到广大范围内的交通流量情况以检测交通堵塞的位置。同时有大量的科研工作集中在如何利用驾驶员持有的移动电话来获得实时的交通流量信息，移动电话所在的车辆位置信息能够通过GPS系统实时获得。例如，北京已经有超过10000辆出租车和商务车辆安装了GPS设备并发送它们的行驶速度信息到一个卫星。这些信息将最终传送到北京交通信息中心，在那里这些信息经过汇总处理后得到了北京各条道路上的平均车流速度状况。

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