车载通信系统——物联网和下一代ITS中的关键技术
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智能交通系统的前沿技术智能交通系统(Intelligent Transportation System, ITS)是指利用现代信息技术和通信技术,以及交通运输管理和控制技术,对交通系统进行信息采集、分析、处理和传输,实现交通组织、管理和控制的一种先进的交通运输管理系统。
随着科技的不断发展和创新,智能交通系统的前沿技术也在不断涌现。
本文将介绍几种智能交通系统的前沿技术。
一、物联网技术物联网技术是指将各种物理设备通过互联网连接起来,实现信息的互通和共享。
在智能交通系统中,物联网技术可以实现车辆与交通设施的无缝连接,实时获取道路状况、交通流量等信息,从而提供精准的交通管理和调度。
例如,通过安装在路网上的传感器,可以实时监测道路的流量和拥堵情况,并将这些信息传输给车辆导航系统,帮助驾驶员选择最佳的路线。
二、人工智能技术人工智能技术是指模拟和延伸人的智能行为的一门学科,其中包括机器学习、自然语言处理、计算机视觉等技术。
在智能交通系统中,人工智能技术可以通过对车辆和道路环境的分析和识别,实现交通事故的预测和预警。
例如,基于计算机视觉技术的交通监控系统可以实时监测路口的交通情况,当出现违规行为或事故风险时,及时向相关部门发送预警信息,以避免事故的发生。
三、大数据分析技术大数据分析技术是指通过对大规模数据的采集、存储、处理和分析,提取有价值的信息和知识。
在智能交通系统中,大数据分析技术可以通过对交通流量、路况、事故等数据的分析,帮助交通管理部门做出智能化的决策。
例如,基于大数据分析技术的交通预测系统可以通过历史交通数据和实时交通信息,预测未来道路的拥堵情况,以便优化交通流量和减少交通拥堵。
四、无线通信技术无线通信技术是指在无线电波传播条件下进行信息传输的技术,包括蜂窝网络、卫星通信、车载通信等。
在智能交通系统中,无线通信技术可以实现车辆与车辆、车辆与交通设施之间的实时通信。
例如,通过车载通信设备,车辆可以与交通管理部门、其他车辆进行实时通信,及时获取交通信息,避免事故的发生。
新能源汽车数字化转型路径及关键技术随着环境保护意识的不断增强和对传统燃油汽车的限制,新能源汽车逐渐成为未来汽车发展的重要方向。
而数字化转型在新能源汽车行业中也扮演着至关重要的角色。
本文将探讨新能源汽车的数字化转型路径以及关键技术。
一、新能源汽车数字化转型路径1. 数据采集与传输:新能源汽车的数字化转型首先需要对车辆进行数据采集与传输。
通过安装传感器和控制单元,可以获取车辆的各种运行数据,如电池状态、车速、温度等。
这些数据可以通过车载通信系统传输到云平台,为后续的数据分析和应用提供基础。
2. 数据存储与管理:云平台将成为新能源汽车数字化转型的核心,承担数据存储与管理的重要任务。
通过云平台,可以对大量的车辆数据进行存储、分类和管理。
同时,云平台还可以提供数据的备份与恢复、权限管理等功能,确保数据的安全性和完整性。
3. 数据分析与挖掘:新能源汽车数字化转型的另一个重要环节是数据分析与挖掘。
通过对大量的车辆数据进行分析,可以提取出有价值的信息和知识。
比如,可以通过数据分析来了解电池的健康状况,预测电池的寿命;可以通过数据分析来优化车辆的能耗,提高续航里程等。
4. 应用开发与集成:数据分析的结果可以为新能源汽车的应用开发和集成提供依据。
通过开发适用于新能源汽车的应用程序,可以实现对车辆的智能管理和优化控制。
比如,可以开发出针对电池管理的应用,实现电池的自动充放电控制;可以开发出针对能耗管理的应用,实现车辆的能源优化调度。
二、关键技术1. 物联网技术:物联网技术是新能源汽车数字化转型的基础。
通过物联网技术,可以实现对车辆数据的采集、传输和管理。
同时,物联网技术还可以实现车辆与云平台、其他车辆之间的互联互通,为新能源汽车的智能化提供支持。
2. 大数据技术:新能源汽车产生的数据量巨大,需要借助大数据技术进行存储、管理和分析。
通过大数据技术,可以高效地存储和管理海量的车辆数据,同时可以利用数据挖掘和机器学习等技术提取有价值的信息。
车联网体系结构及其关键技术
汽车联网体系结构及其关键技术:
一、汽车联网体系的基本架构
1. 传感层:包含车载传感器、物联网节点等,可实时监控车辆状态,
并传输信息实时更新。
2. 运输层:采用移动通信网络,包括GSM、CDMA等,为汽车联网提
供固定可靠的交通保障。
3. 网络层:网络架构综合多种网络技术标准,如MS Exchange、HTTP、UDP 等协议,保证汽车联网安全可靠。
4. 应用层:软件设计技术,实现车辆诊断、控制、保养和维修等功能,为智能汽车的发展提供支撑。
二、汽车联网关键技术
1. 无线感知:通过建网和协调信息合作,实现高性能的路由模型,实
现无线访问网络,改善基础设施。
2. 车辆控制:通过精密定位系统以及传输和交互,实现车辆远程控制
功能,保证汽车的安全准确性。
3. 汽车数据集成:通过实时传输和处理数据,可以实现数据的集成、
管理和分析,实现数据的各项分析功能。
4. 服务发现:基于GSM/GPRS和Wifi的收发及车辆智能物联网技术,
实时监控、收集和识别车辆状态,使用精确服务路径、延迟优化等技
术,保证汽车联网系统实时可用性。
5. 安全管理:基于安全网络服务,采用静态分析、动态分析等手段,实现汽车联网系统的安全和有效管理,并保护数据安全。
《基于IMS的融合通信关键技术研究》一、引言随着信息技术的飞速发展,通信技术也日益显现出其重要性。
在众多通信技术中,基于IMS(IP多媒体子系统)的融合通信技术已成为当今研究的热点。
IMS技术以其灵活、开放、可扩展的特点,在多媒体通信、语音通信、数据传输等方面表现出强大的优势。
本文将深入探讨基于IMS的融合通信关键技术的研究。
二、IMS技术概述IMS(IP多媒体子系统)是一种基于IP的多媒体业务子系统,它是基于会话初治网的概念建立的一个标准化框架。
通过使用SIP(会话初始化协议)等技术,实现多终端设备接入,并可为用户提供各种实时或非实时的业务,如语音、视频、即时消息等。
IMS的核心优势在于其灵活性、开放性和可扩展性,使其能够适应不同设备和不同业务的需求。
三、融合通信关键技术研究1. 终端融合技术终端融合技术是实现不同终端设备接入IMS的关键技术。
通过采用统一的协议和接口,实现不同终端设备的互通和互操作。
此外,还需要考虑终端设备的兼容性、性能和安全性等问题。
2. 业务融合技术业务融合是实现IMS提供多种业务的关键技术。
通过将语音、视频、即时消息等业务进行融合,为用户提供统一的业务体验。
同时,还需要考虑业务的灵活性和可定制性,以满足不同用户的需求。
3. 安全技术安全技术是保障IMS系统正常运行的关键技术。
通过采用加密、认证、授权等安全措施,保障用户数据和业务的安全。
此外,还需要考虑系统的抗攻击能力和容灾备份等问题。
四、基于IMS的融合通信系统架构基于IMS的融合通信系统架构主要包括接入层、控制层和应用层。
接入层负责不同终端设备的接入和互通;控制层负责业务的控制和调度;应用层则提供各种业务应用。
其中,控制层是整个系统的核心,采用SIP协议进行信令传输和控制。
五、关键技术挑战与解决方案1. 异构网络融合问题在异构网络环境下,如何实现不同网络之间的互通和互操作是一个重要的挑战。
解决方案包括采用统一的协议和接口标准,以及引入网络协议转换和映射等技术。
物联网概论课程结课论文题目基于物联网的智能交通现状及未来展望学院专业姓名学号__2015_年_12_月_1_日基于物联网的智能交通现状及未来展望【摘要】近年来,我国城市化进程飞速发展,汽车普及进程也随之加快,由此所带来的各种交通问题逐渐凸显,交通拥堵、道路事故和城市大气污染等问题已成为交通结构中的通病。
如何有效缓解路面交通拥堵、减少事故发生,除必要时紧急预案外,还应从全局、科学的角度去考虑。
随着物联网技术的发展,物联网的优势将在智能交通领域得到充分发挥,基于物联网的新一代智能交通管理系统正在逐步进入我们的生活,为实现智能、安全、高效、环保的目标,以车联网为主要内容的智能交通解决方案正在被管理部门越来越多地提及,这也是未来我国交通发展应该看到的图景。
关键词:物联网;智能交通;智能交通系统无论是发达国家还是发展中国家,道路建设速度永远赶不上汽车增长的速度,交通拥堵愈演愈烈,与之相关的环境污染等问题也愈发严重。
这些问题不能仅靠政府颁布限购、限号等政策来治理, 要用物联网下的智能交通来解决。
因此,在大力发展各项基础设施的同时,如何在现有路况下实现对人、路、车的有效监控,实现道路利用效率的最大化, 便成了有效解决目前交通拥堵问题的当务之急。
幸运的是,一种高度信息化、可合理利用道路资源、可实现车辆与行人最佳流动的交通解决方案一一智能交通系统(ITS)己应运而生。
据预测, 未来10年内智能交通管理系统的市场规模将在450亿左右。
一、物联网与智能交通1、物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。
顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。
这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
《车联网系统架构及其关键技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高,车联网(Internet of Vehicles,IoV)已成为当今科技发展的重要方向之一。
车联网通过实现车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与行人之间的信息交互,为智能交通系统提供了强大的技术支持。
本文将详细探讨车联网系统架构及其关键技术研究,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、车联网系统架构车联网系统架构主要包括感知层、网络层和应用层三个部分。
1. 感知层感知层是车联网系统的最底层,主要负责对车辆、道路、交通等环境信息的感知和采集。
这一层通过传感器、摄像头、雷达等设备,实时获取车辆周围的环境信息,包括道路状况、交通信号、行人动态等。
此外,还包括对车辆自身状态信息的感知,如车速、油耗、轮胎压力等。
2. 网络层网络层是车联网系统的核心部分,主要负责将感知层采集的信息进行传输和处理。
这一层通过无线通信技术(如4G/5G网络、Wi-Fi等)实现车辆与车辆、车辆与基础设施之间的信息交互。
同时,网络层还需要对传输的数据进行加密和安全处理,保障信息传输的可靠性和安全性。
3. 应用层应用层是车联网系统的最上层,主要负责将网络层处理后的信息提供给用户使用。
这一层包括智能导航、自动驾驶、交通管理等功能,可以根据用户需求进行定制化开发。
此外,应用层还可以对车联网系统进行远程监控和管理,提高系统的可靠性和稳定性。
三、关键技术研究车联网系统的关键技术包括传感器技术、无线通信技术、云计算技术等。
1. 传感器技术传感器技术是车联网系统的重要组成部分,主要负责对车辆和环境信息的感知和采集。
目前,常见的传感器包括GPS、激光雷达、摄像头等。
随着传感器技术的不断发展,其精度和可靠性得到了极大的提高,为车联网系统的实时感知提供了强有力的支持。
2. 无线通信技术无线通信技术是实现车联网系统信息交互的关键技术。
目前,4G/5G网络和Wi-Fi是常用的无线通信技术。
通信技术在智能交通系统中的应用智能交通系统(ITS)是指通过各种先进的信息与通信技术,将道路交通管理、交通运输以及交通安全等各个层面进行智能化的综合性系统。
通信技术在智能交通系统中发挥着重要的作用,具有许多应用场景和潜力。
本文将探讨通信技术在智能交通系统中的应用。
一、车联网技术车联网技术是指通过通信技术将车辆与交通管理中心、其他车辆以及道路设施等进行连接的技术。
利用车联网技术,交通管理中心可以实时监测车辆的位置、速度和行驶状态等信息,从而进行实时的交通管理和调度。
车辆之间也可以通过车联网技术进行信息的交互,提高交通的流畅性和安全性。
车联网技术还可以应用于自动驾驶技术中。
通过车辆之间的通信,可以实现车辆之间的协同行驶和信息共享,提高自动驾驶的精度和安全性。
此外,车联网技术还可以用于车辆的远程监控和远程控制,方便车主对车辆进行管理和操作。
二、智能交通信号灯控制传统的交通信号灯控制是基于时间间隔来进行的,无法根据实际交通流量的变化进行智能调整。
而借助通信技术,智能交通信号灯控制可以实现实时的交通流量感知和调整。
通过在信号灯上安装传感器,可以实时检测道路上的车辆数量和流量情况。
这些数据可以通过通信技术传输到交通管理中心,然后根据实时的交通情况,智能调整信号灯的时间间隔,以最优化交通流量和减少拥堵。
此外,智能交通信号灯控制还可以通过与人行横道和触发器相结合,实现智能的行人优先控制。
当有行人需要过马路时,系统可以实时感知到,并及时调整信号灯的时间间隔,确保行人的安全通行。
三、智能交通信息服务通信技术在智能交通系统中还可以提供各种智能交通信息服务。
比如,通过车载导航系统和手机应用程序,驾驶员可以获得实时的路况信息、交通事故报告以及最佳的行车路线等。
这些信息是通过与交通管理中心和其他车辆之间的通信来实现的。
智能交通信息服务还可以提供车辆定位、防盗追踪等功能。
当车辆出现被盗现象时,车主可以通过手机应用程序向交通管理中心发送报警信息,交通管理中心可以及时追踪车辆位置并作出相应的处理。
车联网的关键技术及其应用研究摘要:车联网融合了人、车、路、周边环境等相关信息,可以为人们提供综合服务。
是物联网在汽车行业的典型应用。
汽车的互联网驱动下,传统汽车从代步工具到数据终端演变,相关研究表明,在车辆联网应用的初始阶段,可以显著降低能耗和废气排放,缓解城市交通拥堵,显著降低车祸率80%以及30%至70%死亡人数。
关键词:车联网;关键技术;应用前言随着科技的发展,人类的生活方式变得越来越智能化,与此同时,科技也在改变着人们日常出行的交通环境。
通信设备的多样化,使得汽车和公路也日益智能化,在这种大环境下,车联网以及针对车联网的相关应用发展也必然成为趋势。
车联网概念来自于物联网,是由车辆位置、速度和行驶轨迹等各种信息组成的巨大数据交换网络,也是智能城市的标志之一。
近年来,以车载OBD模式的车联网悄然兴起,通过智能手机可以实现娱乐、路况、位置、导航、救援等,同时也可以实现汽车各类服务、防盗、实时车况等功能,极大解决了车主的用车安全问题。
1车联网的定义目前,车联网还没有明确的定义,根据中国物联网校企联盟的定义,车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。
运用各种先进技术,收集、处理和共享大量信息,使车辆、行人、道路和城市网络等相互关联,实现了车与车、车与路、车与人、车与环境的智能协同。
2车联网发展概况2.1车联网市场总体情况据统计,全球2018年车联网的市场规模有望达到390亿欧元,2020年全球市场达到500亿欧元。
而2020年车联网用户将超过4000万,渗透率将超过20%,市场规模将达到2000亿元人民币。
当前车联网的主要业务还是以TSP (TelematicsServiceProvider)业务和智能安全驾驶为主。
前者主要包括远程信息服务(例如车辆管理、交通信息、高精地图)以及生活娱乐服务(例如游戏、视频、车载智能家居等)。
后者则以安全和辅助驾驶、编队行驶、自动驾驶为主。
车联网产业最大的特点就是跨越服务业与制造业两大领域,服务业和制造业相互渗透融合。
MIMO配对原则介绍多输入多输出(MIMO)是无线通信领域中的一种技术,它可以同时使用多个天线进行通信和接收信号。
MIMO配对原则是在实际应用中为了提高无线传输效率和质量而采用的一种原则。
MIMO技术原理MIMO技术的原理是利用多个天线进行信号传输和接收,通过在时域和空域上对多通道进行编码和解码,从而提高数据传输速率和系统容量。
MIMO系统中的每个天线可以独立地传输不同的数据流,因此可以同时传输多个数据流,从而实现更高的数据传输速率。
在接收端,通过对所有接收到的信号进行处理,可以通过多个发射天线传输的信号来提取更多的信息,从而提高接收性能。
MIMO配对原则的意义MIMO配对原则是为了最大限度地提高无线传输效率而采用的一种原则。
通过使用多个天线进行传输和接收,可以提高数据传输速率、提高信号传输质量和增加系统容量。
MIMO配对原则可以在保持现有信道质量的情况下,通过增加天线数目来提高通信质量和覆盖范围,特别适用于室内覆盖和高速移动通信环境。
MIMO配对原则的应用无线通信系统MIMO技术已经广泛应用于各种无线通信系统中,如LTE、Wi-Fi、蜂窝网络等。
在这些系统中,通过使用MIMO技术,可以提高系统的容量和覆盖范围,同时提高数据传输速率和传输质量。
物联网随着物联网的快速发展,对无线通信系统的要求越来越高。
MIMO配对原则可以为物联网提供更可靠和高效的无线通信解决方案,提高通信效率和可靠性。
车联网在车联网领域,MIMO配对原则可以为车载通信提供更稳定和高速的无线连接。
通过利用车辆上的多个天线,可以同时传输多个数据流,提高车载通信的传输速率和可靠性。
5G通信MIMO技术是5G通信的关键技术之一。
通过使用MIMO技术,可以在5G无线网络中实现更高的数据传输速率和更好的传输质量,满足未来大规模连接和高速传输的需求。
MIMO配对原则的优势和挑战优势1.提高传输速率:通过使用多个天线,可以同时传输多个数据流,从而大大提高传输速率。
ITS在道路交通中的应用智能交通系统(ITS)在道路交通中的应用已经成为现代城市交通管理的重要方向。
借助先进的通信、电子、计算机等技术,ITS能够有效地提高道路运输效率,增强交通安全,减少交通拥堵,并为应急救援提供重要支持。
以下是ITS在道路交通中的一些具体应用。
1.车辆导航系统:利用全球定位系统(GPS)和其他定位技术,车辆导航系统可以实时获取车辆的位置信息,为驾驶员提供最佳路线建议,从而帮助他们避开拥堵,减少行驶时间。
此外,车辆导航系统还可以提供实时交通信息,如路况、事故情况等,使驾驶员能够更加明智地选择行驶路线。
2.交通信息发布系统:该系统利用各种传感器和数据分析技术,实时监测道路交通情况,并将相关信息发布给公众。
例如,通过手机应用程序、广播电台、道路标志等途径,向驾驶员提供路况、事故、天气等信息,帮助他们合理规划出行路线。
3.协同驾驶系统:该系统通过车与车之间以及车与基础设施之间的通信,实现信息的共享和协同。
例如,车辆可以通过协同驾驶系统实时获取其他车辆的位置和速度信息,从而进行安全驾驶的决策。
此外,基础设施可以利用协同驾驶系统向车辆发送交通信息,如交通信号灯的状态、道路状况等。
4.智能交通信号控制:通过实时监测道路交通流量,智能交通信号控制系统能够自动调整信号灯的灯光时序,以提高交通效率。
例如,当某个方向的车流量减少时,信号灯可以自动调整为绿信比更高的配时方案。
此外,该系统还可以根据实时交通信息对信号灯进行动态控制,以应对突发交通事件。
5.电子收费系统:电子收费系统利用车载设备和道路侧设备进行通信,实现快速、便捷的收费。
当车辆通过收费站时,车载设备会自动识别并扣费,大大减少了停车时间。
此外,电子收费系统还可以提供动态的通行费率,以鼓励驾驶员避开拥堵时段或选择更高效的路线。
6.智能停车系统:通过物联网技术和数据分析,智能停车系统能够实时监测道路旁或建筑物内的停车位使用情况,并将相关信息发布给驾驶员。
车联网体系结构及关键技术分析摘要:随着我国社会经济的发展,人们生活水平不断提升,人均汽车拥有量不断上升,增加了城市交通的压力,道路承载容量接近饱和,交通安全问题和环保问题日益严峻,对城市的发展产生极为不利的影响。
在这种背景下,企业联网技术的发展,在缓解城市交通压力,提升交通运输效率,疏散交通方面发挥了十分重要的作用。
国外有很多国家开启了智能交通和车辆信息系统,提升了汽车智能驾驶水平,满足了城市良性发展的基本要求。
因此,本文主要针对车联网体系结构及关键技术进行分析。
关键词:车联网体系;结构;关键技术车联网来源于物联网,主要以车辆作为基本的信息单元,整合车辆资源,能够有效改善城市交通现状,丰富信息交通方式,实现了智能化的交通管理。
因此,本文首先分析物联网基础的相关内容,然后结合实际情况,对车联网概念、体系、架构以及关键技术进行分析,从而为当前车联网的发展提供借鉴和帮助。
一、车联网的内容车联网利用电子标签获取车辆的行驶属性和实际运行的状态系想你,利用GPS技术对车辆进行定位,从而获得车辆行驶的位置等信息,通过无线传输技术,实现了汽车联网信息的共享。
通过RFID和传感器获得道路、桥梁等基础设施的基本情况,最大限度实现信息的共享与传输,为车辆驾驶提供高质量的交通服务。
第一,从技术角度来看,车联网技术主要包括电子标签技术、位置定位技术、无线传输技术、数字广播技术、网络服务平台技术,各个技术之间是相互联系,密切配合。
第二,从系统交互的角度来看,具体包括测车辆通信系统、车与人通信系统以及车与路通信系统等。
在车辆通信系统中,可以加强物与物之间的通信,让任何一辆车都可以成为服务器,当作重要的通信终端。
车与路通信系统可以让车辆能够提前获得道路基本运营情况,是否便于车辆行驶。
车与综合信息平台通信系统汇集了大量的车辆行驶信息,为驾驶人员提供信息、出行等方面的信息。
第三,从应用角度来看,车联网技术主要分析监控应用系统、安全系统以及路况信息系统以及安全保障系统。
实现车联网的五大关键技术车联网关键技术1 C-V2X 通信2015 年2 月,3GPP SA1 正式启动了LTE-V2X 业务需求研究项目,拉开了LTE-V2X 技术在3GPP 各小组的标准化序幕,并于2017 年 3 月完成V2X 第一阶段标准的制定。
按C-V2X 按业务模式可以分为以下 4 类,包括:V2N(vehicle-to- network)通信,包括动态地图下载,自动驾驶相关线路规划、远程控制等;V2V(vehicle-to-vehicle)通信,包括核心防碰撞,避拥塞等安全类应用,V2V 安全类应用不受限于网络覆盖;V2P(vehicle-to-pedestrian)通信,车与人之间通信,主要用于行人安全;V2I(vehicle-to-infrastructure)通信,用于车与道路设施之间通信,提供或接受本地道路交通信息。
同时C-V2X 根据接口的不同又可分为V2X-Direct 和V2X-Cellular 两种通信方式,如图所示。
V2X-Direct通过PC5 接口,采用车联网专用频段(如5.9GHz),实现车车、车路、车人之间直接通信,时延较低,支持的移动速度较高,但需要有良好的资源配置及拥塞控制算法。
V2X-Cellular 则通过蜂窝网络Uu 接口转发,采用蜂窝网频段(如8GHz)。
具体的PC5 口和Uu 口对比如下表所示。
2 边缘云车联网业务中有关驾驶安全类业务的主要特征是低时延、高可靠。
在时延需求上,辅助驾驶要求20~100ms,而自动驾驶要求时延可低至3ms。
边缘云是在现有移动网络中实现低时延业务的使能技术之一。
移动多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing,MEC)是在靠近人、物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。
物联网技术在智能交通中的应用1. 引言智能交通系统(Intelligent Transportation Systems, ITS)是指通过集成先进的通信、传感、控制和计算技术,实现交通基础设施与交通工具之间的智能信息交互,以及对交通系统运行的智能化管理和控制。
物联网(Internet of Things, IoT)作为一项关键技术,正逐渐渗透到智能交通领域,为交通行业带来创新和变革。
2. 物联网技术在智能交通中的应用概述物联网技术在智能交通中的应用主要体现在以下几个方面:- 车辆智能监控:通过车载传感器和物联网技术,实时监测车辆运行状态、位置、速度等信息,提高道路安全性。
- 交通流量管理:利用物联网传感器收集交通流量数据,实现实时交通监控,动态调整信号灯,优化交通流。
- 路边基础设施管理:利用物联网技术监控和管理路边基础设施,如照明、标志、标线等,实现节能和维护自动化。
- 公共交通管理:通过物联网技术实现公共交通车辆的实时追踪和管理,提供实时公交信息,优化公交运营。
- 碰撞预警与紧急响应:通过车载物联网设备,实现车辆间的通信,提供前方碰撞预警,减少交通事故。
3. 关键技术物联网在智能交通中应用的关键技术主要包括:- 传感器技术:用于收集车辆、道路和环境信息,是物联网的基础。
- 通信技术:包括车联网通信(如DSRC、C-V2X)、互联网和移动通信网络,用于数据的传输。
- 数据处理与分析:大数据技术、人工智能算法等用于处理和分析收集到的数据,提供决策支持。
- 云计算与边缘计算:提供数据存储、处理和分析的强大能力,实现资源优化配置。
4. 挑战与展望- 标准化与兼容性:由于涉及多个技术和行业,标准化和兼容性问题亟待解决。
- 数据安全和隐私:大量数据的收集和传输需确保安全性和保护个人隐私。
- 技术成熟度:物联网技术在智能交通领域仍处于发展阶段,需进一步成熟和完善。
5. 结论物联网技术在智能交通中的应用具有广阔的前景,能够有效提升交通系统的效率、安全和环保水平。
车载通信系统——物联网和下一代ITS中的关键技术摘要:交通由人、车、路三者所组成,车载通信通过ITS技术、传感器网络技术手段,将物联网与道路交通有机地结合,实现人车路三者的互联互通。
开展对车载通信系统的研究和开发,是ITS领域研究的前沿热点,是物联网和下一代ITS中的关键技术,将促进ITS的发展,对改善交通和提高行车安全、实现节能减排、带动产业发展都有着重大的推动作用。
关键词:ITS 车载通信无线通信网络物联网1.前言智能交通以交通需求为导向,以信息技术为手段,通过全面提升交通安全、效率和服务品质为目的,充分利用交通的、空间的、时间的和移动的资源,形成人车路协同发展的新交通系统。
在“九五”、“十五”、“十一五”国家科技攻关计划关于智能交通项目实施基础上,在城市道路交通方面,北京实施了‘科技奥运’智能交通应用试点示范工程,广州、中山、深圳、上海、天津、重庆、济南、青岛、杭州等作为智能交通系统示范城市也各自进行了有益的尝试;在高速公路方面,我国内地大多数省区实现了省区内不同范围的收费系统联网。
同时,一批涉及城市和城间道路交通管理的智能交通关键技术及共性技术研究以及车载信息装置、交通信息采集设备、车辆安全辅助驾驶、专用短程通讯设备以及RFID技术等都进行了不同程度的开发和应用。
尽管我国的ITS研发和应用取得了很大的进展,但是目前仍有不少改进的空间。
例如,大部分系统都是单一的系统,在实际运行中总是各自为政,彼此缺乏沟通意识和协作机制,造成了大量功能和数据被闲置,导致了ITS的智能化程度无法进一步深入。
另外,交通系统作为一个由人、车、路三者共同组成的大系统,三者之间的沟通发挥着越来越重要的作用。
随着信息技术尤其是无线通信技术的发展,如何利用信息技术和ITS的研究成果,形成以人为本、车路互通的交通传感网络,进一步改善城市交通的管理和服务水平是目前一个迫切需要研究的问题。
在如何进一步发展ITS应用的问题上,世界各国不约而同的将注意力集中在车载通信系统上。
所谓车载通信系统,是在智能交通系统、传感器网络技术发展基础上,在车辆上应用先进的无线通信技术,实现交通高度信息化、智能化的手段。
通过发展车载通信系统,可以有效的填补交通系统中车辆缺乏沟通能力的空白,从而实现车辆对道路环境的感知,以及行人和控制中心对车辆运行状态的感知,这个发展方向与目前炙手可热的物联网概念不谋而合,正是物联网与道路交通结合的具体表现。
开展车载通信系统的研究和开发,是当前ITS 领域研究的前沿热点,将促进下一代ITS的发展,对改善交通和提高行车安全、实现节能减排、带动产业发展都有着重大的推动作用。
2.国内外研究现状近几年来,欧美、日本等发达国家陆续将大量人力物力投入到车载通信和下一代ITS的相关研发中。
欧盟和欧洲各国政府极为重视汽车安全和智能交通,资助了多项关于道路驾驶安全的研究项目。
这些项目大部分都建立在车载通信的基础上,包括为驾驶者提供安全辅助信息的SAFESPOT[1],研究道路监测设备网络信息提供的COOPERS[2],以解决无线自组网信息安全问题为主的SeV eCom[3],和专注于驾驶安全技术集成的PREvent[4]等等;类似的项目还有GST[5]、FleetNet[6]、Network on Weels[7]、CarTalk2000[8]等。
欧盟以及汽车制造业代表还成立了相应的组织,以解决车载通信的研发和部署中所遇到的相关问题。
美国由政府交通部发起,多个州的交通部门和汽车及通信产业机构共同参与的IntelliDrive[9]研究计划,其前身为V ehicle Infrastructure Integration(即车路一体化)项目,研究内容主要涵盖了车载通信及其安全应用等方面,为美国实施下一代ITS的重要战略目标打下了基础。
除了此外,也开展了其他相关课题的研究,例如马里兰大学的基于车辆自组网的交通监控设备TrafficView[10],利用移动自组网络和车辆间通信技术,将车载通信平台作为交通信息的采集手段和发布媒介;在此基础上,又构建了StreetSmart的交通堵塞发现与信息发布系统[11]。
日本在98年左右,就建成了基于UMTS系统的VICS(车辆信息通信系统)服务,这项服务由政府免费提供,市民只需要支付导航器的费用,就可以享受到无偿的交通信息服务。
目前,日本政府以及相关产业正着手研发下一代的智能交通系统SMARTWAY[12],计划用5年的时间在重要道路上覆盖路况认知传感器,构建智能汽车系统、智能道路系统、车路间协调系统,并通过光纤网络与互联网连通,实现交通信息的实时发布。
我国现在已有一部分高校和研究机构开展了相关的研究,例如,国家科技攻关专题“智能公路技术跟踪”,国家863课题“智能道路系统信息结构及环境感知与重构技术研究”、“基于车路协调的道路智能标识与感知技术研究”等,在车载通信方面也已有一些研究[13]。
然而,与国外相比,我国目前的研究仍处于较初级的阶段,大部分研究都较为零散而交叉,所需要完成的工作还比较多;启动相关的科研攻关计划,并配以一定的政策引导,对该ITS 领域的发展有着重要的意义。
3.主要研究内容及关键技术作为一项涉及到多门学科的技术,车载通信具有相当丰富的研究内容,既需要信息通讯技术的背景知识,也要求研究者对城市交通尤其是微观交通特性有充分的了解。
在构建基于智能数据处理和车载通信的车路协同技术框架基础上,目前,车载通信研究的热点以及所需解决的问题主要集中在以下几个方面:车用传感技术汽车传感器是交通物联化的基础,是车辆感知自身运行状态的重要信息源,包括驾驶操控状态、运行环境和异常状况等信息都需要通过它们来采集。
车用传感技术目前正处于高速发展阶段,磁敏、气敏、力敏、热敏、光电、激光等各种传感器层出不穷,一辆新出厂的家用轿车将安装接近上百个传感器。
这些传感技术都源于国外,要发展我国自主的车用传感器研发和制造事业,还需要大量科研和生产经验的积累。
车辆自组网V ANET 车与车通信是车载通信系统中的一项重要技术,通过交换运行状态信息,可以构建包括驾驶安全信息等多方面的应用服务。
目前车车通信的难点集中在无线网络的实现上,研究人员在参考了通信领域中移动自组网(MANET)的基础上,提出了车辆自组网V ANET的概念。
但是,作为具有高速移动性的对象,车辆给V ANET的设计带来了许多挑战,结合现实中车辆运行的轨迹,分析各种设计思想对组网的影响,是目前该领域的研究趋势。
车路通信除车车通信外,车路通信也是车载通信系统的重要研究内容。
车路通信是交通环境中人车路三个系统互联互通的重要环节:车辆将运行数据提交到道路监测网络,进而作为动态交通信息上传到指挥中心,又通过指挥中心和附近车辆发布的信息,获得驾驶安全、道路和停车场使用状况的实时数据,实现车与路的一体化;另外,指挥中心可以将有用的车辆信息公布到互联网上,以便行人通过手持设备进行查询。
以车车通信与车路通信为代表的互联化将给现有的城市交通运行带来崭新的面貌。
智能数据处理车载通信系统通过交通的物联化和互联化,构建智能交通处理平台,对路网交通均衡与个体车辆路径进行分配,并对行车安全进行快速预警,为居民出行带来巨大的便利,但是道路上不断更新的信息和决策也给交通处理平台处理能力提出了新的挑战。
如何迅速的处理海量交通数据并实时的提供智能控制和决策支持,是亟待解决的一个问题,而采取先进的计算手段,包括云计算、数据挖掘和模式识别等等,是目前解决这一问题的必然趋势。
结合智能化计算方法分析车载通信系统中的信息处理问题,也是相关研究的重点。
4.政策确立和实施战略车载通信系统对物联网和下一代ITS的部署有着重要的战略意义,它涉及多种技术的应用和集成,需渐进的研发和产业化过程;也涉及多个国家业务部门的管理业务。
因此,国家应从技术研发、系统的应用、产业化以及工程建设等方面对车载通信技术给予资金的持续支持,与此同时,国家层面需要出台相关支持车载通信技术应用和产业化的政策。
除此以外,为了加速和规范化车载通信未来十年的发展,可以针对两个方面制定相应的发展战略:1) 示范工程车载通信系统的部署是一个渐进式的过程,有智能交通信息系统和道路配套设施以及城市居民的认同都必不可少,因此示范工程的开展是十分必要的,可以在“十五”攻关的智能交通系统示范城市中选择作为示范工程城市。
除此之外,示范路的试验作用也对研发阶段的车载通信项目有着重要的意义,例如,美国的IntelliDrive在旧金山和底特律,欧盟的SAFESPOT项目在欧洲多个国家都开展了相应的示范工程。
要顺利的部署车载通信系统,并与现有的ITS无缝结合,可以在我国已具备ITS应用基础的城市中选择示范路或者示范车型作为工程应用的示例,并总结在试运行阶段的经验和问题,使同类系统得到改进和更大规模的普及。
2) 与无线城市项目的结合无线城市是近些年新出现的一个概念,以覆盖整个城市的无线网络为居民提供接入服务,我国已有包括北京、上海、广州和深圳等城市已经明确了无线城市的建设计划。
将车载通信网络的部署与无线城市的建设结合起来,实现无线接入点的功能复用,一方面能够大大减少两项建设的资金投入,另一方面也能大大丰富无线城市的服务内涵,从而建立一套以城市公共服务为主要应用的信息调度平台。
5.结束语城市交通,是现代城市运作的根本保障之一。
车载通信系统通过车车、车路通信将交通参与者、交通工具及其环境有机结合,提高交通系统的安全和效率,是智能交通系统发展的必然趋势。
尽早启动车载通信技术和系统的相应科研计划,占领相应的科技战略高地,对物联网和下一代ITS的部署有着重要的意义,也能为城市经济发展和居民出行带来巨大而实实在在的好处。
参考文献[1] "SAFESPOT", [2] "COOPERS", www.coopers-ip.eu[3] "SEVECOM", [4] "European project PReVENT-Intersafe", [5] "GST", [6] H. Hartenstein et al., "Position-A ware Ad Hoc Wireless Networks for Inter-V ehicle Communications: The FleetNet Project, " MobiHoc'01: Proc. 2nd ACM Int'l. Symp. Mobile Ad Hoc Networking & Computing, New Y ork: ACM Press, 2001, pp.259–262.[7] "Network on Wheels", work-on-wheels.de[8] "CarTalk2000", [9] "IntelliDrive", [10] T. Nadeem, S. Dashtinezhad, C. Liao, and L. If TOD e. "Traffic view: Traffic data dissemination using car-to-car communication," In ACM Sigmobile Mobile Computing and Communications Review, Special Issue on Mobile Data Management, V ol. 8, No. 3, July 2004. [11] S. Dornbush and A. Joshi, "StreetSmart traffic: Discovering and disseminating automobile congestion using V ANET’s, " in IEEE V ehicular Technology Conference, (Dublin, Ireland), April 2007.[12] Kikuchi H, Kawasaki S, Nakazato G. "ITS in Japan: Current status and future directions. In: 7th World Congress on Intelligent Transport Systems," pp. number 3149. Turin, Italy, 2000. [13] 孙熙,李夏苗.V ANET在城市道路交通管理中的应用研究. 陕西科技大学学报, 2008, 26(2):107-109.。