物联网的概念及其在交通运输中的应用

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,物联网的概念及其在交通运输中的应用,目录,引言,物联网与智能交通,智能交通物联网行业标准,智能交通物联网商业模式,物联网平台,智能交通行业中无处不在利用物联网技术、网络和设备来实现交通运输的智能化，其与物联网的结合是必须的也是必然的。,2011,年后，交通运输部陆续发布了,公路水路交通运输信息化十二五发展规划,和,公路水路交通运输十二五科技发展规划,，提出充分利用物联网技术发展智能交通更是为智能交通的发展提供了新的助力。智能交通行业已被公认是物联网产业化发展落到实际应用的最能够取得成功的优先行业之一，必将能够创造出巨大的应用空间和市场价值，对国民经济发展产生重要影响。,一、引言,二、,物联网与智能交通,物联网的概念于1999年由美国麻省理工大学提出，早期物联网是依托RFID技术的物流网络，随着技术和应用的发展，内涵已经发生很大变化,。,通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。,国际形势：物联网重塑国家长期竞争力,国内物联网现状,北京：打造中国物联网产业发展中心，解决拥堵，方便出行。,上海：物联网技术应用到世博的交通监控上，通过视频与传感器技术结合的方式，对车辆进行监控。,江苏：无锡惠山区经济开发区国内首个基于物联网的智能交通项目,惠山智能交通示范工程启用。,此外郑州、深圳其他大中城市也开始提案应抓住机遇将物联网技术率先应用于智能交通领域中。,物联网的体系架构,基于感知信息的应用服务,传输感知层信息,获取并处理物品信息,物联网的应用架构,物联网技术发展趋势,应用孤岛,云计算平台,C-S结构,P2P结构,网络通道,智能网络,互联连接,范在互融,智能交通（ITS）,将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术及计算机软件处理技术等有效的集成运用整个陆路、海上、航空、管道交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统，是一个系统工程,智能交通物联网,人自身的通信过程：,智能交通物联网,人自身获取、处理信息的局限性：,智能交通物联网,物联网通信技术突破局限性：,智能交通物联网系统组成,三、,物联网,在交通上的应用,城市交通,2000.4,高速公路,高速公路,2002.6,ZTE ITS,物联网,轨道交通,2006.1,铁路,城市交通,公路,已经涉足的ITS领域,城市交通,公路,铁路,智能交通物联网：物联网产业化最能够率先成功的核心行业,准备进入的ITS领域,水运,管道,民航,水运,管道,民航,水上运输的应用,利用传感网络和,GIS,等技术对黄金水道等固定设备进行监控，对船舶等移动设备进行定位、跟踪，当出现问题时及时传输信息，进行预警、报警和紧急救援。,例如，基于物联网技术的便携式节点终端，船员随身携带，结合船员生活必备用品增加功能，考虑到能耗问题，平时处于静默待机状态，一旦发生水上交通事故，船员落水时自动进入工作状态，向外无线传送信息，重点解决水下复杂情况下的无线信息发送距离。,铁路运输的应用,早在,2001,年，,RFID,技术就已经运用在铁路车号自动识别系统中，成为物联网目前在我国铁路运输领域运用最早的成熟典范。该系统主要由车辆标签、地面,AEI,设备、车站,CPS,设备、列检复示系统、铁路局,AEI,监控中心设备、标签编程网络等部分组成。,近年来，随着我国高速铁路、客运专线建设步伐的加快，对铁路信息化水平的要求越来越高，铁路通信信息网络也正朝着数据化、宽带化、移动化和多媒体化的方向发展，各方面的条件已经基本满足了物联网在铁路运输领域的推广和应用。其中主要发展趋势在以下方面：,客票防伪与识别,集装箱追踪管理与监控,仓库管理,城市轨道交通的应用,售检票系统,使用物联网技术中的射频卡技术，目前已经广泛应用的有自动售票、检票、记录乘客出行,OD,车站，正在研究和需要推广的是与移动通信设备,手机的联合作用，提高方便程度。,通信与信号系统,通过物联网技术中的传感技术对城市轨道交通周围的声音、图像和其他相关数据收集并传输到控制中心，再通过信号处理和信息融合技术对控制中心的信号信息进行处理，以对城市轨道交通的运营和信号进行智能化管理。自动操纵技术（,ATO,）对于北京地铁的发车间隔来说，在基于物联网智能交通体系下，比如由,2,分缩短到,1,分半钟，正是通过对各种信息的采集、复杂度极高的处理来实现的。,监控系统,高速公路交通的应用,监控系统,利用传感网络对高速公路进行全程监控，发现异常情况及时定位，快速传输和发布信息，并及时处理。同时对车辆的违章行为进行监控，及时发布处罚措施。,收费系统,利用,RFID,等技术实现高速公路的智能收费管理，包括不停车收费等。这样减少了高速公路管理者的工作，同时避免了高速公路收费站排队过长的现象。,通信系统,利用物联网技术，提高信息采集与传输的效率和准确性，实现声音、图像和数据的有效传输。例如，与监控系统合作，当前方路段发生紧急事件时，通过信号系统向后方车辆发布信息，引导其改道或进行其他行为,。,实现人车交互和车车交互。,城市道路智能交通的应用,影响城市道路通畅的基本因素为：人、车、路、环境这四个基本元素。智能交通物联网系统应该分为以下主要功能模块：,信息监测感知系统,通过磁、,RFID,、,GPS,等传感器手段检测道路车辆实时流量；通过雷达等传感器手段监测车辆实时车速；通过视频传感器画面实时监测交通事故事件。通过以,RFID,技术和传感器技术在获取物体接入的智能的状态信息，对物理世界和虚拟世界进行建立。,信息网络系统,传感器采集的信息可以通过互联网、,3G,（,4G,）或其他方式将数据发送至数据处理中心，组成大规模网络。有了虚拟世界以后可以通过实时数据的采集，经过大量的网络智能化的计算形成物和物相连，形成整个系统协同的运作,。,信息处理与决策系统,包括网络数据收集中心；数据智能处理分析中心；智能交通路线诱导系统；照能控制系统；交通环境控制系统等,城市道路智能交通的应用,通过物联网的,RFID,技术、传感器网络、移运通信等支撑技术，可以建设城市地面交通智能管理平台，包括中心城区流量实时监测与动态诱导系统、机动车定点测速系统、闯禁车辆智能抓拍系统和交通信号灯智能控制系统等子系统。同时也可建设停车场智能诱导和管理系统，实现信息查询、车位预约和自动收费等功能。,多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点汇聚到网关节点，进行数据融合，获得道路车流量与车辆行使速度等信息，从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器，还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。,未来中国ITS物联网“模型”,四、,智能交通物联网行业标准,发展智能交通物联网时机成熟,硬件与通信成本显著下降,ITS物联网所需的移动网络及无线通信技术已经成熟,政府要求、绿色环保交通理念的推广,移动通信网络IP化，运营商积极投身物联网大潮,经济发展刺激交通的发展,ITS物联网,发展机遇,企业及交通物流的IOT应用,大部分基于私有网络，满足,用户小范围的需求,行业应用逐渐由私有网络转移到运营商网络,IOT应用转移到运营商提高的低成本网,络，运营商能为行业提高无所不在的覆,盖、移动性和可靠性,IOT应用主要集中在不同垂,直行业，如矿产、电力,IOT应用逐渐引起个人生活重视，尤其交通行业,个人物联网应用开始普及，并进入运营,的运营范畴。如IITS中智能停车、GPS,跟踪、信息查询等PIS服务,传统技术实现交通的间断性,跟踪、语音服务，信息采集,无法实时、有效,城市交通拥堵问题促进ITS物联化,新的信息采集技术、识别感知技术、传,输技术实现信息采集，调度运营信息化,国内IOT标准组织,国内物联网发展阶段,29,四、对国民经济的影响,交通运输业是国民经济的命脉，是经济发展的重要组成部分。交通运输作为基础产业，它是其他产业快速发展的先决条件，是社会经济发展的桥梁和纽带，其发展水平必须与其他产业的发展相适应。国际金融危机爆发以来，为尽快摆脱危机影响，许多国家都在寻求和培育新的经济增长点。正是在这种大背景下，全面建设和推广物联网被提上议事日程。基于物联网技术的智能交通为交通运输业带来飞跃发展，改变传统交通基础设施建设和交通管理理念，极大的促进交通运输和国民经济各行业的发展。,30,四、对国民经济的影响,（,1,）优化产业结构，增加企业竞争力,基于物联网的智能交通基础设施的建设将拉动经济的快速发展，交通基础设施以及物联网终端的建设可以拉动其他产业的发展。它的建设和发展，将从整体上改善城市经济的运行效率，提高全社会的经济效益，为其他产业的生产和消费服务。同时，将带动和促进相关产业如旅游业、社区服务业、住房、电子商务等产业的发展，并提高制造业、加工业的核心竞争力。,基于物联网的交通智能化涉及的基础设施、车载终端、感知终端和传输处理设备需求巨大，这样以来对于制造业来说，可以以先进的技术手段为依托，增加企业利润，扩大市场，提升企业竞争力。,以汽车行业为例：,在物联网技术应用与智能交通中，把物联网建设与汽车产业的需要紧密结合起来，并积极开拓研制相关产品、推出相关服务以适应新形势的需要，抢占汽车产业未来信息服务系统的高端市场。据预测，,2020,年我国汽车保有量将达到,1.3,至,1.5,亿辆，保有量达到千人,120,辆以上，很有可能超过美国成为世界上最大的汽车制造国，也将是世界上汽车市场潜力最大的国家，届时将产生巨大的经济效益。,物流业以及城市用地的节约等,31,四、对国民经济的影响,（,2,）促进国民经济的可持续发展,基于物联网的智能交通在提高我国经济增长质量、助力国民经济的可持续发展中发挥着举足轻重的作用。物联网技术在智能交通领域的应用与普及，可以促进传感技术、信息处理技术等高新技术在我国的发展，有利于资源消耗型增长方式向高新技术型增长方式的转变。而物联网带来的节能减排作用，在实现社会经济健康增长的同时，保护自然环境，实现科学和谐发展。,据统计全国汽车发动机空转的时间每减少,1,分钟，就可减少,1000,吨汽油转化的废气排放。据北京交管部门统计，车辆在路口拥堵,1,分钟，拥堵距离将达到,100,米，至少需要,5,分钟的时间才能恢复正常。有了智能控制系统后，通过埋设的感应线圈，控制系统可以实时掌握车流量的大小，并根据车流量，自动调整放行时间。系统还具有公交优先控制功能，可优先放行行驶至路口的公交车辆，使公交线路运行提速,10%,。这样可以减少资源的消耗，减少汽车尾气排放数量。另外，照能控制系统以及基于物联网的智能交通的发展可以促进新能源汽车的应用，使新能源汽车渐渐普及使用，达到节能减排的效果。,32,四、对国民经济的影响,（,3,）方面人民生活，提高人们出行效率,物联网技术应用于交通行业之后，能够实现交通信息的及时传输，和交通设备管理和控制的自动化。对出行者来说，信息的及时传输和公开大大方便了出行，减少了出行中的绕行和拥堵点扩大的现象，大大提高了交通运输系统的运行效率和可靠性，缩短了乘客的出行时间。,例如，无锡惠山智能交通物联网示范工程，数字摄像机、智能信号机、光纤线路、无线地磁传感器等一系列现代化信息传输设备，已陆续安装在惠山新城,36,平方公里内的主要路口和路段，锡澄路、惠山大道等主干道路的交通通行能力有望提高,10%,以上。项目建成后，市民将在智能交通系统引导下，能够用最少的时间、最快