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车联网技术在城市公交系统中应用

有24人浏览 日期:2018-11-20放大字体  缩小字体

 智能交通亟待建立以车为节点的信息系统车联网,综合现有的电子信息技术,实现对全国范围内的车辆进行统一管理,减少交通拥堵。例如日本的道路交通信息通信系统(VICS),该系统可以把采集的信息传到VICS中心,综合处理后通过无线的方式传送到使用VICS功能的导航系统上面,从而驾驶员可以实时了解车辆运行报告和交通状况。据统计,对于同一目的地,使用VICS系统的车辆可以减少车辆行驶时间约22%,提高平均时速约5%。


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车联网技术构成

伴随物联网的发展,激发了车联网的出现。所谓车联网,是指利用先进的传感技术、网络技术和无线通信技术,通过汽车收集、处理和共享大量信息,实现车与路、车与车、车与人、车与城市网络的互相连接,达到智能化识别、定位、跟踪、监控和管理目的的一个网络。按照功能划分,车联网的体系结构可分为感知层、网络层和应用层。

车联网的感知层主要功能是利用RFID电子标签和阅读器、各种传感器(检测温度、速度、路况等)、视频摄像头等进行数据采集,从而获得大量关于交通信息、天气状况、车辆信息的数据。

网络层需要通过无线集群通信系统、卫星定位导航系统来实现和互联网的连接,完成大量数据的传输、分析和处理(云计算),实现远距离通信和远程控制的目的。

车联网的应用层主要作用是进行人机通信,例如各种车载终端、车载计算机等。

车联网的最核心部分是由电子地图、卫星定位导航、汽车电子、语言识别和移动通信网络组成的移动通信导航信息系统,即车载通信系统。该系统可以通过GPS定位系统和无线通信网,向驾驶员和乘客提供详细的交通信息、汽车状况、生活或工作便捷服务和互联网服务。

   车联网核心技术

    近几年来,物联网的发展成为信息产业新的制高点,车联网也获得了越来越多的关注,欧美、日本等发达国家都投入了巨资用于研发车载通信系统。我国也十分注重车联网的发展,在无锡举行的中国国际物联网大会将车联网列为我国重大专项第三专项的重要项目,相关内容已经上报国务院,有望获得数百亿的经费支持。在车联网当中,最核心的部分便是车载通信,在车载通信中可能采用的关键技术主要包括RFID技术、卫星定位导航技术、无线通信技术、智能技术、云计算技术、指纹识别技术等。

RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术,它可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据。RFID是一种简单的无线系统,由阅读器和电子标签两个基本器件组成,可用于控制、检测和跟踪物体。目前,RFID技术已经应用到生活的很多领域中,如景区管理、停车厂和管道监测等。RFID具有同时识别多个高速运动物体、读写距离远、数据存储量大、系统体积小、安全性好、安装简便、环境要求低等特点,因此可以把RFID应用到车联网当中,可以轻松实现车联网中各节点对监测点的感知功能。

世界上现有的卫星定位导航系统主要有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和中国的北斗定位导航系统(COMPASS)。卫星定位导航系统具有全天候、高精度、自动化、实时性等特点,用户只需要一个终端,便可以实现定位和导航的目的。因此在车联网中,卫星定位导航系统可以为用户提供电子地图,实现定位和导航,是不可或缺的部分。

无线通信技术具有速度快、安全高、布线少、成本低、使用方便等特点,因此可以被广泛应用在车联网中,例如目前普及的4G技术、以及即将投入应用的5G技术、Wi-Fi技术、UWB技术、ZigBee技术等,能够实现和互联网的互联。在未来的车联网时代,无线通信技术和传感器技术是一种互补的关系,当汽车处于转角等传感器的盲区时,无线通信技术就会发挥作用。此外,由于通过汽车采集到的数据十分庞大,需要借助无线通信把大量的数据传到互联网上进行综合处理(云计算),因此无线通信技术成为车载通信中非常重要的一环。目前,我国的4G技术给车联网带来了广阔的发展空间,而将4G、5G技术应用到汽车电子产品当中,成为目前研究车联网的重点。

指纹识别技术主要用于车辆安全与防盗,能对开车人员进行身份识别,并能通过车联网将行车人员的身份资料传送到相关人员或管理部门,防止非法行驶、非法营运。在车联网当中,最终实现的目的是自动驾驶,因此必须在车联网中采用一些先进的智能技术(如人工智能、智能识别技术、智能控制技术、智能电池等),使车辆具备一定的智能性,使其能够主动感知外部环境的变化、实时交通状况等。

目前国内长沙市已经开放“智慧公交”示范线路,南起湘江新区智能系统测试区,全长约7.8公里,共布置了11组、22个中途站,全部利用既有公交站,有两种站台形式:路侧港湾式站台和直线型站台,采用车上售票形式。公交车全线平均运营车速约为20公里/小时。

    “智慧公交线路所有测试数据,将通过智慧公交一体化管控平台进行归集。”湖南某创新中心有限公司相关负责人介绍,智慧公交一体化管控平台由智能网联监控及安全预警系统、智能驾驶网联系统、智能网联数据管理软件平台、一体化基础运营管理软件平台组成,可实现对智慧公交正常营运的全方位支持。

车联网技术可以通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个小的程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统,经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户,大规模的分布式计算技术即称为云计算技术。通过这项技术,网络服务提供者可以在数秒之内,完成数以万计甚至亿计的信息处理工作,达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。在车联网中,通过汽车采集到的数据十分庞大,便可以通过云计算技术对数据进行处理,然后在数秒之内回传给用户,满足使用者对响应时间和信息种类的要求。车辆状况、交通信息、天气预报、各种互联网服务等一系列的信息都可以通过车载通信系统轻松获得,让出行变得方便快捷。

车联网的主要技术优势

车联网不仅能给人们出行带来极大的便利,而且还有利于改善城市空气质量,打造和谐、环保的城市交通。从目前正在研究的车联网所透露出来的信息,可以看出车联网的某些特征。

车联网中,通过安装在车辆里面的通信终端,可以对在线车辆进行实时监控和车辆调度,保证了车辆的通畅运行,能够有效避免交通拥堵。每辆机动车辆都有一个独特的电子标签,电子标签记录了车辆的基本信息,行驶、停车、收费等将变得简单快捷,可以提高车辆行驶速度和运输效率,降低车辆空驾率和油耗,减少车辆对道路的无效占用和汽车废气的排放,进而可以改善整个城市的交通状况和空气质量,有助于打造和谐交通,建设和谐社会。

在公交行业应用车联网技术,可以对车辆进行监控、定位,人们可以通过智能手机、互联网或站牌了解公交车的相关信息,如公交运行情况、交通状况、车内拥挤度等信息都可以通过互联网轻松获得,免去等车或者拥挤的烦恼。此外,车联网还可以实时监控车辆状况,自动检测车辆速度,避免驾驶员疲劳驾驶或者车辆因故障而发生事故,一旦车辆超速或者车辆发生故障,系统会自动进行语言报警。如果遇上紧急情况,车载系统能够自动把信息上传控制中心,请求援助,控制中心便能够通过定位系统进行快速救援。因此,未来的车联网不仅能方便用户随时随地了解交通信息,而且还能为人们的出行提供安全保障。

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