基于車聯網技術發展城市智慧交通

　　城市智慧交通

　　2008年11月，IBM提出發展"智慧星球"(SmarterPlanet)設想，奧巴馬政府積極回應，催生新產業、新技術和新經濟發展趨勢，極大了推進了智慧城市、智慧交通、智慧醫療、智慧電力等系列應用領域的發展。自溫家寶總理提出"感知中國"以來，國家將物聯網發展列為新興戰略性產業之一，鼓勵突破傳感網與物聯網核心技術，并以無錫建設實驗基地，引入多家研究機構和公司，開展物聯網技術研究和實驗，各地政府也紛紛出臺建設智慧城市的政策。

　　城市建設，交通先行。交通是城市發展的動脈，智慧交通也是智慧城市建設的最重要的內容。通過物聯網技術，包括射頻識別技術、網絡技術、信息技術和計算機技術等將各核心交通元素"聯"通，實現信息互通與共享以及各交通元素的彼此協調、優化配置和高效使用，形成人、車和交通的一個高效協同環境，構建安全、高效、便捷和低碳的交通。

　　智慧交通涵蓋領域廣泛，各地發展側重點也不一樣。有的以交通流采集為基礎構建城市實時路況發布系統，駕駛者通過路邊的情報板可實時獲知道路信息；有的則通過在關鍵路口安裝高清攝像機，實現城市實時監控和關鍵事件自動檢測，為城市安全提供保障；有的通過建設路邊智能化公交站牌，為乘客提供準確的公交車輛到站信息；等等。目前而言，道路交通狀況采集、交通信息處理技術和發布方面已經有較大的發展，本文重點探索通過車聯網技術來發展城市智慧交通，以實現車輛之間、車輛與道路基礎設施、車輛與云端之間的信息交互，覆蓋眾多宏觀與微觀交通應用，實現靜態與動態交通的有效融合。

　　車聯網技術

　　何謂車聯網？車聯網是物聯網在交通行業的具體實例，它利用移動互聯網技術、專用短程通信技術、車輛定位技術、車輛傳感技術和道路環境感知技術，實現車輛之間、車輛與道路環境之間的協同互動，如圖1所示。這里不討論各種車內和車外傳感技術，重點討論移動互聯網技術與專用短程通信技術在車聯網技術中的作用。

　　圖1車聯網技術架構圖

　　目前常見的誤區是認為車聯網就是"車上網"，即讓車輛通過移動互聯網技術（3G/2G/GPRS）接受后臺提供的交通服務信息。"車上網"普遍采用"中心-終端"模式，中心或"云端"向終端提供信息服務，可實現大面積區域覆蓋，主要以實時性要求不高的信息服務為主要內容，偏向宏觀交通應用。但是，"車上網"只是車聯網的一部分內容，后者還需要具備車輛之間、車輛與道路基礎之間實時信息交互的能力。專用短程通信技術（DSRC）可實現車輛之間、車輛與道路環境之間的實時信息交互，可實現微觀交通環境下眾多應用，如交通電子自動繳費、場站和停車場自動出入、營運車輛兩證不停車管理、行車駕駛安全、交警執法管理、實時信息廣播等應用。總言之，專用短程通信技術能適合"點"式應用，移動互聯網技術適合"面"式應用，車聯網技術通過這種"點"與"面"的結合，能實現綜合宏觀（如交通流采集與實時交通信息發布）與微觀（停車收費、出入管理與定點稽查等）、靜態（如路邊停車與停車場收費管理）與動態（如實時交通信息收集與發布、擁堵收費管理）交通應用。

　　基于車聯網技術發展城市智慧交通及重點應用

　　車聯網是物聯網在交通領域的實例化，因而也遵循物聯網架構，其應用系統包含前端的感知層，中間傳輸層及到后端應用層（管理云，支付云和計算云，存儲云等等），如圖2所示。其中感知層實現對車內信息和車外環境信息的感知，傳輸層實現信息的傳輸，應用層實現數據的存儲與處理。在該架構之上可構建各種廣泛的車聯網智慧交通應用。

　　圖2車聯網應用系統框圖

　　智能化聯網停車

　　中國目前停車技術普遍處于人工和半人工服務結合的管理，少見覆蓋全市的聯網服務和全自動化的管理，這種低效和低品質的服務在汽車日益增長的情形下使停車難的問題日益尖銳。此外，路邊停車管理缺失是普遍存在的問題，小區和商業區停車難、尋車難的現象普遍存在。基于車聯網技術可以實現車輛出入自動識別和管理，同時也可以實現自動電子繳費，藉此可以構建面向全市的聯網停車收費、管理和信息服務網絡。通過聯網停車服務，用戶可以全自動出入和自動化的電子付費，可以實時獲知周圍小區的停車信息，可以提前預定車位，從而較大提高停車效率，減少因為停車造成的額外交通壓力。此外，還可擴展各種商業應用，如出入商業場所的實時打折信息推送（到手機或者車載終端結合IC卡可以結合客戶的購買行為定向推送），沿路商戶可實時向車輛發布各種商業信息（感興趣的車輛用戶可以打開接收通道，接收周邊特定的飲食和娛樂等方面的信息），也可通過聯網實現一卡通行的服務或者基于聯網停車場此可開展短途租車（汽車、自行車或者電動車均可）服務，等等。

　　城市擁堵管理

　　在某些大型城市的核心商業區，過多的汽車出入已經讓這些區域的交通嚴重惡化，通行效率急劇降低。對出入核心商業區收取一定費可有效的調節該區的車流，在新加坡和倫敦等城市已成功應用。專用短程通信技術可以實現自由通行情況下的車路實時通信和實時電子支付，是目前世界上實現擁堵收費和管理的主流技術。

　　不停車營運車輛管理

　　國家對對"兩客一危"營運車輛規定要求安裝符合國家標準（JT/T794-2011）衛星定位車載終端，該終端以車輛傳感、GPS/北斗及3G/2G技術為基礎可以實現對車輛行駛記錄、定位和監控。結合專用短程通信技術，可以實現營運車輛出入場站、車輛和人員不停車稽查、沿途重要站點自動稽查、基于特殊位置的實時信息接收及交通路口特殊車輛優先放行等應用。

　　安全駕車應用

　　基于車聯網技術一方面可以通過移動互聯網獲取道路周邊的交通狀況信息，也可以通過專用短程通信技術獲取在途的事故或者交通安全信息，且通過車與車、車與路之間的信息交換，可實現大霧大雨天氣、彎道、交叉口、危險路段的避讓預警，再結合行人檢測技術可以有效構建安全行車環境。

　　車聯網應用實施模式

　　基于移動互聯網的車聯網技術目前已經有較好的實施模式，主要只涉及車輛上終端的安裝和信息服務中心(含CALLCENTER等)的建設，不需要在道路上安裝基礎通信設施。且在車載終端上車問題上，汽車廠商通過前裝方式實現，GPS服務商通過前裝或者后裝GPS終端的方式實現，"上車難"不是主要的矛盾。由于這種"面"式模式相對成熟且易于實施，這也是目前汽車廠商、GPS運營商和移動信息服務商普遍采用的"車聯網"模式。

　　基于專用短程通信技術的車聯網可非常有效的解決目前停車難和行車難的問題，實現細致準確的"點"式交通應用和服務，目前在國外有些國家(如新家坡)已經實現，代表著我國未來發展的方向。但在我國各地大范圍的實施，也存在終端上車難的問題，即用何種

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