基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展城市智慧交通

　　城市智慧交通

　　2008年11月，IBM提出發(fā)展"智慧星球"(SmarterPlanet)設(shè)想，奧巴馬政府積極回應(yīng)，催生新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)和新經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，極大了推進(jìn)了智慧城市、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧電力等系列應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。自溫家寶總理提出"感知中國"以來，國家將物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展列為新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，鼓勵(lì)突破傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，并以無錫建設(shè)實(shí)驗(yàn)基地，引入多家研究機(jī)構(gòu)和公司，開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和實(shí)驗(yàn)，各地政府也紛紛出臺(tái)建設(shè)智慧城市的政策。

　　城市建設(shè)，交通先行。交通是城市發(fā)展的動(dòng)脈，智慧交通也是智慧城市建設(shè)的最重要的內(nèi)容。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，包括射頻識(shí)別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等將各核心交通元素"聯(lián)"通，實(shí)現(xiàn)信息互通與共享以及各交通元素的彼此協(xié)調(diào)、優(yōu)化配置和高效使用，形成人、車和交通的一個(gè)高效協(xié)同環(huán)境，構(gòu)建安全、高效、便捷和低碳的交通。

　　智慧交通涵蓋領(lǐng)域廣泛，各地發(fā)展側(cè)重點(diǎn)也不一樣。有的以交通流采集為基礎(chǔ)構(gòu)建城市實(shí)時(shí)路況發(fā)布系統(tǒng)，駕駛者通過路邊的情報(bào)板可實(shí)時(shí)獲知道路信息；有的則通過在關(guān)鍵路口安裝高清攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)城市實(shí)時(shí)監(jiān)控和關(guān)鍵事件自動(dòng)檢測，為城市安全提供保障；有的通過建設(shè)路邊智能化公交站牌，為乘客提供準(zhǔn)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(shù)和發(fā)布方面已經(jīng)有較大的發(fā)展，本文重點(diǎn)探索通過車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來發(fā)展城市智慧交通，以實(shí)現(xiàn)車輛之間、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)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(yīng)用，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)交通的有效融合。

　　車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　何謂車聯(lián)網(wǎng)？車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在交通行業(yè)的具體實(shí)例，它利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、專用短程通信技術(shù)、車輛定位技術(shù)、車輛傳感技術(shù)和道路環(huán)境感知技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛之間、車輛與道路環(huán)境之間的協(xié)同互動(dòng)，如圖1所示。這里不討論各種車內(nèi)和車外傳感技術(shù)，重點(diǎn)討論移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與專用短程通信技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的作用。

　　圖1車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)圖

　　目前常見的誤區(qū)是認(rèn)為車聯(lián)網(wǎng)就是"車上網(wǎng)"，即讓車輛通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（3G/2G/GPRS）接受后臺(tái)提供的交通服務(wù)信息。"車上網(wǎng)"普遍采用"中心-終端"模式，中心或"云端"向終端提供信息服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)大面積區(qū)域覆蓋，主要以實(shí)時(shí)性要求不高的信息服務(wù)為主要內(nèi)容，偏向宏觀交通應(yīng)用。但是，"車上網(wǎng)"只是車聯(lián)網(wǎng)的一部分內(nèi)容，后者還需要具備車輛之間、車輛與道路基礎(chǔ)之間實(shí)時(shí)信息交互的能力。專用短程通信技術(shù)（DSRC）可實(shí)現(xiàn)車輛之間、車輛與道路環(huán)境之間的實(shí)時(shí)信息交互，可實(shí)現(xiàn)微觀交通環(huán)境下眾多應(yīng)用，如交通電子自動(dòng)繳費(fèi)、場站和停車場自動(dòng)出入、營運(yùn)車輛兩證不停車管理、行車駕駛安全、交警執(zhí)法管理、實(shí)時(shí)信息廣播等應(yīng)用。總言之，專用短程通信技術(shù)能適合"點(diǎn)"式應(yīng)用，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適合"面"式應(yīng)用，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過這種"點(diǎn)"與"面"的結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)綜合宏觀（如交通流采集與實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布）與微觀（停車收費(fèi)、出入管理與定點(diǎn)稽查等）、靜態(tài)（如路邊停車與停車場收費(fèi)管理）與動(dòng)態(tài)（如實(shí)時(shí)交通信息收集與發(fā)布、擁堵收費(fèi)管理）交通應(yīng)用。

　　基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展城市智慧交通及重點(diǎn)應(yīng)用

　　車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的實(shí)例化，因而也遵循物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，其應(yīng)用系統(tǒng)包含前端的感知層，中間傳輸層及到后端應(yīng)用層（管理云，支付云和計(jì)算云，存儲(chǔ)云等等），如圖2所示。其中感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)信息和車外環(huán)境信息的感知，傳輸層實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理。在該架構(gòu)之上可構(gòu)建各種廣泛的車聯(lián)網(wǎng)智慧交通應(yīng)用。

　　圖2車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)框圖

　　智能化聯(lián)網(wǎng)停車

　　中國目前停車技術(shù)普遍處于人工和半人工服務(wù)結(jié)合的管理，少見覆蓋全市的聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和全自動(dòng)化的管理，這種低效和低品質(zhì)的服務(wù)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(qū)和商業(yè)區(qū)停車難、尋車難的現(xiàn)象普遍存在?；谲嚶?lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車輛出入自動(dòng)識(shí)別和管理，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電子繳費(fèi)，藉此可以構(gòu)建面向全市的聯(lián)網(wǎng)停車收費(fèi)、管理和信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。通過聯(lián)網(wǎng)停車服務(wù)，用戶可以全自動(dòng)出入和自動(dòng)化的電子付費(fèi)，可以實(shí)時(shí)獲知周圍小區(qū)的停車信息，可以提前預(yù)定車位，從而較大提高停車效率，減少因?yàn)橥＼囋斐傻念~外交通壓力。此外，還可擴(kuò)展各種商業(yè)應(yīng)用，如出入商業(yè)場所的實(shí)時(shí)打折信息推送（到手機(jī)或者車載終端結(jié)合IC卡可以結(jié)合客戶的購買行為定向推送），沿路商戶可實(shí)時(shí)向車輛發(fā)布各種商業(yè)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(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一卡通行的服務(wù)或者基于聯(lián)網(wǎng)停車場此可開展短途租車（汽車、自行車或者電動(dòng)車均可）服務(wù)，等等。

　　城市擁堵管理

　　在某些大型城市的核心商業(yè)區(qū)，過多的汽車出入已經(jīng)讓這些區(qū)域的交通嚴(yán)重惡化，通行效率急劇降低。對(duì)出入核心商業(yè)區(qū)收取一定費(fèi)可有效的調(diào)節(jié)該區(qū)的車流，在新加坡和倫敦等城市已成功應(yīng)用。專用短程通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自由通行情況下的車路實(shí)時(shí)通信和實(shí)時(shí)電子支付，是目前世界上實(shí)現(xiàn)擁堵收費(fèi)和管理的主流技術(shù)。

　　不停車營運(yùn)車輛管理

　　國家對(duì)對(duì)"兩客一危"營運(yùn)車輛規(guī)定要求安裝符合國家標(biāo)準(zhǔn)（JT/T794-2011）衛(wèi)星定位車載終端，該終端以車輛傳感、GPS/北斗及3G/2G技術(shù)為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛記錄、定位和監(jiān)控。結(jié)合專用短程通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)營運(yùn)車輛出入場站、車輛和人員不停車稽查、沿途重要站點(diǎn)自動(dòng)稽查、基于特殊位置的實(shí)時(shí)信息接收及交通路口特殊車輛優(yōu)先放行等應(yīng)用。

　　安全駕車應(yīng)用

　　基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一方面可以通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)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(shù)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(shí)現(xiàn)大霧大雨天氣、彎道、交叉口、危險(xiǎn)路段的避讓預(yù)警，再結(jié)合行人檢測技術(shù)可以有效構(gòu)建安全行車環(huán)境。

　　車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)施模式

　　基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前已經(jīng)有較好的實(shí)施模式，主要只涉及車輛上終端的安裝和信息服務(wù)中心(含CALLCENTER等)的建設(shè)，不需要在道路上安裝基礎(chǔ)通信設(shè)施。且在車載終端上車問題上，汽車廠商通過前裝方式實(shí)現(xiàn)，GPS服務(wù)商通過前裝或者后裝GPS終端的方式實(shí)現(xiàn)，"上車難"不是主要的矛盾。由于這種"面"式模式相對(duì)成熟且易于實(shí)施，這也是目前汽車廠商、GPS運(yùn)營商和移動(dòng)信息服務(wù)商普遍采用的"車聯(lián)網(wǎng)"模式。

　　基于專用短程通信技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)可非常有效的解決目前停車難和行車難的問題，實(shí)現(xiàn)細(xì)致準(zhǔn)確的"點(diǎn)"式交通應(yīng)用和服務(wù)，目前在國外有些國家(如新家坡)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，代表著我國未來發(fā)展的方向。但在我國各地大范圍的實(shí)施，也存在終端上車難的問題，即用何種

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