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交通物联网的发展现状及趋势研究

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资料介绍

针对交通物联网(即物联网在交通运输行业中的应用)发展的现状和趋势进行了研究,在分析了国外InteUiDrive、eSafety和Smartway等项目以及国内主要交通物联网系统的基础上,从安全性、环保型、移动性三个方面讨论了国内外交通物联网发展的异同点,并进一步探讨了交通物联网未来的发展和应用前景,即在充分利用车路协同技术来提高交通安全水平的同时,加快交通物联网与云计算的结合,构建交通运输云,在统一的交通物联网标准体系和适宜的交通物联网运营模式下,建立起综合开放的交通运输信息系统.

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V01．30 No．8

Aug．2013

第30卷第8期

2013年8月

算机用研究

Research of

Apphcafion

Computers

交通物网的展状及

研究

蒋新 1’2，宇1，朱 1’2，复民2

(1．中南大学信息科学与工程学院，沙410075；2．福建工程学院下一代互

网

用技研究中心，福州350108)

行了研究，在分析了国外

摘要：交通物网(即物网在交通运行中的用) 展的状和

IntelliDrive、eSafety和Smartway等目以及国内主要交通物网系的基上，从安全性、保型、移性三个方

面

了国内外交通物

同技来提高交通安全水平的同，加快交通物网与云算的合，构建交通运云，在一的交通物

准体系和适宜的交通物网运模式下，建立起合开放的交通运信息系

网展的异同点，并一步探了交通物网未来的展和用前景，即在充分利用

路

网

。

关

中

：交通物网；智能交通；云算；

号：TP393．03 文献

路

同；交通运云；合交通信息系

分

志

：A

文章号：1001— 3695(2013)08-2256-06

doi：10．3969／j．issn．1001· 3695．2013．08．004

Internet of

Study

things

transportation

Fu．min2

JIANG

Xin．hual，一，CHEN Yul，ZHU QuaIll，一，ZOU

South

Next-Generation

(1．School ofInformation Science&Engineering，Central

luternet

Univen酊，Changsha 410075，China；2．Research Ceuterfor

University of Technology，Fuzhou 350108，China)

Technology＆Application，Fujian

researched the current status and

Internet of

transportation

things．It

A晰ad：This

paper mainly

development tendency

some

and

the differences in Int—

transportation

analyzed

emet of

projects including IntelliDrive，eSafety

between the abroad and china．At the

Smartway．Then

compared

establish

things

end，it presented prospect，to

with cloud

comprehensive transportation

Internet of

information

system combining transportation

things

computing．

vehicle

Internet of

infrastructure；

Key words：transportation

things；intelligent transportation；cloud computing；cooperative

information

transportation cloud；comprehensive transportation

system

的交通信息服，全面提高交通行管理和服水平，推

通信息化的展‘5柚1。

交

0引言

交通物网的研究范

不限于智能交通，包括交通

面

城市展所来的交通堵、交通事故繁和交通

，世界各国都适地制定了各自的交通划，如

美国的IntelliDrive 目u J、欧洲的eSafety 划口。和日本的

Smartway 划∞1等。我国的“十二五” 合交通运体系

划构建合交通运体系，通加快物网、云算等新

信息技在交通运用来提高交通运的信息化、

智能化水平，完善政府运

水平的目卜1。

交通物网作

信息感知、泛在网和云算等技

中人、 (船)、路、

理，有机集成交通信息的数据采集、

系。交通物网概念的提出是基于物网在交通运

重的影响。在交通运推广用物网技，可

理，从而建立起一种在

子政、智能物流和交通信息服等，如 1所示。

染等

展

交通物

网

(

物流运

管理、集装箱管

交通子政

划

(道路运政管理、水路运

政管理、港口管理、海事

理、船舶管理、物管

理、堆管理等)

网在交

也

管|勤

}行的目

智能交通交通信息服

系等

行

的

(高逮公路网收(路信息服、交通气象信息

、不停

市公交先等)

交通运

行

收

、城服

、

路况信息服、停

管、化公共服

能、提升

用，是以

位信息服

危

运行工况服等)

警服和

／

运

服

1交通物

网

物

网技在交通运

行

的

近几年随着物网和云算技的迅速展，基于交通物

网技的智能交通解决方案得到了初步的用，如美国交通

布的2010--2014年的智能交通略研究划u⋯ 、瑞典斯

支撑，

交通运系

、

境等多元交通要素信息的融合

理与服合体

部

、

的

德哥摩的道路收

系 ‘11]、日本的VICS系 ¨21等。在

行

2011年10月行的“第18届世界智能交通大会”上，交通物

网技在减少交通堵、降低交通成本等相关方面的用探

足

行

各交通要素

行

采集、

作用的准确、

合管理系

和

成

核心，内容涉及交通管理系、出行者信息服

系

、

交通运

行

大范

内

、高效、便捷、安

社会公众提供全面

控制系、公共交通系、子支付系以及安全和急事

全、保的合交通运

，

收稿日期：2013．01．2l；修回日期：2013．02— 24

(2012J06015)；福建省重大目(201lHz0002— 1)；福建工程学院博士科研启基金

作者介：蒋新 (1956．)，男，湖南沙人，教授，博，主要研究方向

女，士研究生．主要研究方向数据通信及移通信技在交通域的用；朱 (1983-)，男，博士研究生，主要研究方向

基金目：国家自然科学基金

助

目(61101139)；福建省杰出青年基金

助

目

助

目(GY— Z09063)

无

网

、下一代互网(．edu．ca)；宇(1988-)，

数据通信

无

及移通信技在交通域的用；复民(1976．)，男，副教授，博士，主要研究方向

无

网

移

用．

万方数据

· 2257·

第8期

蒋新，等：交通物网的

展

状及

研究

周

360。范内的危

b)移性。使用多种信息技，向出行者和运管理者

提供多种交通信息。

。

件

急系等。另外，在2012年行的“首届世界大城市交通

”(2012．05．23— 24)、2012中国交通 (2012．

展

05．15)以及“第三届中国智能运大会(ITSCC，2012．7．31—

2012．08．01)上，交通物网的用均得到了极大的关注。

C) 保。通提供

合适路，减少

交通堵和其他信息，帮助出行

境染。

者

国内外交通物网的

展

状

IntelliDrive 美国道路交通提供了更好的安全性能和

效率，它通和集成各种、路以及通信技

使得者在中能作出更好、更安全的决策。当

没有作出及作出响来避免碰撞。

提高了防和减碰撞的能力；同，运

开

，

美国、日本、欧盟在交通物网方面投入了大量的力量

行研究、开用，在交通物网的展上于世界先地

位。我国在交通物网的研究用方面起步相晚，但目前

已大力重交通物网的研究工作以促展。

和

反

，

能自

明

系

管理者、

其

运

商、出行者都能得到所需的交通信息，以便在效率、运

1．1国外

展

状

成本、安全方面作出

的决策，

高效的客运和

1．1．1

美国

运㈨16。。

了提高交通效率和安全性，美国邦公路局、美国国家

在IntelliDrive的

一步展其用功能。研究划从2009年开始启

2010--2014年，旨在建立一个全国范的、多

种交通方式运的地面交通系的特色在于构建一

个交通网境，使、基施和公众便携式

相互通信，从而最大化交通安全性、移性和保性。

划主要集中研究

期

划中，将充分利用物网、互

网

American Association of State

and Trans-

公路会(The

Highway

等技

，第一

portation Officials，AASHTO)、各州运部、汽

工

盟等

段

in-

成的特殊合机构在2003年提出了

路

同系 (vehicle

。

系

frastrueture

integration，VII)¨“。VⅡ以道路

施

基

，通

之

能

信息与通信技

口碰撞、

汽

与道路施的集成，能有效减少路

道碰撞和追尾，并提供

先

交通信息服和收

(IVI) 划、

交通数据的采集和管理以及

移

服

。VII 划主要包括智能

安

用(dynamic

mobility印plicafions) 两个方面。

交通数

全通信(vsc) 划、增型数字地 (EDMap) 划等，并且通

据采集和管理研究目旨在构建一个开

交通数据的采集、管理、集成和用；

况、境因素、堵信息、运成本等。

境来支持

交通数据包括安全状

交通数据源

、IntelliDrive

站等。些数据

后得到的交通堵、天气、速度限制、封道路等信息将

个人研究目在提高物流效率、公众信息服能力以

及整个交通系的效率方面都将

美国通信委会(FCC)

用短程通信(DSRC) 段，

路通信

分配了5．9 GHz的

提供安全助控制¨“。

不

示了VII系

的

构概况。系需采用高度分布

可以是交通管理中心、

定位系、移

式体系构，深灰色框中的元素是外元素，不包含于架构。

用等，可以是收站、停

和

理

的OBE(Oil-board eqmpment，

元)采集的数据通

送

side

DSRC方式与RSE(road

将数据

equipment，路 )通信。RSE

。

到VII信息交

(VII

switch)。些数据

message

重要作用。

交通数据的用方面，通

移

技

用来支持VII网

理后将数据

用程序。VII信息交

数据作少量的

。架构可以

用研究重心在于

分利用采集的数据

用程序⋯ 。。

无

充

送

了

数据的网

用

公共部管理者开有价的多模式

被描述一个网中心，其主要功能是在用与数据源之

立一个干最小的接。

建

1．1．2欧洲

2003年9月，eSafety被列入欧盟划，

目旨在充分利

and communication tech—

用先的信息与通信技 (information

nology，ICT)，加快道路安全系的研与集成用，道路交

通提供全面的安全解决方案。除自主式的

需考一路合作方式，即通

安全装置外，

一

以及一路通信技

取道路境信息，从而更有效地估潜在危

安全系。欧盟在其第6框架划(FP6)中，准

与eSafety相关的研究开目，其中代表性目有SAFES．

POT、CVIS、PreVENT、COOPER、I-way、Car2car等。eSafety重点

，

化

启

研究安全

合运

，更加重体系框架和准、交通通信准化、

同等技的研究，并推合交通运与安全技

系

的

用化。2004年，欧洲行了ITS整体体系框架的研究

(FRAME 划)，将各国的体系框架一，在一的体系框架

下， ITS开国家之、城市部同开，形成技

准，提供全方位、无接的交通信息服 ¨⋯ 。欧

2美国

2009年美国交通部(the

portafion，USDOT)将VII更名 IntelliDrive。

路

同系 (VII) 构概况

United States

Of Trans-

更安全、

之的

Department

用

了

洲交通物网系方面的展特点及

2006年，欧盟提出了合作性路基

如

3所示。

更智能、更保的

，更加

了交通安全的重要性¨“。

IntelliDrive 目特点如下：

施一体化系

a)安全。通使用

一

、

一路无通信技，感知

(CVIS)，主要目的是开

和

之

的通信以及

与

万方数据

· 2258·

算机用研究

第30卷

附近的路

基

施之通信所需的技，旨在提高旅客和

的效率。2006年1月开始

安全距离助手来避免交

旁的潜在信息、

境的感知能力来提高道路交通

(V2V)和与基施(V2I)通

信的智能作系。2006年2月开始的智能道路安全作系

(COOPERS)，通与高速公路道路基施之

外、告可能出的急弯、偏离行

警告、十字路口防撞警

物的移性以及道路交通运

的SAFESPOT 目，旨在通

通事故。安全距离助手通提前

司机在和空

的安全性，是一个基于

系

告、右

防撞警告、行人防撞警告、告路面最新状况如

合

研

雪、淹水、破坏等‘“阮引。

地方警察

展

黼黼嘲黼

上

周

。

V蛸 t站

晾

与

播地遂交邈信息

日本邋照2麓避。一

VICS

信息中商

。

一o

4孽

”

center

不

通

系

断的双向无通信来提高交通的安全性¨4‘18。“。欧洲

利用CVIS、COOPERS、SAFESPOT系以及其他无通信

主要置在高速公路，

露露曩夏曩熏_一

来

与道路基

施以及

与

之

的通信，从而提

向

送交通信息，

鬯

lalI

送距离达200

高交通效率和安全性旧⋯ 。

送道路交通信

息，距离 30蛔

系

的

展

公众服

2007

的

展

4日本交通信息通信系 (VICS)

1995

2006

2013

2020

2007年，政府与民 23家知名企共同起Smartway

划用于促道路基施、交通运、旅游和先安全

等方面的展。Smartway 展重点在于将有的各 ITS

元OBU上，使

双向接而成 Smartway与Smartcar，以减少

控系

通信网

划，

汽

功能如ETC、网支付和VICS等整合于

道路与

可

交通信憩

系

事被

交通事故、解交通堵。

航系

Smartway框架如 5所示。安装在

内的

元

交通控制中心

交通信息中心

OBU具有数据理和通信功能，能提供用程序运行的境，

以及与其他行通信的接口，并支持定位

等功能。RSU(路

是

之

体

元)分布于公路沿、交叉点和任何需要

通信的地方，其主要功能是通 DSRC无路与OBU

3欧洲智能交通系及服

的展阱1

即

2007年，欧洲开始了EasyWay 划整合交通道路系

。

以及与其他离Internet服的网

体通信。基于一与

向用提供以下几个

EasyWay将持七年，到2013年束，旨在促欧洲交通

一致的行

方

，Smartway示范系

助安全

物

服

网的展，主要用服包括旅行者信息服、交通管理

以及运和物流服等。EasyWay在之前的展基上，

方面的信息服

：

信息服；静止像信息服

子付

；

服

浮

信息采集服；道路集援助服；停

接服 "+”J。

提出了新的合性框架来改善交通堵、减少事故和

境的

；

互

网

影响，通改善有的基

确保走廊服性来提高服水平旧¨圳。

日本

施和系、填

网

覆盖缺口和

的

1．1．3

1996年，日本解决城市交通堵、提高

，开始了世界上第一个基于道路信息及

交通信息通信系 (VICS)。VICS系

，是由警察政省( 已改

和运省(两省已改国土交通省)等与民

的运行效率

方式的

等

作

一个全国性的交

通

系

、

省)、建

省

部

合作共同

推

开

如

而成，由VICS中心

运。

4所示，VICS中心的交通信息由交通管理者(公安委

会、警察 )和道路管理者(道路公等)双方提供，通

道路上布外、微波、感器等装置来采集流量、

速、路段的堵塞程度、交通事故等信息。些装置将采集到的

信息通或有方式 VICS中心，分析和

后，VICS中心将交通流量、路段的堵塞程度、交通事故、道路施

工等信息通广播台、路等方式向社会布，与此同

将道路交通信息、信息等送到装有

VICS的上，使

在

等

日本智能道路(Smartway)框架

无

送

理

Et本政府多政策推着13本交通物网的展，2006

年，日本制定“新rr改革略”，重点推同系，旨在

世界最安全的道路交通境；2009年，日本制定“i-Japan

略2015”旧』，在交通子政的同，致力于通

网技减少交通堵、提高物流效率和减少CO：的排放；2010

年，日本制定了“新IT 略”，推色出行，短期划目

利用来保交通的通，提高物流效率，利

用公共汽先系和公共汽定位等系公共交通系

使用的便利性，从而提高其使用率。

路

信

行

、

物

可根据些信息

行

路

行

和判断。

cruise-assisted

1997年，日本开始研制AHS(advanced

是

hiigh·

通

探技

way system，智能型公路系 )。AHS能提供道路交通及路

面情况，可以向

者

出警，并控制中心按需提供

急

增

理支持。AHS主要作用包括告前方可能出的突

意

万方数据

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