智能交通物联网的现状及其发展模式探讨

时间:2017-09-11 15:26  来源:未知  作者:cniot  点击:
  一、中国发展物联网的核心内涵
  1、抢占信息化制高点
  物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。它的概念由来已久,2005年国际电信联盟曾在一份报告中这样描绘“物联网”时代:当司机出现操作失误时汽车会自动报警、公文包会提醒主人忘带了什么东西等等。物联网是把新一代IT技术充分运用在各行业之中,如交通、建筑、电网、桥梁、隧道、公路、市政系统等,然后与现有的通信网结合,实现人类社会与物理系统的整合。在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。
  我国制订物联网国家战略意义深远,一是改变现有互联网及通信领域受制于人的格局,二是创造一个庞大的网络及行业应用市场,推动经济腾飞。从国外的发展历程可以发现,国家在推动技术革新的过程中发挥了重大的作用。
  为了抢占信息化制高点,我国高度关注、重视物联网的研究,将发展物联网战略放在国家发展规划的重要位置。温家宝总理特别强调,要着力突破传感网、物联网的关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》中将传感网列入“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中的重点研究领域,工信部已将物联网规划纳入到“十二五”专题规划,正在积极研究推进。
  在物联网概念成为热门之前,我国的物联网产业链已经存在,形成以电信运营商和系统集成商为主角,以传感器、芯片、通信模块厂商为终端设备提供商,分布在各个行业、地域中的产业格局。
  从长期来看,按照物联网的需求,需要按亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,确实能形成巨大的市场规模,但近期仍然面临着一系列的挑战,需要产业链上各个合作伙伴协同解决。
  2、交通物联网的概念
  交通物联网是在物联网战略背景下提出来的。在物联网相关技术应用的背景下,交通物联网可以实现交通工具全程追踪,保证运输的安全;实现城市交通的智能化管理;实现车辆能自动获得更丰富的路况信息,实现自动驾驶,等等。
  事实上,在现实生活中已可见交通物联网的具体应用,如高速公路不停车电子收费、智能公交系统、移动应急指挥与调度、交警移动执法、机动车违章行驶监测、电子口岸、车载防盗系统等,只不过这些仅是物联网的雏形,还尚未形成一个庞大的网络。在未来,可以想象通过车车相连、人车相连、车路相连的庞大网络实现智能交通,从而解决诸多交通拥堵、环境污染和安全事故的问题。
  二、物联网与智能交通
  1、智能交通的核心是人、车、路协同 
  智能交通是一种平衡的应用科学,是为了平衡交通使用者、车辆以及有限道路之间的关系,未来的交通系统可以通过站台查看下一班公交何时能到达,还剩多少空座位,可以选择最佳的行车路线而绕开拥堵的路段,可以在最快的时间内获知前方车辆刹车或者发生事故并采取避让措施。
  因此,智能交通系统中获取数据是重要的第一步。通过随处安置的传感器,交通管理者可以实时获取路况信息,帮助监控和控制交通流量;通过在车内安装GPS终端机及射频标签,交通参与者可以随时与周围的信息源进行交换,从而获得有效的交通信息,指引车辆更改路线或优化行程。从某种意义上讲,智能交能即物联网技术在交通领域的应用。
  发挥人、车、路的协同作用是智能交通系统的核心,交通物联网的概念也正好完美诠释了这一内涵。交通物联网的提出,也极大地推动了智能交通的发展。以深圳为例,在交通物联网背景下,深圳市智能交通系统体系结构设计中,引入交通物联网感知、网络、平台、应用的四个层次内容,实现智能交通系统在交通物联网时代的“智慧交通”创新设计。
  要建立真正有效的交通物联网,有两个重要因素。一是规模性,只有具备了规模,才能使物品发挥智能作用。例如,一座城市有100万辆汽车,如果只在1万辆汽车上装物联网设备,就不可能形成智能交通系统;二是流动性,汽车是处于运动的状态,必须保持汽车在高速运动状态下都能随时实现车与车、车与人、车与路之间的对话。
  2、相关技术与应用
  物联网的核心是对信息数据的采集和处理。交通车联网的关键技术是如何实现车与路、车与车之间的信息交换与互动,而能在此中扮演主要角色的无疑是无线技术了。
  目前在汽车定位、通信及收费领域应用较多的是DSRC(短程通信技术)以及VPS(车辆定位技术)技术。DSRC是一种微波技术,主要应用在电子道路收费方面。而VPS则是一种GPS + GSM技术,在汽车导航、求助及语音通信方面有着较广泛的应用。由于这些技术都是现有的技术,这里将不作赘述。
  另外,红外线及超声波技术也是使用广泛、简便环保的技术。其他的交通物联网核心技术还包括射频识别装置、视频检测器、地磁感应器、无线传感器、全球定位系统、互联网与无线通信、行业应用软件等。
  在这些技术当中,以底层嵌入式设备芯片开发最关键,引领整个行业的上游发展。基于物联网与嵌入式系统融合,将使现有产品得到升级,使服务更加智能化,可以远程进行设备管理、调度和维护。
  软件是物联网应用的核心和灵魂,各大软件企业都投入巨资研发相关软件和中间件(SaaS、SOA、云计算等),云计算概念的提出,在交通物联网中将发挥巨大的作用。交通是一门复杂科学,每个交通物体都具备不确定性。云计算作为一种高度可扩展的计算方式,通过互联网将资源以“按需服务”的形式提供给用户,而且“按需使用、按用计费、用完即散”,正好满足复杂交通的要求。
  从技术层面,我国推动交通物联网发展的重点技术包括:(1)DSRC短程通信技术;(2)车辆运行状态检测技术;(3)基础设施及环境性能检测技术;(4)辅助驾驶技术;(5)新一代交通控制系统。
  三、推进交通物联网过程中面临的问题
  1、标准问题
  交通物联网的发展必然涉及通信的技术标准,而各类层次通信协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程。中国在快速增强研发的同时,也早已开始打造“交通物联网”的本土产业标准。最值得一提的是高速公路不停车收费的短程通信技术,在我国已实现标准化而且已经推广多年。
  由于当前交通物联网的任务主要面向内需,制订本土标准有利于给企业更多的话语权。可以理解的是标准制订面临着国内国际上的压力,推动难度不小,但这势必延缓未来大规模的行业应用。但交通物联网相关技术甚广,如何统一终端和接入标准都是推进交通物联网的问题。传感器作为物联网采集信息的主要终端工具,如同物联网的“眼、耳、鼻”,这些采集信息工具标准不一,已严重制约物联网的发展。由于采集信息的传感系统非标准化,运营商平台很难对网络进行统一管理和统一运营服务。一方面,应用开发商面对不同的开发接口,开发成本居高不下,阻碍了物联网应用的开发;另一方面,因为传感标准不一,行业用户很难自由采购合适的终端,无法货比三家,受制于某个厂商的高价,进而也就无法成为运营商客户。
  而车载终端GPS设备亦是如此,作为普及较广的终端产品,GPS设备目前存在的问题是该产品针对不同的行业应用对其功能和接口都有不同的需求,因此至今在全国范围仍没有统一的标准。
  中国物联网标准联合工作组2010年6月8日在北京成立。联合工作组由全国11个部委及下属的工信部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组、全国智标委等19家相关标准化组织自愿联合组成,还包括12家观察员单位。联合工作组的成立,将从大的层面改变各自为战、互不兼容的局面,强化顶层设计和统筹协调。而各地也应因地制宜加快建设资源共享、互联互通、统一规范的物联网标准体系。
  2、信息孤岛问题
  交通物联网的普及需要解决信息孤岛的问题。我国交通信息化经过十多年的建设,已经具备了良好的设施基础,一部分地区的交通管理和信息化程度都达到了很高的标准。但由于部门职权分散、政出多门,不可避免地造成了行政及行业信息孤岛。若要实现人、车、路协同的目的,亟需消除孤岛,融合信息。
  3、产业化问题
  物联网的产业化必然需要芯片商、传感设备商、系统解决方案商、移动运营商上下游厂商的通力配合,而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下,交通物联网普及仍很漫长。物联网时代,“融合”变得愈发重要,技术融合以及产业融合需要同步进行。亟需打造城市交通物联网的示范工程,整合产业链的上下游。
  4、资金和成本问题
  实现交通物联网,首先必须在所有车辆、道路设施及路段嵌入GPS、电子标签或其他传感器,并需要安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,这必然导致大量的资金投入。企业势必为了迎合行业用户的口味而开发更多的接口的产品以兼容不同的通讯方式,这样产生大量的研发成本是一般的企业所不能承受的,而传感器高高在上的成本系统也将导致系统成本的上升。在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。
  四、交通物联网发展模式的探讨
  1、技术同盟
  交通物联网相关技术运用众多,而且各有优劣。企业在发展原有技术的同时,不妨从多个角度来看待市场发展。往往通过上下游的横向与纵向多方位合作的企业,具有更大的发展空间。对于国家来讲,惟有发展自身的技术与人才才可以摆脱对先进国家的依赖,进而增加国家竞争力。对于企业来讲,惟有合作、技术创新才能远离杀价竞争的红海。而且,当技术的层次越高,可提供的服务自然更多,有利于进一步开拓市场。比较可行的例子是,在现有ETC的扩展项目中,技术提供方与政府、行业组织共同牵手,建立一种沟通机制,达成一致的协议,整合各种技术标准、产品接口、电气及通讯接口,由此作为一种样板工程并加以复制和推广。
  2、政策支持
  交通物联网是国家物联网战略中需求最迫切、基础环境较完善的一部分,适合大规模地应用。优先实现交通物联网,开展和建设交通物联网的示范工程,对于城市可持续性发展以及提高居民的幸福指数意义重大。
  我国即将发布“十二五”物联网战略规划,交通物联网必然与原有智能交通科技的研究进行整合。
  3、打造示范工程
  交通物联网需要产业链各方的合作,但问题是缺少沟通合作的桥梁,难以把产业链各方联系起立,共同推动交通物联网的发展。
  交通物联网产业链各方要通过制订一种有利于产业化推进的应用组织方案,由政府主导,行业协会组织,集中各种资源力量,推动和打造一批民生示范工程,促进交通物联网的发展。