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智慧交通和智能交通的区别范文

发布时间:2023-12-13 15:15:42

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇智慧交通和智能交通的区别范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

智慧交通和智能交通的区别

篇1

智能交通升级突破口

毛光烈称,智慧交通包括智慧城市交通、智慧城际交通、智能装备交通、综合型智能交通等多种语义,对这些不同语义内涵的“智慧交通”加以细心区别、正确理解,可以便于找到痛点,并完善、升级智慧交通。他认为,当前完善、升级智慧交通的主攻方向有以下三个方面。

第一,打造智慧城市交通的完善与升级版。城镇化的人口已占全国总人口的一半,有的地区已达60%以上,城市内部的交通拥堵已成为突出矛盾。从“人、车、路、场、客”这五要素的信息化来看,目前城市里大多数智慧交通建设提供的服务还都很“初级”,系统间的整合并未完成,碎片化严重;城市交通资源的调度使用与监管的信息化有进展,但基本上停留在IT时代,尚未进入DT时代;城市交通的大数据库建设尚未起步。所以,打造能为交通提供大数据服务平台、实用模式、创新的监管体制等都迫在眉睫。民众出行的难点、痛点,就是智慧城市交通完善与升级版应解决的难点、痛点与重点。推动智慧城市交通的完善与升级,既有扩大现实供给的重大价值,又有长远发展的巨大空间。

第二,打造智慧城际交通的完善与升级版。随着中等收入阶层的迅速扩大,带给交通领域最大的变化,是“有车族”的扩张。据浙江省公安部门统计,全省汽车拥有量已从2010年的543.57万辆,增加到2015年的1121.63万辆。一方面是车辆的快速增长,另一方面是公路通行供给做不到同步增长。因此,就出现了城际之间交通拥堵的加剧。

据统计,2010年全省高速拥堵路段为6处。尽管在2010年至2015年期间,全省高速公路建设投入了1277.8亿元,仍然跟不上车辆通行的增速。尤其是周末、清明、国庆、元旦、春节等节假日的拥堵路段更是在持续的跃升。毛光烈举例说:“过去经济发达程度相对低、人口密集程度低、一直不拥堵的衢州段,自龙泉至龙游高速开通后,从2013年春节起开始了拥堵,最长的拥堵时间达24小时。全省最拥堵点是G60沪昆高速新岭隧道,2015年拥堵300余次,最长拥堵时间长达20小时。”

那么,解决全省城际交通的出路是什么呢?毛光烈说,既要抓建设,又要抓挖潜,要在挖掘交通道路的效率上下功夫。重点是要改变“城际出行只靠高速公路”的状况,通过“智慧(城际)交通”的升级,把“高速公路、国道、省道、县道”作为“城际交通的大路网”来整体开发。

开发“城际交通大路网”,可以在高速拥堵路段,先把国道、省道、县道相关路段组合利用起来,对于破解“周末、小长假出行难”,有很大潜力。目前,浙江省已建高速公路3917公里,有国道4356公里、省道6382公里、县道29413公里,三者总里程达40151公里,相当于高速公路总里程的10.25倍。同时,由于国道、省道、县道有专门的养护资金,养护队伍、养护体制比较健全,近几年的道路改造及路面硬化成绩斐然,道路的通行质量亦比过去大为改观。因此,建立以高速公路为主干、域内国道、省道、县道为一体的智慧(城际)交通,打造智慧交通升级版,大有可为。

毛光烈分析说,开发“城际交通大路网”可以分两步进行。首先,以县(市、区)为单位,从化解周末与小长假拥堵路段入手。其次,在利用国道、省道及县道化解高速时段性拥堵的基础上,进一步编制设区市、省级优化利用高速公路、国道、省道、县道的整齐方案,并以4G或5G宽带为主要通信网,完善道路数据采集与数据服务、数据监管设施,建设大路网的大数据智慧交通服务与监管体系和平台,使高速路网与国道、省道、县道路网集成为一体,得到更高水平的开发利用。

第三,打造以智慧城市为龙头的交通与城际交通无缝链接形成的智慧综合交通升级版。毛光烈认为,要解决城市中各类交通方式互相干扰的问题,出路只有开发集各种交通方式为一体的统一管理平台,实行大数据的交通服务,形成智慧城区综合交通的完善与升级版。

开发智慧城市综合交通的升级版,重点是建设城市交通大数据库、综合交通云平台,把汽车、地铁、飞机、高铁、航运等各种交通方式的大数据采集贯通起来,把大数据的交通服务与监管综合集成起来。通过各种交通方式的大数据服务,进一步优化交通组织,减少相互不合理的影响与干扰,着力化解现有拥堵点与路段,疏导并防范新的拥堵点、段的形成,提高城市交通设施的运行效率,进一步提高城市交通的保障服务水平。

补基础“短板”

毛光烈指出,任何工作要做好,基础工作必须做扎实,智慧交通亦然。大数据的实时路况服务,尤其是车流量服务,是智慧高速的基础工作与基本建设,这一“短板”必须补上,可以从四方面入手。

第一,要集成开发道路断面的智能化车流量计量技术。毛光烈说:“高速公路收费站通过人工方式进行车辆流量计量,在非收费站的道路断面上,车流的大数据计量服务,尤其是城区道路断面的车流计量服务,基本仍处于空白状态。”所以,要开发智能化道路断面车辆自动计量技术,实现数据的远程自动传输、利用、质控与运维。要集成利用各种方式的现代检测计量技术,以保障计量方式的创新性、精准性、实时性与有效性;并保证道路断面车流计量检测活动不影响道路的通行。要充分集成并利用智能的检测仪器、文字与视频大数据的检测方式与计量技术、采取不停车的检测方法。

第二,要开发“精准的在线车流量可视化截图的服务模式”。做到“规范化、标准化、可视化”。在提供“全程车流量(可视化)截图”服务的同时,根据行车的速度与需要,智慧交通的云平台还可以不断推送“前方路段的分路段车流量(可视化)截图”。

篇2

要仔细体察现有“智慧交通”的语义内涵

“治堵”与“治污”、“治霾”已成为公众共同关心的焦点问题之一。全世界多个城市都希望通过网络新技术,推动交通运输体系的智慧运行,以解决面临的挑战。

随着网络新技术的新科技革命发展,智慧交通正处于由IT服务向DT服务转变的阶段。智慧交通的完善与升级版是对原有初级水平的继承、补充与提升,所以要对这些不同语义内涵的“智慧交通”加以细心区别、正确理解,以便找到痛点与完善和升级的主攻方向。

智慧(城市)交通:其语义内涵指的是对一个城市为边界,开展交通的网络与大数据服务。

智慧(城际)的交通:其语义内涵指的是以城市与城市之间为边界,开展交通的网络与大数据服务。

智能(装备)交通:其语义内涵有二个:一是指汽车的自动驾驶,主要是指智能车辆之间能够相互通讯与安全避让,若干台智能车辆在共同行驶环境下可以自动驾驶服务;二是指对智能车辆服务的城市交通网与云平台。

车联网:这亦是智慧(装备)交通的另一种类型的表达。其语义内涵是指对智能与可联网的汽车,通过先进的网络互联,使之在交通大数据云平台服务下开展高效的运作或有机运营。说到底车联网本质是“集智能汽车制造与智能汽车在线服务为一体”的“服务型制造”的体现。城市车联网与云平台是智慧交通的另一个契入口与重要平台。

制造+服务型的车联网最终必然会与城区或城际的智慧交通合二为一,这是不言而喻的。但在未合二为一前,还会有一个相向而行的过程。在这个相向而行的过程中,根据云、管、端三者升级的框架,要注意的工作有三点:一是城区或城际的智慧交通的大数据云平台,要努力担当起“车联网”云平台的功能。二是城区或城际的智能交通通信网要提质升级扩能,以满足智能汽车大数据通信的需求。三是要加快智能汽车的推广与覆盖工作,积极提高智能汽车在全部车辆中的占比。同时,还要加快提升智能汽车与非智能汽车在运营中的协同水平。

综合型的智慧交通: 它有三种类型:其一是指覆盖各种交通工具的智慧交通服务体系;其二是指覆盖各种交通基础设施的信息化服务体系;其三是指覆盖城际+城区的全部交通的信息化服务体系。它有三个特点:一是以大数据为依托服务的智慧交通。它把各种交通的供给与需求都加以数字化,并予以高效的匹配。比如,它会根据积累交通大数据流动的特点与规律,通过计算与建模,再根据每天的高铁、飞机、船运航班的到站时间、下客量、客流方向等客运需求的大数据,可让所需的运力、规模、所经行城区道路、车场等大数据进行供需有效匹配。二是为城市提供精准的智慧交通协同服务。通过订票大数据的联网,全面智慧交通大数据云平台可以事先清楚地了解城市出行与到站的旅客数量、起讫地点、经由路线与时间等大数据,使不同类别的交通之间能事先进行精准对接与优化安排,从而提高不同交通之间的协同水平与出行客户的体验。三是为客户提升精准的出行推送服务。C合型的大数据智慧交通服务,可以凭借大数据,对明确目的地的出行客户提供“精准推送服务”,促进客户与约车等精准对接,并对其履约情况与守信水平进行监督。

对上述不同语义内涵的智慧交通进行区别与分析、定位,目的是在细分内涵的基础上,根据各自的内在关系与特色,厘清各自的完善与升级重点、目标、路径与举措,并使之相互促进。

找准智能交通完善升级的突破方向

智慧交通将会有1.0,2.0,3.0等多个完善版与升级版。那么,其突破方向在哪里呢?突破方向要根据痛点与问题导向来选择。当前主攻方向有以下三个方面:

智慧城市汽车交通的完善与升级版

城镇化的人口已占全国总人口的一半,有的地区已达60%以上,城市内部的交通拥堵已成为突出矛盾。目前城市的智慧交通建设有的是刚破题、有的还没破题,做得好的亦仅仅是“初级版”。

从人、车、路、场、客五要素的信息化逐个进行分析,大多数仅仅提供了车辆出行地图服务、一般信息服务,车辆的信息化服务还很“初级”;

道路的信息化服务亦才刚起步,除了多装了几个探头显示屏与优化改装了一些“红绿灯”之外,并没有实质性的改变;

停车场的信息化服务改进得快一些,但基本上是停留在少数规模与新建的停车场上,大多数停车场还停留在无信息化服务阶段;

对旅客个人的网约车服务有突破,但使城区居住与工作区域结构与规模性出行客流的匹配服务还未有突破;

人、车、路、场等综合的信息化有进步,但整体整合尚未完成,碎片化状况还较严重;

城市交通资源的调度使用与监管的信息化有进展,但基本上停留在IT时代,尚未进入大数据时代。城市交通的大数据还未完全打通,为交通提供大数据服务的平台、实用模式与监管体制的创新迫在眉睫。

因此,民众出行的难点痛点,就是智慧(城区)交通完善与升级版应解决的难点、痛点与重点。推动智慧(城区)交通的完善与升级,既有扩大现实供给的重大价值,又有长远发展的巨大空间。

智慧城际交通的完善与升级版

中等收入阶层的迅速扩大,正在改变着我们的经济环境、市场需求结构、公共服务的结构与民生的需求结构。据有关机构统计,中国的中等收入阶层,2015年已比2000年初增长近7倍。

中等收入阶层的增加,带来“有车族”的扩张。据浙江省公安部门统计,我省汽车拥有量已从2010年的543.57万辆,增加到2015年的1121.63万辆,增长了1.06倍;每百户家庭拥有汽车2012年为47.9辆,2014年为62辆。

一方面是车辆的快速增长,另一方面是公路通行供给做不到同步增长。因此,就出现了城际之间交通拥堵的加剧。据浙江省公安部门统计,2010年全省高速拥堵路段为6处。尽管是2010年至2015年高速公路建设投入了1277.8亿元,但仍然跟不上车辆通行的增速。尤其是周末、清明、国庆、元旦、春节的拥堵路段更是在持续的跃升。

解决我省城际交通的出路,既要抓建设,又要抓挖潜,要在挖掘非高速交通道路的潜力上下功夫。重点是要改变“城际出行只靠高速公路”的状况,通过“智慧(城际)交通”的升级,把“高速公路、国道、省道、县道”作为“城际交通的大路网”来整体开发。

要以“开发城际高速公路与非高速道路相结合的大路网”作为“智慧(城际)交通”的扩展版与升级版。在高速拥堵路段,智慧(城际)交通要把高速公路与国道、省道、县道等一体化组合开发利用起来,用以破解“周末、小长假出行难”。至2016年4月,浙江省已建高速公路3917公里,有国道4356公里,省道6382公里,县道29413公里。国道、省道、县道的通勤总里程达40151公里,相当于高速公路总里程的10.25倍。同时,由于国道、省道、县道有专门的养护资金,养护队伍、养护体制比较健全,这些年道路的改造及路面硬化成绩斐然,道路的通行质量亦比^去大为改观,通勤潜力巨大。因此,建立以高速公路为主干、域内国道、省道、县道为一体的智慧(城际)交通发展扩展版,打造升级版,大有可为。

以智慧城市为龙头的交通与城际交通无缝链接形成的智慧综合交通升级版

要解决城区各类方式交通的互相干扰、效率低下问题,出路只有开发集各种交通方式为一体的大数据统一管理平台,实行大数据的精准交通服务。这就是智慧城区综合交通的完善与升级版。

开发智慧城区综合交通的升级版,重点是开发人(驾驶人)、车、路、场、客、货的大数据服务。通过大数据对各类交通方式的有效服务,使客运零换乘、使货运无缝链接,使城区的综合交通与城际的交通能有效对接。重点是建设城市交通大数据库、为综合交通服务的云平台,把汽车、地铁、飞机、高铁、航运等各种交通方式的大数据采集贯通起来,把大数据的交通服务与监管综合集成起来。通过对各种交通方式的大数据服务,强化供需的精准对接,进一步优化交通组织,减少相互不合理的影响与干扰,着力疏解拥堵路段,疏导并防范新的拥堵路段的形成,提高城市交通设施的运行效率,进一步提高城市交通的保障服务水平。

要补上基础性的“短板”

任何工作要做好,基础工作必须做扎实。我国的工业化因为忽视了基础,包括质量标准等基础性的管理工作与关键和核心部件的开发,现在还得回过头来补上“工业强基工程”这一课,这是值得我们深省的。智慧交通同样不能忽视基础性的工作与基础性建设。

大数据的实时路况服务,尤其是车流量服务,是智慧高速的基础工作与基本建设,这一“短板”必须补上。

道路路况服务主要内容有“路段车流量服务”、“事故状况服务”与“恶劣天气路况服务”三项。通常状况下,客户最需要的是“路段实时车流量”的最基础最基本的服务;因为恶劣天气与事故路况服务属于特殊状况,可通过另行开发“特殊路况推送服务”来解决。

路段实时车流量路况服务,是智慧交通的基础。对出行路段拥堵程度的路况大数据服务,是关系智慧交通关键环节与基础性的“短板”。

要集成开发道路断面的智能化车流量计量技术

在交通路段中,在高速公路收费站这个道路断面是通过人工的方式进行车辆流量计量的,在非收费站的断面上的车辆流量的大数据计量服务,尤其是城区道路的断面车辆流量的计量服务,基本仍处于空白状态。要开发智能化道路断面车辆自动计量技术,以保证在非收费站点的路段上亦能有效使用,并实现数据的远程自动传输。要集成利用各种方式的现代检测计量技术,以保障计量方式的创新性、精准性、实时性与有效性;并保证道路断面车流计量检测活动不影响道路的通行。要充分集成并利用智能的检测仪器以及文字与视频大数据的检测方式等高效的计量技术、采取不停车的检测方法。

要开发“精准的在线车流量可视化截图的服务模式”

开发既定客户出行路段的“在线车流量可视化截图的服务”,要做到“规范化、标准化、可视化”。

举个例子:按照上述要求,如我今天从杭州区宁波,上午8点10分出发前,我查看到的“杭州至宁波的交通全程车流量截图”为:

再举个分路段的车流量(可视化)截图的例子:这种在线实时车流量可视化截图服务可按车行速度滚动推送。如我在杭州至宁波的高速公路上行驶至萧山时,智慧高速服务就按半小时后到达的路段提供截图服务。

在提供“全程车流量(可视化)截图”服务的同时,根据行车的速度与需要,智慧交通的云平台还可以不断推送“前方路段的分路段车流量(可视化)截图”。“分路段车流量(可视化)截图”,一是路段的长度长短应以“稳定的车流量路段”作为单位;二是必须满足行车客户知晓路情与车流量的需求;三是可以根据客户查询需求提供,亦可以主动进行智能推送。

要开发“路段车流量实时计量检测模式”

路段车流量实时计量检测,宜以高速公路以两个相邻收费站之间路段,城区道路以两个相邻的红绿灯之间为路段“单元”。

路段车流量实时计量检测、应进行多断面检测、并以多断面检测数据来进行校核才能确定。其计量检测方式、校核方式应按规定的标准与程序进行。

路段车流量实时计量的结果,根据上述工作基础形成的“实时计量检测模式”,统一按前面介绍的“XX路段车流量可视化截图”的方式进行公布。

要参考城际高速公路的“车流量可视化截图服务”的模式,根据城市的出行要求,开发城市出行“精准推送的车流量可视化截图服务”。

篇3

近几年城市拥堵日益严重,智能交通越来越受各地政府的欢迎。它可以通过合理的通行方案设置,将原有道路的通行效率提高两至三成,且可提升公交出行分担率。

然而,道路通行信息不全面、不公开,使智能交通没能散发出更强的光彩。 智能系统

促使太仓市上马智能交通的重要原因是,当地客流量不足,所有公交线路的平均班车间隔要25分钟左右,民众多有抱怨。解决这个问题,只有两种方法,“一是增加班次,但是公交公司的财力承受不了;二是采用智能交通,让居民可及时了解公交出行的规律、到站时间。”太仓市交通运输局副局长陈艇分析。

在智能交通系统建设之前,太仓市的公交车已经全面安装车载GPS,在公交站上装有传感器,接收车载GPS发送的位置信息,就可以标识公交车的运行区间,并自动更新公交站显示屏的班车距离,完成报站功能。

除了报站功能外,当地的智能公交系统,还能通过车载3G设备对车行情况进行实时监控,“包括它有没有按照规定路线行驶,有没有发生故障,以及正点率,都可以监控”。供职于太仓市公共交通有限公司(下称太仓公交)运输科的陈伟栋认为,智能交通系统试用后,公司班车的准点率明显提高。

变得“机智”的不仅是车,还有交通信号系统。此前太仓城区的交通信号灯,与国内其他没有安装智能系统的城市一样,基本依靠交警“目测”之后人工到路口进行手动设置。现在则能通过与监控中心联网的智能信号机,在控制中心随时更改红绿灯配置方案,且可以在不同方案之间自动切换。

太仓交警大队还引入了同济大学智能运输中心设计的一套路网优化配置软件。软件可对实时采集的道路交通信息进行计算,给出每个区域路网在不同时段最适宜的信号灯配置方案,可以将区域道路通行效率提高30%。

不过,软件给出的方案难以做到“完美”。经过几年使用,太仓市交警大队秩序科副科长鲁亮贤总结出了规律,“软件的方案,可能因为考虑突发事件,设置的余量稍微长了点,所以我们设的信号灯时间会相对它给的数据短一些”。

对于太仓的做法,上海应用技术学院计算机科学与信息工程学院副教授王浩比较认可,“再智能化的东西,也要靠人的智慧去应用。”

有些城市因为缺乏管理人员等,更倾向完全自动化的交通信号“自适应”方案,即根据路口车辆通行情况,由信号机自动调整配置方案。王浩认为,完全的“自适应”,只是理论上可行。中国机动车、非机动车混行,不文明的交通行为较多,加上道路设计本身存在缺陷等原因,导致使用信号灯“自适应”方案后,反而造成交通混乱。 时间即收益

太仓公交总经理姚红兵曾希望智能公交系统,提升乘客满意度的同时,带来客流增长。今年上半年20多条线路陆续推出智能报站功能后,客流仅增长2%,这一数据多少令他有些失望。

上海交通大学智能交通与无人机应用研究中心主任彭仲仁说,公交是国家提供的基础设施,智能公交在其中的应用,确实很难看到经济上的直接回报。但,“每个人的时间是有价值的。一般交通行业认为,个人小时工资的二分之一,是等车时间的价值。把所有人的等车时间的价值换算起来的话,还是值得的。”

因此,专家更倾向于成功预测一辆公交班车的到站时间。在美国、新加坡等地,已经可以通过手机终端实时查看公交到站时间信息,从而大大缩短乘客在公交站的等候时间。

与太仓市采用的距离预报相比,到站时间预报要求更高。需在站台接收车辆通过信息的基础上,根据本车此前的运行速度、前车通过前方路段的耗时、沿途的信号灯设置信息,计算出车辆通过未来区段可能需要的时间,同时也会参考同一路段、同一公交路线的历史数据,对计算结果做出一定的修正。

尽管算法听起来很合理,正在对公交到站时间预测进行研究的王浩还是意识到,采用时间提示方案的国内城市,所能提供的预测准确率的稳定性非常低,这源于中国城市交通的特点。

“比如说模型能知道这个路口多长多宽,信号灯怎么设置,但它不知道这里有个卖茶叶蛋的摊,或者突然窜出来一个乱穿马路的人。”

另一个影响时间准确性的原因是,国内很多城市的智能交通系统都是孤立的。王浩抱怨,各部门之间条块分割,是影响交通信息准确率的主因。

在智能交通体系建设中,可以用于检测道路交通状况的方式有很多种。一般情况下,公安部门建设信号系统时,可以通过在路口埋设检测线圈,或是架设视频检测设备的方法,记录过车数量。

交通部门监管的校车、出租车、公交车、危险品车辆等,则已经安装了GPS设备,通过3G网络收集车载GPS的实时位置信息后进行计算,亦能得出车行轨迹的路况,即现在较多城市采用的“浮动车”技术。而最新的手机交通信息采集技术,则能通过基站对手机位置的测定,计算出人流、车流状况。

问题在于,这些分散在各部门、各企业的信息,都有一定缺陷。检测线圈虽然精度很高,但只能记录车辆通过情况,无法得知车行速、后续等待车辆等情况;且铺设于地面的检测线圈,很容易因辗压损坏。鲁亮贤称,在一些质量不太好、载重车较多的路段,有些线圈可能只有半年寿命。

而且,车辆也可能受司机偏好的影响,避开拥堵地区,从而导致基于车载GPS的检测数据,难以全面反映城市整体路况。“‘浮动车’在不同城市提供的道路拥堵信息准确率不同,一般可以有85%。另外,3G网络传输信号可能会有一点延迟。”王浩说。

手机交通信息采集技术的缺憾是,难以区别城市高架道路与地面道路,从而导致相关区域数据失准。

“每一种采集方式都有一种自身的优缺点,单靠一种方式来解决数据采集是不可行的。”一位提供交通数据采集整合服务的企业市场部负责人称,要获得相对真实的数据,一般在一个主要的采集手段之外,通过其他方式弥补缺失,可以将原先的精度提高5%-10%。 “智能”待延伸

除了为管理者提供参考外,彭仲仁认为,智能交通还有一项重要功能——为出行者提供实时的交通信息。这在国内还相对缺失。

上海等地通过在道路上安装交通诱导屏,以及微博等,路况、突发交通事件、停车动态泊位等实时交通信息。与美国、新加坡等地直接通过手机客户端即可查询相比,仍有不小差距。

在欧美智能交通发展较为成熟的地区,“采集信息的硬件设施虽然也由政府建设,但它收集到的信息,可免费向企业和研究人员提供,他们再对数据进行整合分析,能够开发出很多创新性的应用”。彭仲仁举例称,目前国内的导航产品,都是提供固定的出行方案,而美国一家企业通过整合全国的实时交通信息,可以在行车过程中,随时根据道路气象条件、拥堵情况,改变路线方案。

国内已经有一些导航软件,提供针对个人的智能交通服务,而不再将目光局限于为政府部门提供决策参考。“有企业通过免费提供车载GPS换取位置信息,做成浮动车系统。”王浩介绍,受制于其数据来源,目前这些软件提供的道路信息,准确率较政府部门偏低。

作为当地手机交通信息采集系统的副产品,太仓可能将会推出一个面向个人的交通信息平台。这种根据人流推算交通信息的方法,必须以手机基站定位数据为基础。

“一开始和电信谈,希望用他们的数据,现在可能会用移动的。相应地我们提供综合数据分析结果,由运营商向用户提供个性化的交通信息服务。”一位知情者透露,太仓市城市管理局也计划在未来三年内,推出由其主导的智能停车诱导系统,“通过交通诱导屏、网站、手机终端,全方位地提供停车信息”。

但这遭到了该市经济和信息化委员会(下称经信委)副主任樊荣的质疑,“谁同意了?”根据当地的行政管理流程,安装摄像头、新建诱导屏等信息化工程,都必须报请经信委同意。

“公安已经建了摄像头的地方,城管、交通都不许建,我们有一个‘太仓市视频监控专网’,可以共享数据。包括诱导屏也一样,不能重复建设”。樊荣称,各个政府部门的信息交换,并不存在政策法规上的障碍,比如,“要进入公安的内网不行,但通过网闸申请得到不含任何附加信息的纯数据是允许的。其他部门需要查看哪些摄像头的画面,经过事先申请给予权限就能查看。但是各自不能动别人的摄像头,只能看,否则会影响治安。”

这样的资源共享,在其他地方并不多见。彭仲仁和王浩都表示,其接触的大部分城市,即便在政府系统内部,也并不能实现共享,遑论全面公开。

篇4

2智能交通系统分析

课堂以智能交通系统为主题,激发学生讨论,讨论结果形成一个简单、完整的交通系统由3个部分组成智能汽车、智能红绿灯、智能车库。具体功能如下描述。(1)智能汽车,用mBot机器人模拟汽车的行车过程,前进、左右转弯、倒车,同时用指示灯颜色和不同的声音区分不同状况,以给出警戒和提示;车上安装超声波传感器,便于安全倒车;汽车的行驶过程用遥控器控制。(2)智能红绿灯,根据路段车流量设置红绿灯间隔时间,绿灯结束后有3s的黄灯闪烁;指示灯亮,并用LED数码管显示剩余时间。在mBot机器人的主控板mCore上安装两个设备,一个是LED灯作为红绿灯使用;另一个是4位数码管用来显示红绿灯时间,用RJ25接口线将两设备与主控板连接。(3)智能车库,用超声波传感器来检测有无车辆入库,若有,则用舵机控制横杆抬起,若无,则横杆落下。若在超声波出现故障时,则用机械遥感手动控制横杆起落。mCore主控板接3个设备:一是超声波传感器,用来检测门前有无车辆;二是遥感,便于应急时手动控制;三是舵机,其上安装横杆,接收超声波传感器信号,控制横杆起落。

3课程设计

将智能交通系统课程设计分基础、应用、创新3个阶段来讲述。(1)智能汽车:对汽车的踩油门、松油门过程用键盘上的“按下、松开上移键”命令来控制;脱机时,将“按下上移键、松开上移键”命令用红外遥控器上的上下箭头代替,便于脱机控制。由于红外线遥控器控制命令以判断形式出现,须将其加入条件控制结构。其它转向功能与前进类似。基础功能完成汽车的机械行驶前进、后退、左转、又转,同时配备相应的指示灯;通过键盘上的4个方向箭头完成在线控制,使用图形化模块如表1的在线命令。通过学习让学生熟悉mBlock软件界面,学会图形化模块的拖拽方法和技巧。教学内容适合小学5、6年级学生。应用级在初级基础上将控制方式改为遥控器控制,实现脱机运行,模块指令如表1的脱机命令。由在线命令转为脱机命令模块结构简单,但加入了选择判断,使学生的思路更加条理,同时查看对应模块生成的arduino程序如表1的Arduino代码,熟悉arduino语法结构。教学内容适合中高年级学生。创新能以初级为基础,加上应用级训练具有的逻辑思维能力和读代码能力,可以创造性地实现不同功能,当软件给出的模块结构不能满足要求时,可以在arduino的编辑器IDE手写代码来完成。高级阶段,每个学生的作品不一样,教学呈现个性化,适合大学生和电子类爱好者。(2)智能红绿灯:定义一个变量time用来计时,将红绿灯持续的时间设置为循环次数,每次延时1秒,将变量time值减1,用LED数码管显示变量time值,达到计时效果。假设绿灯持续时间为30s。教学内容属于中级,增加了循环结构和变量设置,红绿灯持续功能用循环结构来实现,显示时间用变量赋值来完成。对中小学生,变量概念不易于理解,可用解应用题时的设未知数知识点来变通。对这部分内容的创新可以横向拓展,由红绿灯联想到路灯、声控灯、跑马灯、led显示屏等。(3)智能车库:设置3个变量s、x、y、s用于存储超声波传感器测得数据,x存储摇杆x轴移动的距离,y存储摇杆y轴移动的距离;s小于10时,表示有车通过,横杆抬起,否则,横杆落下;x大于y表示横向移动,横杆落下,y大于x表示纵向移动,横杆抬起。其执行arduino程序如下,等待两秒是保证车安全通过。相比上面教学内容增加两个难点:一是逻辑关系复杂包含顺序、选择、循环结构的嵌套,在理清逻辑关系的基础上才能驾驭;二是熟悉Arduino编程语言语法结构,并用其将逻辑关系表达出来。创新应用可在深度上挖掘,设计出更智能化的作品。

4结语

创新教育是一种培养学生创造与创新能力的新型教育方式,提倡在真实情境下学习、从生活中学习。该次创新教育课程设计内容选自与学生接触紧密的智能交通系统,以此为主题展开讨论,激发学生兴趣,引导学生关注生活,树立处处留心皆学问的学习理念。创新课程采用项目化的教学方式,由智能交通系统为中心,向外发散到智能汽车、智能红绿灯、智能车库,每个部分又引出更多的知识点(如,智能红路灯引出路灯、流水灯、led灯等),丰富创新课程教学内容,体现知识有用性;创新课程教学目标区别于传统课程的知识堆砌[5],强调知识的横向纵向联系。创新课程没有标准答案,每个学生的想法都是智慧的萌芽,都会得到老师同学的认可,找自己的存在感,参与意识更强烈;更容易保持学习的激情、增强学习信心,在学习的过程之中更容易生成新的创意。创新课程是课堂教学的有效补充,将基础教育获得的碎片化知识整合,结合实际加以应用,强调知识的有用性,从而调动学生的学习积极性,培养学生的创新、实践能力。

作者:苗永梅 单位:宝鸡职业技术学院

参考文献

[1]梁森山.中国创客教育蓝皮书[M].北京:人民邮电出版社,2016.

[2]万佑红,将国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2005,27(4):6-8.

篇5

智能电网调度运行面临关键技术

锅炉机电一体化节能控制系统探讨

探究如何强化油田安全环保管理的意识

配电网智能调度运行面临的关键技术研究

凯文·艾什顿来自物联网之父的五个想法

电气工程安装和施工管理方面的一些见解

雾霾愈烈——智慧城市的雾霾破解之道

分析城市绿地系统规划塑造城市特色

刍议房地产测量与工程测量区别探讨

理论、构筑与实践——中外专家论智城

建筑工程造价预结算审核工作要点研究

论建立河道管理信息平台的重要性

高速公路路面病害的养护和维修解析

浅谈高速公路施工中外协队伍的管理

浅析城市智能交通系统产业化发展趋势

村镇规划在城乡规划管理中的政策探讨

建筑工程成本的影响因素及成本管控解析

马普托大桥地下连续墙漏水事故处理分析

浅谈高速公路养护管理的现状及完善措施

电子商务对国际经济贸易的影响及对策

公路养护作业安全的影响因素与保障对策

工业用自动化检测电仪的安装与维护研究

电站锅炉余热深度利用及尾部受热面综合优化

探究建筑设计阶段控制工程造价的策略与方法

市政道路工程中施工现场管理举措的若干研究

房屋建筑混凝土施工现存问题与处理建议研究

探究建筑工程预算在工程造价控制中的作用

浅谈“互联网+”时代的高职高专教学改革

数字化测绘技术及其在工程测量中的应用

对广东居民未来选择家庭住宅的前瞻性探究

建筑智能化系统安全现状、问题及解决方案

苹果拟在爱尔兰建数据中心,当地居民抗议

铁路工程施工中施工安全防护的方法分析

城镇燃气工程的施工监理及管理要点之研究

常见工业电气自动化发展问题与管理策略初探

节能评估在固定资产投资项目审查中的作用分析

探索国企从建设管理向经营管理转变发展之路

试述高速公路沥青路面早期损坏及预防性养护

建筑工程施工现场机电安装工艺技术之研究论述

青海省2016年计划草案:加大光伏电站建设规模

暖通空调安装施工技术在建筑施工中的应用分析

工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防措施

土木建筑施工中大体积混凝土结构的应用及技术要点分析

加强电梯物联网建设提高电梯安全运行管理水平分析

关于土木工程施工中钢结构技术应用及发展的若干研究

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关键词:NFC;物联网;智慧城市

中图分类号:TU74 文献标识码: A

1.引言

NFC英文全称Near Field Communication,近距离无线通信。最早是由飞利浦公司和索尼公司共同开发的一种非接触式识别和互联技术。NFC由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能,能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换,可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线传输,这项技术最初只是RFID技术和网络技术的简单合并,现在已经演变成一种短距离无线通信技术,发展态势相当迅速。

2.NFC的技术优势

与RFID一样,NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递,但两者之间还是存在很大的区别。首先,NFC是一种提供轻松、安全、迅速通信的无线连接技术,其传输范围比RFID小,RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米,但由于NFC采取了独特的信号衰减技术,相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。 其次,NFC与现有非接触智能卡技术兼容,目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次,NFC还是一种近距离连接协议,提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比,NFC是一种近距离的私密通信方式。最后,RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上,而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用。

同时,NFC还优于红外和蓝牙传输方式。作为一种面向消费者的交易机制,NFC比红外更快、更可靠而且简单得多。与蓝牙相比,NFC面向近距离交易,适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据;蓝牙能够弥补NFC通信距离不足的缺点,适用于较长距离数据通信。因此,NFC和蓝牙互为补充,共同存在。事实上,快捷轻型的NFC协议可以用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程,促进了蓝牙的使用。

3.NFC在智能领域的应用

3.1 NFC在门禁系统中的应用

门禁应用大大展现了NFC技术在这方面的便捷和安全。手机钥匙逐渐成为一种时尚用品,不用担心包包太小,放不下一串串沉重的钥匙,再也不用站在门前,在诸多钥匙中试哪把钥匙才能把门打开。更关键的是,以现在人们对手机的依赖程度,出门忘了带什么,一般也不会忘了带手机,而且手机钥匙能耗低,即使手机没电了,在NFC技术的支持下,还是可以开门,其便捷安全的特性对门禁系统的重要性自然不言而喻。 利用安全网络连接和移动网的 NFC 智能手机可以说是一把理想的钥匙。

三星手机就在伦敦奥运期间针对 NFC 提供了新型的服务。它推出了一个为 Holiday Inn 的伦敦 Statford 分店设计的酒店服务解决方案,通过 Galaxy S III 手机的特殊 app,房客就可以实现 check-in 和退房,并可使用手机的 NFC 功能打开房间门。

而这把电子钥匙的功能绝不仅限于开关门。一旦进入房间,同一台手机还可以作为预订洗衣服务和其他酒店设施的工具。还有就是在奥运会期间,这把钥匙还会为房客提供本地化的内容,并包括比赛结果等奥运会信息。不仅如此,通过手机钥匙可以控制酒店里的电视、灯光、空调等电器,并提供基于客人位置的优惠信息。

从这个酒店服务系统想开去,或许在不远的将来,我们可以用手机开车门,用手机确认个人身份进入夜间的 ATM 自动银行,并用手机打开自家的前门。在移动支付让我们不用带钱包的同时,NFC 或许可以让我们连钥匙都不用带了。

3.2 NFC在“电子图书馆”中的应用

根据 Mashable 的报道,迈阿密广告学院的学生最近提出了一项新的全民阅读计划,在地铁车厢建立“电子图书馆”。

虽然纽约市很多公共场所都有 WiFi,地铁里面却难以连接到互联网。在地铁车厢内安装一个支持 NFC 的“电子图书馆”,用户只需要在电子图书馆中挑选读物,通过 NFC 就可以传送到手机上。每本读物只能阅读前十页,不过也足够在地铁里面短时间阅读了。当用户走出地铁之后,还会有一份地图自动推送到手机,告诉用户刚刚他看的书在哪几个图书馆能够免费借阅。

3.3 NFC在智慧城市中的应用

智慧城市概念横空出世以来,以物联网、云计算等新一代信息技术为支撑,不断推向前进,但随着智慧城市的迅速发展,新一代信息技术推动力逐渐遇到瓶颈,智慧城市的发展迫切需要物联网等新一代信息技术的创新,藉此,NFC应运而生。

2008年11月,在纽约召开的外国关系理事会上,IBM提出了“智慧的地球” 这一理念,进而引发了智慧城市建设的热潮。 2009年,迪比克市与IBM合作,第一运用NFC技术,建立美国第一个智慧城市,在一个有六万居民的社区里将各种城市公用资源连接起来,监测、分析和整合各种数据以做出智能化的响应,更好的服务市民。

2010年,丹麦启动“智慧城市哥本哈根计划”运用NFC技术将哥本哈根建设成为经济、社会发展一流的国际化城市,在电子政务、服务民生及泛在互联方面,丹麦成绩引人注目。其中智能交通系统通过各种传感数据、运营信息及丰富的用户交互体验,为市民出行提供实时、适当的交通信息 ,也解决了NFC技术在智慧城市发展中出现的问题,在普华永道2012年智慧城市报告中,哥本哈根名列第四,分项排名中智能资本与创新、安全健康与安保均为第一,人口宜居程度、可持续能力也是名列前茅。哥本哈根无疑是智慧城市建设中成功的典范和NFC技术应用中鲜活的例子――正是包括哥本哈根在内不断涌现的成功案例,让NFC逐渐摆脱质疑,赢得信任。

结语

NFC作为增强人机交互的技术,速率更高,功耗更低,更关键是极大简化了用户学习和使用成本,体验更好。而智慧城市是基于极速宽带、智能传感、融合服务、节能环保、人性体验为一体的城市演进方向,代表了和谐、自然、友好的发展诉求。NFC的加速推广有利于智慧城市从最基础的智慧互动做起,有效减少人们日常生活的手工操作,给人们的生活带来便利性和舒适性。

参考文献

[1] 张少军. 短距离低功耗无线网络技术在建筑智能化中的应用[J ]. 电气应用,2010(23):60-63.

篇7

M2M工作原理

M2M就是用一个设备捕捉管理一个事件,然后再通过一个特定的网络把这个事件传输到一个软件平台上面。通过软件平台对事件做分析、解读,从而提供一个有意义的建议。比如,温湿度传感器将采集到的数据通过有线或者无线的方式传到软件分析平台上,平台分析出温度是否过高或者过低,从而给出开启空调或者开起暖风的工作建议。

专访

李景峰 IDC中国服务与通信研究部高级分析师

CHIP:全球M2M应用发展情况如何?中国市场有何特殊性?

李景峰:全球应用M2M业务的国家和地区很多,但目前欧美的市场最成熟,中国物联网产业依然处于起步阶段。

尽管整个产业从2010年起得到了快速发展,但整体中国M2M产业依然处于孕育和准备阶段,距离大规模的应用尚有一段距离,但突破性的技术、芯片、产品和解决方案等将逐步问世。虽然中国物联网产业发展较晚,但在国家战略层面的推动下,进两年得到了快速发展,尤其是在2012年2月14日,中国《物联网“十二五”规划》正式后,物联网产业发展正式提升为国家级发展战略,并成为中国新型战略的重要组成部分,这将会对中国经济发展方式起到重要的推动作用。根据规划,各地政府相继出台了围绕“智慧城市”开展智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗和智能家居等重点应用的示范工程,以带动地方经济与新兴产业发展。M2M作为物联网的重要载体已经在城市运行、应急管理、安全生产、市容市貌、感知物流、环境检测、居民社区等方面得到了具体应用。

CHIP:M2M市场的推动力是什么?

李景峰:中国运营商依然是M2M产业的主要推动力来源,虽然产业发展与客户需求的精细化,产业环节参与者间的合作将会进一步加强,竞争环境也由单纯的竞争转变为竞争与合作的关系。围绕客户需求,运营商将聚合产业合作伙伴,提供端到端的完整解决方案将成为客户的主要需求点与核心竞争力。

CHIP:中国M2M市场的存在哪些问题?

李景峰:由于市场尚处于起步阶段,市场依然需要长时间的培育与引导。就目前情况看,中国M2M市场尚存以下几点问题:市场整合度不足,缺少主导力量;整体市场缺乏统一标准,准门槛相对较高;市场成熟度角度,客户确认认知度;政府推动力与执行力需持续;对政策与政府投资过度依赖。

M2M的主流应用方向

目前,M2M技术主流应用在以下几个方面:

安全生产方面:水文水质监测、供水监测、环境质量监测、污染源监测、车辆监督、交通流监测、电梯监测、一氧化碳监测等;智能交通方面:指挥调度、交通管理、交通监控、公交服务与监测、货物运输、电子收费、交通信息服务等;以及城市管理、食品溯源、经济运行监测、资源监测等。

根据IDC物联网市场调研数据显示,2012年中国物联网产业规模超过505亿美元,预计到2016年产业规模将达到1 210亿美元。重要应用集中于智能工业和智能电网领域。具体产业应用占比如下:

专访

钟镭 创力网络科技(Lantronix)亚太区总经理

CHIP:M2M是物联网发展的基础技术之一,目前M2M应用现在发展到了什么阶段?特别是中国的应用情况如何?

钟镭:Lantronix认为M2M在中国的发展正处在快速上升期。在未来十年中,预计有超过500亿需要互相连接的设备。经过早期的市场开拓,目前市场对M2M的认可度已经很高,也出现了相当数量的行业开发公司。此行业应该可以认为国内市场是和国际市场是同步发展的,技术需求上并未出现明显代差,只存在市场规模上的区别。

CHIP:未来五年,中国和世界M2M市场将出现哪些变化?

钟镭:未来几年间,随着技术的进步,M2M设备将有可能在更多的新的细分行业得到应用。另外,智能连接将是新的亮点。它将使不同类别,不同生产商的产品自动连接,而并不需要人的介入完成编程、配置等工作。

CHIP:您如何看待M2M在中国的发展趋势和机遇,有哪些迫切需要解决的问题?

钟镭:在中国可能最主要的问题在于中间商二次开发能力与客户需求间的差异。与普通通信网络不同的是,M2M系统往往具有很强的客户定制特性,这也就要求一大批同时具有深刻行业理解和扎实开发能力的行业开发公司的存在。

4.12亿

市场研究机构Juniper Research的调研报告预测,全球移动连接型M2M和内置式终端数量将于2014年增至4.12亿部。该机构高级分析师Anthony Cox表示,Juniper高度看好M2M在医疗保健领域的发展,该行业有望成为M2M市场增长迅猛的领域之一。

570亿

市场调研公司Strategy Analytics预计,移动M2M市场规模在2014年将超过570亿美元,而2008年年底,这一市场的规模还只有不到160亿美元。巨大的市场潜力使许多无线运营商和终端制造商纷纷看好M2M的前景,他们也在寻求为越来越多独立的机器添加无线连接功能。

500万

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2009年,3G发展的出现在亚太、拉美、非洲的发展中国家,特别是亚太地区的发展势头强劲。预计在3~5年内,世界上一半以上的3G用户将集中在亚太地区。

在不久前的2009年移动互联网与终端应用创新论坛上,移动终端、CP(内容提供商)、SP(服务提供商)、VC(风险投资商)等产业链上各个环节的企业共同勾勒出未来的3G手机应用蓝图;而在2009信息服务创新年会上,政府与企业代表又以“3G与数字生活”为主题畅谈了3G应用。

智慧代替智能

“前几年,一家新加坡公司向我咨询在北京发展交通信息3G应用的项目。”北京邮电大学经济管理学院院长吕廷杰开始讲述起自己的亲身经历。

“你们准备怎么做?” 吕廷杰饶有兴趣地询问道。

“我们准备在所有路口装一个摄像头,通过运营商的网络,让用户通过手机就可以看到每个路口的拥堵情况,然后再选择出行路线。”这家公司的员工充满自信地描述着他们畅想的业务模式。

但这份自信很快被泼上了一盆冷水。“这是行不通的!”吕廷杰直截了当地劝阻道,并向对方细致地分析,“首先,这个业务在北京就不可能实行,公安局就不会同意你装那么多摄像头。更重要的是,你这套方案只能算是智能方案,只能叫智能交通,但我们需要的是智慧交通。”

当IBM“智慧地球”的概念被口口相传的时候,3G也悄然开启了智慧应用的大门。但是,到底什么样才算是智慧呢?

吕廷杰描绘了“智慧交通”的蓝图:“比如某用户从世纪酒店出发,到北京天安门广场有五条路可走。这时,他只要启动智慧交通系统,系统就会马上告诉他现在到天安门广场走哪条路最快、不堵车。”

这是怎么实现的呢?吕廷杰解释说:“当很多人都开通了‘手机智慧交通’的业务,他们驾驶的车辆的行驶速度可以被中央处理平台采集。该平台迅速利用这些采集来的信息判断出从世纪酒店出发可选的五条路中哪条路的车辆运行速度最快,然后将最佳路径信息发给用户。”

娱乐转向商务

“移动互联网人群和传统互联网人群有较大区别,这就需要在移动互联网应用上强调特殊化。”手机大头公司副总裁汪浚如是说。

在固网刚出现的时候,互联网是那些支付得起昂贵流量费用的人使用的奢侈品。直到网络费用以及终端费用走低,互联网才迅速地普及起来。然而,移动互联网却有着截然不同的特点。低收入、低年龄、低学历的“三低人群”成了移动互联网的忠实用户。

“这些人往往没有笔记本电脑与其他娱乐终端设备,所以会用手机上网来满足资讯和娱乐需求。”北京维旺明信息技术有限公司创始人及CEO韩颖解释道,“而对于中高层收入人群来说,随时随地上网不是问题。”这也就解释了为什么大多数企业愿意推娱乐类的移动互联网应用产品。不过,消费人群类型正在发生转变。

“中高端人群数量庞大,消费能力很强,对服务的需求也很多。是时候专门为他们提供服务了。”韩颖说道。

风险投资企业普华永道的合伙人阮杰也看到了这个投资方向。阮杰表示,他们过去花了很多时间探讨移动互联网和终端业务怎么在个人应用,尤其是像音乐、游戏这类应用上投入资金,并且已经投入了很多资金。“如今,我在商务性应用方面看到了更多机会。”

随着技术的成熟与网络的拓宽,手机应用将慢慢从娱乐类应用转向提供便捷生活与提升商务效率的商务应用上。

广告精准投放

随着移动互联网的发展,广告客户也愈加关注这个市场。

飞拓无限是一家无线营销公司,2006年做无线网络营销,开始的时候很坎坷,“没有广告主说无线梦网好,他们都说我从来没用手机上过网。”飞拓无限的市场总监邹研描述了当时的场景。

从2008年开始,飞拓无限的生意开始红火,原因正是越来越多的客户尤其是国际大品牌客户开始关注移动互联网的发展和应用。“他们觉得通过移动互联网可以带来更多、更精准的广告投放。”邹研解释道。

由于手机有高低端分类,应用有游戏、资讯、金融服务之分,另外从手机卡种类和套餐也可判断用户的收入水平,这些信息使得移动互联网上的广告能够实现更精准的投放。

于是,一批批做移动互联网营销的企业发展起来了,移动互联网广告业也开始疯狂发展。

不过,目前移动互联网广告营销也有一些软肋。邹研表示,“很多游戏类产品虽然流量大,用户多,但是广告客户不买单。再比如移动互联网的点击量很容易就达百万,远远高于那些著名的时尚类杂志,但是广告销量却难以与之媲美。究其原因,主要在于无线行业规范性有待提高,品牌塑造也有待加强。”

3G手机面临发展障碍

调查数据显示,用户对3G手机的高速上网功能最为看重(如图)。

篇9

中图分类号:TN711-34 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2011)17-0196-03

Application and Development on Internet of Things About Automobile Based on Bluetooth

DING Long-gang

(Nanjing Institute of Industry Technology, Nanjing 210046, China)

Abstract: In order to study and apply Internet of Things technology of automobile, starting from the definition of Internet of Things and through experiments and summarization, combining the intellectual development of Automobile and Bluetooth with the Bluetooth core technology. Bluetooth "remote control" as an entry point is used to further research and develop the expanded use of Bluetooth, and obtain the application of Internet of Things technology of automobile. The solutions and application of Internet of Things technology of automobile based on Bluetooth are revealed, an important technical support of Internet of Things technology of automobile can be obtained. The technology discussed in this paper has large information coverage range, low development cost on application, flexible operation, safe and reliable technology.

Keywords: Bluetooth technology; Internet of things technology of automobile; smart car; intelligent transportation

0 引 言

物联网在国际上又称为传感网,从某种程度上说,它是继计算机、互联网与移动通信之后的又一次信息产业浪潮。如果将小到手表、钥匙,行李物品,大到汽车、桥梁,楼房,这些物体嵌入一个微型感应芯片,就可使它“智能化”,再借助于有、无线网络技术,使人与物,物与物进行“对话”和“交流”,这就是物联网。

物联网用途广泛,可运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域,在更多的场合,让人们享受到更加安全轻松便捷的生活。

就目前对物联网的描述,其涉及的关键技术主要有:传感器技术、识别技术、计算技术、软件技术,纳米技术,嵌入式智能技术等。这些技术领域如果没有突破,都会制约物联网的应用和发展[1]。

近几年,汽车的消费成高速增长态势,由于道路发展滞后及管理水平的低下,城市拥堵现象非常严重,在物联网概念下汽车物联技术的运用将有助于城市交通管理智能化水平的提高,有效改善城市交通状况。

而蓝牙技术包含了传感器技术、识别技术、移动通信技术等,这些技术与物联网密切相关。因些,蓝牙用于智能交通中的汽车物联网具有十分广阔的前景。

1 蓝牙的技术特点

1998年5月,瑞典爱立信、芬兰诺基亚、日本东芝、美国IBM和英特尔公司五家著名厂商,在联合拓展短距离无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术的概念。 蓝牙工作在无需许可的2.4 GHz工业频段(SIM)之上(我国的频段范围为2 400.0~2 483.5 MHz)。蓝牙每个频道带宽为1 MHz,相邻频道中心频率间隔为1 MHz。为避免带外辐射和其他干扰,规定上、下保护频带分别为3.5 MHz和2 MHz。蓝牙采用跳频扩展频谱技术,在工作频段内共设置79个跳频点,在一个30 s的时间段内,任何一个频点的使用时间不超过0.4 s,且跳频过程是伪随机的。根据蓝牙射频功率的大小可分为3个功率级别,即1级功率100 mW,2级功率2.5 mW,3级功率1 mW。蓝牙技术所具备的这些特征能够较好地承担起物联网末端智能传感和微微网移动通信功能,特别适合汽车物联的概念和技术要求。

每个计算机网卡都有一个媒体访问控制地址,即MAC地址,它可以区别网络上数据的源端和目的端。与此类似,全世界每个蓝牙收发器都被惟一地分配了一个遵循IEEE 802标准的48位蓝牙设备地址。蓝牙设备地址的地址空间为232(约42.9亿个)[2]。各个蓝牙设备制造商有权对自己生产的产品进行编号,由此可以认为全世界的蓝牙设备地址是惟一的,这就给汽车物联网用户无线识别提供了技术方案,如汽车定位,汽车身份鉴别,汽车信息查询,汽车不停车交费,汽车摇控车门及点火,汽车防盗等。

2 蓝牙在智能汽车方面的应用

2.1 基于蓝牙的汽车物联

蓝牙技术出现十多年来受到多方关注。近年来,蓝牙技术在物联网智能交通领域的应用前景非常看好。车载电子系统正向智能化、信息化和网络化方向发展,汽车市场已经成为我国经济重要的增长点,无线通信技术在汽车等移动系统中有着广泛的应用前景。起初,蓝牙技术主要应用在汽车的电话通信方面。但随着研究和应用的不断深入,在汽车智能化方面将有更多的蓝牙应用:如远程车辆状况诊断,车辆安全系统,车对车通信,多媒体下载等[3]。这些已是物联网智能汽车的初步概念了。汽车物联网是各个国家和我国极为重视的领域,欧盟在2010年10月份注资3亿欧元用于研究智能汽车,智能汽车要用很多传感器的技术,有的汽车会用200多个传感器,将来会越来越多,这些有传感器的汽车每一个部件,都需要跟网络联系起来,所以汽车在运行的时候可以通过后台告警,显示哪个地方会出现故障,同时可以减少汽车追尾、解决等待时间以及尾气排放等问题,这就是智能交通,也是“智慧”城市必不可少的一部分[4]。而蓝牙完全可以承担起传感器角色,它的微型化,高度集成化,休眠功能,廉价性,开放性是传感器无线传输的基本特征。概括起来,目前蓝牙技术在汽车上的拓展应用场景集中体现在以下几个方面。 2.2 应用场景

免提电话

当用户进入车内,车载系统会自动连接上用户手机。用户在驾车行驶过程中,无须用手操作就可以用声控完成拨号、接听、挂断和音量调节等功能,可通过车内麦克风和音响系统进行全双工免提通话,实际上就是与车内蓝牙设备完全构成车内微微网,实现信息交互。

汽车遥控

用户可以在10 m范围内用附有蓝牙的手机控制车门和车中的各类开关,包括汽车的点火控制等。本应用实际是利用蓝牙鉴权“绑定”和蓝牙地址“惟一”的特点,强化无线摇控的可靠性和安全性。

音乐下载

用户可以通过手机加蓝牙下载音乐到汽车音响中播放。其优点在于无线链接的智能化和高速传输。

电子导航

用户可以通过手机加蓝牙下载电子地图等数据到车载GPS导航系统中,导航系统得到当前坐标参数由蓝牙再通过手机短信传回导航中心,实现实时车辆定位和导航[5]。

汽车自动故障诊断系统

车载系统可以通过手机加蓝牙将故障代码等信息发往维修中心,维修中心派人前来修理时可以按故障代码等信息准备好相应的配件和修理工具,现场排除故障。

车辆定位

蓝牙地址惟一性特点,给车辆的身份确认和定位提供了技术解决方案。首先,汽车上的蓝牙可以通过周边附有蓝牙设备的固定物体,如路边指示牌、路灯、桥梁、大楼等作为参照,再由电子地图确认自身的准确位置[6]。其次,以蓝牙微微网加移动通信构成的网络可以在需要时实时查找汽车位置信息。

汽车拥堵

目前,汽车拥堵在大城市已是一个非常突出的问题,特别是在我国,已到了非治理不可的地步了,这其中除了车辆增长过快以外,没有一个智能化的信息平台也是一个重要的方面。蓝牙芯片价格便宜,又具有地址功能,所以用蓝牙在城市构成微微网,可以迅速组网,从而用最少的经费实现交通管理信息化的要求。一方面,交管部门可以通过附有蓝牙的汽车掌握流量信息并及时(而不是实况视频)实现智能管理,车载蓝牙实时系统可以提示驾驶员避开拥堵路段绕过行驶。

2.3 应用现状

德尔福汽车系统公司已经开发出可以让驾乘人员用语音进行操控的车载蓝牙设备;丰田汽车、日本电装、NTTDOCOMO、松下电器产业、日产汽车和东芝等六家公司共同制订了利用蓝牙技术的车内无线免提规格――“CCAP”[7]。利用该规格的技术方案,手机通过蓝牙技术无线连接车载音响等设备,在行车时可以构筑更加安全的通话系统。摩托罗拉公司还为汽车生产商推出了一种基于蓝牙的汽车工具包。有了它,用户操控手持蓝牙设备,就能够与汽车设备之间进行无线联系,比如无线遥控打开车门、摇控点火,与车内车辆检测系统无线交换数据库。采用蓝牙技术的车载装置将使人们很容易在车内通过英特网下载音乐、录像和发送电子邮件。

然而到目前为止,汽车电子采用蓝牙技术的步伐仍然很缓慢,汽车物联网的实用阶段还远远没有形成,主要原因是汽车工业对可靠性的要求和面临的环境挑战远远高于其他情况下的器件运用,而蓝牙的初忠是为了解决诸如电脑的连线问题,没有过多考虑恶劣的使用环境。从用户心理考虑,至少花费了十多万购买的汽车,一般来说很难容忍一些小的设备故障,而对普通设备系统来说这些问题却可被接受。而现实是,汽车行驶时会遇到凹凸不平的路面,振动很强烈,有时灰尘也很大。同时,温度有可能也有很大的变化,不同的外部环境下,车内外的温度变化范围可能从-40~50 ℃,这对车载电子设备来说都是十分不利的。好在许多蓝牙芯片制造商顺应了蓝牙技术的拓展运用,研究开发了新版本的蓝牙芯片,使得蓝牙芯片的适应性更强,蓝牙技术的应用将更加广泛。如CSR公司已推出第六代BlueCore蓝牙芯片。BlueCore 6可提供行业领先的无线电性能和低功耗,并完全支持最新版蓝牙技术规范(v2.1+EDR)。BlueCore 6包含了CSR公司的AuriStream技术,AuriStream技术可提供更高的语音质量,与标准的蓝牙语音传输方式相比,BlueCore6-ROM功耗降低了40%[8]。

本研究从蓝牙在汽车车门摇控和汽车点火控制与闭锁入手,探索蓝牙的二次开发运用,应用的基本框架是:蓝牙摇控器作主设备,蓝牙从设备置于车门控制电路和点火开关电路之中,控制器可以发出两个指令,即车门开启和火点摇控闭锁。由于本次匹配采用“绑定”方式,接通速度大大提高,减少了误动作,增强了可靠性,一般很难截获无线信号,同时,蓝牙设备可与手机保持联络,构成报警系统。电路图如图1所示。

本蓝牙芯片型号为:CSR BC4(v2.0+EDR),8 Mb FLASH,具有PIO0~PIO11,AIO0,AIO1,USB,PCM,UART及SPI接口,模块内置8 Mb FLASH,功能强大,用户可定制软件,适用于各种蓝牙应用[9]。板载天线,便于嵌入式应用,蓝牙协议版本 为v2.0,兼容v1.2,USB 协议 USB 1.1,兼容USB 2.0(全速模式),其主要技术指标为:频率 2.4 GHz (ISM band);调制方式 GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying);发射功率≤4 dBm,Class Ⅱ;灵敏度 ≤-84 dBm @ 0.1% BER;通信速率Asynchronous:723.2 Kb/s,(Max)/57.6 Kb/s Synchronous:433.9 Kb/s/433.9 Kb/s;安全特性:Authentication and encryption;应用框架支持HFP 1.5,HFP 1.0,SPP等;供电电源为3.3 V;工作温度为-20~+55 ℃。

3 结 语

基于蓝牙技术的汽车物联网应用具有十分明显的优势,在国外已受到高度重视,应用也不断深入。而国内这方面的研究与应用进展比较缓慢,即使是蓝牙在汽车电子上的应用还只是停留在概念上的较多。汽车上的电子系统基本还是原有的解决方案,这就给蓝牙的技术应用提供了广阔空间。根据工信部的计划, 汽车物联网项目已被列为我国重大专项,将获财政扶持资金,“十二五”期间,工信部将从产业规划、技术标准等多方面着手,加大对车载信息服务的支持力度,以推进汽车物联网产业的全面铺开[10]。因此,通过吸纳国外同类产品的应用模式,探索蓝牙技术在汽车物联网中的应用场景,应用价值,应用环境,应用电路,功能实现等,具有前瞻性和实用性,必将取得良好的经济效益。利用“蓝牙技术+3G移动通信技术”来实现汽车物联网的“传感”、“识别”、“不停车交费”、“精确定位”、“故障诊断”、“微微网构成”、“信息传输”与“交互”等功能,与常规电子设备相比,具有集成化、智能化程度高,可靠性和抗干扰能力强,安全性好,实现方便,性价比高,便于今后网络化和智能化等多种优势。

参 考 文 献

[1]李史欢.基于LIN的车门控制系统的设计[J].电气自动化,2009(6):49-51.

[2]丁龙刚.蓝牙射频技术的分析与应用[J].现代电子技术,2003,26(24):38-40.

[3]李勇.基于蓝牙的智能数据采集系统的设计与实现[D].武汉:华中科技大学,2008.

[4]David Kammer.蓝牙应用开发指南[M].李静,译.北京:科学出版社,2003.

[5]唐宏.无线传感器网络原理及应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[6]丁龙刚.蓝牙技术在汽车门控和点火系统中的应用:中国,200910022780.8[P].2009-10-21.

[7]马建仓.蓝牙核心技术及应用[M].北京:科学出版社,2003.

[8]庄奕琪.蓝牙:梦想与现实[M].北京:机械工业出版社,2002.

[9]卢雷.CAN总线汽车车身控制系统通信的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2009.

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中图分类号:F252 文献标识码:A

一、引言

国内外普遍公认的物联网的构想是麻省理工Ashton教授于1999年在研究RFID时提出来的:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。在2005年国际电信联盟(ITU)的报告《ITU互联网报告2005:物联网》中,正式提出物联网的概念。随后,从“智慧地球”的理念到“感知中国”的提出,从“唐芯一号”的研制成功到无锡“物联网产业基地”的确立,物联网技术与应用在政府、企业得到广泛的认同与重视。

二、物联网简介

物联网是“物物相连的互联网”,是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。

物联网主要有三层架构,即感知层、网络层和应用层。物联网的感知层、网络层、应用层均有很多关键技术,其中的核心关键技术主要包括RFID技术、传感器技术、无线网络通信技术以及终端数据智能处理技术等。

三、物联网在智能仓储的应用

智能物流仓储系统包括硬件和软件两部分。软件部分主要为仓储管理系统,它按照物流仓储的业务要求,对信息、资源、行为、物品和人员等进行管理和调配,使它们高效合理地运转,并使整个系统与互联网相对接;硬件部分主要是支撑仓储管理系统的各种硬件设备和各种工具等。

智能物流仓储系统将货物的信息到物联网中。在整个物联网范围内,不管是货物信息查询、货物订购,还是货物流通都可以方便地进行远程操作和监控。智能仓储系统中用到的物流技术如下:

1、感知技术应用情况。华夏物联网研究中心的调查发现,相对而言,目前在我国仓储业应用最多的物联网感知技术是RFID技术,在一些先进的仓储配送中心,RFID标签及智能无线射频手持终端有比较广泛的应用。这是因为,RFID技术与托盘系统结合,在仓储配送中心闭环应用,可以有效降低成本。

2、智能仓储的网络与传输技术应用情况。现代物流最大的趋势就是网络化与智能化。在制造企业内部,现代仓储配送中心往往与企业生产系统相融合,仓储系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部系统的网络架构,往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立网络系统。

3、智能仓储作业与管控技术。根据对相关资料的统计分析,目前仓储业智能终端技术有机器人技术、无线射频(RF)手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术,实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码垛、物品自动识别、智能辅助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中,物联网技术与仓库管理系统(WMS)相结合,实现了仓储业的智能化与自动化。

四、物联网在智能运输系统中的应用

智能交通系统ITS的核心是应用现代通信、信息、网络、控制、电子等技术,建立一个高效运输系统. 它包括:先进的交通信息服务系统,先进的交通管理系统,先进的车辆控制系统,营运货车管理系统,电子收费系统,紧急救援系统等. 这些技术的成功应用能够使人和物以更快、更安全的方式完成空间移动,显著地减少交通事故,缓解交通拥挤。

智能运输所用的物联网技术如下:

1、移动信息技术。为了将移动的车辆信息纳入物流运转的信息链中,则需要使用移动信息系统。 该系统和物流企业的信息中心构成统一的整体,将合同数据、运输路线数据、车辆数据和行驶数据进行收集、存储、交换和处理。

2、定位技术。 车辆的实时定位,有助于物流控制中心在任意时刻查询车辆的地理位置并在电子地图上直观地显现出来。动态掌握车辆所在位置可帮助物流企业优化车辆配载和调度。另外,车辆定位技术也是搜寻被盗车辆的一个辅助手段,这对运输贵重货物具有特别重要的意义. GPS技术是车辆定位最常见的解决方案。对于网络GPS的用户,还可使用GSM的语音功能与司机进行通话或使用安装在运输工具上的汉字液晶显示屏,进行汉字消息收发。驾驶员按下相应的功能键,将需要了解的道路交通情况的请求和当前运行状况信息反馈到网络GPS。网络GPS工作站管理员在显示屏上确认后,可传送相关信息,同时也了解并控制整个运输作业的准确性(如发车时间、到货时间、卸货时间、返回时间等)。

3、感知技术。借助电子识别系统,使运输中的货物可通过一个号码和特别的信息加以区别,方便运输途中时间及地点的跟踪与监控。还可以与其它系统衔接,用于控制物流中运输、转运、代销和存储过程。

4、通信与网络技术。在现代运输网络中,数据越来越多地需要远程输送与交换。采用标准化电子数据交换EDI信息网,可使数据具有较好的兼容性与适用性,有利于加速信息流程,降低手工输入错误率,减少纸张需求以及使数据易于检验等。

(作者单位:河南工业职业技术学院)

参考文献:

[1]武晓钊.物联网技术在在仓储领域的应用分析与展望.中国流通经济,2011(6):36-39.

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物联网(Web3)的物与物之间交流不同于Web1的人与物交流与Web2的人与人交流,其主要区别在于:Web1的物主要指计算机,人与计算机打交道,互联网通过计算机终端提供服务,交流之主体是人与计算机;Web2的人与人交流更凸现了实时性和多媒体特征,人们之间的通过文字、图片、动画、语音和视频的形式即时信息互动,超越了人机交互界面,交流之主体是人与人(图1);而物联网之物与物交流是通过传感技术、无线传输技术和互联网络将具有感知的物品连接在一起,“形成了一个更加智慧的生产和生活体系”2,交流之主体则是更为广泛的包括人类在内之智慧物。

2.物联网使具有“智慧”之物成为可能

物(things)指客观世界中万物之总称,“物也者,大共名也”(荀子•正名)。而物联网中的“物”是指能够通过网络联系起来的“物”,换句话说,能否实现此物与彼物的相联,关键在于“物”是否具有相连的条件,即物联网中的“物”是否具有环境感知、身份识别、信息接收和行为决策等智慧特征。只有具有这些特征的“物”构成的“智慧地球”,才可能实现物联网中物与物的“对话”。因此,物联网中的“物”并非是物质世界中所有的物,而是具有一定智慧之物3。智慧是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力4。按照这一定义,以产品类“物”为例,要使其具有“智慧”似乎是不可能的事。但是,传感器的应用使产品有了“感觉器官”,RFID的应用使产品有了可识别的身份,再通过无处不在移动网络使产品有了判断和处理问题的大脑,原本无意识的物体变成了有智慧的物品。也可以说物联网中“物”必须具有一定程度的智慧,至少要让物联网络知晓你是谁(能识别)、在何处(能定位)和做什么(能感知和沟通)。

设计对象的更新:从常规智能产品到智慧型物品

从产品设计视角,为了区分常规的智能产品设计与面向物联网的产品设计,我们将后者的设计对象称之为“智慧型物品”。从本质上说“智慧型产品”的也属于“智能产品”一类,但其与一般意义的上智能产品有所不同。

1.“智能”有限的智能产品

常规的智能产品也可以具有感知、决策和执行等功能,如智能导航仪、智能洗衣机和智能冰箱等。这类产品是机械、电子、信息和人工智能技术的结晶,美国西北大学教授Norman认为“由于机器的智能并不存于机器中,而是存在于设计者的大脑中;因此,当意外事件发生时,由于设计者不在场,所以机器往往就不灵了”5。机器的“失灵”并不等于机器完全没有“智能”,而是设计者使机器所具有的“智能”不能应对“意外事件”。理由有二:第一,设计者设定的或设想的智能处理程序与实际情况不符,因为设计者的智慧总是有限的,不可能穷尽所的可能性;第二,特殊情况下超出了智能产品的应对能力,从而出现错误。譬如,GPS导航仪由于无法反映道路拥堵、交通管制或维护等实时情况,从而导致错误的导航。

2.“智能”无限的智慧物品

与常规的智能产品相比,物联网中的“物”并不是一个孤立的人工智能产品,而是网络中的一个节点或终端,其智能与网络有密不可分的关系,离开了网络,其智能成了无本之木和无源之水。以3G手机为例,如果没有了网络不仅不能上网,甚至电话都不能用了。另一方面,来自物联网的智能使产品更具有智慧,如物联网导航仪可以随时接收实时道路情况,选择最佳的行驶线路;物联网冰箱会及时提示用户购买将要用完食物,进入商家购买界面享受商家自动配送服务。从“戴物联网‘表’保老人平安”到“‘智慧旅游’开启智能时代”无不具有“智慧”的烙印。对于基于物联网技术的物联网终端产品来说,与其称为智能产品,莫如定位于“智慧型物品”更为合适。正如前述,这种“智慧型物品”是物联网环境下的产物,完全依赖于物联网而存在。因而,“智慧型物品”的“智能”存在于物联网中之中。名为Nabaztag(后更名Karotz,图2)的无线智能兔子,法国Violet公司将其称为首款Facebook硬件。

Karotz是为社群网络整合打造的,具有“智能”的“智慧型物品”。当连接至互联网时,内置网络摄像头可在语音识别软件的指挥下拍摄照片,并将照片上传至Facebook,且还能阅读Twitter信息流和天气播报等内容。在此基础上Violet公司还推出了Android版和iOS版的一款应用程序,能在Android或iOS移动设备上向Karotz智能兔发送文字信息,从而让Karotz“讲话”。

从设计“智能产品”到设计“智慧型物品”,设计师的思维方式将发生变化:智能产品具有智能不再是固化的和有限的,而是动态的和可扩展的。设计者虽然不能让产品本身的智能应对所有情况,但可以让产品接收来自网络的“智能”变得更加“智慧”。设计师不只是设计产品对象本身,而是要设计好产品与物联网对接的形式和获得智能的路径。

设计策略的变革:从一体化解决方案到智慧解决方案

物联网的发展和应用给人们的生活方式带来了革命性变化,许多过去认为是天方夜谈的事情,如今已变成了现实。千里之外,人们可以看到家中的情景,智能家居让小偷们“失业”;凭借一部手机,就能远程轻松指挥智能家居,显示了智慧生活的神奇魅力1。显然要实现这样的目标,得益于革命性的“智慧解决方案”。

1.一体化解决方案产生的非“聪明”产品

“产品设计的核心是为满足消费者的需求所提供的产品创新方案”2。这种创新方案并非是一蹴而就,而是对多个产品解决方案的评价、筛选、组合和决策,其根本目标总是为了满足产品服务的对象——产品消费者(间接用户或直接用户)的需要,实现这一目标必然会涉及到产品解决方案的选择问题。对于常规的产品设计来说,满足用户需求的解决方案主要立足产品对象本身,即利用产品本体所具有的特性和功能来实现设计目标。设计者基于独立的、有界的或者封闭的产品空间,提出一体化解决方案。立足于产品本身的一体化解决方案由于受自身条件的约束,在由用户、产品和场景构成的产品系统中,用户始终是起主导作用的主体,产品总是为用户服务的客体,二者的主从属关系也总是恒定的。如家用智能洗衣机,可以自动选择最佳的洗衣程序,但确不能保证一定能将衣物洗净;家用智能电冰箱,可以提供最佳的食品保存温度,但确不可能提醒用户食品是否超过了保质期。这是因为局限于一体化的产品解决方案,由于缺乏“智慧”是不“聪明”的产品。

2.智慧解决方案催生的“聪明”产品

智慧解决方案超越了一体化解决方案的局限,将立足于产品本身的解决思路扩展到开放的物联网空间,利用以“更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化为特征”1的智慧方法来实现常规产品无法企及的目标。实现智慧解决方案的基础是物-物之间的透彻识别和全面互联构成的有机网络,依托的是物联网海量、高速、实时的数据超常处理能力和系统、全面和深入的智能决策和行动技术。纵观物联网的主要应用领域,如智能医疗、智能交通、智能电网、智能农业、智能安防、智能建筑、智能生活和智能家居等均是采用智慧解决方案的结果。

采用智慧解决方案不仅可以构建具有“更深入的智能化”的各类智慧的应用系统,还可以设计出“聪明”的各类物联网终端产品。正如国际电信联盟于2005年的报告中所描绘的那样:“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;衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等”。海尔的世界上首台物联网冰箱,不仅可以储存食物,而且可以通过与网络连接,实现了冰箱与冰箱里的食品、与超市的食品、与人类之间自由沟通2。例如Wifi体重计(图3)就像我们的便携私人健身教练一样,用户可以随时随地、随心所欲地咨询健身相关资料。可帮助用户坚持完成节食和健身计划,还可以将数据共享到其他健身App中。凭借内置的Wi-Fi连接,可以自动记录用户所有的体重数据和阻抗测量值,并通过无线方式传输到用户的iPhone、iPad和iPodtouch上。用户通过下载免费的iTunesApp,便可随时安全登录查看完整的体重、体重指数(BMI)、脂肪和肌肉量等信息。与智慧型物品需要依赖于物联网技术一样,设计师要实现设计能够理解人意图的“聪明”产品也必将以基于物联网的智慧解决方案为设计策略,这种设计策略采用开放的创新设计思维,体现了直接方式与间接支持、产品终端与网络系统的交集与整合。

设计思维的转变:从服务设计到智慧服务设计

服务设计命题的提出,为产品设计提供了一种全新的思维方式,是物质条件不断提升的前提下,从为生存到为生活方式而设计的设计理念变革之使然。从本质上说,立足于非物质的服务设计是为了“将设计的理念融入到服务的规划与流程本身,从而提高服务质量,改善消费者的使用体验”3,而物联网技术的应用和普及则为单纯的服务设计转换为智慧服务设计提供了可能性。

1.从为“一次”到“服务”之设计思维转变

传统意义上的产品设计主要针对用户购买产品的“一次”,由于从“购买——使用——废弃”全过程完全由用户自主进行,产品提供的服务功能是在有限的设计过程中完成的,用户的按受的服务也是在一个有界空间进行的。在服务设计之中,所谓的产品只不过是为用户提供服务的一个节点或产品终端,设计不再囿于相对独立的产品和不可拓展的服务。可以认为,为“一次”的设计是有限的,而为“服务”的设计是无限的。从“有限的服务”到“无限的服务”促使了设计思维的转变与创新:首先,由于产品与服务融为一体的服务设计是“包括服务模式、商业化模式、产品平台和交互界面的的一体化设计”1,因而这种设计必定是多学科的团队行为,服务体系的构建需要不同背景开发人员同力完成。其二,实现“无限的服务”,需要一个合适的运作平台,该平台允许众多的第三方设计公司可以在平台上、断更新和扩充服务功能和内容,以满足用户的无限需求。苹果公司的AppStore和iTunes、GooglePlay以及诺基亚的OviStore等正是这种平台的具体体现。

2.从为“接受服务”到为“智慧服务”之设计思维转变

物联网的引入使服务系统的感知服务成为可能。接受服务的对象进入服务提供环境之后,由无处不在的计算技术和网络构成智慧系统就能够自动识别接受服务的对象,从而提供相应的服务。如应用于北京故宫、成都都江堰、南京中山陵和杭州虎跑寺等景点的自动导游系统借助集智能多媒体导游和GPS全球定位系统,随时感知游客所处的景点位置,自动进行详细的讲解。这种服务模式虽然只是基于物联网技术的服务雏形,但其“智慧”特色已见端倪。基于物联网的智慧服务系统的设计不只是对用户需求、产品终端、计算技术和互联网络的整合,其服务对象和形式也将发生变化。服务对象将由消费者扩展为物联网中的“物节点”,如汽车自动驾驶、不停车自动缴费、宠物位置定位、远程信息采集和安全防护监控等。服务的形式将由接受服务扩展为基于感知识别的更智能的个性化“智慧服务”,如根据感知到的病人状况,提供医疗咨询和诊治建议、根据感知到的家庭养花的物理信息(品种、湿度、温度和养分等)提供自动养护等。物联网的引入对服务设计注入了新的生命力,设计创新与科学技术的结合,将使真正智能化的智慧服务成为现实。

武汉侨亚百老汇信息技术有限公司利用物联网、互联网、无线通信等信息化技术,提出“信息化养老”服务模式,希望将智能养老服务模式延伸至老人家中。E-脉手表的服务内容涵盖老年人生活的各个方面,包括生活照料、家政服务、康复护理、医疗保健、精神慰藉等,该方案以网络和电话为主要实现形式,整合社会上已成熟的专业化老年服务机构力量,结合信息化终端E-脉手表和智能健康养老服务站为老人搭建了一个居家养老的信息化服务平台2。

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智慧城市三大挑战

“十一五”期间,国家测绘地理信息局为全面推进数字中国地理空间框架建设,形成信息化测绘技术体系,立项开展了数字城市地理空间框架建设试点项目。目前已经从早期几个试点城市发展到遍布全国的200多个城市,湖南、湖北、宁夏、海南等省区还将数字省区纳入“十二五”规划,上升为发展战略。同时地理信息系统还纵向延伸到各行各业的应用,智能电网、智能交通、智能环保、智能家居、智慧农业、智慧医疗等都已经内嵌了地理信息系统。

然而,地理信息仍有空白需要填补,还应与物联网、云计算进行更紧密的融合。8月底,国家测绘地理信息局发展研究中心“智慧中国”课题组对江苏南京、无锡、苏州等地调研发现,许多物联网示范应用尚未融入测绘地理信息的空间显示、智能分析和管理功能。比如,在水生物疾病远程会诊、水质在线监测等的数据分析与管理中,大都还基于数据报表或文字信息,并未加入地理信息元素。

此外,即便是地理信息应用得比较深入的领域,跨行业之间的信息交互也并不充分,难以让信息综合产生更大价值。

一方面,物联网使自动获取的信息日益增加,从信息洪流中筛选有效信息必须让信息有序化,而这在一定程度上可以依赖地理空间系统,作为有可能让系统之间“对话”的基础架构。以北京市政务信息图层共享服务系统为例,它免费向市、区两级政府部门开通共享服务,整合航空及卫星遥感影像数据,提供医疗机构、科研院校、体育场馆等几百个图层信息,极大增强了共享交换平台的共享服务能力,是全国首个在超大型城市内实现网络环境下跨行业、跨领域的政务地理空间信息共享服务的系统。

而另一方面,强化行业间的合作,还必须完善地理信息资源共建共享机制,推进地理信息标准化,为智慧城市建设应用提供地理信息资源的支撑。

为此,国家测绘地理信息局发展研究中心指出,智慧中国对地理信息带来的挑战体现在三方面:一是生产模式的挑战,由于智慧城市对地理信息的集约性、现势性要求不断提高,需要建立信息化测绘技术体系和适应市场需求的生产模式;二是对内容的挑战,仅仅依靠原有的地理信息数据已经远远不能满足需求,还要生产更多数据,加工具有智慧功能的地理信息;三是服务形式的挑战,单纯的数据提供已不能满足需求,需要在整个基础设施、网络建设以后,更多提供平台服务,包括网络服务和定制服务。

从地图到决策

地理信息系统的发展在第一阶段仅仅是提供可视化地图;在第二阶段是与智慧城市的各项业务相容,比如城市管理、商业分析等;第三阶段,地理信息将支持顶层决策,而这也是评价一个城市是否真正“智慧”的要素之一。

对此,国家测绘地理信息局副局长李朋德表示,对于一个城市来说,其“智慧”就是要洞察城市的强项和弱项,明晰城市发展的方向。而“测绘在其中要承担的,就是先让地理空间智能化,以帮助决策者进行科学的决策”。

据了解,国家测绘地理信息局对此已经开始做战略层面的布局,值得关注的是“地理国情监测”和计划推出的“测绘地理信息云”。

今年3月,国土资源部副部长、国家测绘地理信息局局长徐德明在《人民日报》上刊发署名文章,称地理国情监测是准确掌握国情国力的有效途径。地理国情是空间化、可视化的国情信息,从地理的角度分析、研究和描述国情,即以地球表层自然、生物和人文现象的空间变化和它们之间的相互关系、特征等为基本内容,对构成国家物质基础的各种条件因素做出宏观性、整体性、综合性的调查、分析和描述。

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Key words: internet plus; transportation service; public management

1 “互联网+”背景下大数据交通发展现状

1.1 外国大数据交通发展

1.1.1 美国大数据交通发展

(1)通过大数据的应用缓解拥堵问题。新泽西州在交通管理中采用了Inrix系统,该系统能够获取手机与GPS信号,提取其中的交通信息,为交通部门的决策提供参考。对这些数据进行过专业的处理后,可以更好地掌握该地区的交通情况,了解各个线路的运输情况,并能够据此找出交通拥堵问题发生的具体路段。

(2)通过大数据的应用来解决天气原因引发的交通问题。俄亥俄州的交通管理部门将大数据与云计算技术结合到一起,对道路交通情况进行实时统计,该州曾经遭遇暴风雪的严重袭击,州内主要道路的交通也因为大雪覆盖受到很大的影响,但交通管理部门通过大数据的应用,仅用了3个小时就缓解了此次危机。在应对危机的过程中,俄亥俄州的交通管理部门利用Inrix系统收集到的交通信息,并结合相关的天气数据,及时掌握了清理州内主要道路所需的时间,为交通部门采取应对措施提供了的参考。在交通管理过程中采用大数据分析技术,可以避免很多交通事故的发生,不仅使人们的生命安全得到保障,也能够防止整体社会生活秩序被打乱。

(3)通过大数据的应用掌握道路交通状况。俄亥俄州的交通管理部门正在着手提高Inrix系统对交通信息的处理能力,希望能够进一步掌握州内主要道路的交通情况。该州还将大数据应用到高速公路的改善过程中,具体做法是,参考Inrix系统的分析结果,对主要道路的运输情况做出评估,找出运输效率低的路段,并为改进计划的实行提供信息依据。

(4)通过大数据的应用找到发生拥堵问题的地点。马萨诸塞州的首府波士顿,有意研发出一款能够显示在哪些地方发生交通拥堵问题的APP,这款APP应用的原理与重力系统原理有很多相似之处。用户在使用智能手机的过程中,能够应用重力原理使手机方向发生改变,这就是我们所说的重力系统原理。这款程序应用的原理与重力原理的区别在于,该APP可以感知到手机中的加速度计的细微改变,从而掌握各个街区的交通情况。这项技术也能够应用到路段改善过程中,节约工程的成本消耗。据统计,波士顿在路段改善项目上的耗资规模非常大,每年仅用于道路测量方面的资金消耗就高达20万美元,除此之外,还要修建减速带、安装检测设备,等等。

1.1.2 英国大数据交通发展

英国为了推进“连接城市”计划的顺利实施,投入大笔资金用于互联网建设,其中,用于10个重点城市的网络建设费用高达一亿英镑,此外,政府还拿出五千万英镑来完善其他地区的网络建设,良好的网络环境能够降低城市交通拥堵发生的频率。英国政府之所以采取这样的措施,是想通过应用大数据分析技术,结合智能化的管理系统,加强不同地区之间的联系,从整体上提高对城市的管理水平。“连接城市”计划的实施,可以利用大数据实现对基础设施资源的利用,加强不同管理部门之间的交流互动,进一步掌握城市的交通情况。英国政府还非常重视对教育方面的改革,经过伦敦教育信息资源管理局的努力,该市的两千多所学校都安装了高速网络连接设备。

(1)Inrix交通。2012年伦敦奥运会期间,Inrix系统的应用也在交通管理过程中发挥了非常重要的作用。与Inrix系统相连接的应用程序能够为用户提供及时的交通信息,让用户在行驶过程中知道哪些路线出现了拥堵问题,使其能够及时采取应对措施,以下为几种与Inrix系统连接的应用程序。用户无需支付任何费用就可下载该软件。Inrix交通上线后,下载量远远超过同类的其他应用。该软件可以对实时的交通运输情况进行分析,指引用户选择交通比较顺畅的路线,节约出行时间。下载了该软件的iPhone手机用户在驾驶途中,只要用手指点击两下,就能以电子邮件或文本的形式将自己到达目地的准确时间发送给约定的朋友,使双方能够在指定时间相遇。

(2)Inrix旅行收音机。英国的大部分司机习惯通过收听商业广播电台的交通信息,然而,这种面向所有用户的信息没有针对性。与其不同的是,Inrix旅行收音机可以根据用户需求向其播报运输信息,能够满足用户对于公路、铁路及航空、船运等方面的信息需求。不仅如此,Inrix旅行收音机还能够向用户提供各个地区的最新旅游信息,为用户出行提供更多的参考。用户需要进行的操作非常简单,只要安装Inrix旅行收音机的程序即可,只要能够接受信号,就能通过收听广播了解当前的交通情况。

1.2 中国大数据交通发展

1.2.1 西湖城市学金奖实践

2011年,杭州国际城市学研究中心投资建立了“西湖城市学金奖”,旨在解决城市问题,鼓励市民为城市建设出言献计。市民提出的建议涉及多个领域,包括人口问题、环境卫生、教育、交通问题等,到2015年,相关部门收到的建议已经超过一万条。每一年在活动举办期间,研究中心都会收到很多富有价值、实施性很强的意见,连负责对市民意见进行评估的业内人士与城市管理人员都表示认同。比如,在2012年该活动举办期间,评审人员从市民对交通问题提出的意见中筛选出一百条优秀计策,编辑成《缓解城市交通拥堵问题100计》,最终,有四成的意见被该市交通管理部门采用并执行。对此,该市交通管理部门的负责人表示,“西湖城市学金奖”评选活动确实有益于城市交通问题的改善。在对市民提出的优秀建议做出可行性分析后,交通管理部门将地铁换乘优惠、错峰限行等政策运用到实践中,并对停车收费政策进行了调整。除此之外,活动期间,部分市民提出的有关交通管理与大数据应用结合的建议也受到专家好评,为交通管理部门所采纳。“杭州公共出行”APP受到专家的认可,APP上线后,其下载量超过一万次,被用户成为“最实用的出行神器”。

这款APP本来只限于安卓系统下载,后来,其研发人员在原有的基础上对该产品进行了升级,使智能手机用户可以连接微信服务平台(如图1)。“西湖城市学金奖”的设立能够汇集广大人民群众的智慧,提高杭州城市管理部门的处理能力,其他城市也可以借鉴这种方法,群策群力,一定能够缓解各地的城市问题,而这也是大数据应用的范畴。

依据此例分析,大数据在交通管理系统中的作用主要有以下几方面:

(1)迄今为止,一卡通已经在市民的出行中得到了较为广泛的应用,交通部门可以对其记录的出行信息进行相应的分析与处理,并在此基础上构建系统化的交通模型,对出现的各种交通问题进行及时处理,提高决策的针对性,这种方式也属于大数据应用的范畴。

(2)派遣工作人员在指定街区安装物联网传感器,对该路段的客流量及交通情况进行统计,同时整合其他管理系统收集到的相关数据,提高交通管理的智能化水平,能够为交通部门的决策提供更多的参考信息,提前对可能出现的交通问题做好规划,预警信息,及时处理问题。

(3)利用卫星与遥感技术对交通情况进行实时监测,收集有价值的交通信息,将信息发送给交通管理部门,或者提供给配备接收终端的驾驶人员,使他们能够提前安排好出行路线,在前方出现拥堵时及时做出反应。

(4)在所有出行人员中,出租车司机对交通信息的需求最大。应该将城市主要道路的交通数据发送到出租车内配置的信息采集设备或其他信息终端上,让出租车司机能够随时了解所在区域的路况信息,当数据收集积累到一定阶段后,就能对城市的道路交通状况了如指掌,提前预知哪一条路线能够在其行驶过程中发生拥堵现象,做出科学决策。

(5)大部分城市居民都在使用智能手机,并通过手机上安装的地图APP来查询相关信息,这些APP的开发者或经营商就可以对这些数据进行统计,并利用大数据技术进行处理,在此基础上掌握某个地区的客流量、交通信息等,让用户做好出行规划。

专业数据分析结果显示,若交通管理部门能将其所在城市的车辆、道路及交通情况掌握在手中,那么,在理想的情况下,该城市的道路通行能力会提升两倍之多。从实践的角度来分析,城市管理部门应该采取措施,防止在同一时段内出现各种问题的“大碰撞”,以免加剧问题的严重性,努力使城市发展过程平稳运行。

1.2.2 深圳大数据交通发展

2000年,深圳的智能交通指挥中心正式落成,体现出相关政府部门对完善该市信息化建设的重视。智能交通指挥中心在实施管理的过程中,结合了对闭路电视监控系统、交通信号控制系统及其他相关网络系统的应用,除了具备数据统计、信息监控的功能外,还能发挥管理及指挥作用。交通运输的信息化建设能够直接影响到整体交通管理系统的运转效率,智能交通指挥中心在信息化建设中扮演着重要的角色,该部门与智能交通处一起,从宏观角度上掌握深圳的交通运输情况,整合全部的交通数据并实现资源共享,实时掌握交通情况的变化趋势。深圳智能交通行业协会于2007年建立,其目的是为智能交通领域的发展提供平台化的支持,从整体上提高该市交通管理的智能化水平。智能交通指挥中心主要通过以下方式来获取信息:一是安装在道路上的检测装置,比如闭路电视监控;二是相关工作人员报告、群众反映上来的信息,比如交警在执勤期间获得的信息。2010年,深圳着手开展智能交通“1+6”建设,计划在该项目中投入10亿元。“1+6”简练地概括出此项目包含的各个建设部分:“1”是指综合性资源整合及服务平台,其能够统一征集各个交通部门及相关管理机构的交通数据;“6”是指综合平台将在以下6方面发挥信息服务作用:公共出行、交通决策管理、道路交通调控、交通指挥、交通检测以及交通管理决策。深圳致力于在建设好交通运行指挥中心的基础上向外拓展其分支机构,旨在通过分支机构获得更丰富、详尽的交通信息,拓宽平台的服务范围,提高大数据的利用率,从整体上推动该市智能交通体系的发展。

2 “互联网+”背景下中国大数据交通发展趋势

科技改变着人类社会生活的方方面面,进入21世纪后,大数据在交通管理系统中的应用将为城市交通问题的解决发挥重大的作用[1]。在深入分析城市问题的过程中,一定要发挥大数据的力量,加速新技术革命的进展,从整体上推动人类社会的进步。杭州国际城市学研究中心对世界城市人口增长情况进行了统计。结果显示:20世纪中叶,城市人口占总人口的比例约为十分之三,到2008年,已有一半的人口为城市居民,据其推测,到21世纪中叶,城市人口将占到总人口规模的十分之七。随着发展,大多数人都会成为城市居民。

大数据的发展及应用已经成为不可逆转的必然趋势。当前,我们应该做的是,立足于宏观发展的角度,对大数据本身以及它在智能交通中的应用进行深入的分析。大数据是否可以称得上是一次彻底的变革,还是仅限于技术层面上的进步与升级?大数据的应用离不开云计算。只用一台计算机是无法满足大数据对信息处理的需求的,普通的网络计算能力无法在短时间内完成计算任务,只有分布式计算架构才能达到要求。这种算法可以在大量信息中筛选出最有价值的那一部分,只有云计算中的分布式数据储存、分布式处理及虚拟技术才能实现。立足于技术层面的分析角度,大数据与云计算之间好比是手心与手背的关系,缺一不可。对此,业内人士也曾发表观点,认为只有通过云计算才能解决与大数据相关的问题。大数据使人们的社会生活与思维模式发生颠覆性的变化。人们的生活与工作都离不开出行活动,与其紧密相关的交通就对大数据的应用提出了较高的需求。世界各国都在致力于促进交通安全、解决环境污染及提高运输效率,我国也在积极提高交通管理系统的智能化水平,目前,我国的众多技术应用都已经与国际接轨。

然而,还有很多交通问题亟待解决。立足于宏观发展的角度来说,我国还要提高对智能交通管理系统的利用率。分析结果显示,交通管理部门的覆盖范围还有待拓展,很多收集起来的信息都得不到及时的处理与分析,无法提前预知交通问题的出现,民众也不能及时收到预警信息。因为不同地区对交通管理的重视程度不同,各地交通管理部门的工作效率及能力也有所区别。但综合来说,我国交通管理系统的智能化水平还需提高,要优化资源配置,不仅要加大投资,还要将引进的先进管理设备及技术手段应用到实践中。还需要改变传统的思维模式,应用大数据与云计算,不断挖掘半结构与非结构数据的价值。

虽然我们已经进入了数字化时代,但数字化并不等同于数据化,数字化虽然能够在一定程度上实现信息统计与应用效率的提高,但它不能从根本上改变我们的生活与思维模式。大数据则能够带来创新式的应用与变化。在传统的小数据模式下,我们注重的是计算的精准性,相比之下,大数据更加注重从整体上掌握事物的发展趋势;小数据注重因果关系的分析,大数据则更加注重事物之间的相关性,能够提高非结构化数据的利用率,通过数据分析的方式来处理问题,从整体上提高管理水平。大数据具有鲜明的全球化特征,能够加强我国与西方国家的联系,能够抓住机会,就能缩短我们与发达国家之间的差距,也不排除会在特定领域将发达国家甩在身后的可能。

大数据是一把双刃剑,它在带来机遇的同时也使我们面临更多的问题。其一,我们需要在明确数据的属性、价值及本质的基础上才能挖掘其价值;其二,大数据在应用过程中会涉及信息安全及隐私保护问题;其三,整合信息资源需要强大的技术支撑;其四,目前在专业人才上还存在缺口。

2.1 “大数据+交通”颠覆交通服务

“大数据”已成为全球关注的焦点,各国都期望能够在各个领域中发挥大数据技术的作用,推动整体经济的发展。美国专门组建了“大数据高级指导小组”,推出“大数据研发计划”①。我国北京、上海等一些大城市交通问题愈加突出,很多一线城市都面临严重的交通拥堵问题,随之而来的还有环境污染与交通事故频发等问题,要想改进交通问题,最重要的就是对交通管理体系进行深入的分析研究。而对交通管理体系进行深入分析的基础是,要能够在极短的时间内提取所需的交通信息,目前来说,大数据管理是最适用的解决方式[2]。

随着经济发展及生活水平的提高,人们的购买能力不断增强,为了出行方便,越来越多的城市居民配备了自己的车辆。这使得城市道路系统原本的平衡难以继续维持,而交通需求日益复杂,之前的管理模式已经无法适应,因此一些大城市面临的交通问题日趋严重。将大数据管理应用到交通系统中,是对传统管理模式的颠覆性创新,也使得公共交通管理体系呈现出全新的面貌,不仅如此,很多传统方式无法解决的交通问题也可以迎刃而解,因为“大数据+交通”有以下特点。

(1)大数据可以实现跨区域管理。政府为了提高管理效率,将我国分成各个行政区域。区域的划分能够使各个地区在中央统一管辖下进行地方的自我管理,也使得各地区都将关注重点放在所辖区域之内,这就导致了区域与区域之间的交通及其他基础设施的管理不是十分到位。将大数据应用到交通管理体系中,就能够突破行政区域的边界限定,使各个地区在遵循相关原则的基础上各行其是,提高管理的科学性。

(2)大数据能够解决信息分散问题,实现统一管理。大多数城市的交通运输管理机构处在不同部门的管辖之下,相互之间的联系不是十分紧密,这就导致管理无法集中,使交通管理出现信息集成困难、内容不够详实等问题。大数据的应用,能够提高交通信息体系的综合化管理程度,将所有具备分析价值的信息进行统一收集,提高信息的利用率,完善交通管理体系。利用大数据技术对信息进行处理与分析,能够为交通问题的解决提供技术支持,缓解大城市各方面的交通压力。

(3)大数据可以实现交通信息资源的合理配置。许多地区的交通管理机构没有明确的职务分配,也有一部分公共交通管理机构存在重复性分配现象,所以导致资源利用效率不高。将大数据应用到交通管理体系中,可以为管理人员在制定计划时提供科学的指导,明确不同交通管理机构的职能担当,实现信息资源的合理配置。

(4)大数据可以在整合不同发展方面的基础上完善交通管理体系。按照以往的发展方式,为了缓解交通压力,会在基础性建设中引入更多的资本,增加道路可容纳车辆的规模,然而,有限的土地资源决定了这种解决方式已经不适应需求。大数据的应用可以在考虑到相关制度的基础上发挥技术优势,将交通管理与信息技术结合,使土地资源不再对交通问题的解决形成过多的限制。

2.2 “大数据+交通”模式的优势

(1)推动公共交通高速运转。美国洛杉矶研究所的分析结果证明,若车辆运营效率提高,只需原本16%到54%的车辆即可完成相当水平或者更高水平的运输。英国的首都城市将大数据应用到交通管理体系中,加速了整体交通运转。在车辆要进入拥堵街区时,驾驶员会接收到传感器发送来的最佳行车建议,比如可以在较短时间内帮助车主安全停车,能够在很大程度上降低经济消耗,节约时间。要解决公共交通问题,需要在各个方面进行调整,这时候就要发挥大数据的优势。大数据的计算工作量会随着数据库中输入的数据量的增加而减少。当应用大数据来管理公共交通的车辆时,输入处理系统的信息增多,其消耗会降低。这样的管理模式可以从根本上推动公共交通运转速度的加快。

(2)提高交通管理体系的智能化水平。大数据应用具有很强的即时性特征,当用户需要对数据进行处理与分析时,大数据便能够进行智能化操作,将处理结果以清晰明了的图形方式展现在用户面前,帮助其解决问题[3]。交通管理体系的智能化主要通过以下两方面表现出来:一是若某个街区出现意外情况,大数据应用可以及时进行信息的处理,保证交通不会因此被阻断。二是大数据可以进行提前预测,对公共交通情况进行监控。即便驾驶员不能在先前预料到某街区是否会发生交通拥堵问题,大数据也能为其提供价值较高的参考。比如,大数据管理系统可以提前对驾驶者准备经过的路线进行各方面的分析,为其准备备用解决方案,若该路段发生拥堵,就可在驾驶途中提前告知。

(3)降低交通运输的成本消耗。以美国新泽西州的交通管理为例,长期以来,新泽西州在管理过程中采用的主要是交通摄录设备与路边传感器来传递交通信息,然而,有95%的道路信息都不在设备的监控范围之内,且传感器所花费的成本高达两万美元。之后,新泽西州应用了Inrix系统(属于大数据应用的范畴),该系统由Inrix公司提供,专门为交通问题的解决提供专业性建议,可以为安装了其客户端的驾驶人员提供即时交通讯息。虽然该系统每年消耗的成本达到四十五万美元,但总体来说,其处理能力提高了,覆盖范围也拓宽,大幅度节约了人们的时间与精力。美国用于房屋的成本消耗居于首位,其次便是交通消耗,虽然美国的司机在一年当中的绝大部分时间都不是用在驾驶上,但一年下来,其花费在车辆上的资金却高达八千美元。尽管在交通管理体系中应用大数据需要消耗一些成本,但立足于长期发展的角度,这种方式能够节约的资金更多。况且,按照传统的解决方式,为了完善交通设施的建设,增加停车场的数量及规模,一般情况下投入的资金也要超过一百万美元,但很多城市因为成本消耗太大而将交通问题的解决一再搁置,大数据在交通管理体系中的应用,既能够降低成本消耗,还能从根本上解决城市交通问题。

(4)能够及时处理大型数据。在交通管理体系中应用大数据之后,就能够在短时间内对大型数据进行分析与处理。大数据在信息处理过程中应用了云计算及运操作系统,既可以对海量数据进行及时的处理,又能够对交通信息进行全天候统计与分析,同时可以实现跨区域信息处理。这正是很多城市当前面临的交通难题。据相关消息透露,国际商业机器公司(IBM)打算构建智能管理系统,用于交通管理中,在发生交通事故及其他意外情况时,能够尽快制定出最佳方案指导人们的行动。目前,无论是硬件还是软件装备,都能够为大数据管理系统的应用提供足够的支持。硬件方面,智能手机与无线设备的普遍应用为Inrix系统的开发及在交通管理中的实践提供了便利;软件方面,越来越多的人开始使用专业解决交通问题的应用程序,比如我们熟知的百度地图、谷歌地图等[4]。不少的企业、高校及政府相关部门也支持将大数据应用于交通管理体系相结合。比如,美国加利福尼亚州的交通管理机构及当地大学中的CCIT(创新运输中心)就在交通信息的管理方面开展合作,以便为诸多的白领人士提供便捷的交通信息。此外,诸如苹果公司在为用户提供交通数据时也应用到了大数据。大数据的应用不仅涉及到企业生产,还将触角延伸至其他领域,除了能够提高企业的生产效率之外,大数据也能为人们的生活带来诸多方便。信息通讯技术水平的提高,使交通运输过程中产生的信息愈加复杂,对于用户而言,最重要的就是在海量的信息中寻找到对自己有价值的数据。不过,需要注意的是,大数据管理的应用是有一定风险的,它在承担处理交通信息时也可能对用户的隐私保护构成威胁。

2.3 “大数据+交通”模式的挑战

(1)如何开放公共交通数据。智能交通管理系统的发展水平与数据的公开化程度息息相关,但是,西方国家的大部分城市在交通信息的管理上仅限于私人数据库,政府相关管理部门的作用仅仅是对私人数据库进行性能的检测及调整。该信息管理方式的开放性较低,无法挖掘信息的价值,为了改变这种情况,只能对交通数据实施开放性管理。信息公开能够带来诸多便利之处,对于政府来说,信息公开有利于树立起良好形象;对于企业来说,信息公开能够增加其收益;对于普通民众来说,信息公开能够保障其决策参与权。要提高交通数据的利用率,就要提高信息的公开化程度。

(2)如何保护个人隐私。在深入分析及整合数据资源的基础上,能够开发出具有针对性的应用程序,为人们的决策提供参考信息,进而产生商业价值。大数据的应用使人们能够更加方便地获得信息,也使一些用户担心个人隐私会受到侵犯。在传统模式下,匿名登录及密钥的使用使人们的个人信息不容易泄露。在现代信息社会下,大数据的应用提高了信息的传递速度与传播范围,在管理过程中出现差错,就可能导致个人信息或商业机密被非法窃取。比如,某个用户的地理位置、日常行踪等。若用户意识到自己的个人信息安全得不到保障,就会对大数据的普及产生心理上的排斥。

(3)如何存取交通数据。大数据管理系统的应用对实时数据的统计与征集提出了较高的要求,然而,很多地区在统计车辆数目时,习惯于将数据信息保存成像PDF这样的静态格式,这种格式对智能设备的自动化检索造成了很大的阻碍,只能由专门的工作人员来完成信息查询任务,无法发挥物联网的作用。能够利用智能手机、传感器等设备,对实时的交通数据及相关信息资源进行整合与分析才是交通数据物联化的体现。

3 “互联网+”背景下我国大数据交通发展建议

3.1 帮助居民获得交通大数据

(1)居民乘车时使用的一卡通。北京的交通管理机构中设有专门的管理系统,能够对一天之内地铁中的人流量进行准确的统计,也可以提取用户的出行路线,除此之外,使用一卡通乘坐公交车的人流量也能够进行详细统计,虽然也有一部分用户在乘坐公交车时使用现金,但专业统计部门可以按照比例统计出一天之内乘坐公交车的人数。到目前为止,NFC近场支付功能的应用在我国还未普及开来,若随着科技的发展,我们也可以实现NFC支付功能的普及,则居民的出行规模及相关信息可以更加精准地掌握在交通管理部门的手中。

(2)实时监控运输车辆。自2014年7月起,开始施行《道路运输车辆动态监督管理办法》,该法案中对运输车辆的监督进行了详细的规定,车联网系统的应用,能够将车辆的运行情况上传到全球定位卫星,相关部门就能够对车辆进行实时监控。

(3)车联网系统。车联网系统的普遍应用,使交通部门能够方便地统计车辆的出行规模,并在此基础上推算出全部车辆的出行状况。

(4)道路视频监控。为了掌握交通运输情况,政府拿出大量投资用于相关设施的建设及维护。在重庆,一天之内有大约50T的数据都由高速公路视频监控捕获,再比如,广州一天之内捕获的交通运输信息记录达到十几亿,其数据规模在220GB左右。交通运输部应用道路视频监控,确实能够拓展其监控范围,获得更多的交通信息。

3.2 帮助企业应用交通大数据

在大数据的应用过程中,一方面要进行信息统计,另外一方面还要利用技术手段对搜集来的数据进行深入分析,而交通部的分析技术还有待提高,在其与百度合作的过程中,就能够凭借百度的技术优势,从海量的信息中提取出对自己最有价值的部分。

(1)智能公交调度。我国大部分一线城市都已实现了公交智能化,这种手段也是交通部对大数据应用较早的体现。在运用全球定位系统技术、GIS地理信息系统技术以及3G通信技术的基础上,能够实时掌握运行车辆的情况,对公交车的线路、车辆进行调度,优化资源配置,而且也能缓解交通拥堵。智能公交调度技术正在逐渐变得普及,我国的很多城市都在着手建设公交智能调度中心。

(2)在交通规划及决策中参考大数据信息。在制定交通规划的过程中,交通起止点调查必不可少,为此,在没有应用大数据之前,要委派大量工作者进行数据统计。一卡通普遍应用之后,交通部能够方便地掌握各方面的出行信息,除了明确客流量之外,还能获知车辆拥堵时间,据此来改进公交线路,从整体上完善城市的公交系统。

(3)评估驾驶员。掌握驾驶员的出行路线、驾驶过程中的各方面表现,以此来对驾驶员做出评估,并将评估结果传送给交通管理机构及运输公司,为其招聘人才提供参考,也可以将评估结果作为安全教育的样例。

(4)预测群体出行情况。

百度地图可以预知一个城市14天之后能够达到的人口数量,加上其他信息,就能够对群体出行的总体情况进行推算,提前得知什么时候为出行高峰、哪条路线可能出现拥堵等,为出行车辆的调度提供参考依据。站在用户个人的角度来分析,提前掌握了群体出行情况之后,用户在出行时也会更加方便,可以避开高峰期与拥堵的街区,节省用户的出行时间,并可提前设置路线。

3.3 帮助政府推进交通大数据

大数据在我国各个领域中的应用越来越广泛,政府在制定宏观规划与整体建设时也已经离不开大数据的作用。在现代信息社会下,大数据的应用不仅能够挖掘更多的商业价值,对企业发展产生影响,还能使人们的社会生活发生变化。在移动互联网不断普及的今天,交通运输领域征集到的数据愈加丰富,在这种情况下,最重要的就是对数据进行处理与分析,满足用户的多样化信息需求。大数据管理并非没有难度,管理部门既要根据用户需求进行数据的处理与分析,又要在尽可能保护好个人信息安全的基础上去开发交通数据的价值。总之,要想通过大数据的应用打造综合性的公共交通管理体系,还要在交通信息的获取及分析方面做更深入的研究,要掌握建设智能交通系统的相关知识,并分析用户界面的调整及改进工作[5]。2014年交通运输部与百度公司达成合作关系,体现出我国政府对互联网技术的重视程度与大数据应用的重要性。身处科技不断进步的信息社会,政府也在谋求自身的发展与创新。从中可以得出的结论是,无论是人们的日常生活,还是国家的整体发展,都受到互联网的巨大影响,除了交通管理中对大数据的应用,微博问政就是一个很好的例子,信息的公开化在互联网的作用下不断提高,政府职能的具体内涵也会随之发生改变。

(1)广泛开放公共交通数据。虽然大数据系统中整合了众多信息资源,但真正能够用到的并不多。比如,交通管理部门每天都会征集大量交通数据,但相关人员不懂得怎样进行信息的选取与过滤。交通数据的开放,能够加强政府部门与企业或专业机构之间的合作,能够弥补交通管理部门在专业人才方面的短缺,可以为管理部门提供技术支持,满足不同群体对交通信息的个性化需求。交通管理部门要提高其信息的开放性,可以通过运营像Transportation Information Group这一类的网站来为用户提供信息服务,还要保证数据存储格式的多样化,便于系统自动检索与识别。为用户提供数据分析工具,满足用户的个性化需求。政府相关部门应该鼓励用户参与交通信息的共享,当然,要在这个过程中确保用户的合法权益不会受到侵害。这样一来,政府部门就能与企业及用户群体达成合作关系,开发商可以通过提供信息服务来获取更多的利润,大数据的应用也能为城市发展带来更多的活力。

(2)保护个人私密信息。在大数据时代中,为了加强对个人隐私的保护,政府需要完善相关法律的建设,对数据的性质、传播范围、传播过程中需要遵守的原则,以及其应用目的给出明确的界定。为了确保信息的安全性,交通管理部门还应保证相关制度的实施,要进行数据安全教育知识的普及,让用户能够依法保障自己的权益。无论是对数据资源的开发还是保护,都要采取适度原则,在这方面,交通管理部门应该努力做到,在对数据进行开发的过程中不会危及到个人的信息安全,既要为企业开发数据的商业价值提供便利,又要考虑到对公民个人私密信息的保护。为了减少用户对个人信息安全问题的担忧,应该由公民个人决定自己的私人信息是否可以公开,以及哪些个人数据能够被开发。数据开放商的服务方式也要进行调整,只有在当事人知情且同意时,才能向用户发送其指定的信息服务。

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