智能交通系统关键技术(6篇)

时间:2024-08-09 来源:

智能交通系统关键技术篇1

关键词:智慧空中交通;管理系统;人工智能;策略

引言

智慧型空中管理系统,主要是指运用信息技术对空间领域中专业航空器进行实时监管的一个全新系统,内部传感器具备较强的感应功能,将其放置于空管系统内,再采用当先最为先进的IT技术将其衔接成为一个整体,对空管进行全面的监管。文中首先简要的讲述了智慧型空管系统的定义,其次对其系统框架构成进行分析,最后着重探究智慧空中交通管理系统及其应用。

一、智慧空中交通管理系统

智慧空中交通管理系统中提出的智慧,主要是指利用信息网络技术赋予管理机械的人工智能,使其可以在短时间内迅速进行判定,系统自身具备一定的智慧;空管的全名为空中交通管理(Air Traffic Management ,ATM),简单的说是对某一空域内出现的航空器进行系统管理,主要将其划分为空中交通管制(Air Traffic Control,ATC)、流量管理、空域管理等。空管作为一项比较复杂的工作,涉及到的范围十分宽泛,管理难度较大,是我国当前阶段重点关注的一个新兴项目。是否可以灵活高效的管理空中交通,作为保障我国空中交通安全性、也是民航空管工作质量与效率的根本因素。 

二、智慧空中交通管理系统的应用

(一)对机场场面及飞行跑道进行科学管理。当前阶段,机场作为构建整个航天航空系统中关键的物质基础,所有的航空器的飞行出发点都是机场。由此我们可以看出,机场场面及飞行跑道科学管理的价值性,运用智慧空中交通管理系统,可以有效采用自动智能化管理模式、综合利用多元化传感器技术,对机场地面情况进行在线监控,从根本上保证机场地面及跑道的安全性,尽可能减少工作人员的工作压力。利用智慧空中交通管理系统的传感器可以有效对机场场面及跑道上的阻挡物进行检测,进而有效减少人员操作失误问题。(二)对智慧空中交通管理系统流量及其设备进行管理。将智慧空中交通管理系统引用至流量管理活动中,工作人员可以采用信息收集功能对空间区域内的流量进行科学管理与计算,切实完成好工作准备。还可以借助信息传播功能将上空感应到的信息在短时间内传递到智能服务台,便于管理人员可以迅速做出反应。因为现行的智慧空中交通管理系统是基于信息网络终端技术衍生出来的全新管理模式,便可以对管理设备进行信息收集、记录、整理与总结。采用信息网络技术及时将设备信息进行更新换代,并向工作人员传递设备正常运行所需的设备内容,结合多样化反馈信息,进而高效管理其设备。

三、结束语

综上所述,智慧型空管系统作为一种全新智能终端、高效率的管理系统,对我国发展空中管理事业具有较大帮助,智慧型空管系统也是科学技术发展的物质需求。随着国家经济的不断发展,信息网络的普及,越来越多行业开始尝试引用以互联网为基准的管理机制,相信在不久的将来,智慧空中交通管理系统会为我国发展民航空管事业做出更大的贡献。

参考文献

[1]袁远明.智慧城市信息系统关键技术研究[D].武汉大学,2014.

[2]陈世林.协同式空中交通流量管理关键技术及若干算法研究[D].南京航空航天大学,2014.

[3]刘成杰.基于多Agent的空管仿真研究[J].空中交通,2016(6):3-6.

[4]靳学梅,刘成杰.华北进港管理AMAN技术分析[J].空中交通,2016(3):16-19.

[5]张军峰.基于BADA及航空器意图的四维航迹预测[J].西南交通大学报,2014,49(3).

[6]丁一波.浅析A-SMGCS中的自动路由规划技术[J].空中交通,2009(11).

智能交通系统关键技术篇2

摘要:近年来,智能交通系统及其标准化建设成为社会发展进程中的重要事项。从标准制修订分布、标准化技术组织、标准推广实施等方面分析了我国智能交通标准化现状,并从顶层规划、专业机构职能、企业主体地位等角度提出相应对策。

关键词:智能交通标准化标准

智能交通系统(its)又称智能运输系统,是在较完善的交通基础设施之上,通过应用先进的信息、通信、计算机、自动控制和系统集成等技术,加强载运工具、载体和用户之间的联系,提高交通系统运行的有序性和可控性,实现提高运行效率、减少事故、降低污染,建立一个高效、便捷、安全、环保、舒适的综合交通体系。近年来,智能交通系统及其标准化建设日益受到重视,《交通运输“十二五”发展规划》明确提出“大力发展智能交通”、“加强智能交通技术标准制修订”等要求,并将以“公交都市”建设示范工程、重大科技研发专项、信息化示范试点工程、节能减排示范推广工程、重点实验室建设等为抓手,显著提升我国智能交通的信息化、智能化水平。《2012-2022年智能交通发展战略》更是国内第一部通过政府文件形式出台的智能交通发展战略,其中也明确将标准化作为四大战略目标之一,提出应用导向、加快智能交通标准化建设的新要求。标准化建设已成为智能交通系统可持续发展的重要保障。

一、我国智能交通产业发展概况

我国在交通运输和管理中应用电子信息技术的工作始于20世纪70年代末,自20世纪90年代中期以来,开始跟踪国际上智能交通运输系统的发展,并通过召开国际性研讨会、成立试验室和研究中心等方式,加强国际技术交流,不断提高its技术研究水平。目前,国内智能交通企业约有2000多家,主要集中在道路监控、高速公路收费、gps、地理信息和系统集成等环节,北京、上海、重庆、广州、深圳和济南等是智能交通发展较好的几个重点城市。但从总体上看,我国智能交通产业尚处于起步阶段,还存在着参与企业众多、品牌杂乱、企业规模小、成立时间短、竞争力弱、产品和服务的性价比低、顾客满意度低等问题,且主要依靠重大示范项目的推动。例如,“十五”期间,在国家科技攻关计划中安排了智能交通系统关键技术开发和示范工程、现代中心城市交通运输与管理关键技术研究等项目,确定了我国10个智能交通系统示范城市;在产业化项目中安排了卫星导航应用产业化专项、汽车电子产业化专项和下一代互联网示范工程等重大项目,促进了我国智能交通系统从技术研究到工程示范应用的全国开展,智能交通系统建设已成为各地交通工作的重点内容之一。“十一五”期间科技支撑计划重大项目国家综合智能交通技术集成应用示范取得重大进展,其中北京奥运智能交通管理与服务综合系统、上海世博智能交通技术综合集成系统、广州亚运智能交通综合信息平台系统和国家高速公路联网不停车收费和服务系统为近年来我国举办的大型国际活动提供了智能化交通管理和出行服务技术支撑。

二、我国智能交通标准化现状

据统计,截至2012年12月,我国智能交通相关现行国家标准共计148项,且全部为推荐性国家标准。其范围包括术语与定义、基础信息编码及表述、数字地图及定位、专用通信、信息服务、交通与紧急事件管理、电子收费、综合运输及运输管理、车辆辅助驾驶与自动公路等,形成了以分系统标准为主体,以通用标准为配套的智能交通标准体系。

(一)标准制修订分布情况

共有148家单位以第一起草单位身份参加了智能交通相关国家标准的制修订工作,其中部级单位起草129项标准,占比87.16%,北京、广东、湖北、辽宁、江苏、陕西、山东各省紧随其后(见表1)。

数据来源:根据“浙江省标准信息与质量安全公共科技创新服务平台”(spsp.gov.cn)中的相关数据整理获得。

(二)标准化技术组织发展情况

标准化技术组织一般包括专业技术委员会(tc)、分技术委员会(sc)和直属工作组(直属wg),是制定和维护标准的主要力量。对一个省份或地区而言,其在全国标准化技术组织的影响力直接决定了该地区参与国家标准制修订的能力。

截至2012年12月,我国与智能交通直接相关的已成立的标准化技术组织有全国智能运输系统标准化技术委员会(以下简称its标委会)、全国电子业务标准化技术委员会、全国交通工程设施(公路)标准化技术委员会、全国地理信息标准化技术委员会等4个标准化技术委员会,其中,its标委会承担智能交通标准制修订的主要任务,从事全国性智能运输系统标准化的技术工作组织,负责智能运输系统领域的标准化技术归口工作。

自成立以来,its标委会已经开展了大量的标准制定工作,如正式颁布27项、报批11项、审查6项、送审稿2项、征求意见稿24项等,并针对“十二五”期间重点发展的交通信息行业集中推出13项标准征求意见。内容涵盖智能交通系统的通用术语、数据字典要求、体系架构及服务等,道路交通信息采集、电子收费系统、专用短程通信技术、交通管理信息属性分类与编码、道路信息及控制系统等。在研的国家标准包括道路交通信息服务系列标准等。在组织结构上,its标委会下设3个工作组,分别为联网电子收费工作组、交通信息工作组、先进交通管理工作组。

(三)标准推广实施情况

1.标龄

标准应随着技术的进步和经济的发展而不断地制修订完善。据统计,2008-2012年是我国智能交通标准制修订的高峰段,所制订和修订的主要智能交通标准数和相关标准数分别达52和113项,占比分别为84%和76%。截至2012年12月,148项智能交通相关国家标准的平均标龄4.9年。其中,标龄大于等于10年的标准有17项,占比11.5%;标龄小于等于5年的标准有102项,占比70%。由此可见,我国智能交通的国家标准更新速度还是比较及时的,但部分国家标准的标龄已明显偏高,今后需加强这类标准的复审和制修订工作。

2.标准采标情况

主要智能交通国家标准采标统计如表2所示,62项主要智能交通国家标准中有30项采用国际标准,占比48.4%。其中等同采用为18项,占比29.0%;修改采用为4项,占比6.5%;非等效采用为5项,占比8.1%。其主要采标来源为iso标准,共27项,占所有采标类型的90%。

数据来源:根据“浙江省标准信息与质量安全公共科技创新服务平台”(spsp.gov.cn)中的相关数据整理获得。

智能交通相关国家标准采标统计如表3所示,148项智能交通相关国家标准中有52项采用国际标准,占比35.1%。其中等同采用为33项,占比22.3%

;修改采用为10项,占比6.8%;非等效采用为10项,占比6.8%。其主要采标来源为iso标准,共49项,占所有采标类型的94.2%。

数据来源:根据“浙江省标准信息与质量安全公共科技创新服务平台”(spsp.gov.cn)中的相关数据整理获得。

从以上数据分析可以发现,我国主要智能交通国家标准的采标率是比较高的,接近50%,且主要采标都来自iso标准。

三、对策思考

我国智能交通系统建设先于行业统一标准的推出是一个不争的事实。在这种情况下,许多地区的智能交通系统标准不统一,自成体系,形成了许多信息孤岛,这显然不利于智能交通系统的可持续发展。同时,当今社会的快速发展又对智能交通发展提出了更高要求,借鉴国外发达国家智能交通发展经验,从顶层规划、专业机构职能、企业主体地位等角度提出以下对策。

(一)顶层制定智能交通行业标准战略规划,为行业发展提供导向

建议结合我国交通、城市规划等部门的相关发展规划,并整合现有标准体系,制订《智能交通标准化发展战略》,系统规划,出台短期、中期和长期相结合的标准战略。同时,建议将智能交通行业标准战略作为省级地区技术标准战略的重要组成部分。

(二)发挥各级标准化技术组织职能,争取标准话语权

一方面,要继续利用好its标委会等现有标准化技术组织,充分发挥标准化技术组织在智能交通标准的组织制定、推动实施、效益评估、信息沟通等标准化公共服务工作方面的积极作用;另一方面,国家相关部门应在充分调研的基础上,协调统筹、引导扶持有条件的省份积极成立或承担相应的标准化技术组织,更大范围地争取标准话语权。

(三)突出企业的创新主体地位,发挥企业在标准化工作中的重要作用

鼓励以企业为主体实现标准研发创新,研究制定推动企业研究智能交通技术标准的配套政策,在科研经费安排、工程项目招标活动、行业规划等方面对重视标准化工作的企业给予政策扶持,鼓励企业加大标准化工作的自我投入,建立以企业为主体,协会为纽带,科研机构、大专院校为支撑,政府组织为支持,全方位系统化的标准化推进体系与工作机制。

参考文献:

智能交通系统关键技术篇3

关键词:汽车电子技术;车联网;技术定位

1引言

随着社会经济的快速发展,汽车已经成为人们日常出行的重要交通工具。在智能化交通背景下,车联网技术的出现解决了当前交通问题,有效降低了复杂交通环境下车辆碰撞事故的发生率。此外,车辆网技术还降低了交通对环境的影响,在环境保护方面的作用也尤为突出。因此当前高校汽车电子技术专业教学也更加关注车联网技术研究。

2车联网概述

2.1车联网的定义

车联网主要指由车辆位置、车辆行驶速度、车辆行驶路线等构成的信息交互网络,是一种朝着环保、节能、安全等方向发展的交通车辆与信息联合的技术。在具体确定物联网体系结构时应该充分考虑到网络的具体应用环境,从多样性原则、时空性原则、互联性原则、安全性原则以及坚固性原则入手车联网的构成,这样保证体系的完整性。主要借助道路拍摄电子装置、传感器、GPS定位装置及图像处理等关键的电子设备与技术(图1),实现了对车辆、道路以及交通环境等重要信息的采集,并且根据相应的通信协议及标准,在行车-道路-驾驶人员-基础设施之间进行持续不间断的无线通信以及信息交换。管理中心主要借助现代计算机进行技术分析,并且处理车辆数据信息,以便为驾驶人员计算出最佳的行车路线,同时还能够及时汇报前方的道路状况以及信号灯的周期信息,使得城市交通管理人员能够对行人、车辆以及道路进行智能的健康以及调度。车联网这一技术建立在物联网的基础上,是汽车与信息社会的融合产物。

2.2车联网的功能

车辆网具备以下几个方面的功能:(1)通信功能。车联网使用无线点频道、无线通信信道以及带宽与比特率等信息特性,用来补偿传统无线电信号传播困难的缺陷,这样可以满足车辆同基础设施之间进行信息交换的需求。(2)网络通信。车联网中包含了单播、组播、广播等传播方式,实现信道与连通性的管理方法,同接入的互联网移动节点一样可以进行移动管理,比如车联网能够支持IPv6及IPv4的寻址。(3)定位功能。车辆网中的GPS全球定位系统与全球导航卫星系统,能够形成组合的定位动能,为行车人员提供当前位置信息以及提供路线导航(图2)。(4)安全通信功能。车联网尊重车辆拥有人员的隐私,保证信息的完整性,并且还能够有效低于外部的攻击,保证数据以及系统完整性。

3汽车电子技术产业定位

在汽车产业经济环境下,车联网常用于汽车的远程监控、车辆管理、智能交通管理及远程信息服务等,这为当前智能交通的建设提供巨大的帮助。从车联网的技术层面进行分析,可以将车联网分解成服务层、平台层、网络通信层及感知控制层4个层面。随着车联网的快速发展,车联网也形成了上中下游产业链,其中上游主要为元件设备的制作,包括定位芯片、RFID传感器等;中游则主要包括终端设备制造商、汽车生产商以及软件开发商;下游则为各种服务提供商,比如汽车远程服务商、内容服务提供商以及移动通信商。在车联网快速发展背景下,汽车电子技术产业应定位与车联网产业链的中下游,因为车联网上游产业链已经完善,中下游是实现车联网及汽车电子技术产业可持续发展的关键。比如典型的智能车辆诊断系统、燃油系统、车辆故障分析及车辆油耗分析等。此外,车联网的快速发展,汽车电子技术专业在当前车联网产业链中,其技术定位应在感知控制层面,产业链需定位与中上游层面。其中感知控制层面的核心包括发动机控制系统、通信控制系统以及车身控制系统等。而车身控制系统则包括火灾探测传感器系统、车辆速度控制传感系统、加速传感器系统、碰撞探测传感系统、车间距传感器等。对车联网产业进行分析,高校汽车电子技术专业定位需关注车联网产业链的中上游的生产管理,具体包括车辆的生产管理、质量检验、装配调试、销售等内容。

4车联网产业背景下汽车电子技术专业课程体系架构

鉴于以上定位,高校汽车电子技术专业学生,除了要学习传统的汽车电子技术,比如汽车电子测试设备的使用及维护、汽车电路布线系统知识、汽车照明以及线路安装检修、电子线路检修等,其中电子测试设备的使用与维护是智能交通的关键,而汽车电路布线系统知识的讲解,该知识是保证汽车电子技术良好运行的关键,而汽车照明与线路、电子线路的检修主要是让学生了解汽车故障的维修手段,汽车维修的目的汽车正常运行的保障。此外还需不断强化信息管理技术,即基于车联网的信息管理技术教学,比如生产管理、质量检验技术以及车联网终端设备销售等相关技术。将传统汽车电子技术教学与车联网信息教学结合,主要是让学生在掌握基础的汽车制造技术的情况下,认清当前车联网这一智能化的交通网络形式,学习一些先进的智能技术,通过智能技术的学习,使学生在后续制造过程中,能够主动将智能技术融入到汽车设计与制造中,以切合当前智能交通的需求,使得新型的车辆能够融入到现代车联网体系中。比如当前被人们寄于重望的汽车无人驾驶技术,就需要在车辆中嵌入车联网,使用可见光网络为基础。处理好中央信息系统与无线车联两个方面的内容,这就需要学生充分利用智能技术进行设计。

5结语

智能交通系统关键技术篇4

关键词:智慧城市;互联网;交通平台建设;研究

目前,新型的现代化技术在城市建造以及其他领域中都得到了普遍性的应用,并且这些应用也取得了较为明显的收获及成果。而要实现全局性、智慧性、经济性、可持续性的城市交通建设,笔者对于智慧城市背景下利用互联网完成交通平台的建设所作出的分析,便具有了十分深刻的现实意义。

一、关于“智慧城市”背景下“互联网+交通平台”的内涵解读

(一)智慧城市中“互联网+交通平台”的相关内容

“智慧城市”指的是利用现代通信与信息等技术手段进行感测、分析与综合整个城市核心运行系统的关键信息,进而对包含民生、环保、城市服务、公共安全、工商业活动等在内的多种需求所作出的智能响应。简单来说就是利用具有先进性特征的技术,实现整个城市的智慧型的运行与管理工作。随着人类社会的逐步演进,目前已从农耕集群、工业城市发展到信息化时代,而关于城市的建设也获得了翻天覆地的变化。不仅作为人类居住场所的功能得到了新的开发,而且关于文明“磁体”的作用也得到了延伸,城市的构建也越发具有“智慧性”,并为人类更多文明成果的产生与传播贡献出巨大的能量。所以,“智慧”既是人类的精神能力在城市构建中运用的聪明才智,同时城市的“容器”性作用本身也延展了发展决策的科学化、运行质量合理化等特征。在智慧城市背景下利用互联网来完成交通平台建设,这些也都更加符合了当今社会所要求的多元、平等、可持续的复合需求。关于在智慧城市背景下的“互联网+交通平台”的建设内容,主要指的是以联程联运方式为主体的交通战略。这就要求当下关于城市交通平台的建设必须要以互联网技术作为应用手段与科技基础,并将智慧物流与智慧交通等内容共同纳入建设过程中去,从而促使建成的交通平台既能够满通服务的基本要求。同时,其具备的多样化、多元化的模式内容也能够成为平台应用的特点,并发挥创新引领的作用,为人们的生产生活提供力所能及的便利性作用。当然,这种新型的在智慧城市背景下利用互联网技术实现交通平台建立的艰巨任务,在其建设过程中也会面临一系列方法、技术应用等难题,该项任务也必将成为对于传统型交通服务平台的彻底性颠覆。

(二)智慧城市背景下联动互联网科技完成城市交通建设的必要性意义

在智慧城市的背景下借助互联网技术建设城市交通平台具有众多优势及意义,简要概括起来主要有以下方面内容:第一,“互联网+交通平台”的新模式属于新兴的业态内容,努力加强平台建设,对于改造传统交通服务行业有着巨大意义。新模式相较于传统服务体系也具有着无法企及的优点,新模式所蕴含的管理体系内容与服务组织体系也更加容易达到高效化、优质化、秩序化的工作效果。此外,在互联网技术上发展而来的交通产业体系也能够实现生态圈的再造与产业链条的重组,这也必将给交通产业的良性成长注入崭新活力。第二,这种将互联网技术同交通平台建设紧密结合的成功建设实践也具有周期的无限性、市场定位精确性、成本节约性、讯息便捷性、信息透明性、服务互动性等特点,而这些特征也更加体现了互联网技术的重要性地位。有所区分的是,交通平台的建立更加侧重于物流、客运等内容体系的构建,但是二者在完善智慧城市的框架内也都能够实现完美的协同发展。概括来说,智慧城市的建设目标即为立足于科学的发展计划之上,对先进的技术进行集成,从而实现网络的宽带化、综合化、物联化。所以,这种关于利用互联网建成现代化交通平台也是同智慧城市发展的总目标相互适应的。第三,在智慧城市的背景下完成互联网同交通平台建设的共同联合,也直接为人们的生活和企业的发展提供更为广阔的空间。其通过科学、智慧的城市规划与管理,不仅能够保障居民享有更高的生活品质,让人们的生活环境状况得到显著提升,同时也使得城市资源得到更加合理地分配,从方方面面促进城市面貌的焕然一新。尤其是在经济高速发展的今天,各级政府也加大了对互联网化、智能化的交通化的建设投入,其具体发展情况如下表1所示。截止到2022年,关于交通市场的规模预计也将达到2000亿元,迎来了更大的机遇与挑战。

二、在智慧城市背景利用互联网完成交通平台建设的方法

在智慧城市背景下,要利用互联网完成交通平台的建设,主要有以下事项值得注意:第一,建设发展的过程中,要参考与吸收国外优秀发展实例,并从中提炼出关于我国互联网城市交通平台建设的最优方法。运用新型的技术手段对城市的本质内涵与需求方向进行重新的审视,不是某一个国家所独有的发展观念,而是未来世界共同的发展潮流。因而加强对于国外先进技术、先进想法的借鉴,对于国内城市建设“博采众长”“兼收并蓄”的学习、运用同样有着重大意义。要达成平台建设的目标,重新的审视城市的内在也显得特别重要。这其中主要包括了城市的目标定位、城市结构调整、城市功能的培育、城市特色与形象的体现等内容。只有对上述内容进行深入的把握,才能够促使我国在相关政策与计划的制定过程中更加具有长远的眼光,从而在国际市场上也保持绝对的竞争实力。第二,在具体的建设过程中,也需要结合我国国情与社会发展程度,完成政策、计划的确定。关于“互联网+交通平台”的建设目标最终是要落实到具体的建设活动中去的,因而这一系列的举措也需要符合国内实际。我国的城市建设背景同其他国家还有着巨大不同,其中,我国所面临的人口增长速度与环境承载能力不相协调的问题仍旧较为突出,这迫使着生态环境的压力与自然资源的需求压力也日益增大,进而城市交通的管理协同性、办事效率也都受到了不良的影响,并且经济产业的格局也同管理办法、技术生产不相匹配。所以,只有立足现实的建设,切合实际发展,才是我国建设的必由之路。第三,要实现由供给型的发展转型为需求型的模式升级,关键要从“内在”进行“翻新”。利用互联网技术实现对于交通要素之间的识别、定位、与管控工作也成为连接人、路、车三者之间相互协调联合的技术要求。由此可见,正确处理好互联网交通特性与城市交通平台建设特性之间的联系,也成为十分重要的技术内容需求。从如下图1所示的关于智能交通的市场发展规模图示中可以看出,智能化的交通市场也被人们普遍看好。但信息技术本身具有不对称的特点,要做到交易成本的有效降低与资源配置效率的明显提高,那么同互联网相衔接的顶层设计模式,也需要得到交通行业市场化的力量的大力推进。第四,要切实实现互联网在交通技术领域的建设工作,还需要对关键性的技术进行详细体现。我国关于城市交通系统的管理现状,就目前来说还是相对封闭的,不同种类的信息也仅仅属于分属部门的内部拥有,而造成这种信息之间的不能更好地完成分享任务的原因,主要还是关于互联网的综合性技术没有落实到位。这种综合性平台技术的匮乏,一方面是没能对交通信息的数据内容进行深层的挖掘与融合,另一方面,在面对真实的交通现状时,这种交通现状也使得政府部门无法对城市形成科学有效的管理,从而不能达到减少交通出行成本的结果。而要对综合性的交通平台技术进行掌握,从整体上来说主要是对技术的系统性、集成性、先进性与综合性提出的要求。系统性指的是所使用的技术手段能够符合特定的要求;集成性特指对于整个交通互联网系统内部技术的集成要求;技术的先进性主要是能够对现实中的问题实施可靠、可行的解决;综合性的要求则是对系统中所有技术的综合性运用,而不是简单的技术叠加。

三、“互联网+交通平台”建设过程中关键技术的运用办法

要实现关键技术在“互联网+交通平台”建设中的良好运用,简单来说需要从以下方面进行把握:第一,利用互联网做好交通平台的检测工作,检测技术便是其中一项的内容。尤其是在智慧城市的背景下,关于项目的检测及技术与手段都是十分常见的,其丰富性内容包括了对线圈、雷达、视频采集、雷达、卫星定位、微波、手机终端等方面。尤其是最近几年发展起来的视频采集、GPS、RFID技术也成为采集数据类型最为快速的方法,其在生活中的应用范围也包含了公路车辆闯红灯的自动记录系统、车辆违法自动记录系统、交通事件的检测系统、车辆智能监测系统、交通信息的采集系统、机动车辆的查缉布控系统、车辆定位系统、电子车牌、ETC停车收费系统以及其他违法行为的信息采集系统等。第二,互联网网络技术作为建设“互联网+交通平台”的基础性技术,在系统平台的具体建立过程中发挥着不可替代的作用。互联网的相关技术手段能够实现不同信息之间的基本交换与通信功能,因而对于交通平台所需要的程序、数据、文件之间的传递也需要依靠计算机网络予以满足,而要实现计算机互联网可靠性能的提升,那么技术人员可以在联通网络之后将网络之间互为后备,以此满足当某一网络或机器出现故障时,这种互为连接的备用设备变能够为故障网络提供备用的系统网络,从而实现安全、稳定的互联网运行的要求。第三,人工智能的相关技术。关于该项技术在互联网交通平台建设中的使用,也有着十分必要的研究意义。其研究的方法与路线因为不同学派之间观点存在差异性,所以在研究方法与内容上也有所区分。综合来说,关于人工智能的应用主要还是体现在专家空盒子、神经控制、知识控制、模式控制等智能控制模式与智能通信以及智能管理方面的内容。第四,关于交通数据库的技术内容。该项技术通常是指在外部级、概念级与内部级结构内容中建立起完善的交通系统,而各项组成部分又共同形成一个完成的交通平台数据库整体。其中概念级是指数据库的逻辑结构内容,这种结构的内容也被称作是概念视图,不仅所有的数据能够被相互描述,同时这种联系关系也能够从数据结构上得到展示。由此,概念视图也可以说是对于所以外部视图内容的并集。外部级又被称作用户级,能够定义同用户产生紧密联系的数据信息的局部性的逻辑结构,这又被称为是数据库外部视图内容,而与一个数据库相对应的能是多个外部视图,所以不同的外部视图之间其内容既可以相互不同也能够互相交叉与重叠,从而实现数据信息的最终共享。而内部级则是当概念级已不涉及到任何存储的特征时,同样实现储存结构的意义,从而在内部对其展开视图描述。这种内部视图的方式可以对存储的字段予以说明,并且也包含了对顺序、散列编址、索引、指针以及其他细节的记录。

四、结束语

城市交通平台的建设不仅关系到整个城市结构是否合理、美观,更同居民的出行交通、日常行为、休闲娱乐、旅游购物等具体生活活动有着密切且直接的联系。因而在智慧城市背景下,打造根据信息化、现代化的城市交通平台,也更加符合老百姓的切身利益。由此,更需要相关技术人员不断的加强建设方法研究,并积极投入实践运用,进而才能保障人类生活的高质与便捷,从而促进整个社会的繁荣和谐。参考文献:[1]孙中亚,甄峰.智慧城市研究与规划实践述评[J].规划师,2013,02:32‐36.

智能交通系统关键技术篇5

关键词:智能电网;智能输电技术;智能变电站;特高压输电

中图分类号:TM774文献标识码:A文章编号:1006-8937(2013)23-0096-02

在经济技术的推动下,国内电网事业进入到了一个新的发展阶段,加上用电需求的增长,对供电质量要求的提高,各大电力企业纷纷引进高科技,逐渐实现了智能化,大大提高了运行效率。输电和变电是电力系统中的重要环节,直接关系着系统能否正常运行,进而影响到企业效益,因此必须不断完善智能输变电技术。

1智能输电技术

输电线路是连接变电站和用户之间的桥梁,负责整个电力过程的传输,面临着当前大机组和高电压的发展趋势,为提高传输效率和质量,也逐渐实现了智能化。智能化输电技术通常包括以下三种:特高压输电、柔性输电技术、轻型高压直流输电。

1.1特高压输电技术

通常分为交流输电和直流输电两种,前者的电压等级多在1000kV以上,运输容量大、损耗少,能够实现长距离传输,而且比较经济。国内电网事业正面临着大容量、长距离的发展趋势,该技术非常适宜,且有利于解决走廊布置困难等问题,因此极受重视,2006年建设的1000kV特高压输电工程自山西晋南到湖北荆门,全长645km,有效地缓解了华中、华北电网供电紧张的局面。

关于该技术的研究,有以下几个重点:

①输电能力尤为重要,与电压和阻抗都有关系,电压越高,传输能力越强;线路阻抗越大,传输能力越弱。如两条线路,一条为500kV,另一条为1200kV,后者的传输能力要比前者高出4倍之多,同时产生的容性无功也远远超过了前者。为防止出现工频过电压,通常会并联电抗器,用以弥补容性无功。

②因电流在传输中会产生一定的功率损耗,对线路构成破坏或引起浪费,以至于增加成本,而如何降低损耗是当前研究的重点问题之一。假如传输的功率一致,1000kV线路的电流约为500kV线路的50%,电阻是其25%左右,而功耗与电流、电阻皆成正比,这表明1000kV特高压线路的功耗只有500kV线路的6.25%。

③稳定性对输电能力有着直接影响,尤其是传输距离较长时,功角稳定对输电能力的限制极为明显;而在中短距离的输电过程中,电压稳定是影响传输能力的主要因素。

1.2柔性输电技术

也包括直流和交流两种,前者主要是建立在PWM和VSC技术之上的,使用的电子设备都比较先进,柔性直流输电的优势多通过转换和控制体现出来,如系统中的换流站可以无源环流的方式运行,不需要外加的换相电压,进而对有功和无功均能够实现精确控制。

与直流不同,柔流输电使用的电子器件较多,包括可控并联电抗器、串联电容器及无功补偿器等,该技术的优势在于能够对电能质量和无功补偿进行精确有效地控制。

1.3轻型高压直流输电技术

该技术使用的电压源换流器主要是由绝缘栅双极晶体管器件构成的,具有自行关断的功能,与普通的高压直流输电技术相比,该技术可以向无电源负荷区或弱交流系统供电,在降低无功需求的同时,还可动态补偿交流母线的无功功率,有助于稳定交流母线的电压,环保价值和经济效益都比较高,加上该技术灵活性强,在小型输电工程中较为适宜。

2智能变电技术

2.1智能变电站

变电站在电力系统的重要性是不可代替的,采用先进的科学技术,借助具备低碳环保作用的设备对普通变电站加以改进,以网络化、数字化和自动化等技术为基础,实时对变电站的动态进行完全自动化的监控,进而形成自动采集信息并具备计量控制功能的变电站,即为智能变电站。

智能变电站可分为过程层、间隔层和控制层三个层次,各自发挥着应有的作用。当前的关键问题在于如何保证智能变电站稳定运行,在诸多影响因素中,新型设备无疑是最重要的。新型设备主要包括电子互感器、交换机等。交换机一旦发生故障,必须及时调查故障原因,同时可以重启机器,如果重启无效,需通知专业的检修人员对交换机进行维修。智能端发生故障时,维护工作与交换机类似,先重启,若无效在由专业人员维修。电子互感器主要起着测量电力系统内部电压电流的作用,各项设备都要通过电子传感器获得信号,然后经采集器分析处理,屏蔽线多选择专用的,主要起传输信号的作用。在确定电子互感器是否处于正常状态时,可通过其外形的完整性、接线是否良好、线路间是否有断路现象等来判断。

2.2智能变电技术

①智能感应技术。电力系统结构庞大,为实现对系统的有效控制,应从整体进行把握,测量获取系统的运行状态和各项设备的准确信息。在智能电网中,无线感应器或智能感应器占据着相当重要的地位。智能变电站使用的智能设备最多,温度传感器、湿度传感器等在变压器监测中的作用尤为重要,需按照设计需要获取有用的变压器信息。

②信息通讯技术。智能电网需应用到诸多现代化技术,如3S技术、信息智能处理技术等,发挥着重要作用。而通信技术则以无线通信和光纤通信为代表,尤其是光纤通信,在实际中的应用十分广泛,在高新技术不断完善的情况下,无线通信需要进一步发展,以扩大使用范围。

③同步相量测量技术。该技术在电网事业中应用十分广泛,而GPS技术的发展,为其提供了高度精确的同步时标,能够保证系统内多个站点的电压或电流信号保持同步,实现共享。而变电站是电力系统的关键节点,也是布置同步相量测量点的理想位置。

④控制决策技术。为保证电力系统能够安全正常地运行,需对其状态进行实时监测,并做好分析决策工作,这就要求强化仿真分析、控制决策等技术,而实现这些技术需要用到大量的参数和信息,通常是依靠智能变电站中的传感装置来获取。

⑤智能设备装置。智能设备和智能装置覆盖了整个智能电力系统,尤其是变电站,安装的智能设备最多,智能设备具有可视化、数字化等功能,都体现出了新技术的优越性。

3结语

电网事业不断进步,逐渐朝智能化的方向发展,这也必将是今后的主流,智能输变电技术意义重大,在所取得的成就的基础上,需要进一步完善,进而促进国内电网事业的进一步发展。

参考文献:

[1]王淼.智能电网中的智能输变电技术[J].科技创新与应用,2012,(19).

智能交通系统关键技术篇6

关键词:物联网;网关;ZigBee;RFID;M2M

中图分类号:TP317文献标识码:A文章编号:2095-1302(2012)03-0051-03

StudyonthegatewayforIOT

XUETao1,HUIJian1,DUJun-zhao2,3,LIUHui2,ZHANGXiao-ping3,LIUChuan-yi2,DENGQing-zhe2,LIXuan2,LIXiao-jun2

(1.ZTECorporation,Xi’an710061,China;2.SoftwareEngineeringInstituteatXidianUniversity,Xi’an710071,China;

3.InternetofThingInstituteofShaanxiProvince,Xi’an710071,China)

Abstract:ThebackgroundofgatewayforIOTisintroduced.Thearchitectureofthegatewayisillustratedandthekeytechniqueofthegatewayislisted.Thecasestudyofthegatewayisdemonstrated.Theresearchteamisalsointroduced.

Keywords:IOT;gateway;ZigBee;RFID;M2M

0引言

随着传感器技术的不断发展成熟,成本的不断降低,多源感知系统将显著改变数据采集系统以及用户与便携式电子产品之间的界面。引导这种发展趋势的原始设备制造商已明确指出希望借助这些传感器在实现用户对信息随时随地动态感知的设想。这些现代传感器提供了设计工程师所需要的感知能力,改变了数据采集系统以及人机交互方式。

本研究为西安电子科技大学承担的中兴通讯公司的项目,主要研究基于中兴智能手机平台的新一代物联网的关键技术。旨在用于物联网关键技术的研发和验证,为中兴通讯研发新一代智能手机产品提供参考依据。通过中兴智能手机与整个物联网系统的通信,可以实现手机导航,移动订阅,环境监控,标签识别,目标感知与定位等功能。研究成果的产品将进一步拓展手机的功能,可广泛应用在工商业,家居生活等多领域。

1总体方案

本项目是未来4G手机的概念平台,手机作为移动互联网与无线传感网的应用网关使用,在设备接入控制与数据交互中需要使用大量的接入协议与数据传输协议,通过对协议建模与仿真实验,文中提出了多协议融合的技术方案,以便于智能手机平台可在多种场合发挥作用。

本系统由智能移动信息汇集终端和中兴智能手机组成。通过无线网络,系统可实时采集与传输多源数据。手机可根据需要对多源数据进行采集与控制,使周围的无线传感器能与手机进行动态数据交换。

本设计结合无线传感器技术和嵌入式软硬件技术,采用RFIDReader、无线传感器终端模块、Wi-Fi模块[1]、WAPI模块、ZigBee模块[2]、GPS模块以外部扩展方式,确保利用中兴智能手机平台对周围无线传感器模块的实时采集。本研究采用高精度电压参考芯片为系统信号采集子系统提供参考电压基准,系统通过ZigBee模块完成现场温度、湿度等信息的感知;并采用蓝牙Bluetooth(IEEE802.15)模块实现评估板多源信息到中兴智能手机的无线传输[3]。系统的主要支撑技术有嵌入式技术、无线局域组网技术、多协议处理、人机交互界面、RFID等,实现了以智能移动平台终端为核心的自动化、信息化的多功能信息感知应用系统。

2系统架构

本系统的主要支撑技术有:嵌入式技术、无线局域组网技术、多协议处理、人机交互界面、RFID等,实现了以智能移动平台终端为核心的自动化、信息化的多功能信息感知应用系统。其系统网络结构如图1所示,该网络结构也是未来物联网发展的一个雏形。

图1物联网网络结构图

在图1的系统结构中,手机作为一个重要终端,通过蓝牙设备到达网关设备,然后由网关设备对ZigBee网络、电子标签、3G网络、Wi-Fi/WAPI网络、北斗网络等网络和设备之间进行完美的网络融合和技术革新,充分体现了现实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这一物联理念。

嵌入式系统开发分为软件开发和硬件开发两部分。

硬件模块目前主要包括ARM9-S3C2440开发板、BC4RS232串口蓝牙适配器、RC500非接触式IC卡开发板、ZigBee模块、M2M模块、智能蓝牙手机。开发板上的核心是ARM处理器,处理器中有裁剪的Linux系统和相应的C语言程序,由于控制整个系统的设备运转以及处理各子网络的数据。SDRAM和FLASH与S3C2440相连,用作缓存和存储程序。分布在处理器周围的蓝牙无线传输接口,可通过虚拟串口通过蓝牙技术与中兴智能手机进行通信。ZigBee模块用于接收ARM处理器的指令,发送到ZigBee网络,同时可以接收ZigBee网络返回的消息。RFID接口模块[5-6]的作用类似于ZigBee的接口模块,同样用于接收处理器的指令和RFID网络返回的消息,并发送给另外一端。中兴Mu301通过USB接口与M2M模块连接。手机端通过J2ME开发的JAVA虚拟机上的应用程序利用蓝牙的虚拟串口通信协议与开发板上的蓝牙模块接口传递消息。

嵌入式系统在开发过程一般都采用“宿主机/目标板”开发模式,即利用宿主机(PC机)上丰富的软硬件资源及良好的开发环境和调试工具来开发目标板上的软件,然后通过交叉编译环境生成目标代码和可执行文件,通过串口/USB/以太网等方式下载到目标板上,利用交叉调试器在监控程序运行,实时分析,最后,将程序下载固化到目标机上,完成整个开发过程。在软件设计上,为结合ARM硬件环境及ADS软件开发环境所设计的嵌入式系统开发流程图。整个开发过程基本包括以下几个步骤:

(1)源代码编写:编写源C/C++及汇编程序;

(2)程序编译:通过专用编译器编译程序;

(3)软件仿真调试:在SDK中仿真软件运行情况;

(4)程序下载:通过JTAG、USB、UART方式下载到目标板上;

(5)软硬件测试、调试:通过JTAG等方式联合调试程序;

(6)下载固化:程序无误,下载到产品上生产。

3关键技术

本项目在设计与实现过程中,通常涉及以下一些关键技术:

(1)本项目需要通过蓝牙技术,来实现手机平台和物联网网关的数据通信。研究手机平台和网关模块的通信机制,以及相关的协议的设计是一个关键问题;

(2)ZigBee协议栈[4]在CC2430芯片上集成了Z-Stack的协议栈。因此,需要深入研究ARMLinux和ZigBee协议栈的深度结合机制;

(3)在本项目中,通过手机平台让用户和ZigBee网络进行交互,如何设计手机平台和ZigBee协议的交互机制是一个研究重点;

(4)RFID模块可以实现对射频标签的读写的功能。因此要解决ARMLinux和RFID阅读器的结合问题,实现通过Linux平台控制对RFID的读写等操作;

(5)基于ARMLinux[7]和手机平台,作为RFID信息过滤器和事件规则处理引擎的关键技术研究;

(6)研究ARMLinux和手机平台,与中兴TD-MU240模块的集成机制;

(7)研究如何将应用于物联网的蓝牙技术与RFID安全认证技术有效结合。通过这项技术可以借助RFID快速安全建立蓝牙连接;

(8)节能、可靠是无线传感网关注的两个重点,物联网无线传感网络中节能可靠路由协议研究也是本项目的一个关键。本项目提出一些路由协议可以有效减少无线传感网络的能耗、并提高网络的可靠性;

(9)针对无线传感网络的被动故障检测方法[8]进行研究。本项目采取基于汇聚节点被动接收和BP神经网络相结合的无线传感器网络故障诊断方法。

4应用场景

本项目所研制的物联网互操作平台和动态网络协议,具有灵敏度高、实用性好、模块化等特点,该技术的成功将增强智能手机的自动化程度,大幅度扩展无线传感器网络的应用范围,能在社会的各领域广泛使用。基于无线传感器网络的物联网应用,可节省大量布线,减少资源的浪费,从而为建设节约型社会做出积极贡献。

基于物联网的手机在我国还属于方兴未艾的新事物,智能化手机集成的多项功能、手机作为应用网关未来会成为社会发展的必然趋势,具有广阔的市场空间。据相关资料统计,未来5年中国的智能化小区将以30%的速度增长,预计到2022年,我国大中城市中的60%住宅要实现智能化。因此,可以预见,该预研项目涉及的新的手机产品具有广阔的产业化前景。目前所要实现的两个示范性应用分别是校园安全系统和机场智能领取行李系统。

基于物联网的校园安全演示系统,将先进的射频识别技术(RFID),无线传感技术(ZigBee)与互联网、移动网络结合,打造一个立体化的安全网络管理系统。系统采用RFID技术实时读取学生信息,在校门、教学楼等地布点通过ZigBee技术形成自组织的多跳网络,再由汇聚节点上传获取的信息,管理人员可通过手持设备在校园中随时随地查询管理。

基于物联网的智能领取行李系统,是将射频识别技术(RFID)、无线传感技术(ZigBee)与互联网、移动网络相结合,以便智能、高效地解决旅客在机场领取行李可能出现的问题。该系统凭借绑定在行李上的身份标签和可以作为读卡器的手机,乘客下了飞机之后可以很容易地在繁多的行李中找到属于自己的行李。并且领取行李之后,系统会匹配每个旅客的行李信息,避免出现少拿,多拿或者拿错行李的情况。

5参与团队介绍

本项目课题组长期从事软件中间件以及传感/物联网方面的研究,对传感/物联网进行了长期研究,目前已完成或正在实施多个物联网、传感网的相关项目,包括自然科学基金和国家科技重大专项。撰写了多篇包括蓝牙通信安全,RFID身份验证,ZigBee网络诊断等相关的专利,在IEEETransaction、ACMTransaction等期刊和国际学术会议上发表了30多篇论文[9-12]。目前还对移动传感/物联网,移动社会关系网络进行了大量研究工作。

在课题组实施的项目中,“基于中兴手机平台的新一代物联网关键技术研究”获得了2011年中兴通讯产学研合作论坛年会“2010年优秀合作项目”,并到深圳大梅沙参加表彰会。通过本项目的合作,进一步提升了本课题组师生的研究水平,这为本项目的成功实施提供了有力保证。

本文的课题组和美国WayneStateUniversity、香港科技大学、香港理工大学、上海交通大学、西安交通大学、国防科技大学等研究者一直保持交流和合作。目前有4名教师,有30多名研究生在实验室从事研发工作,团队研发能力较强。

本研究通过中兴手机与整个物联网系统的通信,可以实现手机导航,移动订阅,环境监控,标签识别,目标感知与定位等功能。研究成果的产品将进一步拓展手机的功能,可广泛应用在工商业,家居生活等多领域。

6结语

2011年3月25日,经陕西省工信厅批复,陕西省物联网产业联盟正式成立。陕西省物联网产业联盟的成立,是陕西省大力扶持物联网产业的又一重要举措,有利于整合资源优势,提升陕西省物联网产业的知名度和竞争力。在陕西省物联网实验研究中心的积极努力下,西安电子科技大学成为联盟成员单位之一,陕西省物联网实验研究中心常务副主任张小平任联盟副秘书长和副理事长。

参考文献

[1]IEEE802.11,Part11:WirelessLANmediumaccesscontrol(MAC)andphysicallayer(PHY)specifications[S].[S.l.]:IEEE,1999.

[2]瞿雷,刘盛德,胡咸斌.ZigBee技术及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

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[4]IEEEP802.15.4/D18,Draftstandard:lowratewirelesspersonalareanetworks[S].[S.l.]:IEEE,2003.

[5]FINKENZELLERKlaus.RFIDhandbook:fundamentalsandapplicationsincontactlesssmartcardsandidentification[M].NewYork,NY:JohnWiley&Sons,Inc.,2003.

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[7]弓雷.ARM嵌入式Linux系统开发详解[M].北京:清华大学出版社,2010.

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[10]MAOLei,DUJun-zhao,LIUHui,etal.Two-stagetargetlocatingalgorithminthreedimensionalWSNsundertypicaldeploymentschemes[C].Beijing,China:Proc.TheFifthInternationalConferenceonWirelessAlgorithms,Systems,andApplications(WASA2010),2010.

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