车联网控制交通

车联网控制交通（共6篇）

车联网控制交通 篇1

近年来,在科学技术革命的推动下,信息通讯技术有了飞快的发展,通信业务逐渐从以语音为主向以数据为主的方向发展,通信对象从人与人的通信向人与人、人与物、物与物的多面通信发展。物联网就是在这样的大发展中逐渐走向人们的生活、生产等各个方面。

物联网的发展是科技进步的极大体现,是城市智能化的重要内容。物联网的发展将会推进人们的生活活动,丰富人们的生活和文化娱乐活动,必将带来极大的经济效益和社会效益。

上海市市委和市政府在2011年重点工作当中提出了建设智慧城市,着力提升智能化水平的目标。建设智慧城市从哪里入手?上海市各有关部门的结论是认为基础先行。目前上海通信行业正在信息基础设施上努力加快建设步伐,一个是城市光网络的建设;二是无线城市的建设;三是三网融合的建设;四是通信枢纽的建设;五是通信功能平台的建设。智慧城市从哪些行业开始先行?大家一致认为应该从跟老百姓关系密切的,当前迫切需要解决的,而且有条件先行的行业中着手。

智能交通是解决城市功能中矛盾最突出和市民关系最密切的重要内容,也是智能交通建设中迫切需要解决的问题。在智能交通当中涉及到道路交通的智能化、车辆的智能化、交通管理的智能化,以及与交通有关的车辆行驶、等候、定位等等的信息服务。

针对车辆信息化的车联网是智能交通中的重要内容,是目前在我国物联网发展起步阶段中少数最引人关注的应用内容之一。车联网融合了车辆技术、传感技术、通信技术、计算机技术等相关技术,既涉及到有线技术,又涉及到无线技术。车联网将面对许多技术学科,也将形成一个很长的产业链和生态链。

目前,车联网在我国还处于起步阶段,发展中有很多亟待解决的问题。比如标准的问题、安全问题、应用成本的问题等。另外,车联网的市场还有一个培育和发展的过程。

对于如何来发展车联网,我认为:一,可以在需求最迫切的大城市先行发展,比如北京、上海等城市里比较有条件先行发展;二,可以从车辆的高端到低端来逐步发展,特别是公共交通行业应优先发展;三,产、学、研、用、管相结合,打造产业链;四,发挥政府和市场两个方面的作用来推动发展,政府要在政策法规、标准制订、财政税收、产业协调等方面发挥作用,但最后成败与否还是决定于市场的动力;五,通信行业要在智能交通的发展中发挥积极的作用,要在信息传输、信息平台、业务集成、信息服务等方面发挥作用,要串联上下游环节,提供优质、高效、安全的服务,同时还要有一个合理的架构。

车联网的发展肯定是一个由浅入深,从低级到高级的发展过程。车联网的实践应用也受到广大消费者的欢迎,将作为智能交通的重要内容推进交通智能化的发展。我相信在各行各业,各个部门的努力下,智能交通、车联网必将会得到较大的发展。

简述车联网在交通运输中的应用 篇2

关键词：车联网 交通运输 交通业发展方式

早期的智能交通主要是围绕高速公路而展开的，其中最主要的一项就是建立了全面的高速公路收费系统，对全国的高速公路收费进行信息化管理。目前交通问题的重点和主要的压力来自于城市道路拥堵。在道路建设跟不上汽车增长的情况下，解决拥堵问题，主要靠对车辆进行管理和调配。新加坡就把管理的重点转移到热点区域智能建筑，对进入热点区域的车辆都实行收费，调节热点区域的车流量。

未来，智能交通的发展将向以热点区域为主、以车为对象的管理模式转变。因此，智能交通亟待建立以车为节点的信息系统——车联网[1]。车联网就是综合现有的电子信息技术，将每辆汽车作为一个信息源，通过无线通信手段连接到网络中，进而实现对全国范围内车辆的统一管理。

所谓车联网，是指装载在车辆上的电子标签通过无线识别技术，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管，同时也提供综合服务。英特尔实验室嵌入式平台和应用首席工程师及高级总监郭新钢告诉记者：“车联网和互联网一样，都会是将来物联网络的一部分，利用现有的互联网和通信技术可以加快车联网的发展。不过，考虑到汽车应用的特殊性，车联网对网络的安全性、可靠性的要求会更高。”

目前，美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信，已经实现了智能交通的管理和信息服务。而Wi-Fi、RFID等无线技术近年来也在交通运输领域智能化管理中得到了应用，如在智能公交定位管理和信号优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。

未来车联网将主要通过无线通信技术、GPS技术及传感技术的相互配合实现。在未来的车联网时代，无线通信技术和传感技术之间会是一种互补的关系，当汽车处在转角等传感器的盲区时，无线通信技术就会发挥作用；而当无线通信的信号丢失时，传感器又可以派上用场。

目前，通用汽车已经通过与中国电信合作，通过其3G网络为用户提供车载信息服务，并逐步建设车联网[2]。当用户量还不具备规模的时候，现有的运营商网络可以承载各项服务；但当用户数大幅增加时，网络也将受到考验。

车联网可以达到以下效果：

1）管理部门无需再在各城市、各高速建设小范围的单一监控网，而是以极低的成本真正实现车辆、道路的全国统一管理。所有车辆实时在线，无论是本地汽车驶到外地，还是外地汽车驶来本地，管理部门都可以在网络上获得所需的车辆信息。

2）对于车辆定期检验、排放控制、走私车及套牌车查处、盗抢车追踪等，都有了简单快速高效的手段。

3）通过对路口路段汽车数量、车速等数据的分析，可以实时掌握全国各城市及各条公路的交通状况，实现真正的智能交通指挥。必要时，管理部门还可以通过汽车电子信息网络，将指令或通告发送给汽车终端或现场指挥人员。

4）可以设定热点区域，对驶入热点区域的汽车进行差别计价收费。

5）汽车电子信息网络还可以实现全国高速公路的自动收费，无论是在城市内的高速公路，还是贯穿多个城市的长途高速公路，根据汽车在高速公路出入口经过的信息，直接实现不停车计费，准确快捷[3]。

6）可以实时收集反馈的车辆车况信息，对有问题的车辆提前干预。

除了通用汽车外，苏州金龙也與中国联通合作创新探索车联网应用技术。

目前，车联网已经得到政府和交通部门的高度重视。海口市已经在力争成为车联网试点城市。2010年7月8日～9日，交通运输部信息化工作领导小组办公室在武汉组织召开了2010年交通运输通信信息中心主任交流研讨会，全国交通系统的通信信息相关部门负责人几乎都参加了此次会议。会议强调了信息技术对于交通业转变发展方式的作用，推动“车联网”、“船联网”建设成为会议共识。

参考文献：

[1]中国智能交通，2008.06

[2]智能交通技术及其应用.曲艺，2011.09

车联网控制交通 篇3

随着移动互联网的迅猛发展,各种移动终端的普及率一直在攀升,而且功能日益丰富,他们都集成了丰富的硬件资源,如GPS模块,而手机APP的出现则扩展了这些硬件功能,譬如高德地图就利用了手机中的GPS资源实现了定位和路线规划等功能。

1 正文

本文提出一种基于车联网的交通信息采集系统,利用手机获取数据并发送到服务端进行处理,并且为用户提供实时交通引导信息。在手机端开发一款APP应用软件,利用高德地图API进行定位,将当前位置信息发送给服务器端,服务器端在汇总信息后进行数据的分析,进行用户行车路线的动态规划。同时可以动态提供交通信息,例如路况信息,公交车运行状态等。这样可以方便用户选择合理的出现方式及路线。本系统引入智能手机作为信息发送端和接收端,利用现有的城市交通控制中心作为服务器中心。

2 工作流程

车联网环境下通过车载手机实现对车辆信息的定位,通过对车辆信息与相应APP的绑定实现对车辆属性信息的获取,通过对联网车辆位置信息的分析得出路况信息,并反馈给联网车辆。

1)手机客户端

手机客户端利用现有的智能手机作为平台,利用他们自带的编程接口构建手机客户端。如苹果的IOS和谷歌的Android平台。编写相应的APP程序,实现客户端的搭建,手机端可以绑定用户车辆信息,可以将自己的位置信息发送给城市交通监测与信息服务中心,并获得反馈的交通信息。

2)服务器端

服务器端包含控制中心,运算分析中心,信息数据库,前台控制端以及web服务器。

控制中心负责系统逻辑,包括对用户的管理,对数据流的导向以及信息的发布。

运算分析中心主要负责对客户端传送来的信息进行分析计算,主要有地图的匹配,用户识别以及交通状态分析和预测等。由运算能力强劲的计算机组成。

路网数据库主要负责存储路况信息,包含当前路况信息和一段时间的历史信息,这些信息是运算分析中心分析和预测路况信息的主要依据。

前台控制端显示实时路况信息,以及进行一些人工操作。

Web服务器主要负责客户端和服务器端的通信,并完成用户的认证及管理。

3 关键技术

针对目前移动互联网以及车联网基本特征,对本文所涉及的系统进行分析和研究,所用到的关键技术有:

1)交通数据采集技术

利用移动互联网,对手机终端的GPS定位信息进行采集和处理。需要对手机的GPS定位模块进行开发。以Android手机为例来说明如何获取到GPS经纬度。

GPS是Android中重要的组成部分,通过它可以开发出许多与之相关的手机应用,高德地图就是其中一个。利用GPS进行定位,利用高德地图进行道路信息的获取,是本系统采用的主要信息采集方法。

2)地图匹配技术

利用高德地图的API进行开发,获取车辆行驶的当前路段,并根据交通控制中心返回的路况信息进行路线规划。

在本系统中使用了Android SDK进行当前位置的获取以及路线的动态规划。高德地图Android SDK是一套地图开发调用接口,供开发者在自己的Android应用中加入地图相关的功能。开发者可以轻松地开发出地图显示与操作、室内外一体化地图查看、兴趣点搜索、地理编码、离线地图等功能。

3)交通状态判别技术

交通判别的主要内容是准确掌握道路交通的运行现状,方便用户的出行和交通管理部门制定相应的解决办法,提高道路使用率和交通安全性。早起交通判别状态方法主要依靠人工进行,在道路上发现拥堵或者事故进行人为的疏散。在当时道路结构简单,交通流量小的情况下,人工方式可以解决交通问题。但随着车辆的增加和路网的不断扩大,交通拥堵和交通事故越来越多,传统的人工方式已经无法满足对交通状态的实时监控。

本系统在交通数据采集和地图匹配技术的基础上,对路网各个路段交通状态进行判别,获得各个路段的交通状态,并及时发布路况信息,方便用户出行。

4)行程所需时间预测技术

在整个基于移动互联网车联网的系统中,数据运行处理中心通过对采集到实时交通数据,通过手机APP和地图匹配,可以获得车辆在具体路段上行驶的交通状态、当前行驶速度和相应的历史速度信息。通过对某路段中使用GPS定位技术采集到的所有入网车辆的速度信息进行处理,可以得到该路段的平均速度,在与路段长度相结合可以得到路段的行程时间;根据各路段在相似交通状态下的历史平均速度,对请求引导服务的车辆在未来时刻在该路段的行驶时间进行预测。

5)交通实时引导技术

最优路径是交通引导技术的核心,利用采集到的交通数据,利用运算分析中心分析出各个路段的路况信息,对有拥堵现象的道路进行实时发布,根据路况信息实时调整地图匹配技术中的规划路线,有利于用户避开拥堵路段,减少出行时间并使得道路的交通流均衡化。在本系统中使用了高德地图的路径规划API,如果某路段发生车祸或其他因素导致交通拥堵,则服务器将会返回发生拥堵路段名称,并提供建议的规划路径。

交通引导技术主要是综合利用计算机网络、移动通信,高德地图,随时监测用户车辆的位置,根据实时交通状况,为用户提供最优路径。

4 系统设计与实现

针对用户对车联网信息的需求,对系统做了功能划分,分为服务器端和手机客户端两部分,如图2所示,服务器端功能可以分为数据接收和数据处理、交通状态信息查询模块、动态交通信息推送模块,用户数据管理模块和历史数据查询模块。

数据接收和数据处理模块:服务器的核心部分,负责GP定位数据的处理,地图匹配、交通状态判别、行程时间预测和最优路径计算技术。

交通信息查询:用户在出行前利用手机客户端向服务器端询问特定道路的路况信息。

动态信息推送模块:对于道路发生紧急事故等信息进行动态推送,方便用户避开出事路段。

用户数据管理模块:对入网用户进行管理,对离线用户及时处理,实现用户的动态管理。

历史数据查询:对交通状态,交通引导信息的历史查询。

客户端的功能模块包括了位置获取模块、通信模块、动态信息提醒模块。具体结构如图3所示。

其中位置信息获取模块利用GPS定位和高德地图API获取当前位置及路段信息,并通过通信模块传递给服务器,通信模块的通信模式以http为主,以TCP为辅,与服务器保持高速稳定的网络连接,服务器可以推送实时路况信息给客户端的动态信息提醒模块。

5 总结

车联网是当前缓解城市交通压力,促进城市交通协调运作的有效手段,本文在车联网基础上提出一种可以实现动态交通提醒,动态规划行车路径的系统,使得车路实现一体化,对车辆网的发展具有重大意义。

参考文献

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[5]诸彤宇,王家川,陈智宏.车联网技术初探[J].公路交通科技(应用技术版),2011(5):266-268.

[6]须超,王新红,刘富强.车联网网络架构与媒质接入机制研究[J].中兴通讯技术,2011(3):16-20.

[7]程刚,郭达.车联网现状与发展研究[J].移动通信,2011(17):23-26.

[8]王建强,李世威,曾俊伟.车联网发展模式探析[J].计算机技术与发展,2011(12):235-238.

[9]段宗涛,康军,唐蕾,樊娜,刘研,代记婷.车联网大数据环境下的交通信息服务协同体系[J].长安大学学报(自然科学版),2014(2):108-114.

论交通广播与车联网服务的融合 篇4

新媒体的发展对广播等传统媒体发展提出了较大的挑战。交通广播是有车一族的最爱, 通过广播能够获取许多信息, 满足车主的信息需求。在车联网环境下, 交通广播要实现可持续发展就必须实现与车联网服务的融合, 借助自身的娱乐性、内容性、资源性等突出特点, 充分发挥交通广播和车联网服务融合的优势。因此, 有关人员应进一步对交通广播和车联网服务融合的基础、面临的困境、二者相融合的策略问题进行有效研究, 为二者融合奠定良好的基础。

二、交通广播和车联网服务融合的基础

交通广播和车联网服务的融合具有一定的基础条件。主要表现在以下方面:首先, 车联网能够为交通广播提供发展空间。在车联网背景下, 通信模式主要有卫星通信、远程无线通信、短程无线通信等, 使汽车成为移动终端, 可接收系列网络信息。但汽车厂商的盈利空间相对较小, 为交通广播的发展提供机遇。其次, 交通广播容易移植于车辆内, 使用户能够随时随地接收相关广播信息。交通广播相关部门在实现与车联网服务融合过程中, 应积极抢占汽车市场。最后, 交通广播具有诸多优势特点, 如节目内容的娱乐化、传播速度加快、资源丰富等, 可以满足车主的信息需求, 为二者融合奠定基础。[1]

三、交通广播和车联网服务融合的困境

在信息通信技术、汽车制造行业快速发展的作用下, 车联网逐渐衍生, 有着良好的发展前景。当前, 汽车中的车载屏幕逐渐加大, 用手即可操作, 但容易转移注意力, 因而存在一定的安全隐患。随着交通广播电台的发展, 其竞争日益激烈, 对车联网客户端的抢夺战由此打响。交通广播在发展中仍然面临其他媒体的冲击影响, 给交通广播与车联网服务的融合带来阻碍。另外, 飞信、微信等诸多媒体的出现, 对交通广播与车联网服务的融合有不利影响。可见, 二者融合面临一定的困境。[2]

四、交通广播和车联网服务融合的策略

(一) 推广语音指令

在交通广播和车联网服务融合中, 应积极推广语音指令, 以取代传统手指触屏的操作方式。该理念的提出, 是基于驾驶员安全因素基础上的, 能够使驾驶员通过语音指令, 对交通广播终端进行指令传输, 既方便操作, 又能满足安全要求。要促进交通广播和车联网服务的融合, 相关部门人员应注重对汽车内部语音系统的积极研发, 为交通广播的语音指令识别推广奠定坚实的基础。

(二) 研发适应多种车型的交通广播APP

要实现交通广播和车联网服务的融合, 相关部门人员应进一步研发适应多种车型的交通广播APP, 不仅能够规避壁垒性系统, 还能为二者融合提供有利条件。受汽车品牌、型号等条件的束缚, 交通广播APP的适应能力有所不同。通过有效研发, 一方面可提高交通广播APP的适应能力, 使其在车联网环境下, 对多类型车辆有着适应性;另一方面可根据不同车型设计专门的交通广播APP, 实现交通广播的个性化。如此, 有利于促进交通广播和车联网服务融合的进程。

(三) 创新交通广播内容

在车联网时代背景下, 要实现交通广播和车联网服务的融合, 创新交通广播内容尤为关键, 有利于使交通广播抢占市场先机。丰富广播内容能够最大限度地适应多种受众群体, 对提高交通广播收听率发挥着重要作用。就当前交通广播的发展状况而言, 在广播内容方面, 具有同质化的问题, 使各广播媒体之间能够相互替代, 可能造成受众流失等问题。因此, 有关人员应注重对交通广播内容的创新, 以满足社会公众的信息需求。

(四) 为用户提供需要的信息

在促进交通广播和车联网服务融合发展时, 应积极为用户提供其需要的信息。一方面, 车主能够根据自身需求, 对交通广播内容进行个性化定制;另一方面, 可以及时了解交通路况等信息。在交通广播和车联网服务融合中, 车主可根据自身喜好决定收听的内容, 在车联网大数据环境下, 能够对车主信息需求做进一步分析, 实现需求信息的定制化。在交通广播发展中, 还可适时为车主提供广告信息, 包括酒店信息、景区信息、停车场信息、商品打折促销信息等。[3]

(五) 构建车主服务云平台

交通广播和车联网服务融合中, 应构建车主服务云平台, 可推动二者融合发展的进程。基于智能交通管理系统的云平台, 不仅有助于车主操作, 而且可使交通广播信息传播更具针对性。在该平台构建中, 主要包括以下功能:一是视频管理功能能够实现数字监控, 满足系统内外部之间的共享和管理要求等;二是交通监控功能能满足车主及时了解相关信息的需求, 如可变电子标志等;三是对信号协调控制区域内部的信号加以优化;四是提供应急指挥管理等相关信息, 有助于为车主提供精准的交通信息内容。通过构建云平台, 能为交通广播和车联网服务的融合奠定技术基础。[4]

五、结语

在车联网时代背景下, 交通广播和车内环境的高契合度得以凸显, 为车联网服务和交通广播的融合奠定基础。在二者融合的基础上, 借助“车联网+交通广播”形式, 能够使交通广播实现由内而外的转变和完善, 如信息传播技术水平更高、传播载体更新颖等。但由于二者融合中交通广播可能面临系列困境, 这就要求相关部门的工作人员提出科学合理的策略, 主要包括推广语音指令、研发适应多种车型的交通广播APP、创新交通广播内容、为用户提供需要的信息等。

参考文献

[1]刘业, 吴国新.基于802.11p/WAVE的车联网连通性模型及其应用研究[J].通信学报, 2013 (06) :85-91.

[2]郑云.城市交通广播“互联网+”思维探析[J].中国广播, 2015 (10) :67-69.

[3]张军, 赵建华, 李日涵.移动互联网时代的交通广播业务支撑平台分析[J].中国广播, 2014 (03) :70-73.

车联网控制交通 篇5

随着车联网技术与产业的发展, 车联网包含的内容更为广泛。根据车联网产业技术创新战略的联盟定义, 车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础, 按照约定的通信协议和数据交互标准, 在以车为中心系统之间, 进行无线通讯和信息交换的大系统网络, 是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。基于目前各大城市交通拥堵现象十分严重及交通安全和环境污染问题的日益突出, 发展车联网技术是必然趋势, 同时, 也是解决上述问题的最有效方式。这里主要从车联网的基本原理及其未来发展趋势两个方面进行论述。

1 车联网技术的基本原理

车联网作为物联网的一个延伸, 其整体结构 (见图1) 分为三个层次, 即硬件平台, 系统软件和应用软件。车联网硬件平台:由多种传感器及信号处理电路构成, 包括电源转换、信号处理、数据处理与储存等, 硬件平台是车联网的基础, 也是信息的来源, 通过传感器将车辆外的环境信息、车内的信息转换为能够被控制中心处理识别的信号。车联网系统软件层:由系统管理、通信系统、无线通信及语音等构成, 系统软件层在车联网中为中枢部分, 能够将硬件平台得到的信息进行传递和处理, 目前, 已经制定了车载环境下无线接入的相关协议。车联网应用软件层:主要是结合不同用户的需求提供不同的应用, 利用车联网对车辆进行控制、安全驾驶, 在智能交通系统中应用并提供相应的信息服务等。

车联网的网络结构如图2所示, 车联网的网络通信主要由车与车之间的通信和车路间的通信组成。车辆所配备的车载单元能够完成与车辆及路侧设施之间的通信功能。车载单元主要由几个功能模块构成, 有通信模块、采集模块、定位模块等。路侧单元的功能是将测得车辆的相关信息发送到控制中心, 同时, 也将控制中心的指令传给车辆。管理控制中心把其所负责区域内的车辆信息进行分析处理, 对道路上的交通状况进行控制管理。管理的控制中心包含有一些功能模块, 有动态交通模块、管理模块、停车诱导模块。车上的乘客和驾驶员如果需要查询交通信息, 可以通过智能手机与车载单元及路侧的设施单元进行通信连接, 获得帮助及交通信息。

2 车联网关键技术体系

车联网系统从系统的架构特点方面考虑, 可将其分为以车辆为中心的智能车载系统和以道路基础设施为研究重点的智能路侧系统。其中智能车载系统的主要功能是车载信息采集、车载信息传输和车辆安全预警等;智能路侧系统主要完成道路行车信息的获取、道路环境之间的交通信息交流与发布、提高交通效益的交通控制等子系统。车联网系统的性能取决于通信模块, 并将车载系统和路测系统联系起来, 车联网的技术框架如图3所示。

2.1 车与路及车与车间的通信技术

车联网信息通信的主要特点是通信节点的高频变化和位置的变化拓扑结构, 这种结构对通信网络的设计方面提出了较大挑战。车联网的通信包括车与车间的通信以及车与路侧设施间的通信, 一般采用无线局域网通信和蜂窝通信的形式。车载通信技术主要采用3G、CDMA网络进行, 由于这种形式通信成本高, 通信速率和质量受到限制。随着无线技术和数字技术的普及, 局域网技术开始覆盖城市的每个角落, 由于使用WLAN进行通信, 一方面可以使通信成本降低, 另一方面能够提高带宽, 改善通信质量, 满足车载系统的通信实时交互性要求。在国际上车联网的通信协议采用目前国际上的IEEE 802.11p标准协议, 该协议的特点是较适合在智能交通领域中进行应用。

2.2 智能车载系统技术

智能车载系统是将各类车载传感器采集到的车辆交通信息、路测信息以及车辆自身状况的行驶信息等, 传送到车载控制单元进行数据处理分析, 并将所得的结果形成服务信息提供给驾驶员。在车联网环境下, 智能车载系统还能通过与路侧系统之间的通信, 接受中央控制中心发送的相关指令信息。智能车载系统技术总体上可以分为以下几个层次。

1) 高精度车辆定位技术。车联网系统在工作的过程中, 车辆位置信息的确定是信息联系的基础。由于在研究车联网相关技术的功能模块时必须获得车辆所处的位置信息, 便于进行辅助驾驶、路径优化及车辆行驶状态的监控等。定位技术的好坏直接决定了车联网系统的性能, 目前, 在比较复杂的城市环境下, 对车辆的位置进行较精确的确定, 还是个技术难点。定位技术一般可分为绝对定位和相对定位两种, 采用卫星定位获得被测车辆的经纬度位置信息的方式通常是绝对定位技术。在交通管理和控制中基础数据的采集都来源于车辆的位置信息, 例如道路交通流量的统计、车辆行驶过程中的动态诱导系统、智能交通中的安全预警系统等。在我国采用的是北斗系统, 随着技术的发展及系统的进一步完善, 北斗定位将成为我国定位技术的发展趋势。同时, 可以通过车与车间的通信及车路通信技术的进一步提高, 完善车辆定位精度, 估算车辆与车辆间的相对位置, 目前, 一般采用多信息融合技术来提高定位精度。

2) 车辆安全预警技术。车辆在道路行驶过程中安全预警技术是控制车辆行驶及交通安全的前提。车辆行驶过程中的安全指标参数包括车辆的行驶速度、行驶系各种介质的温度、车辆转向系和驱动系的工作是否正常等, 车辆传感器能够随时提供这些指标参数。车辆行驶的路测信息主要有非机动车和行人的信息、交通状况信息、道路通行条件信息等, 该信息可以通过车辆与路侧设施的通信获得, 也可以通过视频采集的方式获得。将地理信息系统适当放大比例可以查询道路线形信息, 由于目前该领域的技术正处于加速建设阶段, 地理信息系统的更新速度总是滞后于道路线形的变化速度, 因此, 电子地图还不能提供全部的地理信息, 需要采用车载单元及传感器的手段, 获取道路的线形信息, 但该种方法不能够实现较好的实时性。目前, 比较有效的解决方式是通过车辆与车辆间的通信, 将前车采集到的数据信息传输给后车。针对我国的交通特点, 由于人车混行的现象很普遍, 所以, 对于行人和非机动车信息的采集及处理, 在交通安全及车辆的无人驾驶技术实现方面具有重要作用。综上所述, 采用单一手段获取交通信息已不能够满足需要, 多传感器的信息融合技术将是该领域的发展趋势。

3) 车载系统一体化集成技术。在车联网环境下, 车载系统能够实现车内、车间及车路间的信息通信, 随着电子技术及大规模集成技术的快速发展, 车载系统的一体化集成已成为必然, 该技术具有便于节约车内有限空间、方便驾驶员操作等特点。在实际应用中, 宝马及沃尔沃厂家以车辆自身探测采集到的交通信息为基础数据进行车道偏离、行人探测和自动自适应巡航系统等, 构建车辆的主动安全系统, 在一体化集成系统中, 多源信息的融合才能从根本上提高系统的整体性能。集成化主要包括行车安全预警控制模块和智能信息服务模块两部分。能够完成对行驶过程中出现的危险进行预警的任务, 并根据所采集的信息进行分析, 提供不同级别的预警信息, 同时, 对车辆的控制进行调整, 尽可能地减少对乘客的影响。动态和静态交通诱导系统是智能信息服务模块的主要功能, 在提高交通效益和安全方面具有重要作用。

3 车联网技术应用及趋势

3.1 在交通管理中的应用

目前, 交通的三大问题, 安全、效率、能源和污染排放问题日益严重, 各种各样的智能交通发展得到了推广, 在某种程度上缓解了一些问题。车联网及信息互联是智能交通发展的大趋势, 车联网的主要核心技术是车载服务信息系统, 各国都在应用其管理交通, 美国是以安防为主, 欧洲以导航为主, 日本以动态交通信息为主, 该技术的发展趋势为远程监控和多元信息的采集决策等。我国目前车联网技术的应用主要体现在以下几个方面:

1) 动态及静态交通管理方面:智能收费系统, 自动路径导航系统, 智能停车场管理, 智能车辆调度, 智能交通信号灯管理, 车辆监控;

2) 公共安全方面:智能超速超载报警系统, 智能预警系统, 疲劳驾驶检测系统;

3) 公交服务:智能交通查询系统, 智能收费系统;

4) 物流运输领域:智能车辆管理系统, 货物实时监测系统, 物流检测系统。

3.2 车联网技术的发展趋势

车联网技术的发展最终还应依托于通信平台, 该通信方式应该为一种多模式通信, 并与互联网互通。我国目前在这方面的研究还处于探索阶段, 并没有得到实际应用和需求推广, 瑞典一些国家已经开始在车辆通信方面制定相关的协同标准。车载信息的交互应该是海量数据的处理, 通信技术如何与交通相结合, 还是今后的研究重点, 车联网技术现在主要还是3G技术, 在今后的发展中也会不断地以实际需求为导向, 融合借鉴新技术也是当前需要解决的问题, 车联网技术发展的最终目标是人、车、路的协同一体化。

4 结束语

车联网技术作为当今交通领域的热点问题, 所包含的内容和范围很广, 车联网技术在我国智能交通的建设领域还处于探索阶段, 车联网的关键技术在于车辆的精确定位及通信平台的建立, 随着车联网技术的不断建设和完善, 车辆及交通管理控制的智能化程度进一步加强, 交通问题一定会得到很好的解决。

摘要：随着交通问题的日益加剧, 交通安全和效益逐渐成为交通领域的研究热点, 智能交通系统的建设已成为必然。车联网技术作为系统的主要核心, 对其进行研究具有较强的需求性。结合交通管理问题, 介绍车联网技术的基本原理和框架, 对其应用和发展趋势进行阐述, 为进一步深入研究打下基础。

关键词：车联网,智能交通,车载系统,定位系统,交通管理

参考文献

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[5]王贵槐, 万剑.汽车安全辅助驾驶支持系统信息感知技术综述[J].交通与计算机, 2008 (3) :50-54.

车联网控制交通 篇6

车联网VANETs (Vehicle Ad hoc Networks) 被认为是实现智能交通最有前景的技术之一[1,2,3]。 在VANETs中,道路上的车辆组成分布式网络, 车辆与车辆进行通信并交互信息,为此,VANETs在各类应用中得到广泛使用。 其中, 安全应用与道路安全相关, 目的在于保护道路上行驶人员的安全。 这也是推行VANETs技术发展的最根本动力。 然而,随着信息技术的发展,相关的商业应用也相继提出,如广告、促销等通知类消息以及天气预报等[1]。

商业应用与安全应用最主要的区别在于它们对于消息响应时间要求。 显然,安全应用有很苛刻的时间要求,而商业应用对时间要求相对宽松[2,3]。 但是,商业应用需要更宽的带宽。 例如, 两类商家RSU1 和RSU2,RSU1 为旅馆广告, 宣传促销信息; 而RSU2 为加油站,提供营业时间以及价格。 这两个应用的对象均是道路上的行驶者,即它们有共同的兴趣区域。 兴趣区域由一跳或多跳长的道路区域构成, 均在RSU1 和RSU2 的覆盖区域内[4]。 在这种情况下,提高带宽利用率、减少网络堵塞以及降低数据包被重播次数成为需要解决的问题。

网络编码是提高带宽利用率的有效技术之一[5]。 网络编码允许转发节点对数据进行简单的操作,进而降低重转的数据包数。 典型的网络编码如图1 所示。 假定节点X需要向节点Z转发数据包P0, 而节点Z正在向节点X转发数据包P1, 则节点Y需要向节点X和Z转发数据。 传统路由中, 节点Y分别向节点X、Z转发数据包。 若使用网络编码,节点Y将需要转发的数据包P0、P1 进行或操作, 然后向X 、 Z转发。 X 、 Z节点接收被编码后的数据包后进行或操作,就能恢复原来的数据包。 通过简单的网络编码,带宽利用率提高了50%。

针对商业场景,若来自两个消息源的数据包被同一个转发节点转发, 则在转发前采用网络编码, 提高带宽利用率。 然而,在网络内使用网络编码技术具有随机性和交通流量的不对称性。 由于数据包到达时间的随机性, 来自不同源节点的数据包不可能同时到达转发节点。 因此,转发节点接收了一个数据包后有两种处理方式。 第一种,若需要编码,它需要等待一段时间,直到接到另一个数据包; 第二种, 不进行编码, 直接转发数据包,降低了时延。 显然,若采用第一种方式,等待时间增加了数据包传输时延,多数应用是难以接受的。

在VANETs中,为了提高带宽利用率,需要降低重传的数据包数。 因此,当转发节点接收了一个数据包后,它面临一个主要问题:是直接转播数据,降低时延;还是等待接收到其他数据,然后进行编码,提高带宽利用率。

本文以VANETs的多媒体安全数据传输问题为研究对象,假定的研究场景:同一个道路两端有两个源节点,两个源节点之间具有N跳兴趣区域。 首先,为了获取最优的吞吐量和降低网络堵塞,从两种不同的角度提出两个不同的方案,分别为缓冲区域控制方案BSCS(Buffer Size Control Scheme) 和时间控制方案TCS(Time Control Scheme) 。BSCS方案是从缓冲区域大小控制因编码所带来的额外时延, 而TCS方案是通过设定定时器来控制额外时延。最后,通过仿真分析了两个方案的性能。

1 时延控制方案

考虑两个源节点(RSU1、RSU2),并且假定RSU1 的传输速率快于RSU2。 每个转发节点有缓存区域,能够储存数据包。 当转发节点从快的源节点(RSU1)接收了数据包Packet , 就查询缓存区域。 如果区域不是空的, 那么将刚接收的数据包与缓存域单元内的第一个数据包进行编码。 反之,若缓存区域是空的,则立即转发数据包Packet。

然而, 如果是从慢的源节点(RSU2) 接收了数据包Packet , 那么转发节点既可等待机会进行编码或立即转发数据包Packet。 针对这两个选择, 提出两个不同的方案。 这两个方案是从不同的角度控制因网络编码所带来的额外时延。 换而言之,权衡转发节点对数据包不编码直接转发与对数据包进行编码两个选择的性能。

1 . 1 BSCS方案

BSCS方案的目的在于通过控制缓存区大小, 降低时延。 通常,队列内数据包数越多,每个数据包的时延就长[6]。 为此,在BSCS方案中, 转发节点依据队列内数据包的个数决定是否储存数据包。 换而言之,储存一个数据包的概率p与当时队列的大小成正比。

其中 ω 表示队列的大小。

然而, 若这样简单的操作, 会导致最新到达的数据包被立即转发,而之前的数据包仍在队列内等待编码机会。 这就颠倒了数据包次序,加大了队列内的数据包的时延。 因此,转发节点以概率p对新接收的数据包编入队列,而以概率1-p释放队列内的第一个数据包。

1 . 2 时限方案TLS

尽管商业应用对消息的传输没有严格的时间要求,但长的传输时延也是难以接受的[7]。 因此, 从时延角度设定TLS方案。 转发节点将自慢速率源节点数据包缓存于队列中,且保留于队列中的时间不超过Tmax。 因此, 当转发节点从源节点接收了一个数据包, 直接缓存于队列,并设置一个定时器,定时时长为Tmax。 在定时器计时完毕后,若该数据仍在队列中,则立即转发该数据,且不进行编码。

2 性能分析

2 . 1 仿真场景

利用NS3 进行模拟仿真,仿真参数如表1 所示。 两个源节点随机地产生数据包,且产生数据包的间隔服从泊松分布,即利用泊松分布计算两个相邻数据包之间的间隔[8,9]。 在仿真过程中,假定 λ2= 1 packet / s , 而 λ1是变化的。 而车辆的速度从36~54 km/h变化。 在仿真初期,250 辆车随机分布于长为4 000 m的双向车道, 20 s后,两个源节点开始发送数据包。

在仿真过程中, 分析两个方案的平均每跳时延、 数据包传输率以及未编码数据包数。 其中,未编码数据包数表示在所接收的编码数据包中因各种原因而不能解码的数据包。 同时考虑两种场景:静态的源节点和动态移动的源节点。

两个方案的目的在于提高带宽利用率, 并控制因编码所导致的时延。 因此,选择跳时延、带宽节省率、数据包传递率和未解码的数据包个数作为评估方案的性能指标。 其中,跳时延为数据包在传输过程中每跳的平均时延; 数据包传递率表示数据包被成功传输的几率,数值等于节点所收到的数据包个数与两个源节点所广播的数据包数之比。 而未解码的数据包个数表示节点收到已编码数据包后而不能解码的数据包个数。

为了更好地分析BSCS、TCS方案性能, 选择一个参照方案进行对比分析, 其中参照方案是指: 转发节点对所有数据包均进行编码再转发,不考虑两个源节点的传输速度率,也不控制编码时延[7]。 在仿真中,将参照方案记为纯网络编码,记为PNC(Pure Network Code) 。

2 . 2 Tmax参数

为了确认TCS方案的Tmax参数,评估了它对吞吐量的影响,如图2 所示。 从图可知,随着Tmax的增加, 带宽节省率也随之增加,这有利于针对不同应用要求调整Tmax。当Tmax= 0 . 3 时, 带宽节省率增加缓慢, 为此, 在下面仿真中,设定Tmax= 0 . 3 。

2.3数值分析

(1)时延

图3 显示了由源节点2 发送的数据包每跳的平均传输时延, 其中图3(a) 表示静态的源节点场景, 图3(b) 表示动态的源节点场景。 从图中可知, 在 λ1= 1 packet / s时,PNC方案会导致大的时延,而BSCS和TCS方案有效地控制了时延。 随着 λ1的增加,BSCS和PNC时延下降。当时, BSCS和PNC方案的时延分别为1 s 、 2 s 。而当时, 这两个方案的时延约为0 . 75 s 。 原因在于 λ1是反映队列的释放数据概率,随着 λ1的增加,队列的平均时延就下降。 此外,TCS方案的时延最低,若从时延角度考虑,TCS方案是不错的选择,TCS方案的时延维持在0.3 s,与Tmax持平。

当转发节点移动时,转发节点动态的特性影响了网络的稳定性。 从图3(b)可知,PNC方案的时延波严重,但是BSCS方案和TCS方案时延均低于PNC。 这也进一步说明,BSCS和TCS方案能够有效地控制因编码所带来的时延。

( 2 ) 带宽节省率

从图4(a) 可知, 当时, NC方案的带宽节省率约为50% , 但是这是以高时延为代价的( 见图3(a))。 而BSCS方案的带宽节省率约为28 % , 远优于TCS方案的13 % 。 然而, 随着的增加,NC和BSCS方案的性能带宽节省率性能相近,且缓慢下降。 而TCS方案的带宽节省率的改善几乎不随变化而波动,趋于常数,原因在于TCS方案采用了固定的编码概率。

( 3 ) 数据包传递率

图5 描述了平均数据包传递率随 λ1变化曲线。 图5比较了静态转发节点和动态转发节点两种情况下的平均数据包传递率, 从图中可知, 静态转发节点有利于数据转发, 平均数据包传递率明显高于动态转发节点环境。 此外, 在动态转发节点环境下, 当 λ1小于1.5 时,PNC的数据包传递率最低, 并且随着 λ1的增加, 数据包传递率慢慢上升,且略优于BSCS方案。

3 总结

车联网的商业应用是由两个源节点向同一个兴趣区域传输数据。 为了提高网络带宽利用率,采用网络编码技术。 为了降低因网络编码所增加的额外时延,提出BSCS和TCS方案。 BSCS方案从控制缓存区域大小角度控制时延, 而TCS方案采用定时器原则。 仿真结果表明, 网络编码技术可以有效地提高带宽利用率, 带宽节省率高达38%。 而TCS方案更能有效地控制时延,在时延控制方面优于BSCS方案。

参考文献

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[4]CHEN J W.A vote-based position verification method in VANET[J].Communications Technology,2012,11(54):50-55.

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