車聯網是隨著互聯網、物聯網的發展逐漸發展起來的,它集互聯網通信技術、物聯網感知技術、車載設備傳感器技術于一身。在傳統汽車的機電設備、電路設計、控制器設計、傳感器設計相關集成領域,開源技術與共享開放標準在業內逐步統一的大環境下,車聯網的信息融合優勢和車輛載具的發展出現了爆炸式增長。而隨著智慧城市頂層設計與總體規劃的不斷完善,交通信息化乃至智能交通的行業發展,為車聯網開辟了廣大的發展空間,并通過智能交通業態的發展進一步提升車聯網發展的速度。
車聯網在智慧城市中的應用現狀主要體現在四大方面:交通堵塞控制、交通安全控制、交通信息服務、商業運營服務。例如,以一臺汽車為載體,結合4G運營網絡,將道路上的汽車行駛實景實時的傳輸到安裝在汽車里的智能車載電腦終端上,車主上車之后輕輕按動一鍵,在車載電腦的顯示屏幕上會出現自動規劃好的若干條道路的車輛行駛實景。通過這些實景,可以清晰的看到車主本人前方將要走的路是否擁堵以及擁堵情況如何,從而選擇zui便捷的路線。由此可見車聯網的發展可見一斑。車聯網在智慧城市的應用中已經凸顯出行業屬性和特色應用,這些應用主要體現在如下方面:
智慧交通方面:隨著智慧交通建設與運營,車聯網的應用開始分布在交通堵塞控制、交通安全控制、交通信息服務、商業運營服務方面。車聯網成為了交通路況感知網的采集終端和控制節點。
智慧停車方面:車輛的ETC貼片傳感器設備構建的ETC支付行業應用場景分布越來越廣泛,不但應用在路橋收費,高速收費等交通運管場景,而且各個停車場應用廠家也開發了基于ETC、二維碼、RFID等多種技術方式的融合停車管理方案。
智慧工地方面:隨著諸如國內中聯重科、三一重工開放建設的工業車輛大數據平臺,實現了工程車輛的車聯網,有效為車主、車輛維保單位、工程建設單位提供專業工程車輛使用情況、工地位置分布、車耗部件疲勞測試等功能已經廣泛應用在國內外重大工程施工過程中,特別是工程車輛大數據應用的車聯網已經在我國“一帶一路”建設中嶄露頭角。
互聯網+車險金融方面:車輛的保險無論是強制險還是第三方責任險、發動機進水險等隨著互聯網+金融的發展逐漸顯露出新的市場。車聯網聚合了車輛使用習慣的采集與感知數據、車輛行駛路況與車輛耗損數據,結合車主的違章記錄等大數據對比研判,可以為保險公司提供更智能的數據支撐與更廣泛的維度。
工業4.0智能制造方面:車聯網匯聚了廣泛的車輛零部件、路況復雜應對場景、設計方案CAE分析等多種數據集合。這些數據成為智能制造*的樣本來源,為車輛、道路、工業制造、設計優化提供了切實的數據樣本,能夠通過深度學習激活零部件3D打印,為車輛設計優化、工藝白條改進、技術改造升級等提供裝備制造方面的數據源。這方面的應用已經逐步體現在UGS、CATIA V5等專業平臺中。
車聯網在智慧城市中的應用難點與瓶頸
智能視覺車聯網是汽車工業和智能視覺技術發展的必然趨勢。通過構建智能視覺車聯網能夠實現車輛狀態的在線檢查、在線年檢、在線監控;通過在線識別車輛狀態和狀況,可以了解車輛是否具備合法運營執照,是否符合環保要求,是否有危險行車行為等;通過給汽車建立可視化網絡*,容易實現網絡空間與物理空間的映射,在提高車輛網絡可視性的同時,具備網絡防偽、防套牌、防假冒、網絡追蹤、反走私等功能,可方便地與移動支付、駕乘者信息檔案等捆綁,實現從網絡世界到物理世界的整體安全可信性。因此,“可視化網絡車牌”和“可視化黑匣子”將誕生出巨大的產業。
圖3
如圖3所示,利用無線寬帶技術,如無線城市 Wi-Fi 熱點或 3G、4G 網絡,結合車載和路側建立的視頻監控點,能構建智能視覺車聯網,實現對車牌、事故現場、事件、災難等的可視化管理。
對于智能交通和安防行業來說,為汽車工業提供高質量的車道偏移監控攝像機(見圖4:車道偏移監控攝像機的位置)、車載監控攝像機系統具有很大的市場,目前許多廠家已經在進行開發中。
圖4
在這些不同的車載智能視覺應用中,智能視覺技術應用的子系統包括:
1.駕駛員磕睡監測和提醒系統;
2.車道偏離控制系統;
3.駕駛員行為視頻監控系統;
4.可視化后視鏡系統;
5.可視化泊車系統;
6.車前方遠紅外行人、動物探測系統;
7.物流車輛貨物可視化監控系統;
8.物流園區可視化裝卸系統;
9.可視化貨物產地及供應鏈追溯系統;
10.路況無線視頻監控點及網絡系統。
無線車載硬盤錄像機對于全力打造包括智能視覺車聯網在內的智能交通體系正在發揮重要的作用。它集 3G 無線視頻傳輸、雙向語音對講、車載硬盤錄像、GPS 定位、廣告下發、車載媒體播放于一體,構成了、多功能的車載監控設備,能夠給全國各地道路交通管理部門的實時監管和信息采集提供有效的支撐。
利用3DGIS 三維全景可視化城市級云計算—云分析—云存儲—云控制主機(VIDC)構建的智能視覺車聯網,能夠實時監測特定城市區域內的人、車、物、路和環境。通過云視頻實時記錄各類城市物件視覺信息,并進行標簽、編碼、記錄。當發生事故、災害等事件時,能夠*時間將現場可視化信息通報城市交通指揮中心,讓城市緊急救援救助中心快速準確地響應,實現立體快速救援,大幅提高救援的性和實效性,zui大限度地降低人民生命財產的損失。同時,也可以作為城市可視化應急指揮系統的重要組成部分。
車聯網在智慧城市中的應用案例解析
以交通道路一桿一路口為例。一桿一系統由微波車輛檢測器、智能交通視頻檢測和測速系統、高清視頻電子*系統3部分組成,內嵌智能視覺分析模塊,可以實現智能交通領域的各類應用。
遍布城市的一桿一系統可以借助 GPRS 或 4G 通信系統,構建智能視覺物理網,建成城市交通基礎信息快速檢測聯網系統,實現對城市交通視頻信息的實時采集,傳遞給智能交通公用信息平臺,滿足人、車、路、環境的監控和管理需求, 特別是對車輛的智能視頻進行分析。
一桿一系統能夠實現對闖紅燈違規抓拍、逆行違規抓拍以及壓線越線違規抓拍。把眾多系統聯網即可構成智能視覺物理網,對具有視覺標簽的人和車輛進行自動識別。一桿一系統的智能視覺物理網系統屬于智能交通管理系統的前端攝像機聯網監控系統,主要由路口聯網電子*系統組成,每個攝像機均嵌入了具有智能視覺分析功能的模塊,通過電信、移動、聯通的寬帶有線或無線網絡,各桿逐級聯網,實現可視化跟蹤聯網監控和監測系統。同時,為城市交通信息管理平臺提供實時全覆蓋視頻交通狀況信息。通過智能視頻分析技術實現自動檢測和自動報警,在智能交通領域的應用很多。包括占用公交車道和應急車道監測、套牌車監測、非本市車輛監測、大貨車監測、闖紅燈監測等違法行為監測。
車聯網通過“信息識別和傳感設備”(如無線射頻識別、地感線圈、浮動車、視頻監控等),從信息維度感知道路交通狀況,利用涉車相關的屬性信息和動、靜態信息形成的涉車信息資源,提供豐富的智能化涉車管理和商業服務。車聯網的目標是提升城市信息化水平,緩解和解決困擾城市發展的道路交通問題,實現“人—車—路—環境”和諧統一的車聯網。云計算—云存儲—云分析—云控制主機 VIDC 的應用包括以下方面。
1.VIDC 在車聯網系統建設中可以擔當管理中心主機的作用
對采集的車聯網數據進行存儲和分發,供后端車聯網應用層使用,如圖5所示,包括:遠程診斷監控、車載娛樂、道路事故處理系統、緊急救援等應用系統。
圖5
2.VIDC 在應急車聯網中的應用
在應急聯動調度過程中需要調配各種應急車輛,包括應急指揮車、警車、救護車等,通過車聯網,車與車之間能夠相互傳輸各種消息,而無需固定的基礎設施,可實時獲知事故現場和周圍路況信息,提高救援效率。VIDC 在應急指揮中心中發揮管理中心的作用。
3.VIDC 在運營車聯網中的應用
建設運營車聯網的意義在于提供:車輛安全預警、節能駕駛服務、車輛運行監控、出行誘導服務、遠程故障診斷、緊急救援服務。交通部規定,從2012 年 1 月 1 日起,“沒有按照規定安裝衛星定位裝置或未接入全國聯網聯控系統的運輸車輛,道路運輸管理部門將暫停營運車輛資格審驗。”
通過構建運營車聯網體系,能夠實現超速預警、危險路段識別和安全駕駛預警、彎道行駛預警以及坡度角和路面附著系數預警。VIDC 可以作為構建物聯網、車聯網和云計算的核心設備。
4.VIDC 在車路協同管理中心的應用
車路協同系統是指基于無線通信、傳感探測等技術進行車路信息獲取,通過車—車、車—路信息交互和共享,并實現車輛和基礎設施之間智能協同與配合,達到優化利用系統資源、提高道路交通安全、緩解交通擁堵的目標。VIDC 在交通管理中心發揮可視化管理平臺的作用。
5.VIDC 在公交調度中心的應用
其建設內容包括:中心機房服務器、操作系統軟件、數據庫軟件、網絡、存儲、核心交換和路由等軟硬件基礎設施;防火墻、網絡版防毒軟件、數據備份和容災等網絡安全改造和升級;智能公交系統數據庫和管理軟件部署。
原標題 【聚焦】車聯網在智慧城市中的發展與應用