智能交通系统的核心技术合集12篇

时间:2023-12-09 17:29:14

智能交通系统的核心技术

智能交通系统的核心技术篇1

我国智能交通科技创新发展历程

 

2000年,我国成立了“全国智能运输系统协调指导小组及办公室”,并开展了智能交通系统发展战略和标准规范的相关研究,形成了《中国智能运输系统体系框架》、《中国智能交通系统标准体系》等重要成果,明确了我国智能交通系统建设发展的总体技术方向。

 

“十五”期间,针对我国智能交通系统发展的迫切需求,国家科技计划对智能交通系统共性关键技术研究进行了立项支持,在北京、上海、广州等全国十二个城市进行了ITS示范工程建设。通过ITS规戈叭车载信息装置、交通信息采集、专用短程通信、汽车安全辅助、交通共用信息平台等方面的关键技术攻关、关键产品的开发和示范应用,促进了以智能化交通管理为主的我国城市智能交通体系建设,为智能交通系统发展奠定了基础。

 

“十一五”期间,面向综合交通运输一体化发展趋势和我国智能交通发展中的重大技术问题,以“提高交通运输的效率和安全”为指导思想,国家科技计划对综合交通运输和服务的网络优化与配置、智能化交通控制、综合交通信息采集、处理及协同服务、交通安全等重点技术方向进行了持续立项研究支持,攻克了城市交通控制、交通诱导、电子收费、新一代空中交通管理等智能交通系统关键技术,形成了大批具有自主知识产权的智能交通科技创新成果。

 

面向2008北京奥运会、2010上海世博会、2010广州亚运会等重大活动的交通需求,“十一五”期间启动实施了“国家综合智能交通技术集成应用示范”科技支撑计划项目,支持建设了“北京奥运智能交通集成系统”、“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”、“远洋船舶及战略物资运输在线监控系统”等,为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,取得了显著的成果,智能交通科技在一系列重大国际活动的交通保障中发挥了重要的作用。

 

针对严峻的道路交通安全形势,2008年,科技部、公安部和交通部联合开展了国家道路交通安全行动计划,国家科技计划部署了“重特大道路交通事故综合预防、处置集成技术开发与示范应用”支撑计划项目,跨部委联合、多单位协同攻关、研究与示范紧密结合,对公路安全保障、高速公路安全控制、营运车辆运行安全、全民交通行为安全提升、路网安全态势监测、交通安全执法等交通安全重点关键技术进行了攻关研究和示范应用,为提高我国道路交通安全水平产生了深远的影响。

 

我国在推进智能化交通管理技术发展的同时,也十分重视推动智能化交通服务技术的发展,对事关民生的公共交通、公众便捷出行、交通安全等技术开展了研究和应用。过去的十年中,公共交通管理运营智能化、快速公交、公交信号优先、出租车智能化运营、交通信息智能化服务等面向民生的智能交通技术得到大力发展和广泛应用,方便了公众交通出行。国家科技计划支持的“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”,建设了京津冀和长三角区域国家高速公路联网不停车收费示范工程,通过科技攻关和示范工程形成了比较完整的技术体系和标准规范体系,取得了良好的实施效果。成为我国第一个有统一标准、在全国范围大面积应用并实现产业化的智能交通项目。

 

进入“十二五”,我国智能交通科技创新围绕综合交通运输系统效能与服务提升、智能化交通管控、车路协同与安全三条主线,在“863”计划、科技支撑计划等国家科技项目中,相继部署了“大城市区域交通协同联动控制关键技术”、“智能车路协同关键技术研究”、“交通状态感知与交互处理关键技术”、“综合交通枢纽智能管控关键技术”、“环境友好型智能交通控制技术”、“多模式地面公交网络高效协同控制大城市交通主动防控关键技术及示范”、“城市道路交通智能联网联控技术集成及示范”等一系列项目,对我国智能交通系统建设发展中的关键技术进行研究,创新成果将对我国智能交通系统建设发展提供强有力的技术支撑。

 

我国智能交通科技创新成就

 

十几年来,我国智能交通科技创新取得了丰硕的成果,突破了大批核心关键技术,组织实施了多项具有重大影响的智能交通系统示范工程建设。科技引领和推动我国智能交通系统的建设和发展后来居上,成为世界智能交通系统发展格局中的重要构成,发展成就为世界瞩目,部分自主创新科技成果和应用跻身世界先进水平。在我国智能交通系统建设和发展的实践中,国家科技计划的实施,结合实际应用需求,在城市交通运行智能化监测、道路交通信息采集处理、重大活动交通运行组织保障、大容量快速公交、区域联网不停车收费等技术领域形成了许多具有国际先进水平的智能交通科技创新成果。

 

(1)交通信息化水平显著提升,交通状态综合检测、网络化电子收费等核心关键技术取得突破并广泛应用。建成了全国机动车和驾驶员管理信息系统、全国铁路联网售票系统;综合交通信息采集、处理及协同服务技术取得突破;交通综合监测技术与设备广泛应用,基于移动终端的状态获取和集成应用技术达到国际先进水平;网络化电子收费(ETC)技术实现了跨越式发展,已在全国26个省市推广应用。

 

(2)城市智能交通技术综合集成与应用总体达到国际先进水平。结合重大应用需求,攻克了大批关键技术,建设了示范工程,形成一批行业技术规范和国家标准,对重大国际活动交通保障作用突出,推动我国智能交通技术应用水平取得显著提升。北京奥运会、上海世博会和广州亚运会交通保障对智能交通技术进行了大范围集成应用;科技支撑全国城市“畅通工程建设”;公交智能化、BRT形成了成套技术装备;公交一卡通实现了城市间联网通用。

 

⑶新一代空中交通管理技术取得重大技术突破,建立了我国新一代空中交通管理系统核心技术框架。突破了高精度航空导航、协同式航空综合监视、空管运行控制和民航空管信息服务平台等关键技术,核心装备和关键系统实现自主研制,达到国际同期先进水平。中国民航新一代空中交通服务平台已经在空管、航空公司等部门获得了成功应用,在提升空域利用、减少延误等方面成效明显,为我国从民航大国向民航强国迈进奠定了技术基础。

 

(4)智能汽车技术取得重要突破,部分成果达到国际先进水平。无人驾驶智能汽车实现了实际道路运行测试,达到国际先进水平。汽车驾驶辅助技术领域赶上了国际研发进程,驾驶人行为监控预警技术研究跻身国际先进行列。

 

(5)智能交通支撑道路交通安全水平提升。人因安全研究显著提升了交通安全执法科技能力和监管水平,安全执法与安全保障技术及应用,提高了道路交通安全总体水平。攻克了一批交通基础设施安全相关的关键技术,形成了适合我国公路交通特点的基础设施安全技术体系。建成了以交通事故快速救援为核心的一体化交通应急保障系统,为交通应急指挥和管理能力提升提供了核心技术支撑。

 

(6)科技创新推动我国智能交通产业发展初具规模。智能交通领域项目建设主要技术和设备多数为我国企业自主创新产品。城市智能交通系统建设市场逐年提升,2013年度主要项目市场规模超过200亿元。高速公路收费、通信、监控系统以及公路交通信息化和智能化项目市场规模近百亿元。智能交通领域的上市企业近10家。

 

目前,我国智能交通科技支撑体系基本建立,智能交通标准体系不断完善,智能交通已经成为我国交通运输现代化发展的重要构成。自主创新、产学研结合、智能交通科技创新培育和推动了我国智能交通产业的形成和发展,智能交通产业已成为我国高新技术产业的重要内容和新的经济増长点。智能交通产业的发展,带动了信息、通信、传感等高技术领域新技术成果的应用,促进了信息服务、现代物流等现代服务业的提升和发展。

 

智能交通科技创新发展趋势

 

适应我国社会经济发展的要求,顺应国际高新技术发展趋势,智能交通科技创新发展面临新的挑战和要求,也呈现出新的发展趋势。

 

日益严重的城市交通拥堵、居高不下的道路交通安全事故、通待提升的综合交通服务水平,是智能交通科技创新发展始终面对的挑战。我国社会城镇化进程的加速和智慧城市建设,要求我们必须谨慎思考未来城市交通模式,构建综合交通体系,倡导绿色出行理念。

 

未来我国智能交通的科技创新发展将重点围绕以下方面:

 

智能交通系统的核心技术篇2

华南地区积极响应国家政策,智能交通技术经过这几年的发展建设,目前的交通基础设施和管理水平均有很大的改善。但是从科技资源优化配置的角度来看,仍处于发展的初级阶段,这是导致华南地区智能交通难以发展的主要原因。高玉荣、谢振东在华南地区的智能交通问题上得出结论,广东省智能交通产业化难以发展的主要原因是智能交通产业存在如下问题:产业链不健全,上下游企业协作性差,由于缺乏统一规划和领导,产业链上各主体条块分割、各自为政、力量分散,导致产品生产的专业化程度很低[2]。本文对华南地区智能交通科技资源分布现状进行分析,目的就在于通过对华南地区的学术机构、中介机构、政府组织等资源进行智能交通科技资源分布研究,对其在要素投入、生产制造、技术合作和现代服务等方面进行资源优化配置,以期增强智能交通产业的创新能力与竞争力,推动华南地区智能交通产业的发展。

1华南地区智能交通科技资源分布现状分析

科技资源是科技技术的物质基础,是能直接或间接推动科学或技术的进步,以促进和鼓励经济发展的所有资源,包括普遍意义的劳动力、专业研究人员、金融、专利、科技存量、环境等。下面参照以上指标,主要从企业、政府、高校、研究院所等资源节点的数量、质量、地域分布、智能交通开展和推广情况对华南地区广东、广西、海南三省科技资源分布特点进行分析。

1.1 智能交通科技资源数量分析

在华南地区从事智能交通的企业主要有30多家,重点企业有7家。主要集中在深圳地区,而广西与海南只有几家制造性企业,并不拥有核心技术。广东企业还与高校有技术合作,广东古田智能科技有限公司通过为吉林大学ITS研究与开发中心提供经费的方式,与其进行合作,研发中心是国内动态诱导和大范围信号控制领域的顶尖研究机构,双方致力于技术创新和自主知识产权的研发。2010年9月,深圳市易行网交通科技有限公司成功中标深圳市交通运输委员会“深圳市智能交通十二五规划”和“深圳市交通运输十二五信息化规划”的项目研究。

1.2 智能交通科技资源质量分析

广东科技资源质量较高。广东一些重点企业与其他许多相关企业、政府、科研机构都有联系,且产品种类多,销售覆盖广,产品影响力大,还拥有多项专利。深圳市东运科技有限公司是系集研发、生产、销售于一体的汽车智能交通电子产品专业制造商,与深圳市机场运输有限公司、广明汽车运输有限公司等有销售往来,与北京中鼎安科技发展有限公司有技术合作关系,企业影响力大。广东古田智能科技有限公司是智能交通行业的部级高新技术企业,有员工153人,在智能交通方面有20余项软件著作权和发明专利,还有2项发明获国家科技进步二等奖,公司与达晨股权投资基金建立了战略伙伴关系,与吉林大学研发团队有技术合作关系,与南海交通部门合作开发智能信号灯项目。企业网络节点多,科技资源质量高。

广西与海南科技资源质量较低。广西仅有广西交通科学研究院和桂林喆恩交通安防科技有限公司企业,海南仅有海南洋浦光信实业有限公司和海南海网电子科技公司在做与智能交通有关的产品,但与智能交通相关企业与部门关联少,自主创新能力不足,知识产权少,产品影响力低。

1.3 智能交通科技资源区域分布分析

在这里,我们把核心企业定义为行业内具有相对竞争优势、持有无形资产和强大资本动员能力、能够与其他企业产生互助效应,并且能够带动行业企业基本业务增长的企业。华南地区智能交通科技资源主要集中在广东,核心企业主要在深圳,其他企业呈零散分布状态。

深圳市中全交通设备工程有限公司致力于智能小区“一卡通”系统、停车场收费管理系统的开发研究及工程应用,是国内最早从事非接触式IC卡应用产品开发,生产、销售的专业厂商,具有行业领先地位,领先将图像捕捉及感应式IC卡、CCTV系统等先进技术及前沿科学引入停车场收费管理系统,并率先在“九七物业配套设备展览会”上推出具有自主知识产权的ZQP1系统系列停车场收费管理系统。深圳市金溢科技有限公司创立于2004年,注册资金5 000万元,是一家业务定位于智能交通系统与物联网领域,专注于专用射频识别、智能卡读写机具及嵌入式POS终端平台核心技术研究、产品开发、设备制造与服务的部级高新技术企业。公司总部位于深圳,销售和服务网涵盖全国主要地区与城市,在广州和北京设立了分公司,在武汉、杭州等地设有多个办事处。深圳市索威尔科技开发有限公司、深圳市中全交通设备工程有限公司、深圳市金溢科技有限公司都是重点企业,且都集中在深圳。

桂林喆恩交通安防科技有限公司、海南洋浦光信实业有限公司等小公司呈零散分布。智能交通科技资源区域分布很不均匀。

1.4 智能交通开展和推广情况分析

智能交通系统的核心技术篇3

2.对我国发展智能交通系统的几点建议

我国ITS的发展,取得了令人瞩目的成绩。然而也存在一些应当注意和改进的问题。本文仅从立足我国国情和人性化管理方面谈一下自己的观点和建议。

2.1ITS的研发、引进和应用必须适合我国国情

我国的基本国情首先就是人口众多,这就决定了我国ITS应用环境与国外有很大不同。当前我国的城镇化建设正在积极稳妥的向前推进,大量农业人口涌入城市,城市的不断扩展和新城镇的兴建使智能交通设施的安装和使用都受到一定影响,不断膨胀的城市规模与不断变化的路网结构使得城市道路基本信息缺乏完整性与准确性。加之近几年我国私家车数量的不断增长,以及非机动车辆比任何国家都多的特点,混合交通复杂、严重,使得很多在国外应用良好的系统,如SCATS、SCOOT系统引入后,不能很好地发挥其功效。因此在研发、引进和应用ITS技术和产品时,必须立足我国基本国情,在基本建设包括基本交通建设与ITS同步发展中突出和实现中国特色。

2.2ITS的研发、引进和应用必须坚持以人为核心

对智能交通发展的核心及本质目标,欧洲、美国、日本均提出了类似的看法,即:各类交通参与者(管理者、运营者、出行者等)在任何时间、任何地点,均可以在合理范围内获得其合理需求的信息,以便其科学合理决策、高水平运营、安全、高效出行。就目前我国的ITS应用现状而言,其服务对象主要是运营者、驾车出行者和交通管理者,而对于其他出行者包括非机动车出行者、步行者特别是老弱病残者服务较少。比如,针对目前的交通状况,提倡绿色出行和低碳出行,大力发展公共交通和公交优先已成为上上下下的的共识。作为ITS重要组成的公共交通系统如能得到优先发展和应用,无疑将大大提高公交运输率。再比如,我国广大群众的传统代步工具是自行车(包括电动自行车),理应纳入ITS服务的内容,但是有的城市却取消了非机动车车道、不应该限制而限制非机动车上道以及占用盲人路等,侵害了这些出行者的“出行权利”;过去,国家领导人出行要封路,这实际上也是漠视老百姓的“出行权利”,新一届中央领导集体对此进行了改革,深得民心和拥护。美国运输部2006年8月公布了《ITS应用于协调和改善福利运输——改善对运输贫困者的服务》报告。“运输贫困者”包括老年人、残疾人以及较低收入人群等。由此,我国ITS的研发、引进和应用必须坚持以人为核心,为各类交通参与者服务,为大多数人服务,为“运输贫困者”服务。

智能交通系统的核心技术篇4

中图分类号:TN 929.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)01-0020-01

智慧矿山是利用信息技术、通信技术、物联网技术、云计算技术等,对矿山开采运行过程中各项关键信息进行采集、分析并对监测、监控、管理、调度等需求做出智能响应,从而实现矿山生产管理的自动化、智能化和无人化,为矿山中的工作人员创造更美好的具有安全保障的工作环境,促进矿山开采与利用和谐、可持续成长。

智慧矿山的实现基础之一是实现信息的网络化传输。传统的矿区信息化程度不高,企业员工办公及沟通效率低下,特别是对于露天矿,传统的有线网络无法适应矿区环境多变的作业环境,而一般无线技术存在覆盖半径小、稳定性可靠性差、带宽小、支持业务单一等问题,导致通信网络不畅、通信手段单一,无法有效支撑矿山开采生产过程的各类信息化应用。利用LTE技术搭建的无线局域专网能够解决上述问题。

1 技术特点

LTE无线局域专网主要采用TD-LTE的关键技术来保证网络语音集群功能的高效性和网络的安全可靠性,如正交频分多址技术、链路自m应技术、MIMO技术、小区间干扰抑制技术。其技术特点如下:

1.1 良好的移动性能

LTE无线局域专网工作频段为1785MHz~1805MHz,带宽达到20MHz,提供50Mbps上行和100Mbps下行的峰值速率,为应用终端在120km/h速率下提供高性能服务,在120~350km/h速率下保持蜂窝网络业务性能。

1.2 支持多业务需求

LTE无线局域专网具备较强的数据吞吐能力,能够提供物联网数据采集、多媒体集群调度、高清视频服务、移动互联网等多种业务,满足客户需求。

1.3 灵活的系统应用

LTE无线局域专网采用时分双工技术(TDD),可根据需要灵活配置上下行时隙资源和系统带宽,实现频带资源、频谱利用率的最佳使用;当发生突发事件时,通过QOS、GOS控制策略可以保证重要客户正常通信;具备系统扩展性好、不同规模组网灵活的特点。

1.4 良好的安全保密性

采用硬件加密、数据加密、端到端语音加密、无线空口加密等措施,保证了系统的安全可靠。

2 建设需求

(1)建设统一的LTE无线局域专网解决矿区数据传输问题,提供宽带无线传输业务,支持智慧矿山各类信息化应用的接入,具备高效可靠的数据传输、专业集群和多媒体调度能力。

(2)矿区无线局域专网的语音、数据、视频业务通过无线方式传回矿区核心机房实现数据交互,解决有线方式无法覆盖区域的数据传输问题。

(3)可通过互联网专线实现Internet接入。

(4)预留与PSTN/PLMN网关的接口,后期可通过PSTN/PLMN网关实现与公网用户语音通话。

3 建设方案

无线局域专网由应用终端、无线基站、核心网平台三部分组成:

(1)应用终端。包括CPE无线路由、车载/手持终端、移动视频摄像机等接入终端,提供语音、数据接入等功能,终端设备通过空口协议与基站进行数据通信。

(2)无线基站。包括eBBU、eRRU、天线等无线基站设备,实现接入控制、移动性控制、用户资源分配、空中接口管理等无线接入和无线资源管理功能。eRRU和天线安装在室外高点进行室外无线覆盖。eBBU通过光纤传输统一接入到核心网。

(3)核心网平台。包括一体化核心网设备、网管平台、网络设备、智慧矿山的各类应用系统。一体化核心网设备主要对网络呼叫信令进行控制并完成对数据、业务的承载,实现用户连接和管理功能。网管平台主要负责对各应用终端、无线基站、核心网平台设备实现配置管理、性能管理、拓扑管理、故障管理以及安全管理等功能。

由于LTE无线局域专网采用特定的工作频段,各应用终端需通过特定的无线频段接入基站系统。各基站通过光纤接入到核心网平台的网络交换机,由网络交换机进行汇聚后再接入一体化核心网设备。考虑到无线局域专网可靠性要求,网络设备配置2套实现设备级冗余,一体化核心网设备主要单板采用1+1主备工作方式。同时部署1套网管实现对核心网、基站的管理。系统通过互联网外部接口访问Internet网络,预留与PSTN/PLMN网关的接口。

4 结语

LTE无线局域专网具有高带宽、高保密性、覆盖范围广、支持高速移动、支持专业集群业务等技术优势,为矿区数据传输问题提供了一种解决方案。本文对LTE无线局域专网技术特点、建设需求进行了分析,提出了建设方案,为该领域类似工程提供一些借鉴和参考。

参考文献

智能交通系统的核心技术篇5

关键词:智能电网 信息安全 网络安全

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0027-01

电力是关系到国家经济发展、社会持续进步的命脉,是国民经济建设的基础行业。但随着社会对电力需求的快速增长,电网运行安全成为人们日益关注的问题。在全球几次大停电事故后,智能电网浮出水面,全世界开始致力于智能电网建设。现阶段世界各国对智能电网的理解不甚相同,但其共同点都是将先进的传感测量、信息通信、分析决策、自动控制和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的现代化电网,其核心是集成、高速的双向通信网络和先进的信息通信。

与传统电网相比,智能电网在信息交互上更具备互动性、开放性和复杂性,随着系统间网络交互增多、智能传感器的广泛应用,信息安全问题日益凸显。

1 智能电网中信息安全现状及基本要求

1.1 智能电网的发展

目前,世界各国都在积极规划和推动智能电网建设,意大利建设了智能化的计量网络,美国也建设了以智能计量为基础的智能电网示范城市,日本在电网的智能化方面处于世界领先地位,欧洲多个国家以及电力企业也展开智能化信息技术的研发。

中国将智能电网定义为:以特高压电网为骨干、以坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。目前国网公司已制定了发展目标,并出台了相关标准,供配电设备均向数字化、信息化、智能化发展,各大电力设备供应商也正在开展信息交互的研发以及接口标准的制定。

可以说,智能电网是电力行业发展的必然趋势,目前我们仅仅处于起步阶段,未来的发展空间巨大,前景不可限量。

1.2 智能电网对信息安全的基本要求

智能电网中通常使用物联网技术采集各电力设备的运行参数、状态及环境信息,通过网络传输到后台控制系统,再通过复杂的分析、决策、控制系统来进行监控。在信息采集、处理和传输方面,信息安全经受着来自各方面的威胁,例如外部网络的肆意破坏、信息参数的肆意篡改、病毒肆虐,以及后台管理系统的自身漏洞等。因此,对于智能电网来说,应建设面向电网核心业务的安全防御体系,研发基础信息网络和重要系统的安全保障技术,开发复杂大系统下的实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范与新的密码技术;同时,制定完整规范的智能电网信息安全体系,全面提升智能电网信息安全水平,保障核心业务系统及信息网络安全,让信息具备保密、完整、可用、真实、抗抵赖的基本属性。

1.3 电力工业信息安全的现状及形势

目前,国家已把“面向核心应用的信息安全”列入发展纲要,而基于智能电网下的信息安全成为电力工业关注和研究的对象。

早在2003年美国就曾由于网络和系统漏洞,主服务器突然收到大量警报导致系统崩溃,造成预警系统失灵,无法正确决策,最终导致大规模的停电事故。

过去的几年中,我国多次发生因系统异常、木马病毒传播、软件逻辑漏洞、恶意攻击篡改等造成的系统故障和电网瓦解事件。我国由于长期以来信息化建设缺乏核心技术,对发达国家的设备和技术存在相当大的依赖性,因此我国的信息安全状况更为严峻。

2 信息安全防护的主要技术及发展方向

2.1 智能电网下的信息采集安全

信息采集是信息工程的基础,智能电网中的信息采集设备运用有线、无线传感器采集信息,通过各种短距离总线传输,或者通过射频识别技术进行信息识别。在智能电网发展的现阶段,信息采集及传输仍以有线方式为主。

有线方式下的信息采集首先要保证数据的准确性,这有赖于物联网中传感器技术的发展,目前对于常规环境下的温湿度、电流电压、烟感红外信息等技术已经相对比较成熟,传感器的准确度也比较高,但对于特殊环境下,例如高温、高电磁环境、高海拔环境下的传感器准确度仍是应不断研究解决的问题。

为保障信息安全,信息采集终端设备的所有数据的加解密均采用硬件方式实现。密钥算法分为对称和非对称密钥,非对称密钥的安全性更高。主站侧应采用国家密码管理局认可的密码机实现数据加解密,采集终端和集中器采用硬件安全模块实现,无论哪种方式均应同时集成对称密钥和非对称密钥算法。

2.2 智能电网下的信息处理安全

信息处理安全需解决智能电网中数据存储、备份、访问、授权等问题,保障信息的分析和使用安全。信息存储分为本地和网络存储两种方式,本地存储可采用加密机制,需通过身份认证方可访问数据。网络存储可通过认证、防火墙等处理方式。数据备份可按照机密安全等级设置不同的备份机制,支持同步、异步数据容灾备份,在备份过程中保证数据的可用性、完整性。信息防御安全应能够在系统核心实现防御拒绝服务攻击,将算法实现在协议栈的最底层,降低整个运算代价。其技术包括攻击识别、协议分析、主机识别、概率统计、反向探测、指纹识别等方式,其中常用的算法有流量梯度算法、参照物判断法、TCP协议反向探测算法、UDP指纹识别算法等。

2.3 智能电网下的信息传输安全

信息传输安全主要保障传输中的数据信息安全。这一层需要解决智能电网使用的无线网络、有线网络和移动通信网络的安全性。

目前已运行的设备大多数采用的是有线网络,无线网络作为示范和备用。有线网络通常采用虚拟网技术,电力设备之间建立对等通信模式,通过GOOSE协议实现信息交互,以太网支持以虚拟网络的方式实现网络有效分隔,在不同的虚拟网上实现不同业务的信息交互,只需在交换机上设置基于端口虚拟网络VLAN,在IED(Intelligent Electronic Device智能电子设备)上进行正确配置即可以有效防止黑客攻击。IED内部应具有足够的信息处理能力,能支持虚拟网标签技术。

另外对于网络通信中的攻击问题,数据通信口应安装入侵检测系统IDS(Intrusion Detection Systems),以及时发现可能的攻击。

3 结语

智能电网的发展刚刚起步,其信息安全技术也在探索阶段,面临着诸多的技术挑战。其在未来发展中应与智能电网通信系统相互融合,针对智能电网的通信特点解决其安全防护问题。未来的智能电网终将依赖于信息安全防护技术,以实现基于物联网技术的全网融合及信息决策。

参考文献

[1] 裴庆祺,沈玉龙,马建峰.无线传感器网络安全技术综述[J].通信学报,2007(8).

[2] 杨义先,李洋.智能电网的信息安全技术[J].中兴通讯技术,2010(8).

智能交通系统的核心技术篇6

一、前言

智能交通管理系统是计算机技术、通讯技术、信息技术、传感技术与控制技术的集成应用,系统包括了智能交通管理、平安城市监控、三台合一接处警、基于PGIS的集成管理平台四大部分功能,为现代化城市道路交通管理提供了便捷服务。虽然我国的城市道路基础建设取得了快速的发展,已经具备了相当规模的道路交通网络,但是,道路交通网络的建设仍然落后于交通量增长的需求。这就使得城市道路交通拥堵现象仍然十分突出,为了缓解这种交通现象频繁的交通设施维护和管理方式的加强,效果十分有限,而且还带来了成本浪费与环境污染。因此,为了提高城市道路交通运行效率,不仅仅是要扩建道路交通设施,而更重要的是要充分利用智能交通管理系统进行有效地控制管理,提高道路交通的效率,采取智能交通管理系统是解决当前交通拥堵、交通事故频发和环境污染严重的有效途径。而智能交通管理系统在建设和使用过程中,由于技术和应用管理的缺陷,运行维护管理存在很大难度,如何探寻出一条充分利用现有智能交通系统信息资源基础上,满足智能交通系统的正常运行维护的管理策略,降低政府财政支出,是智能交通系统可持续发展的基本保障。

二、智能交通管理系统运行情况

智能交通管理系统通常是由控制管理集成平台与智能交通各子系统两大部分组成,包括:高清电子警察子系统、超速检测子系统、道路监控子系统、高清智能卡口子系统、交通流量监测、交通信号控制子系统、事件监测子系统、交通诱导子系统、移动车辆定位子系统(GPS)以及交通管理信息子系统等部分,系统的核心是智能交通控制管理集成平台。随着经济发展和科学技术的进步,智能交通管理系统广泛应用于我国各大中城市,最大限度的发挥了智能交通管理的积极作用,使我国的交通管理实现了从经验型、科技型、体能型逐渐转变到智能型、管理型阶段,信息化建设和运行维护管理水平也进一步提高。随着新技术和控制技术的发展,动态导航仪、电子站牌、电子不停车收费系统逐步走向了人们的生活中,智慧道路系统、绿色智能交通、智能驾驶战略等智能交通管理应用也在不断得到了实践应用。在智能交通管理系统运行中,我国主要是采取了快速路网结构特点的交通控制技术、系统集成模式与技术、智能交通综合监控技术与实时动态交通流预测预报的信息技术,运行维护管理是采取了以政府为主体的维护管理模式。

三、智能交通管理系统运行维护管理存在的问题和不足

在智能交通管理系统的应用中,运行维护管理是一项重要工作,由于维护技术和管理模式的不一样,智能交通管理系统运行效率受到很大影响,在有些地方还存在着一些运行维护管理的问题和不足,主要表现在以下几个方面:

1)管理模式中主体单一。我国的交通设施管理是以政府为主导的管理模式,政府主体角色作用明显,商业化运营存在政策障碍,这就使得智能交通管理系统的运行维护主体较为单一,工作效率偏低,缺乏责任落实和绩效考核机制的有效制约,这在很多地方导致了智能交通管理系统维护管理存在疏漏和拖延,影响了系统使用效率。

2)运行维护的管理缺乏规范完善的标准依据。智能交通管理系统的运行维护社会参与度低,再加上政府运维受到资金限制的问题,在技术标准、建设标准和服务标准等方面缺乏规范依据,更缺乏组织或行业监督,也使得社会资金的商业化运营更加困难。

3)运行维护管理内容庞杂。智能交通管理系统已经形成了庞大的网络数量,业务范围分布广,系统软件系统、硬件系统、数据采集设备、视频监控设备等数量非常大,在运行维护管理中存在很大困难,如果没有系统的运维管理界限划分,很难形成统一、有效的系统维护。

4)维护资金存在缺口。智能交通管理系统的运行维护需要资金支持,由于运行维护模式、管理标准和制度建设等不完善,使系统维护过程中存在大量的资源浪费,就变相的增加了系统运行维护成本,使得系统维护资金单靠政府财政支出难以有效保障。

四、智能交通管理系统的运行维护管理策略分析

智能交通管理系统的运行维护作为系统应用的有效保障工作,需要从各方面采取措施,充分保障智能交通管理系统的正常运行。在系统的运行维护管理中,需要进行以下几个方面的管理措施:

1)推进商业化运行维护模式,解决资金与技术不足。系统运行维护需要专业的技术和足够的资金,本身盈利性很弱,因此,如何开展商业化运行维护,还需要以政府为主体来进行开展与系统供应商签订试运行、正常运行期间的技术支持和费用分摊协商,根据政策要求鼓励和引导商业运维,优先考虑原系统供应商。通过商业化运维模式解决政府主导运维管理中存在的技术不足和资金困难问题,能够更加有效的保障系统运行效率和运行效益。

2)确定规范的系统维护内容及标准。根据系统组成及运行要求,系统的运行维护要涵盖枢纽监控设备、通信网络设备、交通状态监测设备以及指挥中心软硬件系统的运行维护保养,设备完好率及平均无故障时间要达到指挥中心运行的最低要求,并根据运行需求进行系统的优化和升级,保障地理信息、图层更新与维护,从而保障运行管理效率。

3)公众出行交通信息服务的商业化操作。通过移动终端及语音服务等公共网络平台,提供短信定制、WAP信息、语音信息、车载终端信息、互联网络、交通广播、电视信息等交通信息查询服务,进行商业化操作,既充分发挥智能交通管理系统的信息网络优势,又能够提高系统的运行效益,从而解决一部分系统的运行维护管理费用,这也是智能交通管理系统运行维护的一项内容。

4)建立智能交通管理系统运行维护的政策与组织保障体系。系统维护管理的政策保障需要明确系统建设和运维管理的权利和义务,如信息资源共享的权利、义务与责任,并明确质量保障机制,明确考核管理,并根据系统发展和应用需要及时补充系统维护管理标准,为系统运营创造良好的环境。同时还要由相关交通部门建立统一的管理组织,统一信息共享、信息,从而拓展信息服务的有效渠道。

五、结语

智能交通管理系统的运行维护管理关系公众出行、交通安全等民生需求,需要全社会的参与,是保障顺利交通、有效利用社会资源的重要措施。因此,采取科学的技术管理手段,建立完善的智能交通管理系统运行维护管理体系,是现代化城市道路交通智能化综合管理的基本保障。

[参考文献]

[1]王志伟.交通信息系统运行维护管理[J].中国交通信息化,2011.

智能交通系统的核心技术篇7

[中图分类号]F426[文献标识码]A[文章编号]1005-6432(2014)18-0022-03

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应、全球定位、激光扫描等信息传感设备,遵循一定的技术协议把实物与互联网、电信网或通信专网等通信信息网连接起来的智能网络,其主要的功能在于通过信息交互实现对实物的识别、定位、跟踪、监控和管理服务。物联网通过智能传感设备与通信信息网构建的智能网络使得实物之间形成协同和互动,相互感知、实时反馈。物联网技术的适用性非常广泛,畜牧溯源、无线种植、机场防入侵、个人保健、城市安全、数字家庭、文物保护、空间海洋探索、智能电网领域等。而物联网技术与智能电网的融合将为电网建设提供更大的发展空间,在电力生产、电力输送、电网管理等领域发挥重要作用。2012年,作为我国电网行业全面推进智能电网建设的第二年,智能电网互动化、信息化、智能化的建设已进入关键时期。智能电网的核心在于,构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统,可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集,且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户,实现对电能的最优配置与利用,提高电网运行的可靠性和能源利用效率。由此可见,物联网技术将成为智能电网最重要的技术支撑。

1物联网技术结构体系

物联网要实现规模化的应用,整个产业链需要进行系统的分析和梳理,达成共识,才能形成合力,形成技术和产业的突破。对概念和体系架构形成系统的、一致的认识,我们可以把物联网划分为一个多层次技术组成的体系。从物联网的定义及各类技术所起的作用来看,物联网的关键核心技术应该是无线传感器网络(WSN)技术,WSN技术贯穿物联网的全部层次,是其他层面技术的整合应用,对物联网的发展有提纲挈领的作用。WSN技术的发展,能为其他层面的技术提供更明确的方向。从技术体系来看,核心技术之感知层包括传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和GPS技术;核心技术之信息汇聚层包括传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术;核心技术之传输层包括通信网、互联网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB;核心技术之运营层包括专家系统、云计算、API接口、客户管理、GIS、ERP等;核心技术之应用层则包括垂直行业应用、系统集成、资源打包等。从现实角度来讲,应用层主要是根据行业特点,借助互联网技术手段,开发各类的行业应用解决方案,将物联网的优势与行业的生产经营、信息化管理、组织调度结合起来,形成各类的物联网解决方案,构建智能化的行业应用。如交通行业,涉及的就是智能交通技术;电力行业采用的是智能电网技术;物流行业采用的是智慧物流技术等。行业的应用还要更多涉及系统集成技术、资源打包技术等。

2物联网技术和智能电网的技术结合

智能电网的本质是能源替代和兼容利用,它需要在开放的系统和共享信息模式的基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理。信息流的控制是整个智能电网的核心,我们讲的物联网其实有三个大的要素:信息的采集、信息的传递和信息的处理,其中,关键性的技术可能是在信息采集上面。物联网最大的革命性变化就是信息采集手段的不同,即通过传感器等实时获取需要采集的物品、地点及其属性变化等信息。

智能电网主要是通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动,实现数据读取的实时、高速、双向的效果,从而整体提高电网的综合效率。智能电网实现电力流、信息流、业务流高度一体化的前提,在于信息的无损采集、流畅传输、有序应用。各个层级的通信支撑体系是智能电网信息运转的有效载体。通过充分利用智能电网多元、海量信息的潜在价值,可服务于智能电网生产流程的精细化管理和标准化建设,提高电网调度的智能化和科学决策水平,提升电力系统运行的安全性和经济性。

3智能电网中物联网技术应用分析

智能电网建设的价值目标主要体现在四个方面,一是让现有的输电能力和各级电力设备利用率,能够通过更好的监控,提高输电利用率;二是通过监控降低冗余从而提高电网设备的利用率;三是加强用户端需求监控和检测,保证用户的用电质量,进而提供更好的用电服务;四是便于大规模可再生能源的接入。

智能电网从功能上可以分层解构为中间物理系统、高层控制中心及周边监控系统。智能电网与传统电网的区别在于增加智能传感设备,采集更多的数据和信息,消除电网检测的盲点。现阶段电网中仅有对电站的电流电压和量测的装置,通常220千伏以上的节点才有,所以必须进一步提升节点分布,增加智能传感设备,分层分区进行数据采集。同时要增加一些检测控制,加强传感测量的保护。目前的电网在通信网络方面已进行了很多融合应用,如果要提升电网的智能化水平,必须基于物联网智能监控增加互联网、通信网络方面的信息采集,从调度中心的角度,现在EMS调度中心需要增加更加智能的分析决策和智能化的执行。

从智能电网或物联网的发展来看,两者都必须具备基础架构特性,所谓基础架构特性简言之即为工业化、标准化、层次化和结构化的技术体系。从应用价值来看,基础架构对工业经济发展起支撑作用;从应用体验来看,具备基础架构特性的技术才能提供更加便利和经济的服务。所以物联网若要在智能电网中大规模应用,势必要将两张网进行工业化、标准化、层次化和结构化融合,让物联智能电网成为一个一体化的技术体系。由于智能电网是多元化的系统集成体,其硬件、软件包括软硬件的集成都需要构建交互渠道,传统的互联网技术构建的软件内部的交互无法满足智能电网多元化的交互需求,且由于软硬件的模式、标准存在差异性和多元性,势必需要打通这种差异和多元的交互瓶颈,所以软件方面要通过中间件技术提炼架构特性。智能电网的信息流同样是软硬件多元的流动渠道,传感网要把传感器获取的信息加进到架构里面,这就需要加强从传感到控制的实时配合,把数据中心和用户紧密结合起来,加强两者之间的信息流动,可以使数据中心的资源提供给用户。

物联网是感知、控制、执行的全过程技术体系,网中所有的资源、设备、元件必须通过一定的中间件载体进行集成。从现阶段来看,这种中间件载体的发展还无法满足大规模集成应用。如果要形成一个系统的基础架构解决方案,务必需要一个更理想的中间件来打通所有环节。至少要把嵌入式的传感器实时计算实时传输、海量数据中心、用户移动终端设备这三方面很好地结合起来。这就需要对用户进行移动数据终端拓展,对数据源传感器两边进行拓展,从而做到一定程度的集成应用。从目前的实例应用来看,大电网光域气网的阻尼控制系统,基于海量的实测数据,能够对系统的运行状态,进行实时的分析和辨识,考虑电网的相关设备的性能,对是否出现低频振荡,是否出现稳定性方面的隐患,能够形成预警,以形成相应的决策措施,在事故发生时能够使装置进行协调工作,能够恢复策略,能够协调措施。

物联网是一个集感知、通信、网络、计算控制系统为一体的数物复合型系统,物联网发展就是基础架构智能化的过程,需要从基础架构学的角度进行科学、系统研究。物联网是否成功取决于行业应用是否成功,智能电网是其中的典型代表。物联网的感知和控制是通过通信、网络和计算的环节集成在一起,有效的物联网软件中间件是其中的关键。物联网软件中间件实现嵌入式计算的实时性,数据中心的高效性和终端设备的移动性的完美结合。

4物联网技术在智能电网中的应用体现

其一,物联网将电厂设备纳入监控。电厂的生产设备采用并联结构,每条生产线路上都进行了相应的编号,当某一路设备出现故障时,如线路电压的不稳定,炉膛压力异常情况,希望通过采集器采集到的各种数据,如有功功率,主蒸汽等数据,经判断后将必要的预警和报告信息准确发送至相关负责人。通过电厂生产监控系统,协助电厂从定时的人工监控转变为全时的自动监控。其二,物联网让配电网络更智能。配网自动化终端由配网设备和移动数据终端构成,采用RS485/232接口和配网设备连接,将相应监控数据通过GPRS网络传输到M2M终端监控管理系统。应用中心系统采用专线或隧道的方式,与M2M终端监控管理系统联结。 M2M终端监控管理系统负责接收配网设备上传的业务数据和网络管理数据。业务数据也可通过移动数据终端接收后,直接上传到应用中心系统。该应用方案中,通过物联网技术可以对变压器的各相电表电度量、大用户用电情况等信息进行监视;通过分析配电终端监控器上传的信息,来判断故障区域;还可以及时发现存在故障的设备点,并基于配变控制终端实施远程控制操作,进行故障区段与非故障区段配电网的隔离;对于监测到的跳闸等异常状态,可以快速实施远程合闸动作。其三,物联网让设备巡检更便捷。在电力设备、杆塔上安装RFID标签,RFID标签就像身份证一样,记录其一切信息,包括编号,建成时间、日常维护、修理过程及次数,此外还可以记录杆塔相关地理位置和经纬坐标,以便构建基于GIS的电力网分布图。根据基于GIS的电力网分布图来查看设备、杆塔分布,以便快速确定问题杆塔的地理位置,从而为巡检人员提供有效的标示信息。此外,通过物联网可以实时采集电表运行指标给抄表平台,实现对电表的实时计费管理,真正实现对最终用户用电量调度管理。

5智能电网中物联网技术的应用价值

物联网技术将进一步助力智能电网的实现,如设备状态的预测和调控,资产全寿命周期管理的辅助决策,电网与用户间的智能互动等。具体表现为:通过在常规机组内布置各种传感器掌握机组运行状态,包括各种技术指标与参数,可提高常规机组运行维护水平;通过在坝体部署压力传感器群监测坝体变形情况,规避水库调度风险;通过各类气象传感器实时采集风电场、光伏发电厂的风速、风向、温度、湿度、气压、降雨、辐射等微气象信息,实现新能源发电的监控和预测;通过各类传感器监测输变电设备的微气象环境、线路覆冰、导线微风振动幅度、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜度、图像视频、绝缘子污秽度等信息,与电网运行信息进行融合、分析,及时发现并消除缺陷,提高电网运行水平;通过在杆塔、输电线路或重要设备上部署各种传感器,实现目标识别、侵害行为的有效分类和区域定位,提高电力设备全方位防护水平;通过传感器监测电力现场作业人员、设备、环境等方面信息,实现智能化互动,减少误操作风险和安全隐患,提高作业效率和安全性;通过智能监控和实时反馈能及时获知用户侧需求,有助于实现智能用电双向交互服务、智能家居、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电,提高供电可靠性和用电效率,并为节能减排提供技术保障;通过各类传感器监测电力设备的全景状态信息,评估设备状态并预估寿命,为周期成本最优提供辅助决策等功能,实现电力资产全寿命周期管理,提高电网运行水平、管理水平。总而言之,智能电网和物联网的深度融合发展不仅能加强电厂、电网以及用户间的互联互动,提高电网信息化、自动化、互动化水平,也将使生活更智能、更节能,极大提升生活品质。

6物联网技术在智能电网中的应用现状及不足

物联网作为一个新兴产业,目前还处在起步阶段。其本身的发展及其行业应用方面都存在一定的不足。就物联网技术本身而言存在下列问题:首先,技术标准不完善、编码标准不统一。目前多种物品编码方式共存,企业无所适从,甚至很多自行编码,不利于统一管理和信息共享;海量的物品编码后,每个编码到底对应什么物品、承载什么样的信息、提供什么类型的服务、适配什么样的服务接口等,需要公共统一的解析平台进行查询、解析、翻译和定位。目前中科院计算机网络信息中心推出了“物联网标识公共服务平台”,初步实现物联网从局域到互联、企业应用从互联网到物联网的跨越,推动物联网产业从技术理念走向日常公共应用服务。其次,技术不成熟、推广应用成本高。物联网应用大多需自建,互联网环境下为企业提供了很多可选的SaaS服务,企业的运营成本较低、可选择余地较大,应用种类丰富。物联网应用大多需要企业自行建设,项目建设存在物品没有真正上网,投入资金大、运营成本高等风险。再次,物联网信息系统尚未完全开放。物品的网络没有过渡到物联网,应用系统封闭,信息不能互通。产业链上下游之间存在信息甚至应用共享的需求,同时开放和互联也是互联网的核心特征之一。需要打破信息孤岛,构建可管理、可交换、可对接的通用的应用和数据规范。最后,物联网应用信息尚存在一定安全隐患。互联网存在的信息安全问题,同样在物联网上存在,甚至物联网上还有大量潜在的信息安全风险尚未发现。物联网分为传感与M2M等部分,是传感模块和组网模块共同构成的多元复合型网络,由于网络终端海量化且信号多暴露在公共场所,一旦软件传输和软件控制出现问题,后果可能非常严重。

参考文献:

[1]党琦.基于射频识别技术的IT资产管理系统设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2009.

[2]赵雨,陈金鹰,丁然,等.物联网引领第三次信息产业革命[C].四川省通信学会2010年学术年会论文集,2010:22-25.

[3]钱彬,莫日宏.物联网:为电网装上智慧大脑[J].中国电信业,2010(10):53-55.

智能交通系统的核心技术篇8

1 智能道路系统概述

智能道路系统(IRS)是以现代先进的信息与通信技术(ICT)为核心所共同组成的用户、道路、车辆三者的综合体,是为包括驾驶员、车辆以及行人在内的各种ITS用户提供多媒体信息交换服务的平台。IRS是在比较完善的道路交通基础设施之上,将信息处理技术、定位导航技术、数据通信技术、电子传感技术、自动控制技术、图像处理与计算机视觉技术、计算机网络技术、人工智能技术以及系统综合技术等有效地集成并运用于整个地面道路交通运输管理体系,实现人、车、路三者之间的信息共享、协同与交互,从而建立一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理与服务系统。具体来说,IRS由嵌入道路系统的车路间通信系统、各种传感器网络、有线/无线数据传输网络以及集成和应用上述硬件于ITS服务的框架组成。该框架是一个开放式平台,由一系列支持免费和共用信息的标准及协议组成。

2 智能道路系统体系框架

智能道路系统(IRS)是各种功能、技术和信息的集成,其中通信需求无所不在,数据的获取途径和处理方法多种多样,产品和服务功能的开发具有阶段性,所有这些都要求有一个统一的体系架构来赖以建立高效、灵活而又经济的IRS,并通过确定各子系统、各子系统功能以及各子系统之间的关系来向设计和开发人员提供所需要的基本指导.

IRS主要由系统终端设备、数据库服务器、交通信息中心三部分组成,分别承载于道路信息感知采集层、分析融合处理层和综合服务层。

2.1 道路信息感知采集层

该层由车载智能终端以及路侧单元两大部分组成,包括基于电荷耦合装置(CCD)视频数据的道路边界、车道标识、交通标志等几何数据;基于激光雷达(LIDAR)波频数据的多运动目标、道路基础设施以及障碍物等动态道路环境状况空间信息;基于卫星定位,航位推算,地图匹配(GPS/DR/MM)高精度组合定位系统的车辆行驶状态信息;基于2.5G/3G模块的车辆与智能道路系统信息中心之间的通信以及基于专用短程通信,无线传感器网络(DSRC/WSN)单元的车辆与道路基础设施、车辆与车辆之间的通信等。

2.2 道路信息分析处理层

该层包括储存有时空数据及其特征属性的大型对象关系型数据库以及道路几何数据框架模型与时空索引、分布式交通信息等,也包括基于车载传感器级的道路环境状况信息的有效性分析与数据层融合、基于特征级道路环境状况信息的融合处理、基于浮动车技术的数据挖掘理论与方法以及基于自组织理论的道路交通信息的知识发现与动态预测等。

3 智能道路系统关键技术

智能道路系统(IRS)是一个复杂巨系统,它是将先进的信息处理技术、定位导航技术、数据通信技术、多源传感技术、机器视觉技术、计算机网络技术等进行有效地集成,其研究与发展将直接受益于以下这些最新技术的发展和更新。

3.1 智能车载信息终端技术

智能车载信息终端及其系统服务平台主要服务于各类车辆用户,它将融合多种传感器集成、无线/射频通信、定位导航、移动网络、计算机以及多媒体技术,为驾乘人员提供基于地理位置的车辆导航、安全驾驶、交通信息、移动办公和商务娱乐等综合服务。智能车载信息终端多以嵌入式系统为核心,面向车载应用,实现软硬件可裁减,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合言能有严格要求的专用计算机系统。通过集成GPS、CCD、LIDAR、惯性导航系统(INS)、自动控制、高精度测微、无损检测等多种传感技术,并在其上整合监控、导航、传感、通信以及控制单元。对于智能车载信息终端的研究与发展,在硬件上国内外仍以性能极高的32位甚至64位嵌入式处理器为主流技术,在对海量离散时间信号要求快速处理的场合使用嵌入式数字信号处理器(DSP)作为协处理器,其功能仍在不断的发展和完善;同时,硬件的开放式、一体化设计也是今后车载式智能移动信息终端发展的主流方向。

3.2 道路环境状况信息智能感知与实时采集技术

道路环境状况信息的智能感知与实时采集是一项基本工作,也是基于多传感器机器感知的车路协同系统车辆辅助安全驾驶的核心问题,其中,最受重视的是道路跟踪、障碍物检测以及高精度组合定位等,涉及的主要技术包括:超声波、红外线、微波雷达、激光雷达、视频处理技术、全球定位系统等。超声波传感器是利用反射回波原理制成的,其缺点是检测范围呈锥形,受车形、车高的影响,检测精度较差,特别是在车流严重拥挤情况下,而且检测精度还受大风、暴雨的影响。

3.3 智能道路系统(IRS)通信技术

智能道路系统旨在充分利用先进的信息与通信技术,加快道路交通安全系统的研发与集成应用,为道路交通提供全面的安全解决方案的同时,除自主式智能车载信息终端装置外,还必须考虑车路协调合作方式,即通过车路、车车以及路路通信技术实时获取当前道路环境信息,从而更有效地评估潜在危险并优化智能车载信息终端的功能。

4 结语

虽然ITS在我国的实施起步较晚,但是随着我国改革开放的不断深入,国民经济快速增长,城市建设和跨省运输的迅速发展,随之而来的是交通流量的迅速增加,交通拥堵、交通事故、空气污染等现象相应产生并呈现恶化趋势,推行车路协同智能道路已经十分迫切。需要着重考虑的是,在我国引进、开发车路协同智能道路技术时,应该适应我国城市的特定交通需求,同时对于系统的兼容性和互联性要求应该引起足够的重视,以使我国的智能道路体系能够迅速良好地与世界智能交通体系接轨。

参考文献:

智能交通系统的核心技术篇9

1 交通信号的控制和无线传感器网络

无线传感器网路是一项随着信息技术发展而快速崛起的综合性技术。无线传感器网路通过在工作现场安装大量的传感器以获得交通现场的交通信息,然后通过通信技术将这些交通信息发送给控制中心,实现了了解道路信息的功能。因为无线传感器的成本低,体积小,而且可以实时的将现场的道路信息和交通信息发送给监控现场,因此无线传感器非常适合于应用到智能交通控制系统当中。

无线传感器网络在智能交通系统当中的应用具有很多的优势,比如:因为传感器本身体积较小,因此智能交通系统的维护和建设都相对较为容易,且智能交通系统的可拓展性强;无线传感器具有良好的分布式检测和计算机同步协作能力,这样便于对交通情况全局的把控,避免因为信息的遗落造成交通的堵塞。

2 智能交通信号系统硬件设计

如图1所示,智能交通信号控制系统的硬件电路主要包括路况检测电路、堵车报警电路、应急状况处理电路、倒计时显示电路、工作情况状态灯显示电路以及交通信号控制电路等。智能交通信号控制系统已交通信号控制电路为核心,采用AT89C51作为核心处理器,以实现对整个系统的实时控制。路况检测电路可以对路面的交通信息进行采集,并将采集的信息送到交通洗好控制电路进行处理和粉刺,分析后的结果通过串口总线的形式传给倒计时显示电路和堵车报警电路。如果道路出现堵车,则报警电路会发出警报。另外,当道路出现紧急的情况,AT89C51会进入中断程序,优先处理紧急的情况。

AT89C51的PO口用于接收路况检测电路的采集的交通信息,并经过单片机处理后通过P1口输出到倒计时显示电路,以实现显示功能。在P2口都皆有发光二极管,以作为路况的交通状态的指示灯。P3.1接外部中断,用来处理因为紧急情况出现的事件。P3.2作为堵车报警信号的控制信号的输出口,当出现报警情况的时候,P3.2输出低电平,驱动蜂鸣器发出报警声。

3 智能交通信号系统软件设计

智能交通信号控制系统硬件作为系统的核心,但是如果缺少软件的驱动,智能交通信号系统硬件也只是一个空壳而已。因此需要有一个好的软件的控制才能使得智能交通信号系统实现其硬件上具备的全部功能。检测

智能交通信号控制系统主要分为路况检测和路况分析。路况检测是实现对公路上的汽车的速度和车的数量进行统计的功能。而路况分析则是根据路况检测的结果对这些数据进行系统的分析,以分析将来的车流量。

路况检测采用AT89C51的定时器0来实现对汽车的速度和数量的检测。定时器0设定,每0.1s进行一次路况信息的采集。假设现在有个路口的汽车的速度和数量需要检测,我们采用P3.4口接收这个路口的信息,当P3.4口接收的数据为0时,表示该路口没有汽车通过,当P3.4收的数据为1,表示该路口有汽车通过。并用RAM中的50H和54H地址分别存放这个路口的车流量和车速信息。而用地址20H来存放是否有车通过的标志。进行两次次测量和统计以后,如果P3.4接收的数据都是0的话,则代表这个路口长时间没有汽车通过。如果P3.4口的数据由0变成1的话,则说明该路口已经有车辆开始通过。并将50H中存放的数据加1.而20H存放的数据置1而当P3.4口接收的数据由1变成0时,则说明此时已经没有车辆通过.20H存放的数据置零。保存50H的数据.当P3.4接收到数据都是1是,则说明车辆正在驶进,54H的数据加1。当54H存放的数据大于200的时候,则认为路面出现了堵车的情况.24H的数据置1。通过以上的分析就可以实现车速和车流量的监控。

4 结语

本文系统的提出了一种基于AT89C51 的无线传感器网络交通信号控制系统,通过该系统可以实时的了解到路面的车流量和车速等信息,并通这些信息可以分析出苦况当时的信息。通过该套系统可以实现道路资源的最大利用,缓解交通部门的压力,减轻工作人员的工作量。

参考文献

智能交通系统的核心技术篇10

高端装备制造业是指生产制造高技术、高附加值的先进工业设施设备的行业。高端装备主要包括传统产业转型升级和战略性新兴产业发展所需的高技术高附加值装备。高端装备制造业是以高新技术为引领,处于价值链高端和产业链核心环节,决定着整个产业链综合竞争力的战略性新兴产业,是现代产业体系的脊梁,是推动工业转型升级的引擎。大力培育和发展高端装备制造业,是提升我国产业核心竞争力的必然要求,是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择,对于加快转变经济发展方式、实现由制造业大国向制造强国转变具有重要战略意义。正是有基于此,各地都把发展高端制造业作为“强省兴市”,发展区域经济的重要目标诉求。

根据国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,作为战略新兴产业之一的高端装备制造业主要包括“航空产业、卫星及应用产业、轨道交通装备业、海洋工程装备,以及机器人、高档数控机床等智能制造装备”五个细分领域。未来十年,中国高端装备制造业将迎来黄金增长期,将成为国民经济重要的支柱产业。根据《高端装备制造业“十二五”发展规划》,到2015年,中国高端装备制造业销售收入超过6万亿元,在装备制造业中的占比达到15%;到2020年,高端装备制造产业销售收入在装备制造业中的占比提高到25%,高端装备制造业将培育成为国民经济的支柱产业。

近年来,在国内经济结构调整与转型升级的带动下,我国高端装备制造业总体保持快速增长,发展动力十足,成为装备制造业的新增长点,但核心竞争力亟待加快增强,特别是在整个高端装备制造业的运行中,还不同程度地存在一些现实问题,主要包括(1)部分装备行业核心技术过于依赖国外;(2)基础技术、基础机械和基础元器件发展滞后;(3)有些装备市场仍以外资企业为主导;(4)部分行业在软硬件方面与发达国家“落差”较大;(5)装备制造质量水平、技术水准、劳动生产率,以及作业技能与先进国家业界相比“差距”甚大等。

纵观上述问题,其中多数是客观存在的,且予以突破与改变,是需要综合实力作依托与支撑,并需要时日的;然而,装备制造加工的质量水平、技术水准、劳动生产率,以及作业技能的“差距”,是可以且完全可以通过人为的努力予以缩短的,综观今日中外装备制造的整个要素环境与过程,“硬件”、“硬实力”,已经相差无几,主要是“软件”、“软实力”,关键是掌握与操作装备制造人的综合因素及其技能,此间的“反差”,还十分明显,例如:在高端制造业的劳动生产率方面,美国大约是中国的3.7倍;又如:在发达国家,一个工人可以凭借机器人或者自动生产线,看护数十台机床,而在中国则是数个工人围着一台普通的机床“团团转”等等,这其中的效率差距不言而喻。因此,加快提高装备制造业的劳动生产率,加大在线工人的职业与岗位培训,增强劳动力素质与作业技能水平,对正在全面推进的中国装备制造业,尤其是高端装备制造业来说,可谓:迫在眉睫。

正是有基于上述,专致于产业经济领域岗位与职业智能化、数字化情景模拟高端培训的上海景格科技股份有限公司,主动作为,积极聚焦国家及各地倾力发展的高端装备制造业,集聚一流专家,集成优势资源,率先研发且创新构建国内首个以定向定标培训高端装备制造业在线、在岗员工为主体目标诉求的,具有指标示范意义的高端装备制造业情景模拟技能培训中心,以旨全力打造“中国版”装备制造智能化培训港。

以“景业崇德、格物致知”,为企业机构发展理念的上海景格科技股份有限公司,专注职业教育、引领专业建设、数字化教学资源、师资培训服务15年,是国内专业从事教育技术、教学方法、虚拟仿真技术的研发与应用的“创新型+专业型”培训机构,是国家“双软”认证、国家高新技术企业和上海市高新技术成果转化企业,已于2014年2月成功挂牌上市;上海景格凭借其优势资源与核心竞争力,为国内外职业教育机构(职业院校、高等院校)提供专业人才培养模式改革、课程改革、教材建设、数字化教学资源库建设、创新实验实训中心建设、师资培训、专业课件合作开发等方面的服务,为职业院校提供专业建设的整体解决方案。公司的产品包括:仿真教学软件、虚拟实训软件、专业教学资源库、教学管理平台、考试系统软件、实验实训设备等;多年来,上海景格相继为汽车制造、工程机械、数控机床、轨道交通等高端装备制造领域提供先进的智能化、数字化培训资源建设、培训课程开发和校企合作咨询管理服务。上海景格的合作伙伴遍布中国、香港、台湾、德国、韩国、澳大利亚、安哥拉等12个国家和地区,客户数量逾3000多家。以下是上海景格构建与打造的“高端装备制造业情景模拟技能培训中心”(以下简称“景格智能化技能培训中心”)的整体构架。

一、“装备智能化技能培训中心”的中英文标准冠名

1. “国家装备制造业(上海景格)智能化培训港”;

2. “国家装备制造业(上海景格)智能化培训营;

3. “国家装备制造业(上海景格)智能化研修中心”。

二、“装备智能化技能培训中心”,聚焦的主要产业领域

“景格智能化技能培训中心”,首轮开设的高端装备智能化技能培训,聚焦的高端装备制造业产业领域,主要包括:“汽车制造业、工程机械制造业、数控机床制造业、智能化农业装备、机器人制造业,以及轨道交通装备制造业”等国家与各地急需的先进与高端装备制造业产业领域。

三、“装备智能化技能培训中心”,提供的主要服务功能

“景格智能化技能培训中心”,提供的装备制造智能化技能培训,主要包括两个层面的服务功能:一是为“中心”重点聚焦的高端装备制造业/产业门类中的各道重点工序与各个关键岗位及其员工,提供智能化与数字化的作业技能培训;二是为“中心”重点聚焦的高端装备制造业/产业门类所制造装备的使用企业及其员工,提供智能化与数字化的在线在岗操作技能培训。

四、“装备智能化技能培训中心”,开发的主要培训产品

“景格智能化技能培训中心”,为“汽车制造业、工程机械制造业、数控机床制造业、智能化农业装备、机器人制造业,以及轨道交通装备制造业”等高端装备制造业产业领域,提供的主要系列培训产品与解决方案服务,其中包括以下五个方面:

(一)汽车制造业/方面

1. 汽车检测与维修技术、汽车整形技术、汽车技术服务与汽车营销、汽车制造与装配技术、新能源汽车维修技术、汽车电子技术等;

2. 汽车服务工程、汽车运用与维修、汽车车身修复、汽车美容与装潢、汽车整车与配件营销、新能源汽车维修等。

(二)机械加工制造业/方面

1. 数控技术、数控设备应用与维护、模具设计与制造等;

2. 数控技术应用、数控机床装配与维修、机械加工技术机械制造技术、模具制造技术等。

(三)工程机械制造产业/方面

1. 城市轨道交通控制、城市轨道交通车辆、城市轨道交通运营管理、城市轨道交通工程技术、城市轨道交通维护专业、城市轨道交通运输等;

2. 城市轨道交通车辆工程、城市轨道交通通信信号、城市轨道交通运营管理、城市轨道交通工程技术等;

3. 城市轨道交通车辆运用与检修、城市轨道交通运营管理、城市轨道交通运输等。

(四)轨道交通制造产业/方面

1. 城市轨道交通车辆工程、城市轨道交通通信信号、城市轨道交通运营管理、城市轨道交通工程技术等;

2. 城市轨道交通控制、城市轨道交通车辆、城市轨道交通运营管理、城市轨道交通工程技术、城市轨道交通维护专业等;

3. 城市轨道交通车辆运用与检修、城市轨道交通运营管理、城市轨道交通运输等。

(五)现代农业机械装备产业/方面

1. 通用农业机械使用与维护;

2. 智能化农业机械应用技术。

五、“装备智能化技能培训中心”,提供的智能化培训模式

为了满足且确保“景格装备智能化技能培训中心”,首轮聚焦的装备智能化技能培训需要的目标诉求,“中心”正在邀盟业内外专家,加紧分门别类地设计开发智能化培训模式,现将“中心”已经成功开发,且已在“汽车制造”与“工程机械制造”两个产业领域在线实施运营的智能化培训模式,简介如下:

(一)汽车制造业智能化培训模式

1. 网络培训课程定制开发 随着互联网技术的发展愈发成熟,国内外的整车企业对网络培训课程的重视程度也愈发地提高网络培训课程存在着覆盖面广、能够帮助企业解决场地及培训师资不足的问题等优势,“景格装备智能化技能培训中心”,凭借自身的技术实力,已经帮助BMW等国内外整车企业开发了众多的技术及非技术类WBT课程。

2. 整车虚拟实训系统开发 整车虚拟仿真培训系统利用对整车的真实三维建模,采集车辆真实数据,建立起虚拟的实训环境,能够帮助整车企业解决员工的初级技能培训,提高企业内部培训体系的培训效率。景格从2008年至今,已经陆续帮助长安铃木、上汽集团等国内外整车企业建立起整车虚拟实训系统,提升了企业的培训效率,节省了企业的人力成本。

3. 生产线工艺流程培训 通过视频、三维、FLASH等表现手法,让企业生产线一线蓝领员工在实际上工位之前,预先了解到企业内部每一个工位的操作内容、技能要求、劳保知识等一些有用的技术知识,帮助企业缩短员工岗前培训时间,节省了新员工从进入企业到实际产生生产价值的过程,变相地为企业节省了成本。

(二)工程机械制造业智能化培训模式

1. 工程机械数字化培训资源开发 采用先进的虚拟仿真技术、人性化的视觉设计和交互体验,基于科学的教学培训设计理念,为全国工程机械制造企业开发工程机械维修技术、工程机械售后服务 、工程机械制造生产线的培训课程(WBT)、虚拟仿真培训系统等数字化培训资源。其优越性不仅仅表现在节省资源、节省资金、节省场地、节省能源等方面,甚至在某些方面可能发挥着实物培训所不能取代的作用,如危险性实验实训、小概率事件的发生、破坏性过程、微观过程观察等。

2. 工程机械数字化培训资源开发 针对职业能力培训特点的数字化网络培训及学习平台,在完善培训的功能外,更增加了交流、协作、评价等关键环节的应用,强大的易用性和丰富的功能模块,使讲师可以有效地创建数字化教学资源、在线制作网络课程、管理课程、创建和布置作业、在线考试和加强协作学习。使学员可以轻松学习、快乐交流、热情参与,帮助企业实现网络培训的实时控管和提升,更富乐趣、更有效果,不再受空间和时间的限制。

3. 工程机械模拟器开发 景格以高度仿真形式实现培训内容硬件装置与软件系统的交互操控。通过结合三维虚拟场景,运用真实的操控装置实现实验实训项目在模拟工作环境内的实时仿真操作,有效弥补了真机训练时间不足、场地受限的缺陷。让学员在安全、环保、愉悦的环境中,轻松掌握机械操作的技能技巧,为快速熟练学到真机实机操作技能奠定了基础,有效的提高了学习效率。

六、“装备智能化技能培训中心”,智能化培训的主要平台

作为综合性与系统集成型的智能化、数字化高端培训中心,“景格装备制造智能化技能培训中心”,将由以下六个“智能化培训平台”(或“功能载体”)构成:

(一) 国家高端装备制造业发展产业政策信息服务平台

作为国家发展战略性新兴产业的高端装备制造业,国家对发展高端装备制造业,制定请出台了一系列的扶持支持与产业导向政策,因此,作为“装备智能化技能培训中心”来说,首先应该构建“国家高端装备制造业发展产业政策信息服务平台”,其对内对外的双向功能主要反映在两个方面:对内/第一时间汇集与掌握国家发展高端装备制造业产业导向政策(或“法规”),有利于“装备智能化技能培训中心”,在设计开发培训课程与服务项目时“接天线、取名分、占先机”;对外/在为高端装备制造企业与使用高端装备企业,提供“智能化技能培训”服务的同时,还能为相关企业提供“产业政策咨询服务、产业导向服务,以及企业发展与国家产业政策对接的综合解决方案服务”等增值服务,实实在在地为企业创造价值。

(二)“装备制造智能化技能培训功能模块”系统集成港

“景格装备制造智能化技能培训中心”,将由若干个“装备制造智能化技能培训模块”组成,以旨打造成一个具有指标意义的智能化培训系统集成港,其中包括:“汽车制造业智能化技能培训功能模块”、“轨道交通制造业智能化技能培训功能模块”、“工程机械制造业智能化培训功能模块”、“农业装备制造业智能化培训功能模块”,以及“机械加工制造业智能化技能培训模块”等,每一个“培训模块”,都配置本“培训模块”周边系列培训服务配套系统,以形成一个个独立运作的技能培训综合解决方案服务载体。

(三)国内外装备制造智能化技能培训信息情报支持中心

随着科学技术的日趋进步与前沿技术的不断导入,高端装备及其制造技术也将不断优化与升级,与此同步,国内外装备制造业的制造技术水平与技能培训水准,也将推陈出新,不断进步。因此,应用网络技术、云计算、大数据等先进技术与设置,在“景格装备制造智能化技能培训中心”,建立“国内外装备制造智能化技能培训信息情报支持中心”,是必要的且是必须的。因为,通过“信息情报支持中心”,可以第一时间了解与掌握,以致导入与引进国内外最新、最先进的“装备制造业技能培训”信息、方式,致使“景格装备制造智能化技能培训中心”,实施的“装备制造技能培训”解决方案,始终与国内外前沿、一流的“装备制造技能培训”水平保持同步。

(四)“国内外装备制造智能化技能培训”教研交流中心

加强业界教研交流,是提高教学水准与质量的主要途径,“装备制造业智能化技能培训”亦然。“景格装备制造智能化技能培训中心”,旨在建立的“国内外装备制造智能化技能培训”教研交流中心,其主要功能有二:一是,通过与国内外同行业界的教研培训互动交流,取长补短,集成优势,充实与完善技能培训内容、调整与改进技能培训方式、优化与提升技能培训质量;二是,通过“教研交流中心”的平台,为国内的同行业界,特别是为中西部地区与欠发达地区相关的“装备制造业技能”培训机构;同时,为这些地区的“培训机构”培训“培训管理与实操人才”。

(五)“高端装备制造业技能人才”交流咨询服务平台

“景格装备制造智能化技能培训中心”,除了担负“装备制造智能化技能人才”正常教学培训任务之外,还积极作为,主动承担“高端装备制造业技能人才”的推荐与交流工作,“景格装备制造智能化技能培训中心”,旨在建立的“高端装备制造业技能人才”交流咨询服务平台,其主要功能,包括:(1)对优秀的技能培训人才进行表彰,并向技能培训人才的输出企业进行通报;(2)设立“景格装备制造智能化技能培训奖励基金”,对在“技能培训”中,有创新实践,特别是有独到创见的技能人才,除了及时总结他们的作业操作法,还视创新创见的等级,给予不同的奖励;(3)建立“装备制造业优秀技能人才信息库”,对有意邀盟与受聘的企业, 以及技能人才,提供交流服务的机会与咨询服务的平台。

(六)高端装备制造业职业技能鉴定咨询和考核服务平台

职业技能鉴定是一项基于职业技能水平的考核活动,属于标准参照型考试。它是由考试考核机构对劳动者从事某种职业所应掌握的技术理论知识和实际操作能力做出客观的测量和评价。职业技能鉴定是国家(行业)职业资格证书制度的重要组成部分。

“景格装备制造智能化技能培训中心”,作为上海乃至国内装备制造业界的首创之举,上海景格完全可以通过主动作为,积极争取国家先进与高端装备制造业(行业)职业技能鉴定及考核主管部门的权威认可与授权,以获得为国内参加不同级别职业技能鉴定考核的装备制造业技能人才(人员),提供“报名、培训、考核,以及发证”等“一条龙”服务的名分与资质。

经国家权威部门认可与授权的装备制造业/职业鉴定咨询和考试发证服务平台,其专项的服务内容包括:汽车制造与操作情景模拟/技能培训及考核;数控机床制造与操作情景模拟/技能培训及考核;轨道交通装备制造与操作情景模拟/技能培训;工程机械装备制造与操作情景模拟/技能培训及考核;农业机械装备制造与操作情景模拟/技能培训及考核;港口机械制造与作业情景模拟/技能培训及考核;模具加工情景模拟/技能培训及考核等。

经国家权威部门认可与授权的装备制造业职业鉴定咨询和考试发证服务平台,其主要的功能模块,包括:部级先进制造装备情景模拟/技能培训网络学习平台;部级先进制造装备情景模拟/技能培训考核中心等。

智能交通系统的核心技术篇11

建筑智能化系统是一种人、信息与环境交互作用的系统,是以高科技为基础的办公环境。虽然每幢智能建筑物的智能化程度根据使用需要、投资力度、经济效益、工作效率等因素而各不相同,但建筑智能化追求目标是共同的,主要有:共享的信息资源;提高工作效率和提供舒适的工作环境;加强对建筑物及其设备的管理,减少管理人员和节约能源;使建筑物能适应环境的变化和工作性质的多样性及复杂性.

建筑智能化通过对建筑物的四个基本要素,即结构、系统、服务和管理以及它们之问的内在联系,以最优化的设计,采用最先进的计算机技术(computer)、控制技术(contro1)、通信技术(communication)和图形显示技术(crt)的所谓4c技术,建立一个由计算机系统管理的一体化集成系统,提供一个投资合理、又高效、幽雅、舒适、便利、快捷、高度安全的环境空间.

一、语音交换系统

根据用户提出的需求,大楼的语音系统一般包括普通公网电话、专用电话。对于普通公网电话,如果大楼离电信枢纽大楼距离较近,用户量不大,可以直接从市话端局布放市话电缆到用户大楼的电缆交接箱。如果大楼离电信枢纽大楼距离较远,并且用户普通电话需求量较大,可以采用在用户大楼处设置模块局的方式,通过传输电路接人母局,为用户提供语音服务.

如果用户有虚拟网的需求,可在端局市话交换机上开设虚拟小交换机(centrex)功能。centrex是数字程控交换机所具有的一种功能,是当今电话通信中最新应用技术。采用centrex技术,用户端不装任何小交换机,而由数字程控交换机直接向这个企业提供所有电话,可做到虽无小交换机,但这个用户的所有电话都可享有小交换机的基本功能。centrex系统内用户除拥有一个直线号码外,还有一个分机号码(直线号码的后4位)供内部通话使用。即长短号并存,一机双号;群内通话可拨短号,免通话费;群内群外来话可区别振铃,从而实现小总机功能。centrex的最大特点是原先须为小交换机所配置的机房、设备和维护人员都可省去,而且能与公众网同步发展,不存在制式及更新的问题,这些优点是用户小交换机(pbx)所无法比拟的.

如果用户有专用电话的需求,可以直接从就近的专用局端局布放电缆到用户大楼,党政专网电话与公话网在物理上是完全隔离的.

二、通信网络系统

(一)办公楼网络需求

为了保证网络的安全性,要求大楼的数据网络分为内部网和外部网。内部网上的信息点只能在内部网上对内网资源信息的共享和访问,外部网信息点可以通过外部网中心交换机,接入isp的ip宽带城域网,实现对互联网的高速访问。内部网与外部网在物理上完全分离,这样从根本上保证了网络的安全.

通过建设内部网,可建立—个基于网络的信息管理和应用的信息中心,并提供相应的各种服务。共享网络上各种软、硬件资源。快速、稳定地传输各种信息,并提供有效的网络信息管理手段。内网采用开放式、标准化的系统结构.以利于功能扩充和技术升级,并能够与其他相关部门进行广域网的连接,提供、享用各种信息服务。具有完善的网络安全机制.

通过外部网,用户高速访问网页,快速收发电子邮件,实现在线vod点播、网络游戏等应用.

(二)数据通信网络系统方案

1.内网系统。

内网主要用于内部多种信息的访问和交换.

这些信息不仅包括传统的数字文件、还有语音、图象、视频等多媒体信息,对网络的带宽、稳定性都提出了较高的要求。因此,考虑到网络的先进性和扩展性,内网可构建为“百兆桌面,千兆主干”的以太网络。内网的骨干采用千兆光纤。内网的中心交换机采用千兆以太网交换机,提供无阻塞以太网交换。内网的接入层交换机主要是为了将分布在不同楼层的用户快速有效地接入,应具有vlan功能,并且在必要时提供用户流量控制功能.

通过对vlan的规划,网络中的相关网络终端配置到同一的广播域,不相关的终端处在不同的广播域,从而有效地隔离广播,改进交换网络执行性能和安全性.

根据信息点的分布密度,每层或多层设置1台或多台楼层交换机用于相邻层的信息点接入;多台交换机采用交换机堆叠的方式,实现端口的扩充。同时,系统服务器(如oa、财务服务器)也通过核心交换机接入内部网络,实现千兆骨干网络的互联.

2.外网系统。

根据网络服务商提供的多种的宽带接入方式,写字楼根据自己的需要选择合适的接入方式。经中心交换机通过光纤接人isp的局端交换机。通常,根据用户的信息点的数量及分布。宽带接入网的网络架构可采用二层结构(接入层、核心层)或三层结构(接入层/汇聚层、核心层).

核心层负责进行数据的快速转发,同时实现与isp的ip城域网的互联,提供大楼的高速ip数据出口。核心层交换机应重点考虑可靠性和可扩展性。汇聚层负责汇聚分散的接入点,进行数据交换,提供流量控制和用户管理功能。接入层节点的设置主要是为了将不同地理分布的用户快速有效地接入骨干网,接入层交换机应支持pvlan(私有vlan)。通过pvlan技术,可实现基于接入交换机端口的用户隔离,提高用户的安全性.

用户点较少,或分布比较集中,可采用二层结构;用户数据量较多,或分布比较分散,可采用三层结构.

根据信息点的分布密度,每层或多层设置1台或多台楼层交换机,用于相邻层的信息点接入;如需要可设置汇聚交换机,实现端口的扩充。每组交换机通过单口的100base-t模块上联到核心交换机。核心交换机通过光纤,接入isp的ip宽带城域网.

三、多点视频会议系统

(一)需求描述

大楼内建设一套基于内部办公网的视讯多媒体网络。采用符合视讯交换平台和终端,为本大楼内部提供点对点和多点会议功能。大楼内设置外网会议电视室,通过isp的视讯交换平台进行全国互联以及同城互联,召集或参加相关会议.

(二)方案内容

1.内部视讯通信网。

内部视讯通信网采用基于ip的视讯通信技术。基于ip的视频会议是利用视频技术和ip数据通信技术,通过ip网络在两点或多个地点之间建立可视通信,实现图像、语音及数据交流的一种会议形式。与会者利用pc终端、摄像机和话筒既能实时地看到对方发言人和会场场景,也能听到对方的声音,若辅以电子白板等通信设备,即可实现与对方会场的与会人员进行研讨或磋商,在效果上完全可以代替现场会议.

2.外部视讯通信网。

外网会议系统主要是用于和中央有关部门、地方政府、本机构的其他区县部门进行日常的会议电视交流。它不和内网会议电视系统进行交互,不用考虑内网所采用的h.323标准.由于该点主要通信是在广域网中,所以出于会议保密的要求,适合于采用基于h.320标准的电路交换方式,我们建议采用专线的方式进行会议召集.

现代的多媒体会议室系统包括大屏幕显示系统、扩声系统、灯光系统、会议系统、会议摄像系统等,并通过中央集成控制系统将以上各种设备与整个会议环境有机的结合成为一个整体,使会议的管理者只需在触摸屏上轻轻一按,便可轻松操纵整个会议进程.

四、楼宇自控系统

(一)建筑设备自动化系统

1.建筑设备监控系统。

建筑设备监控系统采用先进的计算机控制技术,并且含有丰富的管理软件和节能程序,对建筑物的空调、新风、给排水、冷热源、照明、电梯等机电设备进行自动管理和控制,并根据设备运行的记录进行科学管理和维护保养工作,最终达到节能降耗、方便管理、减少人力、安全舒适的目的.

2.安全防范系统。

安全防范系统包含电视监控系统、入侵报警系统、电子巡更系统、出入口控制系统、停车场管理系统,根据建筑物的建设标准和业主的使用需求,构成先进、可靠、经济的安全防范体系。它的作用是防止非法入侵,记录事件过程,避免人员受到伤害和财产受到损失.

3.火灾报警及联动系统。

火灾报警及联动系统包含火灾自动报警系统和报警联动系统,运用先进的计算机技术和检测技术,及时发现火灾隐患,联动报警设备,消除险情,通知管理人员隐患部位,是目前建筑物必不可少的系统。在任何情况下,该系统都可以独立运行、操作和管理.

(二)办公自动化系统

1.电子政务系统。

电子政务是政府在其管理和服务职能中运用现代信息和通信技术,实现政府组织结构和工作流程的重组优化,超越时间、空间和部门分隔的制约,全方位地向社会提供优质、规范、透明的服务,是政府管理手段的变革。电子政务是一项覆盖各级政府部门的大型、复杂的系统工程,它的实现以信息技术作为基础,从政府信息、政府网上服务到政府部门间及政府部门内的信息共享和网络办公,都需要不断发展的信息技术作为保障.

2.物业管理营运系统。

物业管理营运系统主要辅助物业管理部门对建筑物的房产、设备、收费、服务、投诉,工程、库存等信息进行有效的管理,对大楼服务设施的运作实现辅助决策,进而提高物业管理部门的服务和管理水平。可以根据业主的需求,编制管理服务软件,能够提高物业管理效率,降低经营成本.

3.智能卡应用系统。

智能卡系统覆盖了人员身份识别、员工考勤、电子门禁、出入口控制、电梯控制、车辆进出管理、员工内部消费管理、人事档案、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理、会议电子签到与表决,实现在建筑物内一卡通行,方便本部门人员管理和有效控制外来人员.

4.网络安全管理系统。

网络安全系统为计算机数据处理系统的技术和管理提供安全保护,保护计算机的硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。采用各种技术和管理措施,使网络系统正常运行,从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。

建立网络安全保护措施的目的是确保经过网络传输和交换的数据不会发生修改、丢失和泄露等.

五、结语随着信息化的迅猛发展,新建的楼盘和小区对楼宇智能系统和通信系统的需求越来越高。通常,这些楼宇为高层或多层建筑。总建筑面积几万到十几万平米不等,分为地面和地下区域,地面上楼层为写字楼或商品楼,地下楼层做停车场。这些楼宇,尤其是写字楼,在语音交换系统、数据网络通信系统、楼宇智能化系统、安防监控系统等弱电系统方面都提出了建设需求。这些需求具有综合性、超前性、实用性、安全性等特点.

参考文献

[1]王波.智能建筑导论[m].北京:高等教育出版社,2003.

[2]梁华,梁晨.简明建筑智能化工程设计手册[m].北京:机械工业出版社,2005.

[3]陈龙.智能小区及智能大楼的系统设计[m].北京:中国建筑工业出版社,2001.

智能交通系统的核心技术篇12

中图分类号:TE08文献标识码: A

1引言

随着建筑数量的高速增长,我国建筑能耗占社会总能耗的18.8%,已与工业能耗、交通能耗共同成为我国能源消耗三大“耗能大户”。目前,建筑节能技术的研究尚处于初级阶段,其研究主要集中于结构的节能设计和节能材料的选用,均为被动方式[1]。

物联网技术具有全面感知、可靠传递、智能处理和资源共享等特点,将物联网技术应用于现有智能住宅系统,并对其核心技术进行研究和“裁剪”,充分弥补了原有智能住宅系统的智能和节能缺陷。

2系统总体结构

智能与节能住宅物联网研究系统结构,根据系统功能划分为终端层、网络层和服务层。

终端层由无线传感网络设备和住宅信息网络设备组成,是住宅信息服务的直供单元。无线传感网络设备由ZigBee节点构建,采用低功耗、低速率的通信方式,汇聚环境状态信息,并根据系统控制策略,执行相应控制命令。

网络层主要设备为住宅物联网网关,该网关不仅生成路由表和选择路由,解析和封装信息帧,实现内外网信息的协议匹配,而且,可通过远端云计算服务,为住宅室内设备远程控制、自动控制和节能控制寻求解决方案。

服务层基于Internet平台,通过云计算服务器集群,为住宅系统提供各类功能。在此基础上,将住宅环境信息汇总于省和部级物联网管理中心[2]。

3系统工作流程

根据内网设备的区分,可将系统分为低速控制网络系统和高速信息网络系统。

控制网络系统工作流程:终端层住宅无线测控节点获取住宅环境信息(温度、光照等),智能住宅网关采用ZigBee网络射频模块接收内网信息,并由网关控制中心汇聚和分析。网关控制中心根据室内环境状况和突发事件的产生,形成调用方法,通过以太网控制器连接Internet住宅物联网服务“云”获取相应服务(节能控制策略、娱乐、教育等)。该系统主要特点是:程序运行模式的中断设计和主程序的长周期睡眠(包括短暂跳起时序)。

4嵌入式网关技术研究

嵌入式技术是实现物联网M2M理念的关键技术,网关包括中央控制单元、外网网络控制模块和内网网络控制模块三个单元,实现内外网通信控制、内部组网和内网设备控制,是系统的控制管理中心,处于核心地位。

5无线传感网络技术研究

无线传感器网络是物联网核心技术之一,具有低成本、低功耗特性和自组网、自愈能力,充分满足住宅内网要求。无线传感器网络路由,是根据实际应用环境而进行选择的。为了满足家庭用户的应用需要,应选择和改造现有路由协议。

5.1 无线传感网络协议栈

根据IEEE 802. 15. 4技术标准和ZigBee联盟定义,无线传感网络协议栈自下而上包括物理层,MAC 层,网络层,安全层和应用层。其中物理层和MAC层由IEEE 802.15.4 定义,网络层、安全服务和应用层由ZigBee 联盟定义。根据系统的功能和应用需要,主要对MAC层路由算法选用和应用层软件实现进行研究[3]。

5.2 无线传感网路由算法

选用ReInForM路由算法,通过优化该路由算法,解决无线传感器网络中链路的稳定性差,通讯信道质量低,拓扑变化频繁等问题。其算法实现如下:

(1)计算传输路径数

定义rs表示数据源发送数据分组到汇聚节点的成功概率,es表示信道差错率,hs表示传感器节点到汇聚节点的跳数。数据源节点通过rs 、es和hs,决定需要多少条路径保证转发数据的可靠性。对于数据源来说,经过hs跳后,到达汇聚节点的概率为,(1-es)hs经过P条路径数据包不能到达汇聚节点的概率 [1-(1-es)hs]P,因此源节点需要的成功传输路径数P由公式1得到

(公式1)

(2)下一跳节点选择和路径分配

根据到汇聚节点的跳数,源节点把邻居节点分为三类,与自己到汇聚节点跳数相同的节点H0,跳数少1的节点H―,跳数多1的节点H+,源节点首先在H―中选择一个作为默认下一跳节点,默认转发数据概率为1。如果成功转发路径(1-es)大于等于公式1计算得到的路径数,证明源节点只需要默认下一跳节点转发,否则还要额外转发节点,路径数由公式2所得:

(公式2)

当计算出的P值大于等于H―的节点数量时,需从H0中选取节点,如果P值大于等于H―,H0节点之和,需从H+中选取节点。

(3)邻居节点重新计算路径

源节点s在发送的数据分组头上加PH,es,hs这三个参数。邻居节点i在收到分组后,按路径数相同的概率转发。如果转发分组,则节点i将使用自己的ri,ei和hi按公式1重新计算路径数。

6物联网“云”计算技术

云计算是物联网的另一核心技术,随着网络普及和大量信息融合应用,成为进行廉价、超大量数据存储与处理技术的新趋势。与物联网的结合是物联网实现智能处理与规模化发展的关键。

云计算是并行计算、分布式计算和网格计算发展融合的技术概念。云计算将任务分布在大量计算机构成的可自我维护和管理的虚拟计算资源池上,通过高速互联网提供虚拟化的资源计算方式。“云”端可在数秒内处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和“超级计算机”同样强大的计算效能,使各种应用系统根据需要获取计算能力、存储空间和软硬件服务,并由软件实现自动管理。这种网络应用模式,极大规模上将可扩展的信息技术能力作为服务,向外部客户提供,具有动态和易扩展特性。

云计算具有超大规模、虚拟化、通用性、高扩展性、高可靠性和按需服务等诸多优点。“云”的超大规模可以提供给用户前所未有的超强计算能力,虚拟化技术支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务,并具有很好的通用性,“云”计算支持任意点的恢复,使得其可靠性比本地计算机还要高。

7实验系统

硬件系统主要包括四个部分:由ARM9架构S3C2410x微处理器为主体单元的核心板构建网关中央处理单元,由M2110射频芯片实现的内网无线射频单元,256色触摸屏以及基于各类协议的通信接口。

基于ARM9架构的硬件系统,裁剪Linux操作系统构建软件平台,由于Linux 2.6内核,已集大部分成通用硬件驱动,因此只需在内核中固化无线传感模块驱动及其中间件。无线传感模块中间件由核心服务组、可交互平台层和模块组构建,可根据应用需求,编译DLL,执行相应功能。中间件对硬件系统进行直接操作,为上层应用系统提供标准API接口,采用XML流形式实现接口通信。

8小结

本文以物联网关键技术:嵌入式网关技术、无线传感网络技术及云计算技术,解决了原有智能家居各个子系统信息交换与资源共享程度低,协同工作能力差的问题,从

而增强系统的智能化程度,达到主动节能的

目的。

参考文献