交通系统智能化已经成为国际公认解决上述矛盾的根本途径,越来越受到国内外政府、专家、学者等的重视和广泛应用。交通系统的智能化是通过对传统交通系统的彻底改革,提升系统的信息化、智能化、集成化和网络化,从而保障人、车、路与环境之间的相互交流,进而提高交通系统的效率、机动性、安全性、经济性,从而达到保护环境、降低能耗的作用。
物联网技术的出现为解决这些问题提供了新途径、新方法和新思路。“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。物联网不仅改造和提升传统产业,还可以引领和推动新兴产业的发展。其推广应用不仅直接影响着工业化和信息化的进程,对人类的经济、社会和生活都将产生革命性的深远影响。
交通部李盛霖部长在2011年全国交通运输工作会议上提出“以物联网技术应用为引领的出行服务系统,运用新一代通信、射频识别、卫星定位、云计算等先进技术,在智能交通、基础设施状态感知和安全运营、集装箱多式联运、甩挂运输等领域开展物联网应用示范工程,提高公路水路出行的公众信息服务水平”。目前,我国正在大力推进物联网技术在交通运输领域的应用,在推广应用中,探讨适合我国交通运输物联网的应用模式显得十分重要。
交通运输物联网概念
交通运输物联网是指把物联网技术应用于交通运输领域,以实现交通运输系统的智能化管理和最优化运行。具体来讲,交通运输物联网是基于RFID技术、传感器技术、泛在通信与网络等物联网技术,将交通要素唯一化接入互联网络,实现交通要素的互联互通,实时获取交通要素的运行状态和功能状况,通过实时仿真和决策,促使交通要素间的互动和协同运作,实现整个交通系统的智能化管理和最优化运行,从而解决交通运输中的道路拥堵、事故频发和交通运输效率低等问题;同时利用对实时数据的运算处理,获取对社会公众有价值的交通运输信息,提升交通运输行业服务化水平,推进行业纵深化发展。交通运输物联网的构建,将使得未来交通系统中的运输工具、交通基础设施不再只充当人和货物运输的工具,而成为具有自主身份、具有交互功能的智能物体,以快速地应对突发事件,极大地提高交通运输效率,有效地降低交通运输要素与社会生活需求不协调的现状。
交通运输行业物联网技术应用模式
(1)交通运输物联网信息应用模式
交通运输物联网的各个组成系统和各种功能都是基于标准化的交通运输信息标识、采集及存储开发的。相对传统的交通运输智能化建设之路,交通运输物联网不是简单地以基于功能的信息采集方式构建整个交通运输体系,而是以面向交通要素的方式来实现整个交通运输领域物联。交通运输物联网将整个交通系统看作交通工具(汽车、火车、飞机等)、交通对象(旅客、货物)以及交通基础设施(道路、铁路、港口、机场、航线等)所构成的整体,它们之间存在的功能交互构成了整个交通系统的功能域。交通运输物联网首先将从“信源”角度解决交通信息的获取问题,通过为交通工具、交通对象、交通基础设施等这些交通系统对象建立唯一身份标识,实现交通要素的对象化虚拟,利用交通传感器实现运载工具(交通工具)运行信息、道路及桥隧(基础设施)状态信息、旅客货物(交通对象)运输信息等交通要素关键信息的精准获取。其次,在最大程度的虚拟现有交通环境基础上,交通运输物联网提倡通过“云计算”中心对所获取的交通系统对象信息的协同处理,实现真实交通系统的“镜像化”虚拟再现,不仅仅是再现三大交通要素的实际运行状态,还智能化分析和决策交通系统对象间的功能交互,从而为交通系统对象提供合理、最优的功能服务。
如图1所示,该图为两种交通系统智能化信息应用模式图,通过图像对比可以清晰地认知到两种模式的本质区别。交通运输物联网能有效建立“信息一功能”应用模式,基于云计算的由下至上的信息资源开发应用模式。“信息一功能”模式是从交通物联信息资源的开发利用出发,有效构建基于“交通物联信息服务”的商业运营模式。
(2)交通运输智能化建设的对比研究
交通运输的智能化是将先进的信息技术、电子通信技术、自动化控制技术、机算机技术以及网络技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立的一种实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。它的突出特点是以信息的采集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通运输参与者提供多样性的服务,本质上是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。智能交通系统的前身是目前最为流行的智能交通发展模式,这种模式主要体现在其从功能到信息的应用模式,形成由上至下的信息采集应用模式,由基本独立的交通运输业务功能域需求推动应用,基于应用需求构建各自的信息采集渠道。智能交通系统信息化建设主要采取“功能一信息”的应用模式。大多数系统在建设时仅仅是为了解决某些具体、局部的问题,各系统基本上独立存在从而造成了网络背景下的信息孤岛。智能交通系统“功能一信息”采集及应用模式会导致四大弊病:a.信息编码、通信接口以及各应用系统还没形成统一的标准,无法互联互通;b.应用系统分块运营,信息不能共享,推广成本巨大,难以形成规模效益并影响可持续发展;c.信息只是作为工具使用一次即作废,信息的潜在巨大资源价值没有被挖掘利用;d.交通运输要素信息的重复采集,导致社会资源浪费。
智能交通系统(ITS)和交通运输物联网属于交通运输智能化建设的范畴,它们都推动着交通运输的不断智能化。智能交通发展是在某些物联网技术还在未突破之前交通运输智能化建设的总称,智能交通可以看成交通运输物联网发展的前奏,其为交通运输物联网发展打下了坚实的基础。现如今提出的发展模式是基于近年来物联网相关技术逐渐成熟基础上有较大的区别。它们之间的主要区别可归纳于表1。
传统的交通运输智能化道路与交通运输物联网在发展背景、技术基础、信息采集手段、信息利用模式、商业模式、信息协同程度等诸多方面存在差异。以前主要采用“功能—信息”的应用模式,由基本独立的交通运输业务功能域需求推动应用。由于这些交通运输业务功能域相互独立,从特定交通运输业务功能域出发,往往造成各交通信息化以及智能交通子系统独立建设,信息独立获取且缺乏互通,造成交通信息重复采集、交通问题此消彼长,带来了极大的资源浪费和较低的投资效益。同时以前主要以政府投资—政府运营为主,使得系统建设和维护资金投入巨大,不停地投入而较难收回成本。而交通运输物联网则采用“信息—功能”的应用模式,更强调的是信息的统一采集、统一存储、统一处理、统一发布的各业务功能域信息的相互协同,服务水平不断提高。另外交通运输物联网采用政府为主导、以企业为主体、市场为导向的运营模式,能有效解决资金不足、运行效率低等问题。
结语
对于一项新技术的应用模式研究是推广技术的首重任务,是决定技术应用成败的重要环节。物联网技术在交通运输领域应用意义重大,对物联网技术在其他领域如电力、安全、医疗、物流等领域的应用模式也具有积极、深远的意义。(