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篇(1)

1．智能交通系統(tǒng)社會(huì)屬性

交通安全、交通堵塞及環(huán)境污染是困擾當(dāng)今國(guó)際交通領(lǐng)域的三大難題，尤其以交通安全問(wèn)題最為嚴(yán)重。 1995年，美國(guó)總共發(fā)生交通事故 6613000起，造成 41798人死亡，3386000人受傷，經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 1500億美元 ;日本在交通事故中造成 11000人死亡，經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 1億美元 ;而中國(guó)則總共發(fā)生交通事故 271843起，致使 71494人在交通事故中死亡，159308人在交通事故中受傷，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 152267萬(wàn)元人民幣[1]。據(jù)專家研究，采用智能交通技術(shù)提高道路管理水平后，每年僅交通事故死亡人數(shù)就可減少30%以上并能提高交通工具的使用效率50%以上。為此，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相投入大量資金和人力，開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模的智能交通技術(shù)研究試驗(yàn)。

2．智能交通技術(shù)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

智能交通技術(shù)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)從而形成的一種信息化、智能化、社會(huì)化的新型運(yùn)輸系統(tǒng)，它使交通基礎(chǔ)設(shè)施能發(fā)揮最大效能，從而獲得巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。它的功能主要表現(xiàn)在：提高交通的安全水平、提高道路網(wǎng)的通行能力和提高汽車(chē)運(yùn)輸生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。

在美國(guó)，1991年國(guó)會(huì)通過(guò)了“綜合地面運(yùn)輸效率方案”(ISTEA)，旨在利用高新技術(shù)和合理的交通分配提高整個(gè)路網(wǎng)的效率，由美國(guó)運(yùn)輸部負(fù)責(zé)全國(guó)的ITS發(fā)展工作，并在以后的6年中由政府撥款6.6億美元，用來(lái)進(jìn)行ITS的研究工作。

在日本，建設(shè)省作為政府最大投資者，1999年至2000年投入1453億日元用于ITS的開(kāi)發(fā)。日本對(duì)其開(kāi)展的自動(dòng)化公路系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃制定了具體目標(biāo)，2001年后開(kāi)始在全國(guó)進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)，2015年左右在全國(guó)主要干線道路實(shí)現(xiàn)智能化。日本目前在ITS項(xiàng)目已經(jīng)形成了官方、民間、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)體制，這對(duì)日本ITS的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用。

歐洲十多個(gè)國(guó)家在80年代中期開(kāi)始投資50多億美元，聯(lián)合執(zhí)行一項(xiàng)旨在完善道路設(shè)施提高服務(wù)水平的DRIVE計(jì)劃，其含義是歐洲用于車(chē)輛安全的專用道路基礎(chǔ)設(shè)施。除了歐、美、日以外，新興的工業(yè)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家也開(kāi)始ITS的全面開(kāi)發(fā)和研究。

3．智能交通技術(shù)在日本的本土化

智能交通技術(shù)20世紀(jì)80年代起源于美國(guó)，接著在日本得到發(fā)展。智能交通技術(shù)正象其他被引進(jìn)技術(shù)一樣，引進(jìn)國(guó)在引進(jìn)時(shí)，一定要考慮被引進(jìn)國(guó)的實(shí)際情況，使之成為本國(guó)社會(huì)相融技術(shù)。美國(guó)在ITS體系框架結(jié)構(gòu)中，規(guī)定其研究?jī)?nèi)容為出行者信息服務(wù)、過(guò)境車(chē)輛管理、商用車(chē)隊(duì)管理等6個(gè)系統(tǒng)，日本在美國(guó)ITS 體系框架基礎(chǔ)上，結(jié)合本國(guó)國(guó)情制定出包含先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)、輔助安全駕駛、不停車(chē)收費(fèi)、交通管理最優(yōu)法等9個(gè)研究?jī)?nèi)容的日本ITS研究體系框架結(jié)構(gòu) [ 2]，并在此框架基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一系列ITS產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了ITS的產(chǎn)業(yè)化。

在日本，汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)于1989年進(jìn)入市場(chǎng)， 到目前為止大約40種不同形式的產(chǎn)品服務(wù)于用戶。這些系統(tǒng)通過(guò)將經(jīng)由路線的堵塞信息、所需時(shí)間、交通管制信息、停車(chē)場(chǎng)的滿空信息等提供給駕駛員的方式幫助駕駛員在駕駛中可以采用最佳行動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分散交通流等導(dǎo)航功能。導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)還可以服務(wù)于汽車(chē)安全，比如1997年9月推向市場(chǎng)的本田雅閣98款，安裝了帶有彎道偵測(cè)傳感器的導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在交通路徑誘導(dǎo)的同時(shí)，當(dāng)前方路段出現(xiàn)彎道時(shí)讓司機(jī)提前作好準(zhǔn)備，從而避免由于彎道出現(xiàn)得太突然而引發(fā)的交通事故。在收費(fèi)公路方面，日本公共部門(mén)和私人公司正加緊合作，爭(zhēng)取早日開(kāi)發(fā)出一種適合日本所有收費(fèi)公路的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)。為將事故防患于未然，日本開(kāi)始研究智能公路系統(tǒng)，即通過(guò)車(chē)輛及道路的各種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛行駛道路周?chē)h(huán)境及車(chē)輛狀況的狀態(tài)信息，并將這些信息實(shí)時(shí)提供給駕駛員，在必要的情況下還可對(duì)車(chē)輛實(shí)施強(qiáng)制控制。這些項(xiàng)目涉及運(yùn)輸省的“先進(jìn)的安全汽車(chē) (ASV)”、通商產(chǎn)業(yè)省的“超級(jí)智能汽車(chē)系統(tǒng) (SSVS)”、建設(shè)省的“自動(dòng)化公路系統(tǒng)(AHS)”。1996年 9月，AHS在 11km長(zhǎng)的環(huán)行道路上進(jìn)行了一次自動(dòng)駕駛的試驗(yàn)運(yùn)行。 1998年 6月，出版了AHS-I、AHS-c、AHS-a研究所需的基本技術(shù)，包括與安全有關(guān)的 10個(gè)用戶服務(wù) (車(chē)道保持、避讓障礙物、避免左轉(zhuǎn)碰撞等 )以及9個(gè)提高效率和改善環(huán)境的用戶服務(wù) (保持適當(dāng)車(chē)距、最佳道路使用率、最佳速度等 )。為了處理與大流量交通有關(guān)的問(wèn)題，日本已經(jīng)使用了交通控制系統(tǒng)。包括信號(hào)控制、車(chē)載設(shè)備獲取的交通信息、公交優(yōu)先、動(dòng)態(tài)路線引導(dǎo)系統(tǒng)、商用車(chē)輛監(jiān)控、繞行信息、減少交通污染的控制信號(hào)等。現(xiàn)在日本仍在不斷尋找加強(qiáng)安全性、舒適性和環(huán)境保護(hù)的措施[3]。

目前，日本打算通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)、制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)發(fā)展中國(guó)家進(jìn)行技術(shù)援助等途徑來(lái)開(kāi)發(fā)和輸出其ITS技術(shù)。

4．智能交通技術(shù)在中國(guó)的本土化

中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施短缺，需要加快建設(shè)，另一方面也存在交通設(shè)施利用率低、管理技術(shù)落后、交通安全形式嚴(yán)峻等問(wèn)題。鑒于我國(guó)道路在未來(lái)20年內(nèi)仍然處于建設(shè)期（根據(jù)“五縱七橫”公路主骨架的布局框架，建設(shè)12條約35 000公里以高等級(jí)公路組成的國(guó)道主干線），而這一期間正是智能交通技術(shù)在全世界進(jìn)入全面實(shí)施階段，中國(guó)也需要根據(jù)中國(guó)公路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求探討在中國(guó)公路運(yùn)輸網(wǎng)中應(yīng)用智能交通技術(shù)來(lái)提高運(yùn)輸效率、保障安全和保護(hù)環(huán)境的可能性。2000年，國(guó)家交通部、建設(shè)部、公安部聯(lián)合全國(guó)各大科研院所和多家高校制定了符合我國(guó)國(guó)情的《國(guó)家ITS體系框架》規(guī)定我國(guó)ITS發(fā)展主要集中在不停車(chē)收費(fèi)、出行者信息服務(wù)、城市交通管理、公共交通系統(tǒng)、智能公路系統(tǒng)等9個(gè)方面[ 2]。

我國(guó)ITS研究可以追朔于80年代的公路收費(fèi)系統(tǒng)研制，那時(shí)國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等級(jí)公路上把計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)用于監(jiān)控和管理系統(tǒng)；進(jìn)入90年代，我國(guó)開(kāi)始關(guān)注國(guó)際上ITS的發(fā)展。1995年，交通部ITS工程研究中心進(jìn)行了GPS（衛(wèi)星定位系統(tǒng)）與導(dǎo)駕系統(tǒng)研究、基于GPS的路政車(chē)輛管理系統(tǒng)等一系列項(xiàng)目研究，交通部還與各省廳開(kāi)展了“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)”的聯(lián)合攻關(guān)。1999年，由交通部、科技部、建設(shè)部等十多個(gè)相關(guān)部門(mén)組成了國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，將ITS。未來(lái)交通建設(shè)和發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域予以重點(diǎn)支持。 由于世界各國(guó)把不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)作為ITS領(lǐng)域最先投入應(yīng)用的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，以此來(lái)擴(kuò)大道路建設(shè)資金來(lái)源，緩解收費(fèi)站交通堵塞，減少環(huán)境污染，所以我國(guó)也把聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用列為國(guó)家ITS領(lǐng)域首先啟動(dòng)的項(xiàng)目。

從1998年初開(kāi)始，交通部就組織開(kāi)展了“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)研究”，并在4個(gè)省市進(jìn)行了示范工程。1999年1月1日，廣州市“一卡通”不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)投入運(yùn)行，到目前已開(kāi)通不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道40余條。同時(shí)，圍繞交通監(jiān)控、汽車(chē)智能導(dǎo)航等系統(tǒng)，以及一大批科研成果及技術(shù)產(chǎn)品得到實(shí)際應(yīng)用，對(duì)提高社會(huì)和公交出租車(chē)輛通行效率，改善城市整體交通狀況都起到了極大的推動(dòng)作用。

ITS建設(shè)投入已經(jīng)達(dá)到40億-50億元，據(jù)了解，預(yù)計(jì)到2010年，“五縱七橫”國(guó)道主干網(wǎng)將基本建成，網(wǎng)絡(luò)將貫穿全國(guó)主要大中城市，到2015年國(guó)道主干線和公路主樞紐系統(tǒng)將全面建成，構(gòu)筑起以高速公路為主體的公路運(yùn)輸主骨架。 在這個(gè)完善的道路網(wǎng)絡(luò)里，絕大部分已建和所有新建的高速公路都預(yù)埋了比較充裕的管道，部分管孔已鋪設(shè)了光纖，它將是承載智能交通業(yè)務(wù)的良好基礎(chǔ)設(shè)施。僅以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為例，我國(guó)將建設(shè)3.5萬(wàn)公里的高等級(jí)公路，在高等級(jí)公路的建設(shè)中，有相當(dāng)一部分需要建設(shè)通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)，目前這一部分投資一般占總投資的4%-5%。 1999年，我國(guó)公路建設(shè)投資達(dá)2000億元以上，如果其中的1000億元用于高等級(jí)公路建設(shè)，那么通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)方面的投資將達(dá)到40億-50億元，這僅僅是當(dāng)前通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)ITS應(yīng)用的初級(jí)水平。如果考慮到城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及今后ITS應(yīng)用水平的提高等諸多因素，我國(guó)的ITS市場(chǎng)規(guī)模將以百億元、甚至千億元計(jì)算。 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，ITS的研發(fā)和應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越新、越來(lái)越快，為我國(guó)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、眾多商家提供了一個(gè)巨大的商機(jī)和市場(chǎng)，我國(guó)即將掀起ITS產(chǎn)業(yè)建設(shè)的熱潮，智能交通將給我們的生活帶來(lái)極大的變化。

5．結(jié)論

篇(2)

關(guān)緊詞：智能交通； 運(yùn)輸系統(tǒng) ；智能監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：C913.32 ；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ；文章編號(hào)：

交通問(wèn)題是世界各國(guó)面臨的共同問(wèn)題。交通擁擠造成了巨大的時(shí)間浪費(fèi),加大了環(huán)境污染。我國(guó)大多數(shù)城市的平均行車(chē)速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7～8km/h;由于車(chē)輛速度過(guò)慢,尾氣排放增加,使得城市的空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化。為了緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的交通運(yùn)輸方面的壓力，盡量的利用現(xiàn)有的資源，使其發(fā)揮最大的作用，各國(guó)都加大了對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究和建設(shè)的力度。

一、智能交通系統(tǒng)的概述

智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效的集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。1995年3月美國(guó)交通部首次正式出版了"國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃"，明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的7大領(lǐng)域和29個(gè)用戶服務(wù)功能，并確定了到2005年的年度開(kāi)發(fā)計(jì)劃。智能交通有7大領(lǐng)域包括：出行和交通管理系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公共交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、商用車(chē)輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車(chē)輛控制和安全系統(tǒng)。

二、我國(guó)智能交通的概況

中國(guó)道路在未來(lái) 20 年內(nèi)仍然處于建設(shè)期，但是中國(guó)是當(dāng)今世界上公路建設(shè)速度最快的國(guó)家，根據(jù)中國(guó)的“九五”計(jì)劃和 2010 年發(fā)展綱要，交通部計(jì)劃用 30 年左右的時(shí)間完成公路主骨架、水運(yùn)主通道、港站主樞紐和支持保障系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)。到 2010年，高速公路主干網(wǎng)已經(jīng)初步形成。這一期間正是 ITS 在全世界進(jìn)入全面實(shí)施的階段，因此，中國(guó)也需要根據(jù)中國(guó)道路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求探討在中國(guó)的道路運(yùn)輸網(wǎng)中應(yīng)用智能交通系統(tǒng)來(lái)提高運(yùn)輸效率、保障安全和保護(hù)環(huán)境的可能性。實(shí)際上中國(guó)在交通運(yùn)輸和管理中應(yīng)用電子信息技術(shù)的工作早在 70 年代末就已經(jīng)開(kāi)始，當(dāng)時(shí)稱為交通工程，在中國(guó)交通工程的具體內(nèi)容與國(guó)際上的有所不同，中國(guó)將道路管理系統(tǒng)中的通信、監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)都納入交通工程的范圍。根據(jù)國(guó)際上對(duì)智能交通系統(tǒng)發(fā)展的研究，認(rèn)為交通工程的研究與應(yīng)用是智能交通系統(tǒng)初級(jí)階段的工作，根據(jù)國(guó)際上的這種觀點(diǎn)，中國(guó)的 ITS 前身或基礎(chǔ)工作早在 70 年代末已經(jīng)開(kāi)始，當(dāng)時(shí)交通部公路科學(xué)研究所與北京市公安局合作首次在中國(guó)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制交通信號(hào)的工程試驗(yàn)，80 年代初國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“津塘疏港公路交通工程研究”，首次在高等級(jí)公路上把計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)用于監(jiān)視和管理系統(tǒng)。在 1986 年－1995 年期間國(guó)家在交通管理系統(tǒng)方面開(kāi)展了一系列科學(xué)研究和工程實(shí)施，在城市交通管理、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)等方面取得多項(xiàng)科研成果，并開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了車(chē)輛檢測(cè)器、可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志、緊急電話、分車(chē)型檢測(cè)儀、通信控制器，監(jiān)控地圖板等多種專用設(shè)備，制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過(guò)多年來(lái)中國(guó)交通科技界和工程界的不斷努力，在中國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的帶動(dòng)下，中國(guó)在智能交通系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，為今后智能交通系統(tǒng)的深入開(kāi)發(fā)和應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)今，在我國(guó)交通工程中廣泛采用高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)，它能為高速公路管理部門(mén)從收費(fèi)站、監(jiān)控分中心、監(jiān)控中心直至監(jiān)控總中心提供多級(jí)管理體系的公路監(jiān)控方案。其中包括：1.收費(fèi)站圖象監(jiān)控，收費(fèi)站圖像監(jiān)控與收費(fèi)系統(tǒng)緊密配合。由車(chē)道攝像機(jī)，監(jiān)視出入口車(chē)輛，抓拍車(chē)輛圖像、自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌；由收費(fèi)亭攝像機(jī)，監(jiān)視收費(fèi)人員操作，規(guī)范和監(jiān)督收費(fèi)；由收費(fèi)廣場(chǎng)攝像機(jī)，監(jiān)視收費(fèi)廣場(chǎng)的情況；監(jiān)視室攝像機(jī)，上級(jí)管理機(jī)構(gòu)可通過(guò)該監(jiān)視攝像機(jī)對(duì)收費(fèi)站監(jiān)視情況。2.管理中心監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制、電子地圖、實(shí)時(shí)報(bào)警、多級(jí)權(quán)限圖像監(jiān)視、圖像抓拍、抓拍檢索等功能。3.道路監(jiān)控，在交通樞紐，設(shè)置云臺(tái)攝像機(jī)，對(duì)交通情況進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控。數(shù)字視頻處理及監(jiān)控圖象抓拍，車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別。4.外場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，提供諸如車(chē)輛檢測(cè)器、氣象檢測(cè)器、緊急電話、可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志等的集成服務(wù)。

三、國(guó)外智能交通系統(tǒng)介紹

美國(guó)、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家為了解決共同所面臨的交通問(wèn)題，競(jìng)相投入大量資金和人力，開(kāi)始大規(guī)模地進(jìn)行道路交通運(yùn)輸智能化的研究試驗(yàn)。美國(guó)聯(lián)邦政府從1990年到1997年用于ITS研究開(kāi)發(fā)的年度預(yù)算總計(jì)為12.935億美元；歐盟從1984年到1998年僅用于ITS共同研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的預(yù)算就達(dá)280億歐洲貨幣單位；日本政府僅1996年和1997年用于ITS研究開(kāi)發(fā)的預(yù)算為161億日元，用于ITS實(shí)用化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的預(yù)算為1,285億日元。在美國(guó)，ITS應(yīng)用發(fā)展較快的幾個(gè)方面分別是，車(chē)輛安全系統(tǒng)（占 51%），電子收費(fèi)（占37%），公路及車(chē)輛管理系統(tǒng)（占28%），實(shí)時(shí)自動(dòng)定位系統(tǒng)（占20%），商業(yè)車(chē)輛管理系統(tǒng)（占14%）。 歐洲在ITS應(yīng)用方面的進(jìn)展，介于日本和美國(guó)之間。由于歐洲各國(guó)政府的分散投資和各國(guó)的ITS需求不一致，在整個(gè)歐洲建立統(tǒng)一的交通信息服務(wù)系統(tǒng)困難重重。然而在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的旅行信息系統(tǒng)（ATIS），先進(jìn)的車(chē)輛控制系統(tǒng)（AVCS），先進(jìn)的商業(yè)車(chē)輛運(yùn)行系統(tǒng)（ACVO），先進(jìn)的電子收費(fèi)系統(tǒng)方面，前景十分誘人。日本政府在ITS領(lǐng)域進(jìn)行了大量的資金、政策等方面的投入，以期形成ITS產(chǎn)業(yè)推動(dòng)日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在過(guò)去的5-6年的時(shí)間里，已經(jīng)有近400萬(wàn)套車(chē)內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)在市場(chǎng)上應(yīng)用。日本的ITS應(yīng)用主要是在交通信息提供；電子收費(fèi)；公共交通；商業(yè)車(chē)輛管理以及緊急車(chē)輛優(yōu)先等方面。除了歐、美、日以外，新興的工業(yè)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家也開(kāi)始ITS的全面開(kāi)發(fā)和研究，如韓國(guó)由建設(shè)交通部牽頭制定了全面的ITS框架結(jié)構(gòu)和發(fā)展計(jì)劃，新加坡已經(jīng)在全國(guó)開(kāi)始推行不停車(chē)電子收費(fèi)。世界各國(guó)紛紛開(kāi)展ITS的研究和開(kāi)發(fā)，除了解決交通問(wèn)題的原因之外，另一個(gè)重要的出發(fā)點(diǎn)則是ITS將成為繼軍事應(yīng)用之后高新技術(shù)最大的應(yīng)用市場(chǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展因?yàn)橹悄芙煌ㄏ到y(tǒng)（ITS）的發(fā)展與應(yīng)用，正邁向新紀(jì)元。在過(guò)去的一個(gè)時(shí)代，交通運(yùn)輸與社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的聯(lián)系更加緊密，道路運(yùn)輸已成為最重要的地面運(yùn)輸方式之一，在發(fā)展中中國(guó)，道路運(yùn)輸增長(zhǎng)的需求主要靠提供更多的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)滿足，特別是建立完善的道路網(wǎng)絡(luò)。然而在新來(lái)臨的時(shí)代，這種需求將受到限制，而且需求本身在很大程度上要靠先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)和電子技術(shù)來(lái)滿足。盡管在全球的許多地方仍將建設(shè)更多的基礎(chǔ)設(shè)施，但它已不再是解決交通運(yùn)輸擁擠的唯一辦法。隨著 ITS 的快速發(fā)展，中國(guó)正面臨為滿足日益增長(zhǎng)的尖銳的交通需求而必須在多種解決途徑中作出決斷。

參考文獻(xiàn)：

【1】沈志云.交通運(yùn)輸工程學(xué)[M].北京:人民交通出版社,2003年.

篇(3)

關(guān)鍵詞：定位技術(shù)，組合定位，GPS，DR

中途分類號(hào)：U49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言

智能運(yùn)輸系統(tǒng)，即ITS（Intelligent Transport Systems），是當(dāng)前世界上交通運(yùn)輸技術(shù)的前沿，它是在較完善的道路設(shè)施基礎(chǔ)上將信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子傳感技術(shù)、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)以及系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、智能的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)[1]。輛定位技術(shù)是智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為智能交通系統(tǒng)的主要功能之一，車(chē)載誘導(dǎo)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤車(chē)輛的當(dāng)前位置并為出行者提供從當(dāng)前位置到目的地的最優(yōu)路徑，只有做到時(shí)實(shí)準(zhǔn)確的當(dāng)前位置跟蹤顯示，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的誘導(dǎo)。因此，準(zhǔn)確定位是實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)主要功能的前提條件[2]。

正文

1．車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)的概念起源于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)采用的是航位推算/地圖匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的定位和導(dǎo)航。航位推算系統(tǒng)通常由里程表、角速度陀螺和微處理器等組成。由于這種航位推算系統(tǒng)容易產(chǎn)生誤差積累，單純的航位推算系統(tǒng)的誤差較大，動(dòng)態(tài)定位精度較低，實(shí)用性受到限制，這類系統(tǒng)被稱為第一代車(chē)輛定位與導(dǎo)航系統(tǒng)。

80年代末GPS定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得GPS技術(shù)很快應(yīng)用到車(chē)輛的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)之中。由于在任一時(shí)刻，地球上任一目標(biāo)均能通過(guò)GPS定位系統(tǒng)得知其三維坐標(biāo)、三維速度和準(zhǔn)確時(shí)間，只要在車(chē)輛上安裝GPS接收機(jī)，便能實(shí)時(shí)獲知車(chē)輛的位置、運(yùn)行速度、和運(yùn)行方向等信息。但是，車(chē)載GPS接收機(jī)的定位精度經(jīng)常受到衛(wèi)星信號(hào)狀況和道路環(huán)境的影響。在一天內(nèi)，不同時(shí)刻以及不同地區(qū)的衛(wèi)星信號(hào)的狀況差別很大，有時(shí)甚至不能接收到正常的GPS信號(hào)，另外，當(dāng)車(chē)輛行駛在隧道內(nèi)、高層建筑附近以及高大樹(shù)木下時(shí)，也不能接收到衛(wèi)星信號(hào)，從而無(wú)法定位。因此，盡管車(chē)載GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度比最早的航位推算系統(tǒng)的精度提高了，但單純GPS定位系統(tǒng)仍然存在著定位精度有時(shí)較低、可靠性不高的問(wèn)題。

從90年代開(kāi)始，國(guó)外就開(kāi)始了GPS組合導(dǎo)航技術(shù)在車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用。美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家先后推出了新一代的車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)。這類系統(tǒng)被成為第二代車(chē)輛定位與導(dǎo)航系統(tǒng)。它們的共同特點(diǎn)是車(chē)輛的定位精度比第一代系統(tǒng)的定位精度有很大提高，都是利用GPS組合導(dǎo)航技術(shù)來(lái)提高定位精度以及導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性。

在城市交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、連續(xù)、可靠地提供移動(dòng)站的位置信息是非常重要的。但不論是在城市還是在郊區(qū)，GPS衛(wèi)星信號(hào)都會(huì)受到高樓和隧道的遮擋。因此，僅用GPS來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷的定位是不可能的。而車(chē)輛航位推算導(dǎo)航系統(tǒng)（DR）是一種自主式的車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)，它利用陀螺及里程儀的傳感信息來(lái)記錄和推算當(dāng)前的導(dǎo)航位置，它具有短時(shí)間內(nèi)精度高，但導(dǎo)航誤差隨時(shí)間積累的特點(diǎn)。因此，將GPS和DR組合來(lái)構(gòu)成車(chē)輛定位系統(tǒng)，可以很好的解決車(chē)輛短時(shí)間內(nèi)會(huì)丟失GPS衛(wèi)星信號(hào)的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)地對(duì)車(chē)輛進(jìn)行定位[3]。

GPS/DR組合定位系統(tǒng)由GPS定位系統(tǒng)、航位推算系統(tǒng)（DR）和信息處理系統(tǒng)三部分構(gòu)成，系統(tǒng)原理框圖如圖1：

圖1 GPS/DR組合定位系統(tǒng)

Fig.1 the GPS / DR integrated positioning system

信息處理系統(tǒng)接收來(lái)自GPS定位系統(tǒng)和航位推算系統(tǒng)（DR）兩種定位數(shù)據(jù)，根據(jù)組合定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行兩種定位結(jié)果的數(shù)據(jù)融合。當(dāng)車(chē)輛行駛時(shí)，由于林蔭、路邊隧道及路邊高層建筑因素造成GPS信號(hào)丟失，GPS定位系統(tǒng)無(wú)法正常工作時(shí)，能夠利用DR系統(tǒng)自主定位結(jié)果得以維持正常導(dǎo)航。此外當(dāng)GPS系統(tǒng)由于可見(jiàn)衛(wèi)星少于4顆而定位精度較低時(shí)，還可以利用DR系統(tǒng)在一定距離內(nèi)的較高精度改善GPS的定位精度。DR系統(tǒng)推算結(jié)果誤差會(huì)隨時(shí)間積累，可定時(shí)對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定和校正。

在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中采用多傳感器信息融合技術(shù)可以擴(kuò)展整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間和空間覆蓋率，增加系統(tǒng)的信息利用率，提高融合數(shù)據(jù)的置信度和精度，增強(qiáng)系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可靠性。實(shí)現(xiàn)GPS/DR組合導(dǎo)航的核心問(wèn)題是數(shù)據(jù)融合方案的設(shè)計(jì)，即采用何種方法來(lái)融合兩種定位系統(tǒng)的信息以獲得最優(yōu)的組合定位結(jié)果。在車(chē)輛導(dǎo)航定位中有兩種常用的組合方案：切換式組合和Kalman濾波。

對(duì)車(chē)載GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)，最簡(jiǎn)單易行的融合方法是切換式組合導(dǎo)航，即根據(jù)GPS數(shù)據(jù)的有效性來(lái)使系統(tǒng)的定位輸出在GPS數(shù)據(jù)和DR數(shù)據(jù)之間切換。但這種方法信息利用率低，定位精度未獲提高，只是解決GPS遮擋問(wèn)題的簡(jiǎn)易方法，對(duì)多徑效應(yīng)等造成的定位誤差則無(wú)能為力。

Kalman濾波方法用于GPS/DR組合定位系統(tǒng)就是將GPS和DR信息系統(tǒng)同時(shí)用于定位解的求解過(guò)程中，使系統(tǒng)的狀態(tài)在濾波過(guò)程中不斷得到修正，組合定位的輸出又可以提供較為準(zhǔn)確的初始位置和方向信息，從而在GPS失效時(shí)，單獨(dú)使用DR推算定位時(shí)也能長(zhǎng)時(shí)間保持較高的定位精度。據(jù)利用信息的不同，基于Kalman濾波的GPS/DR組合方案又分為集中卡爾曼濾波器和分散卡爾曼濾波器。過(guò)去通常采用集中卡爾曼濾波器，但這種濾波器的階次太大，而且任何一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障都直接影響組合系統(tǒng)的性能，甚至使組合導(dǎo)航系統(tǒng)失敗，即系統(tǒng)沒(méi)有容錯(cuò)能力。目前，分散卡爾曼濾波器以其高容錯(cuò)性應(yīng)用的越來(lái)越多，并推廣出一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)的聯(lián)合卡爾曼濾波器。

結(jié)論

本文系統(tǒng)地研究了智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的車(chē)輛定位的原理與方法。重點(diǎn)研究了車(chē)輛定位常用方法，即推斷定位、GPS定位和GPS/DR組合定位系統(tǒng)。在上述研究與分析的基礎(chǔ)上，采用GPS/DR組合是市區(qū)車(chē)輛定位的良好途徑。組合定位系統(tǒng)的關(guān)鍵是選擇具有良好性能價(jià)格比的DR傳感器并建立聯(lián)合處理GPS、DR信號(hào)的算法。文中提出的卡爾曼濾波方法能夠很好地處理來(lái)自GPS和DR的信息獲得車(chē)輛位置。

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[4] 張國(guó)伍，彭宏勤.智能交通系統(tǒng)工程導(dǎo)論[M].電子工業(yè)出版社.2003.09

篇(4)

摘要：物聯(lián)網(wǎng)描繪的是充滿智能化的世界：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)誤操作的時(shí)候汽車(chē)會(huì)自動(dòng)報(bào)警；下雨時(shí)，窗戶會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等。美國(guó)權(quán)威資訊機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測(cè)，到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30：1.有研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，這一技術(shù)將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)上萬(wàn)億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)，其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。因此，物聯(lián)網(wǎng)將是繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一次給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各方面帶來(lái)跨越式發(fā)展得技術(shù)變革，已引起了各國(guó)各領(lǐng)域的密切關(guān)注和研究。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高科技；技術(shù)變革

1.引言

然而，物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)的機(jī)遇更是挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要一個(gè)寬松的環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力，這樣才能實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)及跨產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)，形成產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，共同推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。這就要求我們能夠從深層次發(fā)現(xiàn)和解決物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵理論問(wèn)題、攻克技術(shù)難點(diǎn)及將物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)的成果應(yīng)用與實(shí)際，則我們就可以再物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)的挑戰(zhàn)中獲得發(fā)展得機(jī)遇。否則，我們只會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)上浪費(fèi)時(shí)間和資源，又一次錯(cuò)過(guò)了在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的機(jī)遇。

2.發(fā)展現(xiàn)狀和目標(biāo)

2.1發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)線射頻識(shí)別產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)100億元，傳感器市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)900億元，其中， 微機(jī)電系統(tǒng)傳感器市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)150億元；機(jī)器到機(jī)器終端數(shù)量接近1000萬(wàn)，形成全球最大的M2M市場(chǎng)之一。

2.2發(fā)展目標(biāo)

我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的十年目標(biāo)是把我國(guó)初步建成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新國(guó)家。教育部工信部授權(quán)理工科高校開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程，為學(xué)生傳授物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程，但凸顯劣勢(shì)的是，師資相對(duì)缺乏。可喜的是有華清遠(yuǎn)見(jiàn)這樣的物聯(lián)網(wǎng)工程師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。總體來(lái)講物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的發(fā)展令人期待。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)有以下三點(diǎn)。

（1） 自主創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)，攻克一批核心關(guān)鍵技術(shù)，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定中掌握重要話語(yǔ)權(quán)，初步實(shí)現(xiàn)“兩端趕超、中間突破”即在高端傳感、新型RFID、智能儀表、嵌入式智能操作系統(tǒng)、核心芯片等感知識(shí)別領(lǐng)域和高端應(yīng)用軟件與中間件、基礎(chǔ)架構(gòu)、云計(jì)算、高端信息處理等應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主研發(fā)，技術(shù)掌控力顯著提升；在M2M通信、近距離無(wú)線傳輸?shù)任锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性技術(shù)突破，躋身世界先進(jìn)行列。

（2） 具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)體系初步形成。在傳感器與傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、智能儀器儀表、智能終端、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、等物聯(lián)網(wǎng)制造產(chǎn)業(yè)，通信服務(wù)、云計(jì)算服務(wù)、軟件、高端集成與應(yīng)用等物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)，以及嵌入式系統(tǒng)、芯片與微納器件等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵支撐產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域培育一批領(lǐng)軍企業(yè)，初步形成從芯片、軟件、終端整機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用到測(cè)試儀器儀表的完整產(chǎn)業(yè)鏈，初步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性產(chǎn)業(yè)集聚、門(mén)類齊全、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈及空間布局。

（3） 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平顯著提升。建成一批物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用重大工程，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和民生服務(wù)等重點(diǎn)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用全面開(kāi)展；國(guó)家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級(jí)全面啟動(dòng)，寬帶、融合、安全的下一代信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施初步形成。

從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展角度看，今后10―40年發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第一要?jiǎng)?wù)是要建設(shè)讓大眾快捷獲取信息和知識(shí)、能有效協(xié)同工作、生活更加高品質(zhì)的信息網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)寬帶化、移動(dòng)化和三網(wǎng)融合，走向下一代互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)一步向后IP時(shí)代的新網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展；物聯(lián)網(wǎng)從監(jiān)視、控制、反饋一體化，向泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方面基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展普及。網(wǎng)絡(luò)媒體進(jìn)入主流媒體，傳統(tǒng)媒體與網(wǎng)絡(luò)媒體的融合，聯(lián)合構(gòu)建媒體輿論引導(dǎo)的新格局。云計(jì)算平臺(tái)為物聯(lián)網(wǎng)提供支持環(huán)境；物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)將從交叉學(xué)科融合，向完善的網(wǎng)絡(luò)信息論發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和服務(wù)將相互影響，實(shí)現(xiàn)人類向往的充滿智慧、更加美好、幸福的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

3.主要任務(wù)

（一）大力攻克核心技術(shù)。（二）加快構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系。（三）協(xié)調(diào)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（四）著力培育骨干企業(yè)。（五）積極開(kāi)展應(yīng)用示范。（六）合理規(guī)劃區(qū)域布局。（七）加強(qiáng)信息安全保障。（八）提升公共服務(wù)能力。

4.前景分析

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。根據(jù)美國(guó)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值將比互聯(lián)網(wǎng)大30倍，物聯(lián)W將成為下一個(gè)萬(wàn)億元級(jí)別的信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)。

2011年12月，醞釀已久的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》正式印發(fā)。《規(guī)劃》明確，將加大財(cái)稅支持力度，增加物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資金規(guī)模，加大產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)等對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的投入比重，鼓勵(lì)民資、外資投入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。《規(guī)劃》提出，到2015年初步完成產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建的目標(biāo)：形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，培育和發(fā)展10個(gè)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，100家以上骨干企業(yè)，一批“專、精、特、新”的中小企業(yè)，建設(shè)一批覆蓋面廣、支撐力強(qiáng)的公共服務(wù)平臺(tái)。“十二五”期間，物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)施五大重點(diǎn)工程：關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程、標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工程、“十區(qū)百企”產(chǎn)業(yè)發(fā)展工程、重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用示范工程以及公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)工程。其中，重點(diǎn)領(lǐng)域主要涉及智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療和智能家居等。

從物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)來(lái)看，至2015年，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)30.0%。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，必將有大大小小的科技企業(yè)受益于國(guó)家政策扶持，進(jìn)入科技產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中。從行業(yè)的角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)主要涉及的行業(yè)包括電子、軟件和通信，通過(guò)電子產(chǎn)品標(biāo)識(shí)感知識(shí)別相關(guān)信息，通過(guò)通信設(shè)備和服務(wù)傳導(dǎo)傳輸信息，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理存儲(chǔ)信息。而這些產(chǎn)業(yè)鏈的任何環(huán)節(jié)都會(huì)開(kāi)成相應(yīng)的市場(chǎng)，加總在一起的市場(chǎng)規(guī)模就相當(dāng)大，可以說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的細(xì)化將帶來(lái)市場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)分，造就一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。

據(jù)思科最新報(bào)告稱，未來(lái)10年，物聯(lián)網(wǎng)將帶來(lái)一個(gè)價(jià)值14.4萬(wàn)億美元的巨大市場(chǎng)，未來(lái)1/3的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)機(jī)會(huì)在美國(guó)，30%在歐洲，而中國(guó)和日本將分別占據(jù)12%和5%。

示范工程

《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》圈定9大領(lǐng)域重點(diǎn)示范工程，分別是：智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居。

篇(5)

【關(guān)鍵詞】智慧城市；智能建筑；建筑設(shè)計(jì)

On the Smart City Smart Building Design

Dang Hong-bo

（Shandong Light Industry Design InstituteJinanShandong250014）

【Abstract】Smart City is the highest stage of urban development of information technology， its essence is the use of advanced information technology， management and operation of urban wisdom， so as to promote harmonious urban and sustainable development. Integrated intelligent building is a product of modern science and technology， fit the harmonious development of ecological concept of sustainable development， through the use of modern building technology， modern computer technology and modern communications technology of modern control technology to provide an efficient， comfortable and convenient for users to humanity of the built environment. In the smart city constantly under construction and development background， how to design intelligent building， to better integrate with the smart city， become a important topic worthy of further study.

【Key words】Smart City；Intelligent building；Architectural design

1. 引言

智慧城市建設(shè)起源于城市信息化建設(shè)。21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，隨著信息科技和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛躍發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)從互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中脫穎而出，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的目標(biāo)之一就是構(gòu)建智慧城市。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與云計(jì)算服務(wù)的急速發(fā)展，促使智能化、信息化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程三者的加速融合，催動(dòng)了“智慧城市”的建設(shè)。智慧城市是數(shù)字城市發(fā)展的延續(xù)，強(qiáng)調(diào)了感知、智能控制、智能管理、智能服務(wù)和智能處理等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用使得城市中與傳感 / 控制相關(guān)的行業(yè)獲得了飛躍的發(fā)展，智能建筑、智能交通、智能公共安全、智能醫(yī)療、智能物流、智能農(nóng)畜牧業(yè)、智能社區(qū)等應(yīng)運(yùn)而生。目前，智能建筑行業(yè)無(wú)一致的體系架構(gòu)可循，各個(gè)智能建筑項(xiàng)目各行其事，造成城市中眾多的建筑物信息孤島。因此，智能建筑要融入智慧城市的建設(shè)，需要有統(tǒng)一的體系架構(gòu)，智能建筑體系架構(gòu)應(yīng)是智慧城市體系架構(gòu)的一個(gè)分支，與智慧城市體系架構(gòu)連接，并融入智慧城市的體系架構(gòu)中。但目前智能建筑設(shè)計(jì)仍然存在諸多問(wèn)題，例如，設(shè)計(jì)人員對(duì)智能建筑設(shè)計(jì)了解不夠深入，施工圖設(shè)計(jì)質(zhì)量較差，而且由于建筑設(shè)計(jì)中建筑、結(jié)構(gòu)、水、電、暖等各專業(yè)均由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，系統(tǒng)集成商只搞智能化設(shè)計(jì)，與各專業(yè)配合困難，制約了智能建筑融入智慧城市的成效。

2. 智能建筑融入智慧城市建設(shè)中的設(shè)計(jì)對(duì)策

2.1完善智能建筑體系架構(gòu)。

智能建筑是一種新的建筑類型，具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值，但是，在實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在一些問(wèn)題，影響智能建筑與智慧城市建設(shè)的融合。因此，必須對(duì)這些影響因素進(jìn)行嚴(yán)格控制，最主要的就是加強(qiáng)相應(yīng)體系架構(gòu)的建設(shè)，保障整個(gè)智能建筑行業(yè)具備統(tǒng)一體系架構(gòu)，從而規(guī)范和約束所有智能建筑，促進(jìn)其能夠更好地融入到智慧城市的建設(shè)中去。

2.2充分應(yīng)用 B/S 訪問(wèn)模式。

智能化是智能建筑的突出特點(diǎn)。這種智能化特點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，需要充分應(yīng)用各種門(mén)戶技術(shù)及優(yōu)化訪問(wèn)模式。智能建筑的設(shè)計(jì)理念應(yīng)自上向下，按功能需求，設(shè)計(jì)若干個(gè)子系統(tǒng)，然后，再考慮是否要集成。在智慧城市建設(shè)的大目標(biāo)下，智能建筑系統(tǒng)應(yīng)采用門(mén)戶技術(shù)和 B/S 訪問(wèn)模式。目前智能建筑各個(gè)物聯(lián)子系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越趨向 B/S 訪問(wèn)模式，基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)、采用門(mén)戶技術(shù)和 Web 服務(wù)是大勢(shì)所向。不僅應(yīng)用軟件、而且系統(tǒng)維管軟件均要采用該技術(shù)和訪問(wèn)模式。門(mén)戶技術(shù)和 B/S 訪問(wèn)模式是目前所有電腦、智能終端均支持的功能，可以認(rèn)為，門(mén)戶技術(shù)和 B/S 訪問(wèn)模式是智能建筑基層集成、乃至行業(yè)走向大集成的技術(shù)底線，將有效地促使智能建筑更好的融入到整個(gè)智慧城市中去。

篇(6)

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng) 智能建筑 傳感器 射頻技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)能將無(wú)處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，通過(guò)各種無(wú)線、有線的或長(zhǎng)或短距離的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營(yíng)”一體化。

融現(xiàn)代建筑技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技于一體的智能建筑悄然興起，智能大廈、智能小區(qū)已經(jīng)遍布世界各地，其發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛。而目前方興未艾的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)因其各種特性，引入到智能建筑中，必將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。

一、什么是物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個(gè)重要特征。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）指的是將無(wú)處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等和“外在使能”（Enabled）的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)（Assets）、攜帶無(wú)線終端的個(gè)人與車(chē)輛等“智能化物件或動(dòng)物”或“智能塵埃”（Mote），通過(guò)各種無(wú)線/有線的長(zhǎng)距離/短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M）、應(yīng)用大集成（Grand Integration）、以及基于云計(jì)算的SaaS營(yíng)運(yùn)等模式，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營(yíng)”一體化。

從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID 標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體、采集信息的來(lái)源，其主要功能是識(shí)別物體，采集信息。

網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無(wú)線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案例。

二、什么是智能建筑

所謂智能建筑，就是給傳統(tǒng)建筑加上“靈敏”的神經(jīng)系統(tǒng)和“聰明”的頭腦，以提高人們的居住質(zhì)量，給住戶帶來(lái)多元化信息和安全、舒適、便利的生活環(huán)境。在建筑業(yè)界流傳著“3A”的說(shuō)法，即指BA（樓宇自動(dòng)化）、OA（辦公室自動(dòng)化）和CA（通訊自動(dòng)化），“A”代表自動(dòng)化，“A”（自動(dòng)化）智能建筑、智能住宅和智能社區(qū)，代表著人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化、家庭信息化和社區(qū)網(wǎng)絡(luò)化三個(gè)需求的階段。

智能建筑在20世紀(jì)80年代中期起源于美國(guó)，并在美國(guó)得到了迅猛發(fā)展，不久，智能建筑的發(fā)展在世界范圍內(nèi)一浪高過(guò)一浪，在歐洲、日本和東南亞等地區(qū)迅速刮起了建智能建筑之風(fēng)。據(jù)報(bào)道，智能建筑也經(jīng)過(guò)了一個(gè)演變過(guò)程。上個(gè)世紀(jì)80年代初，大量采用電子技術(shù)的家用電器面市，當(dāng)時(shí)人們稱之為住宅電子化；80年代中期，將家用電器、通信設(shè)備與安保防災(zāi)設(shè)備各自獨(dú)立的功能綜合為一體后，形成了住宅自動(dòng)化概念；80年代末，由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了對(duì)住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過(guò)總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng)，這在美國(guó)稱為智慧屋、在歐洲稱為時(shí)髦屋，日本建設(shè)省在推進(jìn)智能建筑概念時(shí)，提出了家庭總線系統(tǒng)概念。

總之，智能建筑必須具備以下四個(gè)條件：一是一套先進(jìn)的樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)，以營(yíng)造一種溫馨、回歸大自然的生活環(huán)境。二是一套結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，將整座大樓或整個(gè)小區(qū)的數(shù)據(jù)通信、語(yǔ)音通信、多媒體通信融為一體。三是一個(gè)現(xiàn)代化的通訊系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)代信息社會(huì)高效率的工作需求。四是一個(gè)對(duì)大樓的強(qiáng)電設(shè)備和弱電系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視和管理的系統(tǒng)集成平臺(tái)，為住戶提供良好的物業(yè)管理和一流服務(wù)。

我國(guó)智能建筑的起步較晚，但近幾年來(lái)，在北京、上海、廣州等大城市，相繼建起了具有相當(dāng)水平的智能建筑。智能建筑是一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力和科技水平的具體體現(xiàn)之一，目前世界各國(guó)都在加大力度發(fā)展智能建筑，中國(guó)也把智能建筑的建設(shè)納入了重要的議程。權(quán)威專家認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻技術(shù)、通信技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，使未來(lái)智能建筑正朝著集約化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，綠色、環(huán)保、節(jié)能是智能建筑發(fā)展的主流方向，另外，在智能建筑的建設(shè)中，應(yīng)避免重技術(shù)、輕管理，重硬輕軟的情況，創(chuàng)造出以人為中心的數(shù)字化的高效家居及辦公環(huán)境。

三、物聯(lián)網(wǎng)對(duì)智能建筑的影響

當(dāng)前智能建筑技術(shù)現(xiàn)狀，智能建筑包括了20-30個(gè)子系統(tǒng)；子系統(tǒng)分成兩大類：常規(guī)與專業(yè)應(yīng)用；絕大部分常規(guī)類、幾乎全部專業(yè)應(yīng)用類子系統(tǒng)均為網(wǎng)絡(luò)化、IP網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)；建筑設(shè)備監(jiān)控、安防、一卡通等已經(jīng)構(gòu)成ITP/IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的集成融合子系統(tǒng)。一卡通包含很多內(nèi)容，門(mén)禁、消費(fèi)等等很多內(nèi)容，現(xiàn)在融合起來(lái)了，變成一個(gè)集成融合子系統(tǒng)。智能建筑技術(shù)遍及各個(gè)行業(yè)，從傳統(tǒng)“弱點(diǎn)”發(fā)展成“綜合集成系統(tǒng)”；智能建筑技術(shù)遍及數(shù)字城市，是構(gòu)建數(shù)字城市核心技術(shù)之一；智能建筑技術(shù)是構(gòu)建綠色建筑的重要技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范日趨完善。

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)智能建筑技術(shù)影響無(wú)處不在；設(shè)備經(jīng)過(guò)傳感器聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遍及大部分子系統(tǒng)；可以說(shuō)：很多子系統(tǒng)已經(jīng)是準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)或已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)。什么叫物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，有三個(gè)方面內(nèi)容，一部分是傳感器聯(lián)網(wǎng)，一部分是互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議棧，一部分是設(shè)備網(wǎng)站。現(xiàn)在很多子系統(tǒng)可以說(shuō)已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)。例如智能家居、建筑設(shè)備監(jiān)控、安防、一卡通、電子配線架、遠(yuǎn)傳抄表、專業(yè)應(yīng)用等系統(tǒng)。

智能建筑設(shè)備傳感器聯(lián)網(wǎng)方式：?jiǎn)蜗?雙向；單路/多路；TCP/IP網(wǎng)、非TCP/IP網(wǎng)；設(shè)備間無(wú)直接互動(dòng)/直接互動(dòng)。簡(jiǎn)單例：遠(yuǎn)傳抄表/一卡通/視頻監(jiān)控等。復(fù)雜例：智能家居/建筑設(shè)備監(jiān)控等。

智能建筑的物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，家居網(wǎng)連接了家電、安防、窗簾、遠(yuǎn)傳表具。家居網(wǎng)可以是無(wú)線，可以是電力載波，也可以是以太網(wǎng)等等。大部分家居網(wǎng)里可能都不是TCP/IP支持的網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)家居里面必須要有智能家居控制器來(lái)控制這些設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。每個(gè)家里面有一個(gè)智能家居控制器以后，到小區(qū)里可以通過(guò)以太網(wǎng)跟住戶連接起來(lái)，住戶也可以反饋?zhàn)约杭依镆恍┣闆r。要么就是移動(dòng)通信網(wǎng)，要么就是以太網(wǎng)。

什么叫做物聯(lián)網(wǎng)？我們知道物聯(lián)網(wǎng)里面一個(gè)最主要的核心部分是互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在住戶移動(dòng)終端跟物業(yè)里，必須要瀏覽器跟服務(wù)器的訪問(wèn)，如果B/S訪問(wèn)模式必須要有一個(gè)服務(wù)器，服務(wù)器放在家居智能控制器里面，也就是說(shuō)住戶的移動(dòng)終端或者物業(yè)的終端，通過(guò)服務(wù)器就可以訪問(wèn)到家居設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)它們進(jìn)行控制。

四、物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑系統(tǒng)中應(yīng)用的可能性分析

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將其應(yīng)用在智能建筑系統(tǒng)中已經(jīng)成為可能，具體可表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.物件（設(shè)備）經(jīng)傳感器聯(lián)網(wǎng)明顯地反映在智能家居、建筑設(shè)備監(jiān)控、安防、一卡通、遠(yuǎn)傳表、電子配線管理、智能照明、公共廣播、會(huì)議系統(tǒng)、機(jī)房以及某些專業(yè)應(yīng)用等系統(tǒng)中。

2.以局域網(wǎng)作為內(nèi)網(wǎng)是智能建筑的網(wǎng)絡(luò)層主要結(jié)構(gòu)。

3.TCP/IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支撐設(shè)備的管理和監(jiān)控。

4.實(shí)現(xiàn)管理和監(jiān)控，瀏覽器和服務(wù)器（B/S）訪問(wèn)模式逐漸取代了傳統(tǒng)的B/S與客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）混合訪問(wèn)模式。

5.智能建筑設(shè)備傳感/控制聯(lián)網(wǎng)方式實(shí)際開(kāi)關(guān)量或模擬量、單向或雙向、單路或多路、TCP/IP支持的網(wǎng)或TCP/IP不直接支持的網(wǎng)、設(shè)備間無(wú)互動(dòng)或設(shè)備間互動(dòng)5個(gè)因素。

不同的子系統(tǒng)設(shè)備傳感器/控制聯(lián)網(wǎng)方式可能不同，其中模擬量、雙向、多路、非TCP/IP網(wǎng)、設(shè)備間互動(dòng)的聯(lián)網(wǎng)方式比較復(fù)雜，建筑設(shè)備監(jiān)控、智能家居、機(jī)房環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)涉及的傳感/控制聯(lián)網(wǎng)就歸于此類情況。

6.“十二五”物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃所支持的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域與智能建筑關(guān)系密切。

五、智能建筑物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系架構(gòu)

智能建筑物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系架構(gòu)可細(xì)分成6層和公共技術(shù)共7部分。

1.智能建筑傳感與執(zhí)行層。各子系統(tǒng)物件傳感相互協(xié)調(diào)，互不干擾。

2.短距離通信技術(shù)和協(xié)同處理層。涉及傳感器與執(zhí)行器所連接的現(xiàn)場(chǎng)總線和通信技術(shù)，以及設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)上的互動(dòng)和協(xié)同處理。

3.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)層。對(duì)于智能建筑物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的子系統(tǒng)該層的內(nèi)容幾乎全部是TCP/IP以太網(wǎng)平臺(tái)某些子系統(tǒng)需要建立移動(dòng)通信網(wǎng)平臺(tái)。

4.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議層。該層內(nèi)容是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)所支持的應(yīng)用協(xié)議如HTTP、FTP、MIME、SNMP、XML等。

5.服務(wù)支持層。該層內(nèi)容包括數(shù)據(jù)資源和中間件等。

6.智能建筑應(yīng)用層。對(duì)于智能建筑物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的子系統(tǒng)必須具備基于瀏覽器的B/S訪問(wèn)模式的管理和監(jiān)控功能。

7.公共技術(shù)。公共技術(shù)主要包括建立系統(tǒng)所需要的公共文件和服務(wù)如標(biāo)志解析、信息安全、系統(tǒng)管理等。

六、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在智能建筑中應(yīng)注意的若干問(wèn)題

1.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要目標(biāo)可認(rèn)為是數(shù)字城市（目前稱感知城市）和行業(yè)智能化。國(guó)家“十二五”規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)鎖定的十大重點(diǎn)領(lǐng)域雖然遍及數(shù)字城市但與處于基層的智能建筑關(guān)系密切：智能家居領(lǐng)域本來(lái)是智能建筑的一部分；工業(yè)與自動(dòng)化領(lǐng)域包括智能建筑中的建筑設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)；環(huán)境與安全檢測(cè)領(lǐng)域落實(shí)到智能建筑中就是綠色建筑環(huán)保監(jiān)測(cè)以及重要的安防系統(tǒng)；智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、醫(yī)療健康、金融與服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與這些領(lǐng)域中的智能建筑相關(guān)專業(yè)子系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有關(guān)。

2.物聯(lián)網(wǎng)的原文是Internet of Things但對(duì)于基于建筑物、基本由TCP/IP以太網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)支撐的智能建筑來(lái)說(shuō)其物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)不可能發(fā)展成由Internet來(lái)支撐即智能建筑領(lǐng)域的物件資源不太可能在互聯(lián)網(wǎng)上被共享。但是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議（如瀏覽器、HTTP、Web Server、MIME、XML等）對(duì)智能建筑物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的支持極為重要。可以認(rèn)為智能建筑物聯(lián)網(wǎng)物件資源的共享發(fā)生在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持的內(nèi)網(wǎng)以太網(wǎng)平臺(tái)上。

3.智能建筑各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)的應(yīng)用層采用B/S訪問(wèn)模式的重要性在于如下幾點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式源于上一代互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式顯然應(yīng)用層的B/S訪問(wèn)模式是主導(dǎo)隨著瀏覽器越來(lái)越強(qiáng)大的功能當(dāng)前國(guó)內(nèi)外智能建筑產(chǎn)品的應(yīng)用層均走上全B/S之路替代了B/S與C/S混合模式。

便于構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能建筑集成系統(tǒng)。如果有關(guān)的子系統(tǒng)均為B/S訪問(wèn)模式則形成智能建筑集成系統(tǒng)（BMS）新穎的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是迎刃而解的事。便于向上融合。B/S訪問(wèn)模式是智能建筑作為基層子系統(tǒng)融合到感知城市或（和）行業(yè)整體的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的重要技術(shù)支撐。云計(jì)算是當(dāng)前信息化發(fā)展的重要目標(biāo)為了構(gòu)建即將到來(lái)的智能建筑物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算平臺(tái)B/S訪問(wèn)模式是必要的技術(shù)條件。如當(dāng)前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)推出基于智能建筑云計(jì)算的能源管理系統(tǒng)以能源管理的云計(jì)算服務(wù)改變當(dāng)前每個(gè)建筑孤島式的能源管理。智能建筑公共運(yùn)維服務(wù)是智能建筑行業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)之一。要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)必須摒棄傳統(tǒng)智能建筑孤島式的運(yùn)維模式。物聯(lián)網(wǎng)B/S訪問(wèn)模式為智能建筑發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)公共運(yùn)維服務(wù)提供了必要的技術(shù)支撐。智能建筑領(lǐng)域應(yīng)用層的B/S訪問(wèn)模式是發(fā)展智能建筑物聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的決定性的技術(shù)條件。

4.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)基本的傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于一些領(lǐng)域是物聯(lián)網(wǎng)感知層的始祖。但對(duì)于智能建筑的感知層RFID傳感器在一些子系統(tǒng)中很少使用，而在一卡通和出入口控制等子系統(tǒng)中使用了類RFID傳感器技術(shù)。可以認(rèn)為智能建筑的感知層是較復(fù)雜的不僅傳感器的種類繁多而且還包括相當(dāng)多的執(zhí)行器。某些子系統(tǒng)（如建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能家居等）在感知層實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互動(dòng)是智能建筑物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)特點(diǎn)；而在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)有關(guān)子系統(tǒng)（如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與視頻監(jiān)控）間的聯(lián)動(dòng)則又是一個(gè)特點(diǎn)。

篇(7)

（沈陽(yáng)市勘察測(cè)繪研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

0　引言

自21世紀(jì)以來(lái)，信息化、數(shù)字化在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了其無(wú)法取代的重要地位，當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也日益革新，朝著信息化發(fā)展。信息技術(shù)的迅速發(fā)展，改變了許多傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展模式，重新塑造了新的生產(chǎn)方式，進(jìn)一步加速了經(jīng)濟(jì)全球化。作為一種有效的信息分析體系，地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)已經(jīng)顯現(xiàn)出其不可替代的優(yōu)勢(shì)。地理信息系統(tǒng)起源于20世紀(jì)60年代，主要利用計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，集數(shù)據(jù)采集、分析處理、管理輸出為一體，由地理、計(jì)算機(jī)、測(cè)繪、信息、環(huán)境、管理等學(xué)科組成的一門(mén)新興學(xué)科。它主要優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)地理信息圖形化、可視化，因而獲取的信息內(nèi)容也更加豐富、靈活。對(duì)于其存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)類型而言，空間數(shù)據(jù)可以反映地理事物空間位置的信息，而屬性數(shù)據(jù)則可以反映地理事物其它特征的信息，如城市人口、經(jīng)濟(jì)總量等。進(jìn)入新時(shí)期，管理理念也發(fā)生著巨大的變化，地理信息系統(tǒng)也慢慢被用于城市管理并體現(xiàn)了其無(wú)法替代的作用。城市管理中，需要涉及方方面面的內(nèi)容，而且負(fù)責(zé)規(guī)劃與管理的各司其職，使用對(duì)象不盡相同。地理信息系統(tǒng)的使用者中不僅有政府部門(mén)還有各職能專業(yè)部門(mén)以及部分民眾。因此，建立、優(yōu)化城市管理中的地理信息系統(tǒng)就顯得尤為重要，這對(duì)于提高城市整體綜合水平具有十分重要的意義。

1　地理信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)功能十分強(qiáng)大，它不僅包含了空間數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和處理，還可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建立模型，最終通過(guò)空間信息輸出結(jié)果制作各種類型的地圖用于實(shí)際問(wèn)題的預(yù)測(cè)和解決。

1.1　地理信息系統(tǒng)的建立

地理信息系統(tǒng)在城市的發(fā)展規(guī)劃中起著無(wú)可比擬的作用，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的建立也日益迫切。如何建立一套完整的地理信息系統(tǒng)使其更好地服務(wù)管理、監(jiān)控、發(fā)展等其他方面，也顯得越來(lái)越重要。城市管理與規(guī)劃涉及要素多、事務(wù)雜，不僅要包括地理事物空間位置的空間信息數(shù)據(jù)而且要包含反應(yīng)地理事物其它特征信息的屬性數(shù)據(jù)。因此建立起如此龐大精密的系統(tǒng)就顯得尤為復(fù)雜。總體說(shuō)來(lái)，城市管理中地理信息系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

從圖中可以看出，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，要建立起一個(gè)地理信息系統(tǒng)，首先要有現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、gps數(shù)據(jù)以及其它形式數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的獲取可以構(gòu)成系統(tǒng)的信息源。通過(guò)信息源，計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集分析和處理，之后再與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)分析，輸出我們所想要的不同類型數(shù)據(jù)。通過(guò)獲得的輸出信息，最后就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬等過(guò)程給出最終一個(gè)最優(yōu)化的決策方案。利用系統(tǒng)，可以完成辦文、規(guī)劃、測(cè)繪地籍管及土地等基礎(chǔ)設(shè)施的最優(yōu)化管理。

1．2　地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

由于地理信息系統(tǒng)在時(shí)間、空間信息以及智能、規(guī)范、可視化上的優(yōu)越性，它已經(jīng)被利用到了各個(gè)方面，具體如圖2所示。就目前而言，國(guó)內(nèi)外此方面發(fā)展程度不一，但是在基礎(chǔ)地理信息建設(shè)、城市道路交通、體育賽事管理、醫(yī)療救護(hù)、商業(yè)活動(dòng)以及軍事等方便已經(jīng)展現(xiàn)出了其強(qiáng)大的功能。比如美國(guó)亞特蘭大已經(jīng)可以利用地理信息系統(tǒng)分析貧困、少年孕育率等社會(huì)分析；在已經(jīng)過(guò)去的25屆巴塞羅那奧運(yùn)會(huì)上，地理信息系統(tǒng)的發(fā)揮為運(yùn)動(dòng)會(huì)安全、交通安排與重要任務(wù)的安全保衛(wèi)和行程路線選定等做出了指導(dǎo)。根據(jù)地理信息系統(tǒng)提供的如讓農(nóng)化分析數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際情況，固定農(nóng)場(chǎng)土壤施肥濃度，并利用地理信息系統(tǒng)自動(dòng)施肥。這些所有現(xiàn)實(shí)的例子都是地理信息系統(tǒng)其強(qiáng)大功能的體現(xiàn)。總體說(shuō)來(lái)，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)在許多領(lǐng)域有成熟的應(yīng)用。

1.2.1　基礎(chǔ)地理信息建設(shè)

對(duì)于一個(gè)城市而言，其建設(shè)涉及到許多方面，如資源環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、交通、教育、文化和金融等，這些信息具有多個(gè)地理變量信息，包含著大量信息的數(shù)據(jù)。因此如何統(tǒng)籌兼顧合理利用資源，做出最合理的建設(shè)方案就顯得尤為重要。將所有信息數(shù)字化、實(shí)時(shí)化是目前最為重要的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)對(duì)城市的整體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃、二次規(guī)劃提供發(fā)展向?qū)Вo出較為詳盡的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段，隨著人類活動(dòng)日益頻繁，土地資源日趨匱乏，土地的使用和處理批復(fù)可以利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行劃界標(biāo)定，提供所有與土地規(guī)劃方面各類信息的查詢。這對(duì)于政府部門(mén)評(píng)價(jià)、管理和規(guī)劃整個(gè)城市的發(fā)展提供了詳實(shí)可靠的依據(jù)，并可以精確規(guī)劃空間布局，使得所有資源得到最優(yōu)化利用。城市規(guī)劃中基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)越來(lái)越多，GIS在城市建設(shè)中也越來(lái)越廣泛應(yīng)用，這也將是未來(lái)城市規(guī)劃所發(fā)展的重要方向。

1.2.2　城市道路交通

作為城市的重要組成緩解，城市道路交通對(duì)一個(gè)城市的發(fā)展影響是至關(guān)重要的。采用地理信息系統(tǒng)，可以建立智能交通系統(tǒng)，緩解交通擁堵并且可以減少交通事故。利用組建的系統(tǒng)，可以獲得三維空間地理信息，更加豐富了解決擁堵的手段。在我國(guó)，像北京等大型城市已經(jīng)有了地理信息系統(tǒng)在城市道路交通中的實(shí)地應(yīng)用。它按照使用對(duì)象，分為對(duì)內(nèi)和對(duì)外顯示子系統(tǒng)。各個(gè)權(quán)限不同，對(duì)外，系統(tǒng)將交通信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、電視、廣播等數(shù)據(jù)于網(wǎng)上，出行者就可以進(jìn)行查詢；對(duì)內(nèi)則可以通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行交通指揮調(diào)度，提高工作效率。對(duì)于城市交通而言，運(yùn)輸量逐年上漲，所運(yùn)輸?shù)呢浳镆捕鄻踊厥馕锲繁热缥ｋU(xiǎn)品的運(yùn)輸需要特殊處理。因?yàn)檫@些物品通常為易燃、易爆或是有毒等，因此，其運(yùn)輸上需要萬(wàn)分小心。對(duì)于這些物品，就需要對(duì)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行路徑評(píng)價(jià)及規(guī)劃。運(yùn)輸是，需要統(tǒng)籌最短路線、運(yùn)輸成本、事故概率等，選出最佳路線。采用地理信息系統(tǒng)，可以提高危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑選擇的實(shí)用性和可操作性。

1.2.3　在災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

對(duì)GIS而言，其最主要的作用就是可以把數(shù)據(jù)以地圖的方式表現(xiàn)出來(lái)。這個(gè)地圖中包含了所有空間要素和相應(yīng)的屬性信息及其組合特性。將地理信息系統(tǒng)和其它技術(shù)如遙感技術(shù)結(jié)合，可以有效檢測(cè)、預(yù)報(bào)森林火災(zāi)、洪澇災(zāi)害等自然災(zāi)害。通過(guò)地理信息系統(tǒng)，可以進(jìn)行信息管理、查詢和分析，給出災(zāi)害影響范圍，明確救災(zāi)物資調(diào)配的最佳路線，這樣就可以將受災(zāi)人員、財(cái)產(chǎn)就行安全有效轉(zhuǎn)移。這些，可以為領(lǐng)導(dǎo)者提供決策依據(jù)，進(jìn)行災(zāi)情統(tǒng)計(jì)與評(píng)估，并為災(zāi)后重建提供重要依據(jù)。

1.2.4　商業(yè)活動(dòng)

現(xiàn)階段，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，任何一個(gè)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r都與信息的獲得息息相關(guān)，地理信息系統(tǒng)也慢慢被營(yíng)銷(xiāo)學(xué)所接受，成為營(yíng)銷(xiāo)管理一個(gè)重要工具。一方面，地理因素決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的好壞，另一方面，基于地理信息的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)給出了一種新的市場(chǎng)分析方法，給商家尋求新的營(yíng)銷(xiāo)方法指明了方向。基于互聯(lián)網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)，可以不受限于區(qū)域空間，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的組織“促銷(xiāo)”。而且大數(shù)據(jù)時(shí)代，低價(jià)位的硬件、軟件已經(jīng)有了一定市場(chǎng)規(guī)模，數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)分析已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)代商業(yè)發(fā)展的標(biāo)志就是信息化的實(shí)現(xiàn)，信息化的實(shí)現(xiàn)也塑造了新的生產(chǎn)方式，進(jìn)而改變了原有的商業(yè)規(guī)則。作為信息化代表的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為商業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，如何合理開(kāi)發(fā)、利用這些數(shù)據(jù)資源，對(duì)商業(yè)發(fā)展中降低成本、改善商業(yè)環(huán)境有著重要意義。

1.3　改進(jìn)

如前所述，地理信息系統(tǒng)在城市管理中已經(jīng)表現(xiàn)出了卓越的優(yōu)勢(shì)，它可以將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像畫(huà)面方式展現(xiàn)出來(lái)并能給出某區(qū)域商圈的變化趨勢(shì)。通過(guò)地理信息系統(tǒng)，對(duì)于城市基礎(chǔ)設(shè)施如公共汽車(chē)站、商場(chǎng)、醫(yī)院等的建設(shè)，經(jīng)營(yíng)、決策者可以有一個(gè)準(zhǔn)確的參考。然而，所有東西都存在自身的不足，我國(guó)商業(yè)應(yīng)用的發(fā)展相對(duì)滯后，受到一些因素的制約。這主要表現(xiàn)在GIS技術(shù)對(duì)商業(yè)領(lǐng)域的推廣還不足，從事地理信息系統(tǒng)的相關(guān)從業(yè)人員比較匱乏，相關(guān)資源數(shù)據(jù)的使用還有一定限制。這些都是存在的不足，因此我們應(yīng)當(dāng)立足當(dāng)下，循序漸進(jìn)地發(fā)展地理信息系統(tǒng)，使得其有最大化應(yīng)用。

2　總結(jié)和展望