智慧交通和智能交通的區別精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智慧交通和智能交通的區別范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

“治堵”，已成為公眾共同關心的焦點問題之一。全世界都希望通過網絡新技術，推動交通運輸體系的智慧運行，以解決面臨的挑戰。雖然，近幾年智慧交通的應用已經給民眾帶來了不少的便利，但是又出現了許多新問題、新矛盾，需要智慧交通來予以破解。浙江信息化百人會顧問、浙江省人大常委會副主任毛光烈表示，要利用網絡新技術，找準智能交通完善升級的突破方向，補上基礎性的“短板”，從而打造智慧交通升級版。

智能交通升級突破口

毛光烈稱，智慧交通包括智慧城市交通、智慧城際交通、智能裝備交通、綜合型智能交通等多種語義，對這些不同語義內涵的“智慧交通”加以細心區別、正確理解，可以便于找到痛點，并完善、升級智慧交通。他認為，當前完善、升級智慧交通的主攻方向有以下三個方面。

第一，打造智慧城市交通的完善與升級版。城鎮化的人口已占全國總人口的一半，有的地區已達60%以上，城市內部的交通擁堵已成為突出矛盾。從“人、車、路、場、客”這五要素的信息化來看，目前城市里大多數智慧交通建設提供的服務還都很“初級”，系統間的整合并未完成，碎片化嚴重；城市交通資源的調度使用與監管的信息化有進展，但基本上停留在IT時代，尚未進入DT時代；城市交通的大數據庫建設尚未起步。所以，打造能為交通提供大數據服務平臺、實用模式、創新的監管體制等都迫在眉睫。民眾出行的難點、痛點，就是智慧城市交通完善與升級版應解決的難點、痛點與重點。推動智慧城市交通的完善與升級，既有擴大現實供給的重大價值，又有長遠發展的巨大空間。

第二，打造智慧城際交通的完善與升級版。隨著中等收入階層的迅速擴大，帶給交通領域最大的變化，是“有車族”的擴張。據浙江省公安部門統計，全省汽車擁有量已從2010年的543.57萬輛，增加到2015年的1121.63萬輛。一方面是車輛的快速增長，另一方面是公路通行供給做不到同步增長。因此，就出現了城際之間交通擁堵的加劇。

據統計，2010年全省高速擁堵路段為6處。盡管在2010年至2015年期間，全省高速公路建設投入了1277.8億元，仍然跟不上車輛通行的增速。尤其是周末、清明、國慶、元旦、春節等節假日的擁堵路段更是在持續的躍升。毛光烈舉例說：“過去經濟發達程度相對低、人口密集程度低、一直不擁堵的衢州段，自龍泉至龍游高速開通后，從2013年春節起開始了擁堵，最長的擁堵時間達24小時。全省最擁堵點是G60滬昆高速新嶺隧道，2015年擁堵300余次，最長擁堵時間長達20小時?！?/p>

那么，解決全省城際交通的出路是什么呢？毛光烈說，既要抓建設，又要抓挖潛，要在挖掘交通道路的效率上下功夫。重點是要改變“城際出行只靠高速公路”的狀況，通過“智慧（城際）交通”的升級，把“高速公路、國道、省道、縣道”作為“城際交通的大路網”來整體開發。

開發“城際交通大路網”，可以在高速擁堵路段，先把國道、省道、縣道相關路段組合利用起來，對于破解“周末、小長假出行難”，有很大潛力。目前，浙江省已建高速公路3917公里，有國道4356公里、省道6382公里、縣道29413公里，三者總里程達40151公里，相當于高速公路總里程的10.25倍。同時，由于國道、省道、縣道有專門的養護資金，養護隊伍、養護體制比較健全，近幾年的道路改造及路面硬化成績斐然，道路的通行質量亦比過去大為改觀。因此，建立以高速公路為主干、域內國道、省道、縣道為一體的智慧（城際）交通，打造智慧交通升級版，大有可為。

毛光烈分析說，開發“城際交通大路網”可以分兩步進行。首先，以縣（市、區）為單位，從化解周末與小長假擁堵路段入手。其次，在利用國道、省道及縣道化解高速時段性擁堵的基礎上，進一步編制設區市、省級優化利用高速公路、國道、省道、縣道的整齊方案，并以4G或5G寬帶為主要通信網，完善道路數據采集與數據服務、數據監管設施，建設大路網的大數據智慧交通服務與監管體系和平臺，使高速路網與國道、省道、縣道路網集成為一體，得到更高水平的開發利用。

第三，打造以智慧城市為龍頭的交通與城際交通無縫鏈接形成的智慧綜合交通升級版。毛光烈認為，要解決城市中各類交通方式互相干擾的問題，出路只有開發集各種交通方式為一體的統一管理平臺，實行大數據的交通服務，形成智慧城區綜合交通的完善與升級版。

開發智慧城市綜合交通的升級版，重點是建設城市交通大數據庫、綜合交通云平臺，把汽車、地鐵、飛機、高鐵、航運等各種交通方式的大數據采集貫通起來，把大數據的交通服務與監管綜合集成起來。通過各種交通方式的大數據服務，進一步優化交通組織，減少相互不合理的影響與干擾，著力化解現有擁堵點與路段，疏導并防范新的擁堵點、段的形成，提高城市交通設施的運行效率，進一步提高城市交通的保障服務水平。

補基礎“短板”

毛光烈指出，任何工作要做好，基礎工作必須做扎實，智慧交通亦然。大數據的實時路況服務，尤其是車流量服務，是智慧高速的基礎工作與基本建設，這一“短板”必須補上，可以從四方面入手。

第一，要集成開發道路斷面的智能化車流量計量技術。毛光烈說：“高速公路收費站通過人工方式進行車輛流量計量，在非收費站的道路斷面上，車流的大數據計量服務，尤其是城區道路斷面的車流計量服務，基本仍處于空白狀態?！彼?，要開發智能化道路斷面車輛自動計量技術，實現數據的遠程自動傳輸、利用、質控與運維。要集成利用各種方式的現代檢測計量技術，以保障計量方式的創新性、精準性、實時性與有效性；并保證道路斷面車流計量檢測活動不影響道路的通行。要充分集成并利用智能的檢測儀器、文字與視頻大數據的檢測方式與計量技術、采取不停車的檢測方法。

第二，要開發“精準的在線車流量可視化截圖的服務模式”。做到“規范化、標準化、可視化”。在提供“全程車流量（可視化）截圖”服務的同時，根據行車的速度與需要，智慧交通的云平臺還可以不斷推送“前方路段的分路段車流量（可視化）截圖”。

第三，要開發“路段車流量實時計量檢測模式”。路段車流量實時計量檢測，應進行多斷面檢測，并以多斷面檢測數據來進行校核才能確定。其計量檢測方式、校核方式應按規定的標準與程序進行。要參考城際高速公路的“車流量可視化截圖服務”的模式，根據城市的出行要求，開發城市出行“精準推送的車流量可視化截圖服務”。

篇(2)

mBot是一款為素質教育而生的低門檻“機器人小車”，是實現跨學科綜合素質教育STEAM[1]的載體，借助mBot機器人開展教育是培養學生創新能力的有效途徑[2]。mBot機器人分為硬件和軟件兩個部分，硬件是標準化的電子零件，由mBot機械部分、mCore控制板兩部分組成，同時配有一個簡易遙控器可供拼裝完成后直接“駕駛”；軟件部分使用基于Scratch2.0[3]開發的圖形化編程軟件mBlock，通過藍牙直接實現操控mBotAPP。mBlock根據需求編制一個程序，將其下載到mCore，由mCore控制mBot機器人完成動作。mBot機器人與智能玩具的區別在于它可以使用軟件mBlock進行二次開發，在其上加載一些傳感器可以實現不同的功能。該次課程設計用3個mBot機器人模擬制作一個智能交通系統,用實例來講述創新課程設計過程。

2智能交通系統分析

課堂以智能交通系統為主題，激發學生討論，討論結果形成一個簡單、完整的交通系統由3個部分組成智能汽車、智能紅綠燈、智能車庫。具體功能如下描述。(1)智能汽車，用mBot機器人模擬汽車的行車過程，前進、左右轉彎、倒車，同時用指示燈顏色和不同的聲音區分不同狀況，以給出警戒和提示；車上安裝超聲波傳感器，便于安全倒車；汽車的行駛過程用遙控器控制。(2)智能紅綠燈，根據路段車流量設置紅綠燈間隔時間，綠燈結束后有3s的黃燈閃爍；指示燈亮，并用LED數碼管顯示剩余時間。在mBot機器人的主控板mCore上安裝兩個設備，一個是LED燈作為紅綠燈使用；另一個是4位數碼管用來顯示紅綠燈時間，用RJ25接口線將兩設備與主控板連接。(3)智能車庫,用超聲波傳感器來檢測有無車輛入庫，若有，則用舵機控制橫桿抬起，若無，則橫桿落下。若在超聲波出現故障時，則用機械遙感手動控制橫桿起落。mCore主控板接3個設備：一是超聲波傳感器，用來檢測門前有無車輛；二是遙感，便于應急時手動控制；三是舵機，其上安裝橫桿，接收超聲波傳感器信號，控制橫桿起落。

3課程設計

將智能交通系統課程設計分基礎、應用、創新3個階段來講述。(1)智能汽車:對汽車的踩油門、松油門過程用鍵盤上的“按下、松開上移鍵”命令來控制；脫機時，將“按下上移鍵、松開上移鍵”命令用紅外遙控器上的上下箭頭代替，便于脫機控制。由于紅外線遙控器控制命令以判斷形式出現，須將其加入條件控制結構。其它轉向功能與前進類似?；A功能完成汽車的機械行駛前進、后退、左轉、又轉，同時配備相應的指示燈；通過鍵盤上的4個方向箭頭完成在線控制，使用圖形化模塊如表1的在線命令。通過學習讓學生熟悉mBlock軟件界面，學會圖形化模塊的拖拽方法和技巧。教學內容適合小學5、6年級學生。應用級在初級基礎上將控制方式改為遙控器控制，實現脫機運行，模塊指令如表1的脫機命令。由在線命令轉為脫機命令模塊結構簡單，但加入了選擇判斷，使學生的思路更加條理，同時查看對應模塊生成的arduino程序如表1的Arduino代碼，熟悉arduino語法結構。教學內容適合中高年級學生。創新能以初級為基礎，加上應用級訓練具有的邏輯思維能力和讀代碼能力，可以創造性地實現不同功能，當軟件給出的模塊結構不能滿足要求時，可以在arduino的編輯器IDE手寫代碼來完成。高級階段，每個學生的作品不一樣，教學呈現個性化，適合大學生和電子類愛好者。（2）智能紅綠燈：定義一個變量time用來計時，將紅綠燈持續的時間設置為循環次數，每次延時1秒，將變量time值減1，用LED數碼管顯示變量time值，達到計時效果。假設綠燈持續時間為30s。教學內容屬于中級，增加了循環結構和變量設置，紅綠燈持續功能用循環結構來實現，顯示時間用變量賦值來完成。對中小學生，變量概念不易于理解，可用解應用題時的設未知數知識點來變通。對這部分內容的創新可以橫向拓展，由紅綠燈聯想到路燈、聲控燈、跑馬燈、led顯示屏等。(3)智能車庫：設置3個變量s、x、y、s用于存儲超聲波傳感器測得數據，x存儲搖桿x軸移動的距離，y存儲搖桿y軸移動的距離；s小于10時，表示有車通過，橫桿抬起，否則，橫桿落下；x大于y表示橫向移動，橫桿落下，y大于x表示縱向移動，橫桿抬起。其執行arduino程序如下，等待兩秒是保證車安全通過。相比上面教學內容增加兩個難點：一是邏輯關系復雜包含順序、選擇、循環結構的嵌套，在理清邏輯關系的基礎上才能駕馭；二是熟悉Arduino編程語言語法結構，并用其將邏輯關系表達出來。創新應用可在深度上挖掘，設計出更智能化的作品。

4結語

創新教育是一種培養學生創造與創新能力的新型教育方式，提倡在真實情境下學習、從生活中學習。該次創新教育課程設計內容選自與學生接觸緊密的智能交通系統，以此為主題展開討論，激發學生興趣，引導學生關注生活，樹立處處留心皆學問的學習理念。創新課程采用項目化的教學方式，由智能交通系統為中心，向外發散到智能汽車、智能紅綠燈、智能車庫，每個部分又引出更多的知識點（如，智能紅路燈引出路燈、流水燈、led燈等），豐富創新課程教學內容，體現知識有用性；創新課程教學目標區別于傳統課程的知識堆砌[5]，強調知識的橫向縱向聯系。創新課程沒有標準答案，每個學生的想法都是智慧的萌芽，都會得到老師同學的認可，找自己的存在感，參與意識更強烈；更容易保持學習的激情、增強學習信心，在學習的過程之中更容易生成新的創意。創新課程是課堂教學的有效補充，將基礎教育獲得的碎片化知識整合，結合實際加以應用，強調知識的有用性，從而調動學生的學習積極性，培養學生的創新、實踐能力。

作者:苗永梅 單位:寶雞職業技術學院

參考文獻

[1]梁森山.中國創客教育藍皮書[M].北京:人民郵電出版社，2016.

[2]萬佑紅,將國平.機器人教育與大學生創新能力培養的探索[J].電氣電子教學學報，2005,27(4):6-8.

[3]王同聚.Scratch與機器人共融在教學中的應用與實踐——以中小學機器人教學為例[J].中小學信息技術教育,2015(8):76-79.

篇(3)

40個美國“Mall of America”購物中心在美國本土擁有400多家店鋪。在使用M2M解決方案之前，所有的煤氣表、水表和供暖設備都由設備經理人工控制，設備數據的收集管理完全依靠人工完成，成本很高。加入M2M網絡方案后，水表、電表設備的數據和運轉情況都可通過串口收集并傳輸至以太網，并最終上傳到位于總部的管理中心里。改進后，Mall of America的設備管理經理數量從400多個降至40個，極大地節省了時間和人力。根據市場調查，M2M的市場中占最大份額的現有應用是公共事業，如供水、供電、環保等部門。在這些領域中，各種設備的種類不多，但數量巨大。所有設備都需要通過無線或有線的方式連接到監控中心進行數據采集、分析等等。另外一個需求比較大的行業是安防行業，如門禁管理、交通安全管理、地鐵速度噪聲控制等。健康和醫療行業則是M2M市場新的增長點。根據IDC市場調研數據顯示，2012年M2M終端數已超過1 200萬，年均增長率超過75%，應用領域覆蓋城市綜合管理、交通運輸、醫療、農業、旅游、工業環保等多個領域，M2M終端市場規模已達到151.5億美元。

M2M工作原理

M2M就是用一個設備捕捉管理一個事件，然后再通過一個特定的網絡把這個事件傳輸到一個軟件平臺上面。通過軟件平臺對事件做分析、解讀，從而提供一個有意義的建議。比如，溫濕度傳感器將采集到的數據通過有線或者無線的方式傳到軟件分析平臺上，平臺分析出溫度是否過高或者過低，從而給出開啟空調或者開起暖風的工作建議。

專訪

李景峰 IDC中國服務與通信研究部高級分析師

CHIP：全球M2M應用發展情況如何？中國市場有何特殊性？

李景峰：全球應用M2M業務的國家和地區很多，但目前歐美的市場最成熟，中國物聯網產業依然處于起步階段。

盡管整個產業從2010年起得到了快速發展，但整體中國M2M產業依然處于孕育和準備階段，距離大規模的應用尚有一段距離，但突破性的技術、芯片、產品和解決方案等將逐步問世。雖然中國物聯網產業發展較晚，但在國家戰略層面的推動下，進兩年得到了快速發展，尤其是在2012年2月14日，中國《物聯網“十二五”規劃》正式后，物聯網產業發展正式提升為國家級發展戰略，并成為中國新型戰略的重要組成部分，這將會對中國經濟發展方式起到重要的推動作用。根據規劃，各地政府相繼出臺了圍繞“智慧城市”開展智能工業、智能農業、智能物流、智能交通、智能電網、智能環保、智能安防、智能醫療和智能家居等重點應用的示范工程，以帶動地方經濟與新興產業發展。M2M作為物聯網的重要載體已經在城市運行、應急管理、安全生產、市容市貌、感知物流、環境檢測、居民社區等方面得到了具體應用。

CHIP：M2M市場的推動力是什么？

李景峰：中國運營商依然是M2M產業的主要推動力來源，雖然產業發展與客戶需求的精細化，產業環節參與者間的合作將會進一步加強，競爭環境也由單純的競爭轉變為競爭與合作的關系。圍繞客戶需求，運營商將聚合產業合作伙伴，提供端到端的完整解決方案將成為客戶的主要需求點與核心競爭力。

CHIP：中國M2M市場的存在哪些問題？

李景峰：由于市場尚處于起步階段，市場依然需要長時間的培育與引導。就目前情況看，中國M2M市場尚存以下幾點問題：市場整合度不足，缺少主導力量；整體市場缺乏統一標準，準門檻相對較高；市場成熟度角度，客戶確認認知度；政府推動力與執行力需持續；對政策與政府投資過度依賴。

M2M的主流應用方向

目前，M2M技術主流應用在以下幾個方面：

安全生產方面：水文水質監測、供水監測、環境質量監測、污染源監測、車輛監督、交通流監測、電梯監測、一氧化碳監測等；智能交通方面：指揮調度、交通管理、交通監控、公交服務與監測、貨物運輸、電子收費、交通信息服務等；以及城市管理、食品溯源、經濟運行監測、資源監測等。

根據IDC物聯網市場調研數據顯示，2012年中國物聯網產業規模超過505億美元，預計到2016年產業規模將達到1 210億美元。重要應用集中于智能工業和智能電網領域。具體產業應用占比如下：

專訪

鐘鐳 創力網絡科技（Lantronix）亞太區總經理

CHIP：M2M是物聯網發展的基礎技術之一，目前M2M應用現在發展到了什么階段？特別是中國的應用情況如何？

鐘鐳：Lantronix認為M2M在中國的發展正處在快速上升期。在未來十年中，預計有超過500億需要互相連接的設備。經過早期的市場開拓，目前市場對M2M的認可度已經很高，也出現了相當數量的行業開發公司。此行業應該可以認為國內市場是和國際市場是同步發展的，技術需求上并未出現明顯代差，只存在市場規模上的區別。

CHIP：未來五年，中國和世界M2M市場將出現哪些變化？

鐘鐳：未來幾年間，隨著技術的進步，M2M設備將有可能在更多的新的細分行業得到應用。另外，智能連接將是新的亮點。它將使不同類別，不同生產商的產品自動連接，而并不需要人的介入完成編程、配置等工作。

CHIP：您如何看待M2M在中國的發展趨勢和機遇，有哪些迫切需要解決的問題？

鐘鐳：在中國可能最主要的問題在于中間商二次開發能力與客戶需求間的差異。與普通通信網絡不同的是，M2M系統往往具有很強的客戶定制特性，這也就要求一大批同時具有深刻行業理解和扎實開發能力的行業開發公司的存在。

4.12億

市場研究機構Juniper Research的調研報告預測，全球移動連接型M2M和內置式終端數量將于2014年增至4.12億部。該機構高級分析師Anthony Cox表示，Juniper高度看好M2M在醫療保健領域的發展，該行業有望成為M2M市場增長迅猛的領域之一。

570億

市場調研公司Strategy Analytics預計，移動M2M市場規模在2014年將超過570億美元，而2008年年底，這一市場的規模還只有不到160億美元。巨大的市場潛力使許多無線運營商和終端制造商紛紛看好M2M的前景，他們也在尋求為越來越多獨立的機器添加無線連接功能。

500萬

在歐洲，幾乎所有的瑞典和意大利家庭都安裝了智能儀表，其中很大一部分借助無線網絡通訊。在奧地利，法律要求，500萬戶家庭要在2019年前安裝智能電表。

篇(4)

關鍵詞 物聯網 倉儲 應用

中圖分類號：F252 文獻標識碼：A

一、引言

國內外普遍公認的物聯網的構想是麻省理工Ashton教授于1999年在研究RFID時提出來的：把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。在2005年國際電信聯盟（ITU）的報告《ITU互聯網報告2005：物聯網》中，正式提出物聯網的概念。隨后，從“智慧地球”的理念到“感知中國”的提出，從“唐芯一號”的研制成功到無錫“物聯網產業基地”的確立，物聯網技術與應用在政府、企業得到廣泛的認同與重視。

二、物聯網簡介

物聯網是“物物相連的互聯網”，是通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協議，根據需要實現物品互聯互通的網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統。

物聯網主要有三層架構，即感知層、網絡層和應用層。物聯網的感知層、網絡層、應用層均有很多關鍵技術，其中的核心關鍵技術主要包括RFID技術、傳感器技術、無線網絡通信技術以及終端數據智能處理技術等。

三、物聯網在智能倉儲的應用

智能物流倉儲系統包括硬件和軟件兩部分。軟件部分主要為倉儲管理系統，它按照物流倉儲的業務要求，對信息、資源、行為、物品和人員等進行管理和調配，使它們高效合理地運轉，并使整個系統與互聯網相對接；硬件部分主要是支撐倉儲管理系統的各種硬件設備和各種工具等。

智能物流倉儲系統將貨物的信息到物聯網中。在整個物聯網范圍內，不管是貨物信息查詢、貨物訂購，還是貨物流通都可以方便地進行遠程操作和監控。智能倉儲系統中用到的物流技術如下：

1、感知技術應用情況。華夏物聯網研究中心的調查發現，相對而言，目前在我國倉儲業應用最多的物聯網感知技術是RFID技術，在一些先進的倉儲配送中心，RFID標簽及智能無線射頻手持終端有比較廣泛的應用。這是因為，RFID技術與托盤系統結合，在倉儲配送中心閉環應用，可以有效降低成本。

2、智能倉儲的網絡與傳輸技術應用情況?，F代物流最大的趨勢就是網絡化與智能化。在制造企業內部，現代倉儲配送中心往往與企業生產系統相融合，倉儲系統作為生產系統的一部分，在企業生產管理中起著非常重要的作用。企業內部系統的網絡架構，往往都是以企業內部局域網為主體建設的獨立網絡系統。

3、智能倉儲作業與管控技術。根據對相關資料的統計分析，目前倉儲業智能終端技術有機器人技術、無線射頻（RF）手持終端、語音提示終端、視頻監控終端、無人搬運車等技術。借助這些技術，實現了物品的自動搬運、機器人自動堆碼垛、物品自動識別、智能輔助人工揀選等作業。在智能倉儲管控系統中，物聯網技術與倉庫管理系統（WMS）相結合，實現了倉儲業的智能化與自動化。

四、物聯網在智能運輸系統中的應用

智能交通系統ITS的核心是應用現代通信、信息、網絡、控制、電子等技術，建立一個高效運輸系統. 它包括：先進的交通信息服務系統，先進的交通管理系統，先進的車輛控制系統，營運貨車管理系統，電子收費系統，緊急救援系統等. 這些技術的成功應用能夠使人和物以更快、更安全的方式完成空間移動，顯著地減少交通事故，緩解交通擁擠。

智能運輸所用的物聯網技術如下：

1、移動信息技術。為了將移動的車輛信息納入物流運轉的信息鏈中，則需要使用移動信息系統。 該系統和物流企業的信息中心構成統一的整體，將合同數據、運輸路線數據、車輛數據和行駛數據進行收集、存儲、交換和處理。

2、定位技術。 車輛的實時定位，有助于物流控制中心在任意時刻查詢車輛的地理位置并在電子地圖上直觀地顯現出來。動態掌握車輛所在位置可幫助物流企業優化車輛配載和調度。另外，車輛定位技術也是搜尋被盜車輛的一個輔助手段，這對運輸貴重貨物具有特別重要的意義. GPS技術是車輛定位最常見的解決方案。對于網絡GPS的用戶，還可使用GSM的語音功能與司機進行通話或使用安裝在運輸工具上的漢字液晶顯示屏，進行漢字消息收發。駕駛員按下相應的功能鍵，將需要了解的道路交通情況的請求和當前運行狀況信息反饋到網絡GPS。網絡GPS工作站管理員在顯示屏上確認后，可傳送相關信息，同時也了解并控制整個運輸作業的準確性（如發車時間、到貨時間、卸貨時間、返回時間等）。

3、感知技術。借助電子識別系統，使運輸中的貨物可通過一個號碼和特別的信息加以區別，方便運輸途中時間及地點的跟蹤與監控。還可以與其它系統銜接，用于控制物流中運輸、轉運、代銷和存儲過程。

4、通信與網絡技術。在現代運輸網絡中，數據越來越多地需要遠程輸送與交換。采用標準化電子數據交換EDI信息網，可使數據具有較好的兼容性與適用性，有利于加速信息流程，降低手工輸入錯誤率，減少紙張需求以及使數據易于檢驗等。

（作者單位：河南工業職業技術學院）

參考文獻：

[1]武曉釗.物聯網技術在在倉儲領域的應用分析與展望.中國流通經濟，2011（6）：36-39.

[2]武曉釗，王繼祥.物聯網技術在物流業應用現狀與前景.物流技術與應用，2011（2）：53—59.

篇(5)

Abstract： Intelligent transportation system is the application of computer technology， information technology， electronic sensor technology and information and communication technology in traffic management， greatly expanded coverage of the management department， to further improve the accuracy and scientificity of decision， improve the efficiency of the operation of the management system.“Big data traffic of our country development level Internet plus”under the background of intelligent transportation system will continue to improve， many advanced technologies into a comprehensive platform， including control technology， computer technology， communication engineering， traffic engineering and so on， can give full play to the role of traffic facilities， effectively solve environmental problems and traffic congestion， avoid the occurrence of a variety of traffic risk. Among them， the application of advanced information technology is its core strength， these technologies include radio frequency identification technology， cloud computing， modern communication technology， internet technology and so on， they constitute a common intelligent transportation system.

Key words： internet plus； transportation service； public management

1 “互聯網+”背景下大數據交通發展現狀

1.1 外國大數據交通發展

1.1.1 美國大數據交通發展

（1）通過大數據的應用緩解擁堵問題。新澤西州在交通管理中采用了Inrix系統，該系統能夠獲取手機與GPS信號，提取其中的交通信息，為交通部門的決策提供參考。對這些數據進行過專業的處理后，可以更好地掌握該地區的交通情況，了解各個線路的運輸情況，并能夠據此找出交通擁堵問題發生的具體路段。

（2）通過大數據的應用來解決天氣原因引發的交通問題。俄亥俄州的交通管理部門將大數據與云計算技術結合到一起，對道路交通情況進行實時統計，該州曾經遭遇暴風雪的嚴重襲擊，州內主要道路的交通也因為大雪覆蓋受到很大的影響，但交通管理部門通過大數據的應用，僅用了3個小時就緩解了此次危機。在應對危機的過程中，俄亥俄州的交通管理部門利用Inrix系統收集到的交通信息，并結合相關的天氣數據，及時掌握了清理州內主要道路所需的時間，為交通部門采取應對措施提供了的參考。在交通管理過程中采用大數據分析技術，可以避免很多交通事故的發生，不僅使人們的生命安全得到保障，也能夠防止整體社會生活秩序被打亂。

（3）通過大數據的應用掌握道路交通狀況。俄亥俄州的交通管理部門正在著手提高Inrix系統對交通信息的處理能力，希望能夠進一步掌握州內主要道路的交通情況。該州還將大數據應用到高速公路的改善過程中，具體做法是，參考Inrix系統的分析結果，對主要道路的運輸情況做出評估，找出運輸效率低的路段，并為改進計劃的實行提供信息依據。

（4）通過大數據的應用找到發生擁堵問題的地點。馬薩諸塞州的首府波士頓，有意研發出一款能夠顯示在哪些地方發生交通擁堵問題的APP，這款APP應用的原理與重力系統原理有很多相似之處。用戶在使用智能手機的過程中，能夠應用重力原理使手機方向發生改變，這就是我們所說的重力系統原理。這款程序應用的原理與重力原理的區別在于，該APP可以感知到手機中的加速度計的細微改變，從而掌握各個街區的交通情況。這項技術也能夠應用到路段改善過程中，節約工程的成本消耗。據統計，波士頓在路段改善項目上的耗資規模非常大，每年僅用于道路測量方面的資金消耗就高達20萬美元，除此之外，還要修建減速帶、安裝檢測設備，等等。

1.1.2 英國大數據交通發展

英國為了推進“連接城市”計劃的順利實施，投入大筆資金用于互聯網建設，其中，用于10個重點城市的網絡建設費用高達一億英鎊，此外，政府還拿出五千萬英鎊來完善其他地區的網絡建設，良好的網絡環境能夠降低城市交通擁堵發生的頻率。英國政府之所以采取這樣的措施，是想通過應用大數據分析技術，結合智能化的管理系統，加強不同地區之間的聯系，從整體上提高對城市的管理水平?！斑B接城市”計劃的實施，可以利用大數據實現對基礎設施資源的利用，加強不同管理部門之間的交流互動，進一步掌握城市的交通情況。英國政府還非常重視對教育方面的改革，經過倫敦教育信息資源管理局的努力，該市的兩千多所學校都安裝了高速網絡連接設備。

（1）Inrix交通。2012年倫敦奧運會期間，Inrix系統的應用也在交通管理過程中發揮了非常重要的作用。與Inrix系統相連接的應用程序能夠為用戶提供及時的交通信息，讓用戶在行駛過程中知道哪些路線出現了擁堵問題，使其能夠及時采取應對措施，以下為幾種與Inrix系統連接的應用程序。用戶無需支付任何費用就可下載該軟件。Inrix交通上線后，下載量遠遠超過同類的其他應用。該軟件可以對實時的交通運輸情況進行分析，指引用戶選擇交通比較順暢的路線，節約出行時間。下載了該軟件的iPhone手機用戶在駕駛途中，只要用手指點擊兩下，就能以電子郵件或文本的形式將自己到達目地的準確時間發送給約定的朋友，使雙方能夠在指定時間相遇。

（2）Inrix旅行收音機。英國的大部分司機習慣通過收聽商業廣播電臺的交通信息，然而，這種面向所有用戶的信息沒有針對性。與其不同的是，Inrix旅行收音機可以根據用戶需求向其播報運輸信息，能夠滿足用戶對于公路、鐵路及航空、船運等方面的信息需求。不僅如此，Inrix旅行收音機還能夠向用戶提供各個地區的最新旅游信息，為用戶出行提供更多的參考。用戶需要進行的操作非常簡單，只要安裝Inrix旅行收音機的程序即可，只要能夠接受信號，就能通過收聽廣播了解當前的交通情況。

1.2 中國大數據交通發展

1.2.1 西湖城市學金獎實踐

2011年，杭州國際城市學研究中心投資建立了“西湖城市學金獎”，旨在解決城市問題，鼓勵市民為城市建設出言獻計。市民提出的建議涉及多個領域，包括人口問題、環境衛生、教育、交通問題等，到2015年，相關部門收到的建議已經超過一萬條。每一年在活動舉辦期間，研究中心都會收到很多富有價值、實施性很強的意見，連負責對市民意見進行評估的業內人士與城市管理人員都表示認同。比如，在2012年該活動舉辦期間，評審人員從市民對交通問題提出的意見中篩選出一百條優秀計策，編輯成《緩解城市交通擁堵問題100計》，最終，有四成的意見被該市交通管理部門采用并執行。對此，該市交通管理部門的負責人表示，“西湖城市學金獎”評選活動確實有益于城市交通問題的改善。在對市民提出的優秀建議做出可行性分析后，交通管理部門將地鐵換乘優惠、錯峰限行等政策運用到實踐中，并對停車收費政策進行了調整。除此之外，活動期間，部分市民提出的有關交通管理與大數據應用結合的建議也受到專家好評，為交通管理部門所采納?！昂贾莨渤鲂小盇PP受到專家的認可，APP上線后，其下載量超過一萬次，被用戶成為“最實用的出行神器”。

這款APP本來只限于安卓系統下載，后來，其研發人員在原有的基礎上對該產品進行了升級，使智能手機用戶可以連接微信服務平臺（如圖1）。“西湖城市學金獎”的設立能夠匯集廣大人民群眾的智慧，提高杭州城市管理部門的處理能力，其他城市也可以借鑒這種方法，群策群力，一定能夠緩解各地的城市問題，而這也是大數據應用的范疇。

依據此例分析，大數據在交通管理系統中的作用主要有以下幾方面：

（1）迄今為止，一卡通已經在市民的出行中得到了較為廣泛的應用，交通部門可以對其記錄的出行信息進行相應的分析與處理，并在此基礎上構建系統化的交通模型，對出現的各種交通問題進行及時處理，提高決策的針對性，這種方式也屬于大數據應用的范疇。

（2）派遣工作人員在指定街區安裝物聯網傳感器，對該路段的客流量及交通情況進行統計，同時整合其他管理系統收集到的相關數據，提高交通管理的智能化水平，能夠為交通部門的決策提供更多的參考信息，提前對可能出現的交通問題做好規劃，預警信息，及時處理問題。

（3）利用衛星與遙感技術對交通情況進行實時監測，收集有價值的交通信息，將信息發送給交通管理部門，或者提供給配備接收終端的駕駛人員，使他們能夠提前安排好出行路線，在前方出現擁堵時及時做出反應。

（4）在所有出行人員中，出租車司機對交通信息的需求最大。應該將城市主要道路的交通數據發送到出租車內配置的信息采集設備或其他信息終端上，讓出租車司機能夠隨時了解所在區域的路況信息，當數據收集積累到一定階段后，就能對城市的道路交通狀況了如指掌，提前預知哪一條路線能夠在其行駛過程中發生擁堵現象，做出科學決策。

（5）大部分城市居民都在使用智能手機，并通過手機上安裝的地圖APP來查詢相關信息，這些APP的開發者或經營商就可以對這些數據進行統計，并利用大數據技術進行處理，在此基礎上掌握某個地區的客流量、交通信息等，讓用戶做好出行規劃。

專業數據分析結果顯示，若交通管理部門能將其所在城市的車輛、道路及交通情況掌握在手中，那么，在理想的情況下，該城市的道路通行能力會提升兩倍之多。從實踐的角度來分析，城市管理部門應該采取措施，防止在同一時段內出現各種問題的“大碰撞”，以免加劇問題的嚴重性，努力使城市發展過程平穩運行。

1.2.2 深圳大數據交通發展

2000年，深圳的智能交通指揮中心正式落成，體現出相關政府部門對完善該市信息化建設的重視。智能交通指揮中心在實施管理的過程中，結合了對閉路電視監控系統、交通信號控制系統及其他相關網絡系統的應用，除了具備數據統計、信息監控的功能外，還能發揮管理及指揮作用。交通運輸的信息化建設能夠直接影響到整體交通管理系統的運轉效率，智能交通指揮中心在信息化建設中扮演著重要的角色，該部門與智能交通處一起，從宏觀角度上掌握深圳的交通運輸情況，整合全部的交通數據并實現資源共享，實時掌握交通情況的變化趨勢。深圳智能交通行業協會于2007年建立，其目的是為智能交通領域的發展提供平臺化的支持，從整體上提高該市交通管理的智能化水平。智能交通指揮中心主要通過以下方式來獲取信息：一是安裝在道路上的檢測裝置，比如閉路電視監控；二是相關工作人員報告、群眾反映上來的信息，比如交警在執勤期間獲得的信息。2010年，深圳著手開展智能交通“1+6”建設，計劃在該項目中投入10億元?！?+6”簡練地概括出此項目包含的各個建設部分：“1”是指綜合性資源整合及服務平臺，其能夠統一征集各個交通部門及相關管理機構的交通數據；“6”是指綜合平臺將在以下6方面發揮信息服務作用：公共出行、交通決策管理、道路交通調控、交通指揮、交通檢測以及交通管理決策。深圳致力于在建設好交通運行指揮中心的基礎上向外拓展其分支機構，旨在通過分支機構獲得更豐富、詳盡的交通信息，拓寬平臺的服務范圍，提高大數據的利用率，從整體上推動該市智能交通體系的發展。

2 “互聯網+”背景下中國大數據交通發展趨勢

科技改變著人類社會生活的方方面面，進入21世紀后，大數據在交通管理系統中的應用將為城市交通問題的解決發揮重大的作用[1]。在深入分析城市問題的過程中，一定要發揮大數據的力量，加速新技術革命的進展，從整體上推動人類社會的進步。杭州國際城市學研究中心對世界城市人口增長情況進行了統計。結果顯示：20世紀中葉，城市人口占總人口的比例約為十分之三，到2008年，已有一半的人口為城市居民，據其推測，到21世紀中葉，城市人口將占到總人口規模的十分之七。隨著發展，大多數人都會成為城市居民。

大數據的發展及應用已經成為不可逆轉的必然趨勢。當前，我們應該做的是，立足于宏觀發展的角度，對大數據本身以及它在智能交通中的應用進行深入的分析。大數據是否可以稱得上是一次徹底的變革，還是僅限于技術層面上的進步與升級？大數據的應用離不開云計算。只用一臺計算機是無法滿足大數據對信息處理的需求的，普通的網絡計算能力無法在短時間內完成計算任務，只有分布式計算架構才能達到要求。這種算法可以在大量信息中篩選出最有價值的那一部分，只有云計算中的分布式數據儲存、分布式處理及虛擬技術才能實現。立足于技術層面的分析角度，大數據與云計算之間好比是手心與手背的關系，缺一不可。對此，業內人士也曾發表觀點，認為只有通過云計算才能解決與大數據相關的問題。大數據使人們的社會生活與思維模式發生顛覆性的變化。人們的生活與工作都離不開出行活動，與其緊密相關的交通就對大數據的應用提出了較高的需求。世界各國都在致力于促進交通安全、解決環境污染及提高運輸效率，我國也在積極提高交通管理系統的智能化水平，目前，我國的眾多技術應用都已經與國際接軌。

然而，還有很多交通問題亟待解決。立足于宏觀發展的角度來說，我國還要提高對智能交通管理系統的利用率。分析結果顯示，交通管理部門的覆蓋范圍還有待拓展，很多收集起來的信息都得不到及時的處理與分析，無法提前預知交通問題的出現，民眾也不能及時收到預警信息。因為不同地區對交通管理的重視程度不同，各地交通管理部門的工作效率及能力也有所區別。但綜合來說，我國交通管理系統的智能化水平還需提高，要優化資源配置，不僅要加大投資，還要將引進的先進管理設備及技術手段應用到實踐中。還需要改變傳統的思維模式，應用大數據與云計算，不斷挖掘半結構與非結構數據的價值。

雖然我們已經進入了數字化時代，但數字化并不等同于數據化，數字化雖然能夠在一定程度上實現信息統計與應用效率的提高，但它不能從根本上改變我們的生活與思維模式。大數據則能夠帶來創新式的應用與變化。在傳統的小數據模式下，我們注重的是計算的精準性，相比之下，大數據更加注重從整體上掌握事物的發展趨勢；小數據注重因果關系的分析，大數據則更加注重事物之間的相關性，能夠提高非結構化數據的利用率，通過數據分析的方式來處理問題，從整體上提高管理水平。大數據具有鮮明的全球化特征，能夠加強我國與西方國家的聯系，能夠抓住機會，就能縮短我們與發達國家之間的差距，也不排除會在特定領域將發達國家甩在身后的可能。

大數據是一把雙刃劍，它在帶來機遇的同時也使我們面臨更多的問題。其一，我們需要在明確數據的屬性、價值及本質的基礎上才能挖掘其價值；其二，大數據在應用過程中會涉及信息安全及隱私保護問題；其三，整合信息資源需要強大的技術支撐；其四，目前在專業人才上還存在缺口。

2.1 “大數據+交通”顛覆交通服務

“大數據”已成為全球關注的焦點，各國都期望能夠在各個領域中發揮大數據技術的作用，推動整體經濟的發展。美國專門組建了“大數據高級指導小組”，推出“大數據研發計劃”①。我國北京、上海等一些大城市交通問題愈加突出，很多一線城市都面臨嚴重的交通擁堵問題，隨之而來的還有環境污染與交通事故頻發等問題，要想改進交通問題，最重要的就是對交通管理體系進行深入的分析研究。而對交通管理體系進行深入分析的基礎是，要能夠在極短的時間內提取所需的交通信息，目前來說，大數據管理是最適用的解決方式[2]。

隨著經濟發展及生活水平的提高，人們的購買能力不斷增強，為了出行方便，越來越多的城市居民配備了自己的車輛。這使得城市道路系統原本的平衡難以繼續維持，而交通需求日益復雜，之前的管理模式已經無法適應，因此一些大城市面臨的交通問題日趨嚴重。將大數據管理應用到交通系統中，是對傳統管理模式的顛覆性創新，也使得公共交通管理體系呈現出全新的面貌，不僅如此，很多傳統方式無法解決的交通問題也可以迎刃而解，因為“大數據+交通”有以下特點。

（1）大數據可以實現跨區域管理。政府為了提高管理效率，將我國分成各個行政區域。區域的劃分能夠使各個地區在中央統一管轄下進行地方的自我管理，也使得各地區都將關注重點放在所轄區域之內，這就導致了區域與區域之間的交通及其他基礎設施的管理不是十分到位。將大數據應用到交通管理體系中，就能夠突破行政區域的邊界限定，使各個地區在遵循相關原則的基礎上各行其是，提高管理的科學性。

（2）大數據能夠解決信息分散問題，實現統一管理。大多數城市的交通運輸管理機構處在不同部門的管轄之下，相互之間的聯系不是十分緊密，這就導致管理無法集中，使交通管理出現信息集成困難、內容不夠詳實等問題。大數據的應用，能夠提高交通信息體系的綜合化管理程度，將所有具備分析價值的信息進行統一收集，提高信息的利用率，完善交通管理體系。利用大數據技術對信息進行處理與分析，能夠為交通問題的解決提供技術支持，緩解大城市各方面的交通壓力。

（3）大數據可以實現交通信息資源的合理配置。許多地區的交通管理機構沒有明確的職務分配，也有一部分公共交通管理機構存在重復性分配現象，所以導致資源利用效率不高。將大數據應用到交通管理體系中，可以為管理人員在制定計劃時提供科學的指導，明確不同交通管理機構的職能擔當，實現信息資源的合理配置。

（4）大數據可以在整合不同發展方面的基礎上完善交通管理體系。按照以往的發展方式，為了緩解交通壓力，會在基礎性建設中引入更多的資本，增加道路可容納車輛的規模，然而，有限的土地資源決定了這種解決方式已經不適應需求。大數據的應用可以在考慮到相關制度的基礎上發揮技術優勢，將交通管理與信息技術結合，使土地資源不再對交通問題的解決形成過多的限制。

2.2 “大數據+交通”模式的優勢

（1）推動公共交通高速運轉。美國洛杉磯研究所的分析結果證明，若車輛運營效率提高，只需原本16%到54%的車輛即可完成相當水平或者更高水平的運輸。英國的首都城市將大數據應用到交通管理體系中，加速了整體交通運轉。在車輛要進入擁堵街區時，駕駛員會接收到傳感器發送來的最佳行車建議，比如可以在較短時間內幫助車主安全停車，能夠在很大程度上降低經濟消耗，節約時間。要解決公共交通問題，需要在各個方面進行調整，這時候就要發揮大數據的優勢。大數據的計算工作量會隨著數據庫中輸入的數據量的增加而減少。當應用大數據來管理公共交通的車輛時，輸入處理系統的信息增多，其消耗會降低。這樣的管理模式可以從根本上推動公共交通運轉速度的加快。

（2）提高交通管理體系的智能化水平。大數據應用具有很強的即時性特征，當用戶需要對數據進行處理與分析時，大數據便能夠進行智能化操作，將處理結果以清晰明了的圖形方式展現在用戶面前，幫助其解決問題[3]。交通管理體系的智能化主要通過以下兩方面表現出來：一是若某個街區出現意外情況，大數據應用可以及時進行信息的處理，保證交通不會因此被阻斷。二是大數據可以進行提前預測，對公共交通情況進行監控。即便駕駛員不能在先前預料到某街區是否會發生交通擁堵問題，大數據也能為其提供價值較高的參考。比如，大數據管理系統可以提前對駕駛者準備經過的路線進行各方面的分析，為其準備備用解決方案，若該路段發生擁堵，就可在駕駛途中提前告知。

（3）降低交通運輸的成本消耗。以美國新澤西州的交通管理為例，長期以來，新澤西州在管理過程中采用的主要是交通攝錄設備與路邊傳感器來傳遞交通信息，然而，有95%的道路信息都不在設備的監控范圍之內，且傳感器所花費的成本高達兩萬美元。之后，新澤西州應用了Inrix系統（屬于大數據應用的范疇），該系統由Inrix公司提供，專門為交通問題的解決提供專業性建議，可以為安裝了其客戶端的駕駛人員提供即時交通訊息。雖然該系統每年消耗的成本達到四十五萬美元，但總體來說，其處理能力提高了，覆蓋范圍也拓寬，大幅度節約了人們的時間與精力。美國用于房屋的成本消耗居于首位，其次便是交通消耗，雖然美國的司機在一年當中的絕大部分時間都不是用在駕駛上，但一年下來，其花費在車輛上的資金卻高達八千美元。盡管在交通管理體系中應用大數據需要消耗一些成本，但立足于長期發展的角度，這種方式能夠節約的資金更多。況且，按照傳統的解決方式，為了完善交通設施的建設，增加停車場的數量及規模，一般情況下投入的資金也要超過一百萬美元，但很多城市因為成本消耗太大而將交通問題的解決一再擱置，大數據在交通管理體系中的應用，既能夠降低成本消耗，還能從根本上解決城市交通問題。

（4）能夠及時處理大型數據。在交通管理體系中應用大數據之后，就能夠在短時間內對大型數據進行分析與處理。大數據在信息處理過程中應用了云計算及運操作系統，既可以對海量數據進行及時的處理，又能夠對交通信息進行全天候統計與分析，同時可以實現跨區域信息處理。這正是很多城市當前面臨的交通難題。據相關消息透露，國際商業機器公司（IBM）打算構建智能管理系統，用于交通管理中，在發生交通事故及其他意外情況時，能夠盡快制定出最佳方案指導人們的行動。目前，無論是硬件還是軟件裝備，都能夠為大數據管理系統的應用提供足夠的支持。硬件方面，智能手機與無線設備的普遍應用為Inrix系統的開發及在交通管理中的實踐提供了便利；軟件方面，越來越多的人開始使用專業解決交通問題的應用程序，比如我們熟知的百度地圖、谷歌地圖等[4]。不少的企業、高校及政府相關部門也支持將大數據應用于交通管理體系相結合。比如，美國加利福尼亞州的交通管理機構及當地大學中的CCIT（創新運輸中心）就在交通信息的管理方面開展合作，以便為諸多的白領人士提供便捷的交通信息。此外，諸如蘋果公司在為用戶提供交通數據時也應用到了大數據。大數據的應用不僅涉及到企業生產，還將觸角延伸至其他領域，除了能夠提高企業的生產效率之外，大數據也能為人們的生活帶來諸多方便。信息通訊技術水平的提高，使交通運輸過程中產生的信息愈加復雜，對于用戶而言，最重要的就是在海量的信息中尋找到對自己有價值的數據。不過，需要注意的是，大數據管理的應用是有一定風險的，它在承擔處理交通信息時也可能對用戶的隱私保護構成威脅。

2.3 “大數據+交通”模式的挑戰

（1）如何開放公共交通數據。智能交通管理系統的發展水平與數據的公開化程度息息相關，但是，西方國家的大部分城市在交通信息的管理上僅限于私人數據庫，政府相關管理部門的作用僅僅是對私人數據庫進行性能的檢測及調整。該信息管理方式的開放性較低，無法挖掘信息的價值，為了改變這種情況，只能對交通數據實施開放性管理。信息公開能夠帶來諸多便利之處，對于政府來說，信息公開有利于樹立起良好形象；對于企業來說，信息公開能夠增加其收益；對于普通民眾來說，信息公開能夠保障其決策參與權。要提高交通數據的利用率，就要提高信息的公開化程度。

（2）如何保護個人隱私。在深入分析及整合數據資源的基礎上，能夠開發出具有針對性的應用程序，為人們的決策提供參考信息，進而產生商業價值。大數據的應用使人們能夠更加方便地獲得信息，也使一些用戶擔心個人隱私會受到侵犯。在傳統模式下，匿名登錄及密鑰的使用使人們的個人信息不容易泄露。在現代信息社會下，大數據的應用提高了信息的傳遞速度與傳播范圍，在管理過程中出現差錯，就可能導致個人信息或商業機密被非法竊取。比如，某個用戶的地理位置、日常行蹤等。若用戶意識到自己的個人信息安全得不到保障，就會對大數據的普及產生心理上的排斥。

（3）如何存取交通數據。大數據管理系統的應用對實時數據的統計與征集提出了較高的要求，然而，很多地區在統計車輛數目時，習慣于將數據信息保存成像PDF這樣的靜態格式，這種格式對智能設備的自動化檢索造成了很大的阻礙，只能由專門的工作人員來完成信息查詢任務，無法發揮物聯網的作用。能夠利用智能手機、傳感器等設備，對實時的交通數據及相關信息資源進行整合與分析才是交通數據物聯化的體現。

3 “互聯網+”背景下我國大數據交通發展建議

3.1 幫助居民獲得交通大數據

（1）居民乘車時使用的一卡通。北京的交通管理機構中設有專門的管理系統，能夠對一天之內地鐵中的人流量進行準確的統計，也可以提取用戶的出行路線，除此之外，使用一卡通乘坐公交車的人流量也能夠進行詳細統計，雖然也有一部分用戶在乘坐公交車時使用現金，但專業統計部門可以按照比例統計出一天之內乘坐公交車的人數。到目前為止，NFC近場支付功能的應用在我國還未普及開來，若隨著科技的發展，我們也可以實現NFC支付功能的普及，則居民的出行規模及相關信息可以更加精準地掌握在交通管理部門的手中。

（2）實時監控運輸車輛。自2014年7月起，開始施行《道路運輸車輛動態監督管理辦法》，該法案中對運輸車輛的監督進行了詳細的規定，車聯網系統的應用，能夠將車輛的運行情況上傳到全球定位衛星，相關部門就能夠對車輛進行實時監控。

（3）車聯網系統。車聯網系統的普遍應用，使交通部門能夠方便地統計車輛的出行規模，并在此基礎上推算出全部車輛的出行狀況。

（4）道路視頻監控。為了掌握交通運輸情況，政府拿出大量投資用于相關設施的建設及維護。在重慶，一天之內有大約50T的數據都由高速公路視頻監控捕獲，再比如，廣州一天之內捕獲的交通運輸信息記錄達到十幾億，其數據規模在220GB左右。交通運輸部應用道路視頻監控，確實能夠拓展其監控范圍，獲得更多的交通信息。

3.2 幫助企業應用交通大數據

在大數據的應用過程中，一方面要進行信息統計，另外一方面還要利用技術手段對搜集來的數據進行深入分析，而交通部的分析技術還有待提高，在其與百度合作的過程中，就能夠憑借百度的技術優勢，從海量的信息中提取出對自己最有價值的部分。

（1）智能公交調度。我國大部分一線城市都已實現了公交智能化，這種手段也是交通部對大數據應用較早的體現。在運用全球定位系統技術、GIS地理信息系統技術以及3G通信技術的基礎上，能夠實時掌握運行車輛的情況，對公交車的線路、車輛進行調度，優化資源配置，而且也能緩解交通擁堵。智能公交調度技術正在逐漸變得普及，我國的很多城市都在著手建設公交智能調度中心。

（2）在交通規劃及決策中參考大數據信息。在制定交通規劃的過程中，交通起止點調查必不可少，為此，在沒有應用大數據之前，要委派大量工作者進行數據統計。一卡通普遍應用之后，交通部能夠方便地掌握各方面的出行信息，除了明確客流量之外，還能獲知車輛擁堵時間，據此來改進公交線路，從整體上完善城市的公交系統。

（3）評估駕駛員。掌握駕駛員的出行路線、駕駛過程中的各方面表現，以此來對駕駛員做出評估，并將評估結果傳送給交通管理機構及運輸公司，為其招聘人才提供參考，也可以將評估結果作為安全教育的樣例。

（4）預測群體出行情況。

百度地圖可以預知一個城市14天之后能夠達到的人口數量，加上其他信息，就能夠對群體出行的總體情況進行推算，提前得知什么時候為出行高峰、哪條路線可能出現擁堵等，為出行車輛的調度提供參考依據。站在用戶個人的角度來分析，提前掌握了群體出行情況之后，用戶在出行時也會更加方便，可以避開高峰期與擁堵的街區，節省用戶的出行時間，并可提前設置路線。

3.3 幫助政府推進交通大數據

大數據在我國各個領域中的應用越來越廣泛，政府在制定宏觀規劃與整體建設時也已經離不開大數據的作用。在現代信息社會下，大數據的應用不僅能夠挖掘更多的商業價值，對企業發展產生影響，還能使人們的社會生活發生變化。在移動互聯網不斷普及的今天，交通運輸領域征集到的數據愈加豐富，在這種情況下，最重要的就是對數據進行處理與分析，滿足用戶的多樣化信息需求。大數據管理并非沒有難度，管理部門既要根據用戶需求進行數據的處理與分析，又要在盡可能保護好個人信息安全的基礎上去開發交通數據的價值?？傊?，要想通過大數據的應用打造綜合性的公共交通管理體系，還要在交通信息的獲取及分析方面做更深入的研究，要掌握建設智能交通系統的相關知識，并分析用戶界面的調整及改進工作[5]。2014年交通運輸部與百度公司達成合作關系，體現出我國政府對互聯網技術的重視程度與大數據應用的重要性。身處科技不斷進步的信息社會，政府也在謀求自身的發展與創新。從中可以得出的結論是，無論是人們的日常生活，還是國家的整體發展，都受到互聯網的巨大影響，除了交通管理中對大數據的應用，微博問政就是一個很好的例子，信息的公開化在互聯網的作用下不斷提高，政府職能的具體內涵也會隨之發生改變。

（1）廣泛開放公共交通數據。雖然大數據系統中整合了眾多信息資源，但真正能夠用到的并不多。比如，交通管理部門每天都會征集大量交通數據，但相關人員不懂得怎樣進行信息的選取與過濾。交通數據的開放，能夠加強政府部門與企業或專業機構之間的合作，能夠彌補交通管理部門在專業人才方面的短缺，可以為管理部門提供技術支持，滿足不同群體對交通信息的個性化需求。交通管理部門要提高其信息的開放性，可以通過運營像Transportation Information Group這一類的網站來為用戶提供信息服務，還要保證數據存儲格式的多樣化，便于系統自動檢索與識別。為用戶提供數據分析工具，滿足用戶的個性化需求。政府相關部門應該鼓勵用戶參與交通信息的共享，當然，要在這個過程中確保用戶的合法權益不會受到侵害。這樣一來，政府部門就能與企業及用戶群體達成合作關系，開發商可以通過提供信息服務來獲取更多的利潤，大數據的應用也能為城市發展帶來更多的活力。

（2）保護個人私密信息。在大數據時代中，為了加強對個人隱私的保護，政府需要完善相關法律的建設，對數據的性質、傳播范圍、傳播過程中需要遵守的原則，以及其應用目的給出明確的界定。為了確保信息的安全性，交通管理部門還應保證相關制度的實施，要進行數據安全教育知識的普及，讓用戶能夠依法保障自己的權益。無論是對數據資源的開發還是保護，都要采取適度原則，在這方面，交通管理部門應該努力做到，在對數據進行開發的過程中不會危及到個人的信息安全，既要為企業開發數據的商業價值提供便利，又要考慮到對公民個人私密信息的保護。為了減少用戶對個人信息安全問題的擔憂，應該由公民個人決定自己的私人信息是否可以公開，以及哪些個人數據能夠被開發。數據開放商的服務方式也要進行調整，只有在當事人知情且同意時，才能向用戶發送其指定的信息服務。

（3）提高交通數據存取的多樣性。在交通數據的數字化建設方面加大投資，增加數據存取格式的多樣性，節約交通管理部門在這方面的人力資源消耗，方便對數據的深入研究。要使不同用戶的信息需求得到滿足，就要征集各方面的交通信息，在提高交通數據的數字化存儲還要將篩選出的核心數據以紙質資料的形式存儲在案，采取信息共享的方式，使交通管理部門獲取更多的交通數據。還可以通過用戶自動收發交通數據的方式，推動信息共享，從整體上提高公共交通的智能化水平。

篇(6)

關鍵詞：物聯網；智慧地球；創新能力；科研能力

0、引言

物聯網技術在世界范圍內被關注才只有十幾年時間，而引起重視并獲得快速發展也只是近幾年的事情，卻已經開始在軍事、工業、農業、環境監測、建筑、醫療、空問和海洋探索等領域投入應用。隨著教育部批準各高校開設物聯網工程專業課程以來，國內具有一定教學和科研基礎的高校陸續響應，積極投入師資力量和硬件資源。物聯網工程專業屬于計算機、通信、電子等多領域的交叉學科，各院校物聯網工程專業的培養目標基本是培養具有多領域基礎理論知識和創新實踐能力的復合型人才。

根據當前國內物聯網技術以應用為先導的特點，大部分高校在注重物聯網理論知識體系架構的同時，還加強對學生工程實踐能力的培養，培養為我國工業化和信息化融合、為信息產業服務的高層次、高素質的復合型和創新型技術人才。顯然，物聯網技術的不斷推廣和應用使得社會對物聯網人才素質的要求逐步提高。面對21世紀信息化時代的挑戰，如何培養面向廣大應用市場需求的物聯網工程專業人才和科研人才，成為現階段物聯網教育領域的一項研究課題。

1、物聯網工程專業人才培養的基本要求

物聯網的技術架構可以概括為c3sd，即建立在傳感網絡fsensor network）之上的通訊（communication）、計算（computation）、控制（control）、數據海（data ocean）集成的架構。物聯網由通訊系統、計算系統、控制系統、感知系統和數據海5大技術系統支撐。

物聯網工程專業的實踐課程必須是以物聯網體系結構為核心進行設計和技術開發。相應地，我們在學生培養的不同時期設置不同的物聯網專業實踐課程，使學生循序漸進地學習和運用物聯網5大技術的不同層次的開發和集成應用，具有較強的物聯網技術綜合應用和工程實踐能力，能夠從事物聯網應用系統規劃、設計、實施、管理和維護等相關工作。

2、物聯網工程專業人才創新能力培養方式

以物聯網專業的需求為引導，學生針對不同的應用方向和已有物聯網領域知識進行創新，通過技術創新鞏固已有的物聯網專業理論知識，形成將理論學習與運用創新相結合的良性循環，在注重物聯網理論知識體系架構的同時，也加強對工程實踐能力的培養。

2.1 物聯網工程專業知識學習

物聯網工程專業學生培養方式的側重點在于全方位的計算機硬件、軟件以及物聯網理論知識的學習，而不局限于單一行業的知識運用需求。區別于計算機專業學習，物聯網工程專業知識學習更加注重學生的專業應用實踐能力培養，將計算機知識如數據結構和算法、編程語言設計、數據庫等運用到物聯網實際應用領域中，通過數據處理、算法分析、系統開發等實際應用驗證計算機和物聯網理論知識。

學生可以通過算法和理論進一步理解物聯網技術原理，尤其是通過相關實訓應用程序開發（傳感器原理及應用、reid原理及應用、傳感器網絡原理及應用、數據處理與智能決策、物聯網通信技術、物聯網控制、物聯網信息安全等）進行物聯網理論和方法相關課程的創新思維培養，達到創新性學習。

2.2 以工程應用需求作為創新性培養方向

基于工程應用需求的物聯網工程專業學生培養模式建立在市場對物聯網工程專業學生有較高的物聯網發展洞察力、解決特殊問題的創新能力等要求基礎上。學生需要結合自身專業特色對當前物聯網工程應用需求進行深入分析，找到切入物聯網的興趣點，將物聯網理論和技術運用到實際問題中，如智能交通、智能倉儲，進入運用理論解決問題以及利用問題促進理論創新的良性循環。

將計算機、物聯網理論和工程應用相結合，為物聯網理論創新性教學提供了一個方向。目前，計算機學院已建設智能交通、智能倉儲等實訓綜合平臺，基于工程應用需求不斷更新和優化實驗教學內容，強化學生實訓和實踐能力鍛煉，采用項目案例庫的方式培養學生物聯網工程設計能力和開發創新能力。

2.3 以學生為中心的自主創新

在培養物聯網工程專業

學生創新能力的過程中，我們更需要注重學生的自主創新能力培養，允許學生自主選題并自主研究，將自身興趣、專業知識和研究方向緊密結合，尊重學生的思想獨立性，引導學生根據已有的計算機和物聯網工程專業知識和自身的興趣愛好，結合物聯網技術具體應用，選擇自主研究領域。同時，為學生提供開發資源如開發平臺、數據庫系統、rfid+gps物流管理系統（利用rfid技術、gps定位技術、自動控制技術以及網絡通信設備等搭建物流管理實驗平臺）等，讓學生從實際應用中體會物聯網的體系結構，針對不同的物聯網技術應用方向開展具體的研究并不斷創新。

在此基礎上，引導學生從計算機技術的角度思考物聯網技術問題，鼓勵學生從計算系統以外的角度進行系統創新，將計算機和物聯網理論知識與實際的工程運用需求相結合，培養物聯網工程專業學生的專業素養和實踐能力。

3、物聯網工程專業人才自主科研能力培養方式

篇(7)

關鍵詞： 信息物理融合系統； 體系結構； 智慧工廠； 卷煙

中圖分類號： TN98?34； TP399 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）05?0151?04

Abstract： The concept， basic function and characteristics of the cyber?physical system （CPS） are analyzed. According the practical situation of the factory， a five?layer architecture of CPS is proposed， including the perception layer， network layer， semantic information layer， model computing layer and service agent layer. The key technology and structure of each layer were designed in detail. It is proved that the architecture conforms with the informatization level and application status of the factory with an application example of the cigarette factory， and plays a basic supporting function for the construction of the smart factory.

Keywords： cyber?physical system； architecture； smart factory； cigarette

0 引 言

信息物理融合系統（Cyber?Physical System，CPS）是最近幾年出現的一個新概念，是指計算和物理要素之間緊密結合與協作的系統[1]。有文獻指出，CPS的影響將會遠遠超越20世紀的IT革命，就像Internet改變了人與人交互的方式一樣，CPS的出現將改變人與物理世界交互的方式[2]。CPS一經出現便立即引起各國的重視。美國2007年的研究中便將CPS列入重要領域[3]，德國將CPS作為工業4.0的核心技術之一[4]。我國863技術也于2010年開展CPS的相關研究[3]。

CPS的落地應用與研究是按行業開展的，具有明顯的領域相關（Domain?Specific）特征[3]。文獻[5]描述了CPS在電力領域的應用，文獻[6]描述了CPS在航空航天領域的應用，文獻[7]描述了CPS在醫療領域的應用，文獻[8]描述了CPS在交通領域的應用，但其在制造領域的應用研究較為少見。

本文對CPS體系結構和適用于智慧工廠的系統特性進行研究與分析，給出了CPS五層體系結構框架設計，并應用于實際案例。

1 CPS概述

1.1 CPS定義

CPS是通過計算（Computation）、通信（Communication）與控制（Control）技術的有機深度融合，實現計算資源與物理資源緊密結合與協調的下一代智能系統。在微觀上，CPS通過在物理系統中嵌入計算與通信內核實現計算進程與物理進程的一體化。計算進程與物理進程通過反饋循環方式相互影響，實現嵌入式計算機與網絡對物理進程可靠、實時和高效的監測、協調與控制。在宏觀上，CPS是由運行在不同時間和空間范圍的分布式、異步的異構系統組成的動態混合系統，包括感知、決策和控制等各種不同類型的資源和可編程組件。各個子系統之間通過有線或無線通信技術，依托網絡基礎設施相互協調工作，實現對物理與工程系統的實時感知、遠程協調、精確的動態控制和信息服務[3]。一般來說，開展智能化設備研究及開發多采用微觀描述，而對諸如生產、交通這樣的系統性工程多采用宏觀描述。

1.2 CPS在智慧工廠中的地位

基于工業4.0的智慧工廠是以全面感知的CPS系統為基礎構建，如圖1所示。CPS將融合物聯網與服務網，是智慧工廠的基礎及核心技術之一。文獻[9]給出了智慧工廠實現的五大關鍵因素，但同時指出最為基本的是建立在CPS之上。

1.3 智慧工廠環境下CPS特性要求

智慧工廠是數字化工廠之后新一代的制造模式，包括多種核心特征，具體如下：

智慧工廠的異構性：智慧工廠將包括多種控制系統、智能裝備和傳感設備。作為智慧工廠基礎的CPS應當采用開放的工業標準，集成許多功能與結構各異的子系統，各個子系統之間通過有線或無線的通信方式相互協調工作。

智慧工廠的實時性：智慧工廠必須對工廠實時的事件做出正確、合理的反應。要求CPS系統基于事件驅動機制，具有強實時特征和時間全局一致性。

智慧工S的數據驅動：數據驅動是新一代工廠區別于傳統工廠的本質特征。要實現工業4.0提出的三個維度數據驅動流程，在底層落地需要CPS體現以數據為中心的特征要求。

智慧工廠的模型驅動：工廠數字模型是智慧工廠數據驅動的內在動力，體現物理模型、邏輯模型、資源模型等相關內容。CPS也必須是該模型的承載平臺和運行環境，要求具備全局一致的虛擬模型。

智慧工廠的工業特征：作為制造工廠，現實要求的高度安全性、高度可靠性、領域相關性都是對CPS的要求。

2 CPS體系結構設計

2.1 CPS體系結構

CPS體系結構是CPS的核心技術，是CPS的骨架和基礎。文獻[10]給出一套CPS結構體系的設計，并將其應用在智能交通領域。分析認為，這種層次結構表達的概念是清晰的，但過于粗略，細節描述不夠，不利于后期的實施。本文在結合國內外大量研究成果的基礎上，結合制造工廠的實際情況，提出一套符合現實應用的五層CPS體系結構，如圖2所示。

2.2 泛在感知層

泛在感知層是實現深度嵌入到制造全流程而設計的，通過感知節點實現。一個典型的感知節點結構如圖3所示，包括軟件、硬件兩大部分。其中硬件包括與物理對象相一致的傳感器、執行單元和對應的驅動裝置。軟件包括傳感器數據處理模塊、執行單元的控制模塊，節點自身的計算模塊（包括緩存、地址管理等功能），以及與網絡層進行通信的模塊。一個感知節點應當還包括一個能夠全局同步的本地時鐘，滿足CPS所要求的時間一致性。

針對工廠的物理對象，感知節點需實現 “人、機、料、法、環、測、時間、空間”等物理要素的數字化感知。

人：采用移動互聯技術，結合RFID，NFC等近場通信技術，實現人與系統的對接。

機：設備采用統一的資產代碼，主要是利用二維碼和RFID電子標簽。

料：針對連續生產過程，采用溫度計、水分儀、皮帶秤表征物料特性。

法：結合生產規范要求，建立各個工序的工藝采集點，建設車間集控系統為超級節點。

環：采用無線組網技術，如Zigbee協議、WiFi協議實現全廠動能及環境的采集與計量。

測：構建超級節點，實現實驗室數據采集、綜合測試臺數據采集。

時間：建立全廠統一的時間服務器，同步各個采集點的時鐘。

空間：建立全廠采集點地址及命名字典。有條件的工廠建議采用IPv6協議。

2.3 互聯網絡層

CPS的異構性包括網絡的異構及應用的異構?；ヂ摼W絡層將泛在感知層的大量異構感知節點實現互聯互通，并支持感知節點之間的互操作，支持M2M（設備到設備）的通信。當前工廠的網絡環境，絕大多數采用TCP作為傳輸層通信協議。但眾所周知，TCP協議是一個非實時的協議，需要在語義信息層實現自定義的會話協議，或針對實時數據采用UDP協議。

2.4 語義信息層

CPS是以數據為中心，工廠的數據分為測量數據和業務單據數據。對于實時測量數據，采用OPC統一架構（OPC?UA）協議作為語義層協議。對于業務單據數據，采用自定義XML結構描述。XML文檔的內容和結構完全分離、互操作性強、規范統一、支持多種編碼及可擴展性的特點[11]。

工廠生產信息模型符合ISA95標準給出描述[12]，只是在實例化過程中增加具體生產工廠的特殊屬性。圖4所示為針對一般工廠抽象形成的核心生產信息模型，包括生產能力模型、產品定義模型、生產信息模型。該模型將實現全局一致性的視圖，支持MES系統、MES系統與自動化系統的集成、MES系統與PDM系統和ERP系統的集成（智慧工廠的三個集成）。通過該模型使CPS成為以數據為中心的系統。

2.5 模型計算層

物理與信息的融合過程，核心是通過在CPS系統中嵌入物理對象的模型來實現（有些研究稱之為數字孿生體）。這個模型包括物理設備對象模型（物理模型）以及物理設備對象在生產過程中表現出來的服務邏輯模型構成。模型計算層除了管理這兩大模型之外，還包括一個高可靠的模型引擎，實現CPS特性給出的事件驅動要求，如圖5所示。

物理模型：工廠設備一般組織成分層形式，包括工廠（Plant）、車間（Area）、工段（Cell）、設備（Unit）四個層次[12]，這是一個面向對象的模型庫。每個層次的設備對象中嵌入感知節點及對應的感知數據。

邏輯模型：邏輯模型是表征物理模型在生產過程中提供的服務以及制造過程的核心流程管控，包括生產操作模型、質量管理模型、維護操作模型、庫存操作模型[10]。

模型引擎：模型引擎是一個基于SOA架構的計算環境，包括運行服務管理、流程引擎、安全管理、服務管理、服務及接口協議、物理模型管理。

2.6 服務層

CPS與智慧工廠服務網之間的連接是通過制造服務層實現的，這是一個典型的SOA與多Agent環境。同時，該層也實現CPS與異構應用系統之間的連接。

工業4.0背景下智慧工廠的業務應用將呈現App化的特征。一個典型的App將滿足工廠管理的某一個領域的功能要求。但這些單一業務需要流程的集成，共同實現以產品為中心的某一特定的生產任務，比如生產換模過程。每一個App通過它的服務接入到CPS模型引擎中，如圖6所示。模型引擎具有一個Agent容器管理功能，實現Agent服務的發現、注冊、變更及有效性檢驗，符合CPS高度自主性的特性。

3 典型應用

卷煙工業企業在整體制造業信息化中具有較高水平。寧波卷煙廠在全行業較早開展信息化建設，基本完成了數字工廠建設[13]。通過分析智慧工廠的核心要求，明確智慧工廠建設的核心是在工廠導入CPS系統，實現物聯網與服務網的融合?；贑PS系統，重新構建工廠一體化核心數據平臺，重新梳理三項集成（工廠與集團的集成、研發與生產的集成、制造與服務的集成）。寧波卷煙廠CPS實施技術路線如圖7所示。

工廠利用新引進設備的機會，完成了智慧工廠所需的物聯網環境建設。自動化系統采用OPC?UA協議共享CPS全局一致的實時數據庫系統。同時，根據智慧工廠的業務要求增加少量的o線感知節點，主要應用于設備狀態監測領域。在建模及模型引擎方面，采用西門子公司的Simatic IT建模平臺實現模型在線運行。而服務則采用工廠已建成的SOA總線平臺（IBM產品Message Broker）實現模型驅動與服務組件的集成。服務集成所用的協議為廣泛采用的WebServices標準。通過優化及完善以MES系統為核心的工廠應用系統，完善App形式的業務管理功能。

基于CPS的生產信息監控界面如圖8所示。通過導入CPS系統，一是實現了全局一致的核心數據庫；二是實現生產資源的對象模型，建立透明工廠；三是邏輯模型支持生產管控流程的靈活修改，提高生產柔性；四是生產服務化，實現即插即用；五是實現控制層與管理層的深度融合，提升管理精細化水平。

4 結 語

CPS是智慧工廠的核心技術。本文從CPS國內外的研究現狀出發，結合CPS的基本功能及特性要求，提出一種應用于工廠的五層CPS體系結構，包括泛在感知層、互聯網絡層、語義信息層、模型計算層、服務層。該體系自下而上實現了物理對象、生產信息、生產對象模型以及服務模型的抽象。最后，本文給出了一個卷煙工廠的實施案例，列出了每一層所采用的技術路線。應用案例表明，本文提出的五層CPS體系結構符合卷煙工廠的信息化水平及應用需求，對智慧卷煙工廠的建設能起到基礎性支撐。

參考文獻

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