物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡中的應用

1、 車聯(lián)網(wǎng):物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡中的應用摘要:闡述了“物聯(lián)網(wǎng)”和“車輛網(wǎng)”這兩個熱門概念的內(nèi)涵和外延。通過分析兩者的發(fā)展歷程、歷史沿革和相互關系，比較它們在實際生活中的應用, 認為車聯(lián)網(wǎng)可以看作物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡中的典型應用，展望了車聯(lián)網(wǎng)在服務與應用方面的美好愿景。以此為基礎，討論了車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關鍵技術，并介紹了一個過渡型構建方案。最后，詳細討論了在物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)領域里國內(nèi)外學術研究現(xiàn)狀。關鍵詞:車聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)聯(lián)城市智能交通liu xiaoyang*, wu minyoudepartment of computer science and engineering, shanghai jia

2、o tong university, shanghai 200240, chinaabstract:this paper discusses the connotation and extension of two hot topics, namely, “the internet of things (iot)” and “vehicular cps”. by analyzing their courses of development, history and relationships, and comparing their applications in daily life, th

3、e authors are in favor that vehicular cps can be regarded as an application of iot in vehicular networks. furthermore, the authors look into the bright future of services and applications resulting from vehicular cps. with this in mind, the authors discuss the key technologies of implementing vehicu

4、lar cps and introduce an initiative. the authors also discuss in details about the academic research at home and abroad in the area of the internet of things and vehicular cps.this paper discussed the connotation and extension of two hot concepts, namely, “the internet of things (iot)” and “vehicula

5、r cps (cyber physical system)”. by analyzing their courses of development, history and interrelationship, and comparing their applications in daily life, the authors are in favor that vehicular cps can be regarded as an application of iot in vehicular networks. furthermore, the authors look into the

6、 bright future of services and applications resulting from vehicular cps. with this in mind, the authors discussed the key technologies of implementing vehicular cps and introduced an initiative. the authors also discussed in detail the academic research at home and abroad in the area of the interne

7、t of things and vehicular cps.key words:vehicular cyber physical system (cps); internet of things (iot); networking the intelligent transportation system信息領域正發(fā)生著由互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的新一輪技術革命。車聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)和智能化汽車兩大領域的重要交集。2010年世界博覽會上，上汽集團通用汽車館展示了對車聯(lián)網(wǎng)的遠景展望并舉行了“直達2030”可持續(xù)交通系列論壇“車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)聯(lián)城市智能交通”。相關專家圍繞著車聯(lián)網(wǎng)這一全新概念，深入分析并論

8、證了車聯(lián)網(wǎng)相關技術的發(fā)展及其對未來城市交通模式的改變。為人們呈現(xiàn)了一個嶄新的城市、汽車和道路系統(tǒng)：沒有信號燈，汽車高速行駛，沒有堵塞，沒有事故，以及更環(huán)保、更安全、更智能、更人性化的汽車，所有這些將顛覆人們對于“交通”的認識。本文從定義與發(fā)展歷程、服務與典型應用、關鍵技術、學術研究等多個角度對車聯(lián)網(wǎng)進行分析研究。藉此拋磚引玉，共同探討城市智能交通的發(fā)展前景。1物聯(lián)網(wǎng)與車聯(lián)網(wǎng)從“互聯(lián)網(wǎng)”到“物聯(lián)網(wǎng)”，世界正以不同的方式相互連接；從“車載信息”到“車聯(lián)網(wǎng)”，車與車之間也將相互連接，并成為人們相互交流的新途徑。1.1定義物聯(lián)網(wǎng)是將所有物品通過射頻識別（radio frequency identifi

9、cation,rfid）等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等應用1。物聯(lián)網(wǎng)不僅是一個網(wǎng)絡，更是一個系統(tǒng)。如圖11所示，物聯(lián)網(wǎng)把人們生活中的各類物品連到互聯(lián)網(wǎng)中，形成一張更大的網(wǎng)絡。通過網(wǎng)絡可以得到各類事物的信息，對這些信息的處理、提取以及合理運用將為我們的生產(chǎn)和生活帶來前所未有的便利。所謂車聯(lián)網(wǎng)，是指通過裝載在車輛上的電子設備通過無線技術，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡平臺上對所有車輛的靜、動態(tài)信息進行提取和有效利用。人們將根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運行狀態(tài)進行有效的監(jiān)管，同時提供綜合服務。如圖22所示，車聯(lián)網(wǎng)將車與車相連，車與路旁的基礎設施相連，實現(xiàn)實時

10、信息交換，服務于人們的交通出行。車聯(lián)網(wǎng)是一類物聯(lián)網(wǎng)，是物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡中的具體應用。車聯(lián)網(wǎng)通過車輛網(wǎng)絡動態(tài)地收集、分發(fā)和處理數(shù)據(jù)，使用無線通信方式共享信息，實現(xiàn)汽車與汽車、汽車與建筑物，以及汽車與其他基礎設施之間的信息交換，使汽車與城市網(wǎng)絡相互連接。它甚至可以幫助實現(xiàn)汽車與路上的行人和自行車、汽車與非機動車之間的“對話”。車聯(lián)網(wǎng)技術是一種結合了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和無線通信技術的車載智能通信服務。駕駛員能通過無線信號，隨時與呼叫中心進行聯(lián)系，及時獲得以下三大類服務：交通信息與實時導航服務、安全駕駛與車輛故障診斷服務、娛樂及通信服務。汽車在車聯(lián)網(wǎng)的幫助下，將更加人性化。1.2發(fā)展歷程1.2.1物

11、聯(lián)網(wǎng)方面1)2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟（itu）發(fā)布了itu互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)3，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念。2)第一屆物聯(lián)網(wǎng)世界學術會議iot 2008于2008年3月26日在瑞士蘇黎世召開。3)2009年1月28日，美國工商業(yè)領袖舉行圓桌會議，ibm ceo彭明盛向美國總統(tǒng)提出“智慧的地球”計劃：將感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、建筑、大壩、油氣管道等各種現(xiàn)實物體中，形成物物相連，進一步通過超級計算機和云計算將其整合，實現(xiàn)社會與物理世界的融合。4)2009年8月7日下午，國務院總理溫家寶來到中國科學院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術研發(fā)中心考察，提

12、出“感知中國”。隨后，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展列為我國信息產(chǎn)業(yè)三大發(fā)展目標之一。1.2.2車聯(lián)網(wǎng)方面1)第四屆無線射頻識別（rfid）技術發(fā)展國際研討會2009年11月在上海召開，其中分論壇包括rfid技術及智能交通信息技術與應用論壇。2)中國智能交通新技術及標準化發(fā)展高峰研討會于2010年9月在杭州舉行。會議圍繞著“創(chuàng)造低碳、安全、便利的感知交通新生活”，加深對智能交通新技術、新理念的認識，促進智能交通系統(tǒng)的標準化建設。3)通用汽車已經(jīng)和中國電信達成合作協(xié)議，利用電信3g網(wǎng)絡為用戶提供車載信息服務，并逐步建設車聯(lián)網(wǎng)。4)ibm將部署交通預測系統(tǒng)4，聲稱可以預知一小時后的交通狀況，從而留下充足的時間避免交通

13、堵塞。物聯(lián)網(wǎng)概念在歐洲和亞洲得到了廣泛的關注，受到國際電信聯(lián)盟支持。與物聯(lián)網(wǎng)相似的cyber physical system (cps) 概念在北美也得到了廣泛認同，美國nsf給予了大量研究經(jīng)費的支持，已先后資助超過100個cps項目。 隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出和相關研究的開展，很多的研究機構和全球汽車廠商聚焦物聯(lián)網(wǎng)技術在城市智能交通中的應用，提出了車聯(lián)網(wǎng)概念，并進行了初步探索。例如：汽車巨頭通用汽車公司為最新款凱迪拉克標配安吉星車載信息服務系統(tǒng)，ibm公司推出了交通預測模型，上海市進行了智能交通項目研發(fā)。2車聯(lián)網(wǎng)服務與應用車聯(lián)網(wǎng)通過在車輛和道路之間建立有效的信息通道，實現(xiàn)智能交通的管理和信息服務

14、。隨著wifi、rfid等無線技術近年來被運用于交通運輸領域智能化管理，車聯(lián)網(wǎng)將能夠用于各個方面，例如智能公交定位、智能停車場管理、車輛類型及流量信息采集、不停車路橋電子收費、車輛速度計算分析等?，F(xiàn)有的實際案例系統(tǒng)如下。1)在智能交通應用中，上海交通大學的tig項目5在2006年就開始運作，采集了上海市4000多輛出租車的實時信息。2)mit cartel6項目部署了一個分布式的移動傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)結合的系統(tǒng)。建立在該系統(tǒng)中的上層應用可以利用移動車輛和手機上的傳感器搜集數(shù)據(jù)，通過無線通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，通過計算單元實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理、分析和可視化。3)舊金山灣區(qū)開展了cabspotting項目7于2

15、006年啟動，通過在出租車上安裝gps跟蹤設備，記錄車輛移動軌跡。4)ibm基于交通預測模型4，在新加坡進行的初步測試中，可以提前一小時預測車流量和車速，精度高達90%。車聯(lián)網(wǎng)不僅是汽車行業(yè)對于未來“互聯(lián)的汽車”的美好愿景，也將是城市居民的共同愿望之一。就像20世紀80年代互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將獨立的臺式電腦互相聯(lián)系在一起，車聯(lián)網(wǎng)將車輛聯(lián)系在一起也將改變?nèi)藗兾磥淼纳?、工作方式。車?lián)網(wǎng)的典型應用包括如下。1）緊急救援系統(tǒng)。當緊急情況發(fā)生，車主按動車上安裝的緊急按鈕，通過無線通信接通客服中心?？头藛T能夠通過gps技術精確定位，將救援送達車主。在救援過程中，客服人員不僅能一直與車主進行在線交流，而且能實

16、時調(diào)度救援資源，最小化車主的生命財產(chǎn)損失。2)智能導航系統(tǒng)?，F(xiàn)行試用的路線推薦系統(tǒng)能夠根據(jù)司機需求和實時交通信息，推薦最短路徑、時間最優(yōu)路徑，甚至為出租車司機推薦最有可能搭載乘客的路線。2009年日本豐田第一個引入gbook智能副駕系統(tǒng)。同年通用汽車將on star（安吉星）技術裝配在凱迪克拉和別克等車型上。福特、日產(chǎn)等企業(yè)相繼發(fā)布了車載網(wǎng)絡平臺。在未來的車聯(lián)網(wǎng)時代，老人、小孩，甚至殘疾人（包括盲人）都可擁有自己的汽車，借助于自動駕駛系統(tǒng)，人們的出行將變得更加輕松。3)智能交通系統(tǒng)（intelligent transport system，its）。將先進的信息技術、通訊技術、傳感技術、控制技

17、術以及計算機技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，從而建立起在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合的運輸和管理系統(tǒng)。4)車載社交網(wǎng)絡。實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)技術的未來城市交通將告別紅綠燈、減輕擁堵、交通事故和停車難等一系列問題。此外，自動駕駛的實現(xiàn)將駕駛者從緊張、勞累中解脫出來，進而享受路途中的社交無線網(wǎng)絡8。在未來的車聯(lián)網(wǎng)時代，“盲人可以開車、酒后可以駕駛、汽車不再碰撞、停車不再痛苦”等等，都將成為現(xiàn)實！3關鍵技術由于車聯(lián)網(wǎng)是一類物聯(lián)網(wǎng)，所以物聯(lián)網(wǎng)中的很多關鍵技術是部署車聯(lián)網(wǎng)的技術基礎。而車聯(lián)網(wǎng)應用同時也要求有別于其他物聯(lián)網(wǎng)應用的技術支持。隨著傳感網(wǎng)、rfid、普適計算、云計算、實時

18、系統(tǒng)等信息科技的飛速發(fā)展，在它們的技術支撐下物聯(lián)網(wǎng)得以提出和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術包括（詳見文獻1）：1）rfid技術與無線傳感網(wǎng)絡技術；2）通信與網(wǎng)絡技術；3）軟件技術；4）硬件技術；5）數(shù)據(jù)處理技術；6）安全隱私。rfid技術與無線傳感網(wǎng)絡技術是物聯(lián)網(wǎng)最基本的技術之一，用于標識物體和對客觀環(huán)境的物理屬性的感知。rfid技術首先要解決的技術難題是全局標識?，F(xiàn)有的rfid標識標準并不統(tǒng)一，如果要全部接入因特網(wǎng)則需有統(tǒng)一的標準。傳感網(wǎng)同樣面臨大規(guī)模應用的問題，異構傳感網(wǎng)的整合使用還有許多實際問題需要解決。物聯(lián)網(wǎng)中單個標識或傳感器設備的工作是沒有意義的，只有通過相互協(xié)同工作才能完成有實際意義的任務，

19、所以通信與網(wǎng)絡技術也是必不可少的關鍵技術，它解決如何將標識和傳感信息接入ad hoc網(wǎng)絡或因特網(wǎng)。有針對性的傳輸協(xié)議以及更靈活的頻譜分配是需要研究的課題。硬件技術的支持是所有傳感設備、計算設備、通信設備和控制設備的基本?；谖锫?lián)網(wǎng)的特點，在硬件方面要求終端設備為嵌入式集成系統(tǒng)，要求在低功耗、低延遲、小型化、易安置、低成本等方面繼續(xù)開發(fā)；而在服務器方面則要求逐步向高性能的集群機、云計算過渡；控制設備需要滿足高精度、易操作、無差錯等方面的要求。軟件與算法基于硬件之上，涉及到嵌入式操作系統(tǒng)和各類應用軟件、控制軟件。統(tǒng)一的語義體系是達到大規(guī)模實際應用的首要任務。良好的用戶體驗則要求有更身臨其境的虛擬現(xiàn)

20、實技術、可分布式可集中式的運作方式、延遲小的實時系統(tǒng)、可靠性高自適應調(diào)整能力強的軟件。物聯(lián)網(wǎng)的應用帶來大規(guī)模的數(shù)據(jù)，如果地球上所有的物體都被標識，它們的所有屬性信息都轉變?yōu)閿?shù)據(jù)在因特網(wǎng)中流通，那將給現(xiàn)有的網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)的管理與處理上帶來許多新的挑戰(zhàn)。比如大規(guī)模數(shù)據(jù)中心必須建立，數(shù)據(jù)在市場上的運行模式需要數(shù)據(jù)運營商來運作，針對物聯(lián)網(wǎng)的搜索引擎將被開發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)還未普及應用的一大原因還在于安全隱私保障?？梢钥吹揭蛱鼐W(wǎng)上病毒肆虐，如果在涉及面更廣的物聯(lián)網(wǎng)上，在涉及利益更高的cps上，安全保障就顯得更加急迫了。另一道普及的屏障是個人隱私問題。誰也不愿意把自身行為完全暴露出去，而物聯(lián)網(wǎng)的目的又是把所有事物及其

21、屬性連入網(wǎng)中。這兩點存在明顯的矛盾，需要找到一個平衡點才能讓物聯(lián)網(wǎng)可以實際普及開來。以上關鍵技術需要相關研究和管理部門統(tǒng)一標準化，才能推動物聯(lián)網(wǎng)真正發(fā)展和實際應用。而未來的車聯(lián)網(wǎng)要大規(guī)模部署，實現(xiàn)網(wǎng)連城市智能交通的目的，還需要以下兩類關鍵技術的保證。1）dsrc和vps技術。目前在汽車定位、通信及收費領域應用較多的是dsrc（dedicated short range communication）以及vps (vehicle positioning system)技術。dsrc是一種微波技術，主要應用在電子道路收費方面；而vps則是一種gps+gsm技術，在汽車導航、求助及語音通信方面有著較廣

22、泛的應用。以上兩種技術已經(jīng)使用，較為成熟。2）適合車聯(lián)網(wǎng)應用的無線通信技術。車聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術是如何實現(xiàn)車與路、車與車之間的信息交換與互動，而在其中扮演主要角色的是無線通信技術。需要研究現(xiàn)有的多種無線技術中哪一種符合實時互動，以及兼容傳統(tǒng)與未來車聯(lián)網(wǎng)應用的要求。4構建車聯(lián)網(wǎng)方案如何構建車聯(lián)網(wǎng)，對于這個問題，不同的人可能給出不同的答案。下面介紹it商業(yè)新聞網(wǎng)提出的一個過渡型方案9，通過分析這一個方案展示車聯(lián)網(wǎng)部署中可能要面臨的問題。實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，可以分兩步走。1）實現(xiàn)車輛與道路基礎設施之間的信息交換。這是一個過渡型方案，需要兼容傳統(tǒng)車輛，現(xiàn)有的交通信號（行車線、紅綠燈、指示牌、速度限制等）都應該被保

23、留，因為這是新舊交通系統(tǒng)兼容所需要的基礎和保障。將無線數(shù)字傳輸模塊植入到當前的道路交通信號系統(tǒng)中去，數(shù)字模塊可向路經(jīng)的汽車發(fā)放數(shù)字化交通燈號信息、指示信息、路況信息，并接受聯(lián)網(wǎng)汽車的信息查詢及導航請求，然后可將有關信息反饋給相關的聯(lián)網(wǎng)汽車。將無線數(shù)字傳輸模塊植入到聯(lián)網(wǎng)汽車中去，令聯(lián)網(wǎng)汽車可接收來自交通信號系統(tǒng)的數(shù)字化信息，并將信息于聯(lián)網(wǎng)汽車內(nèi)顯示，同時還將信息與車內(nèi)的自動/半自動駕駛系統(tǒng)相連接，作為汽車自動駕駛的控制信號。聯(lián)網(wǎng)汽車的顯示終端同時作為城市道路交通導航系統(tǒng)來使用，在這個車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，衛(wèi)星導航將不再需要，因為導航信息直接來自具有更快、更新、更全面導航功能的數(shù)字化交通系統(tǒng)；聯(lián)網(wǎng)汽車的數(shù)

24、字傳輸模塊包含有聯(lián)網(wǎng)汽車的身份代碼（id）信息，即 “數(shù)字車牌”信息，這是車聯(lián)網(wǎng)對汽車進行通信、監(jiān)測、收費及管理的依據(jù)。2）令行駛中的車輛互聯(lián)互動。聯(lián)結路面行駛中的汽車是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的第二步。為了使聯(lián)網(wǎng)汽車與傳統(tǒng)汽車兼容，現(xiàn)有的汽車燈號系統(tǒng)（剎車燈、轉向燈、危險信號燈）都會獲得保留，這也是新舊系統(tǒng)兼容的基礎及保障。將無線數(shù)字傳輸模塊植入到聯(lián)網(wǎng)汽車中去，數(shù)字模塊可以向周邊聯(lián)網(wǎng)汽車提供數(shù)字化燈號信息及狀態(tài)信息，并且數(shù)字化信息與其傳統(tǒng)燈號信息是同步發(fā)送的。聯(lián)網(wǎng)汽車中的無線數(shù)字傳輸模塊可同步接收來自其他聯(lián)網(wǎng)汽車的數(shù)字化信息并在汽車內(nèi)進行顯示，同時將信息與車內(nèi)的自動/半自動駕駛系統(tǒng)相連及互動，為聯(lián)網(wǎng)汽車的

25、安全行駛提供依據(jù)。根據(jù)接收到的由其他聯(lián)網(wǎng)汽車發(fā)送的數(shù)字信息，聯(lián)網(wǎng)汽車便會知道周邊聯(lián)網(wǎng)汽車的狀況，包括位置、距離、相對速度及加速度等，并在緊急剎車情況下，可令隨后的聯(lián)網(wǎng)汽車同步減速，有效防止汽車追尾事故的發(fā)生。聯(lián)網(wǎng)汽車還可隨時通過數(shù)字化網(wǎng)絡與周邊任意聯(lián)網(wǎng)汽車進行通話。在有需要時，還可向附近的聯(lián)網(wǎng)汽車進行廣播，告知有關緊急情況。5學術研究關于物聯(lián)網(wǎng)的國際學術會議影響力正逐漸增強，各國研究基金的支持規(guī)模不斷加大。然而處于探索的初期，現(xiàn)已發(fā)布的學術成果還不多，發(fā)表的論文比較多的還是指出研究方向的前瞻性研究。下面對現(xiàn)有的比較有影響力的學術成果進行簡述和加以分類。5.1物聯(lián)網(wǎng)方面物聯(lián)網(wǎng)的研究普遍基于應用。

26、我們從以下方面分別選擇具有代表性的論文加以討論。1）rfid與傳感器研究。rfid是物聯(lián)網(wǎng)最基本的關鍵技術，得到了廣泛研究。liu等10主要研究了在物聯(lián)網(wǎng)中如何同時讀取多個被動rfid標簽, 使得讀取的標簽之間沖突減少，從而實現(xiàn)加快辨識物品的目的。傳感器節(jié)點已經(jīng)廣泛應用到人們平時的生活和工作之中。不同于傳統(tǒng)的傳感器組網(wǎng)方式，文獻11提出了一種基于周圍情況而自發(fā)分簇組成動態(tài)傳感網(wǎng)的方式。這樣的組網(wǎng)形式在物流運輸中，在bsn（body sensor network）這些動態(tài)性較高的場景中將有比較好的應用前景。文中設計了名為tandem的算法，用于移動傳感器節(jié)點可以根據(jù)情景感知的內(nèi)容自發(fā)的分簇的組成

27、網(wǎng)絡，并且tandem可以實現(xiàn)重新分簇組網(wǎng)的功能，如果情景感知內(nèi)容不變，則保持網(wǎng)絡的連通。2）模型研究。物聯(lián)網(wǎng)最直接的應用就是在供應鏈和物流上。文獻12針對物聯(lián)網(wǎng)中的供應鏈，提出一個計算其效能的數(shù)學模型。通過這個數(shù)學模型，可以估計在使用不同的供應鏈系統(tǒng)設計策略的情況下所達到的效果和投入的成本，從而為使用者提供選擇策略的依據(jù)。在建立數(shù)學模型的過程中，作者將檢測設備分為條形碼、rfid、無線傳感器，將供應鏈分成了供應商、運輸商、消費者，以這六項要素為基礎建立了數(shù)學模型。3）數(shù)據(jù)處理研究。如前文所述，數(shù)據(jù)處理在物聯(lián)網(wǎng)中的研究也是有其重要價值的。ons（object naming service）服務

28、是一種集中式的查找服務，類似于因特網(wǎng)中的dns服務。通過ons，人們可以通過貨品上的電子產(chǎn)品號來查找這件貨品的制造商。但是文獻13作者發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的ons服務中有一個不足，即由于ons服務的根節(jié)點不止一個，每個國家都可以有自己的ons服務根節(jié)點，這就使得在多個ons服務之間查找貨品信息變得不方便。作為改進，論文提出了mons（multipolarity for the ons）服務，這是在ons服務的基礎上通過增加基礎設施，使得人們可以通過一次在ons服務中的查詢就能找到相應貨品的信息，即使這條信息在其他的ons服務中。4）信息安全研究。文獻14研究了信息安全的問題。在供應鏈系統(tǒng)中，組織之間需要

29、交換貨品的信息，比如一批貨品從供應商手上交到運輸商手上，供應商會將貨品的rfid信息一起轉交。epcis協(xié)議是用來規(guī)定這些信息的交換的。作者提出epcis協(xié)議在訪問權限控制上存在不足，使得協(xié)議無法限制哪些人可以訪問哪些信息。作者在epcis協(xié)議的基礎上提出了一種新的基于規(guī)則的協(xié)議，通過定義訪問規(guī)則來限制用戶訪問，保證信息的安全。5）標準化研究。rellermeyer等15中針對物聯(lián)網(wǎng)中多種多樣的軟件以及硬件設施，提出要將軟件模塊化，并且設定一種標準，來規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中軟硬件的接口。文中使用osgi模型作為軟件接口的標準，并且在這基礎上建立了一個實驗系統(tǒng)名為bug。在bug系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的

30、各個模塊實現(xiàn)了很好的融合。5.2車聯(lián)網(wǎng)方面車聯(lián)網(wǎng)領域相關的論文一般是基于大規(guī)模的城市交通網(wǎng)絡，利用已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)集和城市電子地圖進行分析和建模的。針對以下方面分別介紹。1）車輛軌跡gps數(shù)據(jù)處理。在車輛上安裝gps設備獲得車輛的實時位置信息，車輛之間通過無線通信將搜集到的數(shù)據(jù)匯報給數(shù)據(jù)中心。li等16研究如何實現(xiàn)gps數(shù)據(jù)與電子地圖之間的精確匹配，文章中基于距離和角度分別提出了兩個地圖匹配算法（nma和ema）， 并且給出了真實場景中的測試結果。2）延遲容忍網(wǎng)絡（delay tolerant network，dtn) 協(xié)議設計與測試。車聯(lián)網(wǎng)是一類典型的dtn網(wǎng)絡，通過搜集大規(guī)模車輛網(wǎng)絡的gps

31、數(shù)據(jù)，可以為dtn網(wǎng)絡的協(xié)議設計提供真實的測試環(huán)境。 這一方面所取得的研究成果相對來說較多。例如，文獻17-18研究suvnet（shanghai urban vehicular network）網(wǎng)絡的移動模型、拓撲結構和聯(lián)通性，測試了已有路由協(xié)議在實時數(shù)據(jù)上的性能，并基于距離向量設計了dear路由協(xié)議以提高數(shù)據(jù)包傳輸成功率。文獻19利用公共汽車在城市網(wǎng)絡中的獨特性，設計了bler路由協(xié)議。3）dtn網(wǎng)絡中的資源分配策略。lee20綜合考慮了dtn網(wǎng)絡中鏈路調(diào)度、路由協(xié)議與數(shù)據(jù)副本分發(fā)，抽象為多目標優(yōu)化問題?；诰植啃畔⒑退矔r信息，作者用貪心的思想設計了分布式的dmc算法，并且給出了真實gps

32、數(shù)據(jù)上的測試結果。4）交通狀況的智能感知。文獻21利用車輛網(wǎng)絡監(jiān)控交通狀況，利用suvnet網(wǎng)絡的gps數(shù)據(jù)對基于連接和基于車輛的兩種算法進行性能測試和分析；文獻22基于統(tǒng)計方法設計了感知交通狀況的預測模型，該模型利用單信道單頻譜，基于歷史信息迭代地估計路面上的實時交通狀況。除此之外，ibm公司推出商業(yè)的交通預測模型，已經(jīng)在新加坡等地進行了部署和應用，實測過程取得了較好的估計、預測、感知精度。5）車聯(lián)網(wǎng)運動模型分析。文獻23基于馬爾可夫模型對車輛網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)挖掘，找到車輛的移動模式，為車輛之間的通信協(xié)議設計提供依據(jù)。文獻24考察和分析了城市內(nèi)部任意兩輛車之間相遇時間間隔的分布，發(fā)現(xiàn)其很好地符合

33、冪指數(shù)曲線。城市交通中存在聚簇現(xiàn)象，車輛的運動有圍繞交通熱點的趨勢，作者認為這是造成車輛相遇間隔呈現(xiàn)指數(shù)分布的原因。文獻25進一步研究了城區(qū)車輛分布，假設車輛裝備處傳感器用于感知鄰居車輛，作者利用聚簇算法挖掘城市交通中的熱點區(qū)域。文獻26在很多類數(shù)據(jù)集上研究了人的、車的移動軌跡，通過深入分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)其中包含兩大特性：時序穩(wěn)定性和存在低級結構。由此，為移動網(wǎng)絡設計了有效的定位算法。6）智能導航系統(tǒng)。出租車司機如何最短時間內(nèi)到達目的地？如何為道路上的乘客找到最近的出租車？出租車選擇什么樣的行駛路線，能夠在最短的距離內(nèi)最有機會搭到乘客？ 這些問題分別由文獻27-29給予了回答。7）智能車場管理系

34、統(tǒng)。眾多的商城、購物中心、工業(yè)園區(qū)和寫字樓群等都建有相應的停車場，管理數(shù)量龐大的車位是一個重要挑戰(zhàn)。停車場通過在每個車位安裝傳感器，可以實現(xiàn)對車位使用情況的實時監(jiān)控，進行自動化管理。lin等30利用調(diào)和函數(shù)構造了車位信息場，司機通過勢場梯度可以方便地停車。6結語依照通用汽車公司的預測，未來汽車會實現(xiàn)電氣化、智能化與無人駕駛，車與道路、車與車之間會具有交流互動，交通堵塞、空氣污染、交通事故將成為歷史。隨著通用、榮威、豐田等汽車廠商的智能網(wǎng)絡系統(tǒng)的部署，車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始為汽車消費者們所了解。我國的科研工作者已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)方面累積了許多工作：973項目“無線傳感網(wǎng)關鍵技術研究”已開展了5年； 以

35、無錫為中心的“感知中國”物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院在2010年正式啟動；手機交通卡智能交通系統(tǒng)已經(jīng)在多個城市普及；智能交通項目已經(jīng)在上海、武漢等地開展和部署。然而要大規(guī)模地應用車聯(lián)網(wǎng)技術，其實現(xiàn)還有一段成熟期。正如文中所述，還有概念和統(tǒng)一標準等問題存在，安全和可靠等實際問題有待研究。市場與應用模式必須結合實際摸索，最終才能達到網(wǎng)連城市智能交通的目標。車聯(lián)網(wǎng)將徹底改變?nèi)祟惓鲂心Ｊ剑匦陆o出汽車的定義。實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的未來城市交通將告別紅綠燈、擁堵、交通事故和停車難等一系列問題，并實現(xiàn)駕駛自動化。參考文獻:1孔令和, 伍民友. 信息產(chǎn)業(yè)新革命之爭：是物聯(lián)網(wǎng)還是cps？ j. 中國計算機學會通訊, 2010, 6

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