智能交通的总结范文
时间:2023-12-05 18:07:26
导语:如何才能写好一篇智能交通的总结,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:物联网; 智能交通系统; 数据通信; 数据处理
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2095-2163(2013)05-0043-04
0引言
智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS) 是指通过对交通基础设施和交通出行工具的全面的信息化、网络化和智能化来实现交通系统的性能提升,如增加交通安全性,减少交通时间和降低燃油耗费等等[1]。据统计,世界上每年都会有五千万人由于交通事故而受伤[2],而由于交通事故造成的经济损失则超过五亿美元[3]。 为此,智能交通系统将具有异常重要的实用价值,以及异常巨大的市场容量。有信息显示,其相关产业已然成为全球最大产业之一,已经而且也必将会对未来世界将产生深刻影响。 另一方面,智能交通系统也是一个融汇计算机、通信、信息处理、人工智能、自动控制等多个学科进行交叉的复杂系统,系统中存在大量具有相当难度的研究课题,所以对于学术界而言,智能交通系统的研究多年以来一直非常活跃,且颇受重视,成为热点研究领域。
智能交通系统的最终价值就体现在构建于其上的各类应用上,因此可以认为智能交通应用是智能交通系统的动力与源泉。 现在的智能交通应用大都集中在交通导航上,但是除了交通导航以外,还有很多与交通有关的应用可以用于提高道路安全,如道路预定,事故避免,未来交通流量的预测,道路拥塞的模式搜寻, 控制交通废气排放, 交通安全风险评估与避免等等。本文即针对物联网智能交通系统的研究现状进行了全面总结和深入剖析。
1智能交通系统中的环境感知
物理环境感知无疑是智能交通系统的基础,实际上对环境的感知与认知也是任何智能系统的基础。可分为以下几个专题进行系统阐述和分析。
1.1移动感知已经逐渐成为城市感知的基本手段
智能交通系统的监控传感器通常可分为两种基本类型:静态传感器和移动传感器(Mobile sensors)。由于移动传感器具有更大的灵活性,目前使用移动传感器进行交通环境感知的实例已有很多。例如,在上海和广州就分别使用带有GPS设备的出租车来收集交通环境信息(上海使用了4 000辆出租车,而广州使用了100辆出租车)[4,5]。 另外,使用带有GPS的公交车也可用来进行数据收集[6],文献[7]即使用安装在出租车上的探测器来监测核危险。 除上述手段外,通过智能手机来完成智能交通系统中的感知也是一种新出现的手段,文献[8]就利用了对移动 cellular网络的匿名监控对城市的实时移动性来实现监控。 再如,文献[9]给出的就是一种以车与车之间的通信协作为基础的路口安全实用方法,文献[10]给出的方法就是通过交通工具携带传感器完成环境感知以及通过车与车的直接通信作为网络基础的智能交通应用。
1.2降低感知的能耗,提高感知的精度
由于智能交通系统是一个关乎交通效率和人身安全的实践应用系统,所以感知精度的保障一直是一个重要的研究内容,同时由于智能交通系统的规模又非常庞大,节能也就成为其中的一个关键问题,因此在降低感知能耗的同时、又要保证感知精度就成为智能交通系统环境感知的一个难点挑战问题。 基于簇的结构是一种广泛应用于无线传感器网络中降低感知能耗的方法,但交通系统属于一个典型的动态系统,[JP2]节点不停地移动导致网络拓扑的动态变化,由此使得簇结构也需要跟着变化,所以在文献[11]中分析并给出了一个考虑节点移动的组簇算法进行数据收集,降低了感知能耗。
1.3智能交通系统环境感知研究现状的分析与总结
由上面的分析可以看出,移动感知已经逐渐成为智能交通系统环境感知的主体,而且这些感知节点往往是自身主动移动(即其移动是不可控制的)的节点,在增加了环境感知灵活程度,降低感知代价的同时,也使感知问题变得更复杂,因为选择哪些节点部署感知动作所导致的感知效果可能会截然不同。[JP2]一个显然的结论是在选择感知设备时,需充分考虑节点移动特征,尤其是一些重要社会特征,如那些移动活跃的用户和群体,或者移动性具有一定关联的用户和群体等等。
2智能交通系统中的数据通信网络
只有将采集获得的感知数据依托通信网络发送到需要的位置上,才能使智能交通系统真正得以运转,所以通信网络成为智能交通系统的另一个重要基础。总的来说感知和通信构成了智能交通系统的两大基础。
2.1智能交通系统中数据通信的基本结构
近年来,国外很多著名大学和企业都相继开展了城市感知项目的研究,当然其中的感知信息需要通过网络实现通信与共享。 如麻省理工大学开展的CarTel项目就是一个旨在基于机会通信建立延迟容忍的移动感知系统,建基于系统上的应用可以收集、处理、发送、分析、以及可视化由底层移动用户(如智能手机和车辆)采集感知的数据,并给用户推荐感兴趣的服务。 CarTel系统建基的网络可称为Cabernet[12-14], Cabernet采用的通信结构是建立IEEE 802.11协议基础之上,并主要集中在移动设备和WiFi AP之间的无线通信上,显然该结构是一种基本的集中物联的通信结构。
而MetroSense[15]是由Dartmouth大学开展的、由移动手机组成的、一个全局移动传感器网络,由此可实现整个社会范围内的超大规模感知,其感知网络可分成三层结构完成感知数据的收集。在有线Internet中的servers用于负责存储、处理感知数据;通过Internet连接的固定Sensor Access Points (SAP)可用来作为服务器和移动传感器(mobile sensors,简称MS)之间的gateways;而MS能在现场移动,用来收集数据,将数据“mule”到SAP处。另外,静态传感器也完成类似于MS的功能,只是SS不能移动。 由于感知数据的收集主体是随人移动的MS,MS位置的随机性,网络连通的间歇性都是经常发生的现象,这就决定了MetroSense只能提供机会性的感知。 不难发现,目前针对城市感知的通信网络都是以Internet为核心的一种集中物联结构。
2.2智能交通系统中常见的数据通信方式
移动无线通信环境采用的通信方式目前可见的已有许多种,基本方式可以分为如下四种:
(1)DSRC(Dedicated Short-Range Communication)[16]是一个工作在5.9 GHz波段的短到中距离的无线通信方式,对于车载网络,DSRC可支持的车速最高可达120mph,通信范围是300m,[JP2]缺省数据速率是6 Mbps,目前已有大量研究采用DSRC来建立车-车之间,车体-路边设施之间的实时信息通信。应用这些通信可以减少拥堵,提高人身安全等等[17]。
(2)Cellular networks,包括2G和3G,2G系统可以支持9.6 kbps的通信速率,GPRS和EDGE用来提高通信速率。相比而言3G提供的数据传输速率要大得多,其中的地理位置是引入带宽变化的重要因素[18]。
(3)WiMAX/802.16e的目的是提供最后一里(last mile)的无线宽带数据传输,常可用于取代cable和xDSL。 WiMAX用来填补3G和WLAN之间的通讯鸿沟,可以提供数十Mbps的带宽,
(4)WiFi或WLAN也能支持宽带无线服务,802.11a/g提供54Mbps的传输带宽,支持的通信范围是38 m (室内)、140 m(室外)。 由于WiFi的普适部署,使得WLAN成为一种极具吸引力的无线宽带传输手段。 同时,开放的WiFi mesh网络也引发了广泛的兴趣与关注[19]。
3智能交通系统中的数据处理技术
智能交通系统的智能化就集中体现在对系统内各种数据的处理上,所以对数据的处理可以认为是智能交通系统的核心所在。数据处理的详情如下所示。
3.1时空数据的处理
智能交通系统处理的数据是一种伴有时空特征的典型数据,由于现今的GPS装置已经非常成熟且实现了平民价格,所以大量配备有定位装置的设备广泛应用至各行各业,如带有GPS设备的为数众多的出租车、公共汽车以及一般的民用车辆,加上无线通信的日益成熟更使得现在的智能交通系统中产生了海量可以使用的、带有时空位置的序列化数据,如何应用和处理这些数据就成为智能交通系统时下研究中的一项基本内容。 如文献[20]使用的就是人工智能中的无导师学习方法来处理车辆产生的位置数据,用以推导得出车辆的状态和动作,从而实现对交通事故的避免。 除了对时空序列数据进行处理以外,发现和利用数据的空间特征也是智能交通系统时空数据处理的一项新兴研究内容,文献[21]给出的正是这样一项分析道路网络交通流量状态宏观角度空间特征的方法,而文献[22-24]中的研究也是针对交通流量的时间和空间依赖性完成的,智能交通系统可以应用这些空间特征进行各个方面,诸如VANETs通信等方面的性能优化。
3.2数据的在线分析
智能交通系统的高度动态性使得系统会产生大量数据,并且许多数据会因为环境的动态变化而随时失效,这就使得对于数据的在线分析变为一个复杂的问题[25],而文献[25]就使用一个简单的折价因子来为那些不断陈旧的历史信息建立数据模型。
3.3人工智能的数据处理
显而易知,智能交通系统中的数据处理必然要使用各类人工智能的最新技术。 近年来,人工智能中的一些新技术已经受到越来越多的智能交通研究者的推崇和青睐[26,27]。 例如,针对交通流量的预测和建模可以借助于人工神经网络、模糊推理系统以及一些聚类技术。 文献[25]中的风险评估就使用了一个经过修改的在线最近邻聚类算法,用以提取最有价值位置。 而使用模糊推理的原因则是由于交通系统的动态性和复杂性,并由此导致感知数据带有明显不确定性,因此就需要在推理时连带这些不确定性一同进行模糊推理。
4总结与展望
由上面的分析可以看出,移动感知已经逐渐成为智能交通系统环境感知的主体,而且这些感知节点往往是自身主动移动(即其移动是不可控制的)的节点,在增加了环境感知灵活程度,降低感知代价的同时,也使感知问题变得更加复杂。
篇2
针对城市智能交通系统,众多学者做出了自己的贡献,万俊希在《成都智能交通系统体系框架研究》中通过对国内外智能交通系统研究,最终将理论联系实际,总结出适合成都的智能交通系统方案,对成都市ITS规划有一点的借鉴作用。赵建光在《吉林市智能交通系统规划研究》中,通过对吉林市交通现状以及ITS需求进行分析,最终总结出适用于吉林市的ITS系统。孙胜阳在《地方智能交通系统体系框架研究》中对地方智能交通系统进行了详细的分析,最后运用江苏省ITS进行举例,验证了地方ITS的规划方法。张浩在《物联网环境下智能交通系统模型设计及框架研究》中将物联网环境和智能交通系统联系起来,建立了基于物联网环境的新型智能交通系统模型和体系研究。马卿在《智能交通系统在洛阳市公共交通领域的应用研究》中分析和发现洛阳市公共交通问题,运用智能交通系统解决洛阳市公共交通的问题。刘亭在《锦州市智能交通发展研究》中通过分析锦州市交通现状和发展智能交通中的不足,确定锦州市ITS发展建设模式。
一、衡阳市交通现状分析
(一)城市交通的规划和布局不合理
一是街道狭窄,车流量大。尤其是一老城区为代表。二是由于城市布局建设不合理,商业网点过于集中,大型商家大都集中在几条少数几条主街上开市经商,使街道商业化。三是城区街道职能规划不明,或者城区力度不够,导致交通混乱。
(二)道路交通基础设施相对滞后
交通基础设施滞后主要体现在三个方面:一是城市道路网络不完善。衡阳市道路系统规划采用的方法不够先进,较多城市道路存在规划不合理问题。二是停车设备太少,在进行城市道路规划中,未将未来机动车停车问题考虑进内,导致机动车停车问题日益突出,造成拥堵。三是基础设施落后。目前,衡阳市仅有少数主干道安装隔离栏,大部分道路仅用交通标线区分。交叉口路口基础设施地下,不能起到分流的作用,易发生交通事故。
(三)公共交通市场管理不规范
首先,交通线路设置不够科学,由于城市交通规划的不合理和基础设施不完善等的影响,公共交通线路的布设不够合理,且存在公交车次少、高峰期班次少、夜间停运时间早等问题。其次,公交站点布置不合理,公交司机不按公交站点停车等问题。另外,衡阳市出租车管理不规范,公交司机存在违反交通规则的诸多行为,且存在不打表收费的现象。
(四)市民交通安全意识不强
衡阳市民安全意识不够高,首先,司机不按交通规则行驶,随意停车超车等。其次,行人不按交通规则出行,不走人行道,随意穿梭于道路之间。再者,摩托车电动车司机则随意穿梭、超速、逆行等。市民安全意识不强成为衡阳市交通问题的一个重要原因。
二、衡阳市ITS需求分析
(一)适度进行交通规划,完善城市道路网络
由于衡阳市城区内道路狭窄,车流量较大;城市布局建设不合理;且街道职能规划不明,导致各类交通问题的出现。解决该类问题最有效的办法就是从根本上动手解决,因此,只有从根本上对道路交通进行重新规划和布局,才能使衡阳市的交通问题得到有效地缓解,促进衡阳市运输行业的发展,最终更好的服务于市民,促进衡阳市各方面的发展。
(二)增加交通基础设施,提高市民出行质量
衡阳市对交通基础设施的投入较少,例如道路路网容量较低,基础设施不完善,路标不全,路面状况较差,红绿灯设备、监控设备不够完善等等。这些都导致交通拥堵和交通事故的时有发生,降低了市民的出行质量和舒适度。针对这个现象,本文提出了增设交通基础设施,完善城市交通网,提高市民出行质量的观点。
(三)完善公共交通体系,增加公共交通分担率
当前衡阳市公共交通存在问题较多,其一,表面繁荣,实则混乱。其二,车辆虽多,车况却差。其三,道路虽多,路面却窄。其四,公交停靠站虽多,但缺乏统一管理。其五,硬件不佳,软件更没到位。导致市民对公交的热情不高。然而,公共交通是最完美的一种出行方式,环保、省油费、人均出行成本低等等。因此,针对衡阳市公共交通的一系列问题,只有从各个方面对公交体系进行完善,提高公共交通出行的质量,才能吸引更多的市民选择公共出行的方式,最终增加公共交通的分担率。更好的起到保护环境、节约能源的作用。
(四)增设停车基础设备,增加停车设施利用率
衡阳市停车场设置偏少,而且没有大型停车场,停车泊位少,导致车辆随意停放,使本就不宽的道路变得更为狭窄和拥堵,非机动车道、人行道甚至行车道成了临时停车场,严重影响道路通行能力,造成交通拥堵。针对这个问题,从两方面着手解决,首先,提高已有停车设施的利用率,利用交通规则约束市民的乱停乱放的行为,可以适当采取罚款、培训教育等方式,最终达到提高停车设施的利用率的目的。其次,增设适量的停车基础设施,随着衡阳市机动车辆的不断增加,停车设施逐渐滞后,停车设施已不能满足逐渐增多的机动车辆数量。只有增设停车设备、增加大型停车场,才能从根本上解决停车难、乱停车的现象。
(五)优化交通管理,提高市民交通安全意识
主观上,市民参与交通手法意识较低;客观上,对于市民的违法行为,交警未能按法律法规进行处理。这些现象导致衡阳市交通混乱不堪,因此只有从多方面进行整改才能使衡阳市交通有条不紊。首先,应该从培养市民的交通安全和规范意识开始,让市民能自觉的遵守交通规则,维护交通秩序。其次,要求交警严格执行相关法律法规的规定,对不遵守交通规则的市民当场处罚,从而有效控制和缓解交通混乱和交通事故。
(六)合理规划公铁交叉点
衡阳市在铁路史上一直占有很重要的地位,市区内有多条铁轨穿过,由于铁轨的铺设,导致对道路的截断。针对公铁交叉点,应合理规划和布置,适当设置高架桥、天桥以及其他方便市民出行的方法。
三、衡阳市ITS设计
表1 衡阳市ITS用户服务表
服务领域 服务
1交通管理与规划 1.1交通法规监督与执行
1.2交通运输规划支持
1.3基础设施的维护管理
2交通信息服务领域 2.1出行前信息服务
2.2行驶中驾驶员信息服务
2.3途中公共交通信息服务
2.4路径诱导及导航
3电子收费 3.1电子收费
4智能公路与安全辅助驾驶领域 4.1智能公路信息提供
4.2安全防护驾驶
5交通运输安全领域 5.1紧急事件救援管理
5.2非机动车及行人安全管理
5.3交叉口安全管理
6运输管理领域 6.1运政管理
6.2公交规划
6.3公交运营管理
6.4长途客运运营管理
6.5出租车运营管理
6.6货物运输运营管理
7综合运输领域 7.1旅客公铁联运服务
7.2货物公铁联运服务
8ITS数据管理领域 8.1数据采集与接入
8.2数据检验与存储
8.3数据加工处理
美国国家ITS框架以面向过程方法为指导,包括用户服务、逻辑框架、物理框架、相关标准等。通过以上对衡阳市交通现状分析和对衡阳市ITS需求进行分析,最终建立起衡阳市ITS框架。主要包括用户服务、物理框架和个子系统相关服务。
衡阳市ITS用户服务定义采用层次结构化的形式,分为服务领域和服务两个层次。衡阳市ITS体系框架用户服务共分为10个服务领域和29个服务。具体的情况见表1。
物理框架是逻辑框架的具体实现,分为系统、子系统、模块和模块间交互的框架流。下面对本文衡阳市ITS的物理框架进行构建。关于各个系统的建设如图1所示。
图1 衡阳市ITS物理框架
四、结语
篇3
【关键词】智能交通系统 设计 实现
RFID即射频识别技术,这是在最近几年发展起来的一中自动识别技术,不需通过物理接触和有线连接就能进行自动识别的新兴技术。该技术在硬件方面主要是阅读器和电子标签;在软件方面主要是软件开发平台和软件开发环境。这一技术目前在我国许多领域中都的到了有效的应用,在交通领域也有一定的应用,在新环境下RFID的智能交通系统为了适应新的形势需要做出许多新的设计与实现。
1 RFID的设计现状
RFID技术起源于20世纪40年代人们对雷达的应用与改进,该技术最早主要应用于军事部门;到了50年代之后,该技术的发展速度非常的快,随之而产生了许多运用改技术的产品,因此该项技术也就慢慢的渗透到人们的生活中。其实在交通领域早就在应用该项技术,主要应用在停车管理与智能交通领域,主要体现在一下几个方面:
1.1 海关码头电子车牌系统
改系统也简称为EVI系统,海关码头是人流比较嘈杂,车流量很大的一个地方,而且车流的成分也比较复杂,如果对该地区的车流控制管理不善的话,这一方面不利于码头上卸货的工作,另一方面也会给这一地区的交通造成混乱。海关码头电子车牌系统能有效的提高海关码头的通行效率,而且还能够有效的防止走私等违法犯罪的行为。
1.2 电子不停车收费系统
该系统是一种电子自动收费系统,该系统的应用能够有效的缓解因为交费而产生的交通拥挤的问题,也很好的方面了人们的出行生活。
1.3 车辆智能称重系统
在现代社会车祸出现的越来越多,有许多车祸都是因为司机的不规范驾驶造成的,其中超载就是很严重的一个问题。该系统能有效的控制车辆的载重值,从而减少了许多因超载而带来的安全隐患。
1.4 电子注册管理
目前交通管理中存在许多隐患问题其中的车牌照,假车牌,黑车等问题就是屡见不鲜的。电子注册管理就是做到在源头断绝安全交通隐患。每一辆从正规渠道获取的车辆都载记在册,这样就能够对车辆进行信息追踪。
1.5 城市交通调度管理系统
随着城市化的发展,城市的规模在不断的扩大,城市车辆的数目也在不断增加,对于如何比较妥善的解决好人们的安全出行问题现在也是城市交通领域需要解决的问题。城市交通调度管理系统能够有效的减少交通安全事故的发生,同时在发生交通安全事故的时候也能够进行及时的处理。
2 系统设计与实现
系统的设计与实现主要包括以下几个方面:系统设计的硬件与软件、系统设计的网络传输以及应用仿真模型。
2.1 硬件设计
硬件结构主要包括阅读器和电子标签,在安装设施的时候要考虑到电子标签的通信距离、质量等物理属性,从而减少在实际交通运行中的质量问题。在进行硬件设计时除了要考虑到硬件结构外还要注重硬件对RIFD的工作原理、工作流程以及数据的传输原理等方面的内容。电子标签主要是用来存储重要的信息和数据,阅读器主要就是用来识别的采集电子标签中的信息和数据。在对电子标签进行选择时要考虑到当地的环境条件、供电方式、频率、实读距离、读写技术、内存容量、标签外形等因素,因为各个地区的气候、土壤等环境条件与频率都会对系统产生影响。在选择阅读器时主要考虑以下功能,读取功能、写入功能、查询LOCK功能和LOCK功能。
2.2 软件设计
在软件设计方面主要是要搞好数据库的建设,只有拥有一个强大的数据库才能很好支撑系统的数据信息。
2.3 网络传输
除了采集数据信息之外还应对所采集到的数据信息进行搞笑准确的传输从而数据得到有效利用才是系统发挥作用的关键。单一的网络模式显然不能很好的发挥系统的功能,因此构建的网络是比较复杂的,主要是采用无线区域网与以太网并存的方式来构建网络,这样就能够为系统提供一个安全又稳定的网络传输环境。
2.4 仿真模型
仿真模型包括硬件结构、数据库的设计、数据网络传输,总的来说就是对系统进行一次模拟实验,从而测验系统的安全性和实用性。系统仿真模块主要包括信息读取模块、信息管理模块、信息分析模块、数据输出模块和系统管理模块这五个部分。
智能交通系统总共分为三个部分,第一部分是由RIFD来完成的数据采集工作,即对路面的交通情况进行收集;第二部分是由互联网来完成的信息数据传输工作;第三部分就是主要由各个服务器完成的上位端部分。由前端收集收集到路面情况的信息数据传递到高层,然后再由信息中心对所传递上来的信息进行分析,随后再下达命令。
3 总结
到如今为止,RIFD先进技术在世界上许多国家都得到了重视和应用,研发出了许多的新型产品,为我们的人类生活带来了许多的便利,也促进了现代科技的发展。因此在我国的交通领域RIFD技术将发挥非常重要的作用,也需要我们好好分析和研究。RIFD技术在智能交通领域运用中还需注意一下几个问题:
(1)电子车牌的统一实施,即取消到原来的金属车牌,将汽车的车牌信息输入到汽车的固定装备中,这一来有利于防止违规作假,而来也有利于智能交通系统的实施运用。
(2)注意阅读器的规范设置
(3)根据新的情况与出现的问题,对系统进行不断的完善与更新。
(4)实践是检验真理的唯一标准,注重系统在实际中的应用。
智能交通系统的设计与完善是一项需长期发展与实践的工程,需要我们不断的应用和完善。
参考文献
[1]姜旭,朱灿焰.视频处理技术在智能交通系统的应用[J].通信技术.2010(01)
[2]郭玮,晋艳艳.智能交通在各国现状以及我国智能交通的发展趋势[J].科技传播. 2009(05)
[3]陈广.基于RFID技术的机动车辆监控系统的架构[J].浙江工业大学学报.2007(04)
作者简介
李炳政(1983-),男,河北省秦皇岛市人。硕士学位。现为石家庄泛安科技开发有限公司中级工程师。研究方向为高速公路和城市智能交通中电子产品和机电产品的设计。
篇4
关键词:视频监控;大数据;分析
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)01-0095-02
1 前言
视频监控作为[1]技术安全防范最有力的手段应用于公安、安防、交通等多个行业部门,如何利用大数据技术和发挥迅速增长的视频数据本身的潜在价值还需要进一步探索。本文从如何运用大数据技术解决当前海量视频数据处理所面临的安全存储、数据处理等需求提出笔者的见解和思路。
2 安防大数据应用现状分析
随着智慧城市的建设,国内安防行业对大数据的应用领域主要集中在在智能交通、平安城市、公安执法等领域。
2.1 智能交通
随着“互联网+交通”的发展,智能交通大数据技术逐渐凸显它的优势,一方面有效的提高交通管理部门的决策能力和管理交通的能力,另一方面通过大数据采集分析为交通管理、刑侦稽查、交通违法管理提供重要的线索和数据信息。智能交通管理系统[2]的发展趋势主要体现在集成性、预测性、主动性、实时性等方面,即集成了众多交通管理功能,并基于全面的检测信息及预测分析进行主动通管理,摆脱被动适应性管理的滞后性。
2.2 平安城市
随着平安城市的不断建设,高清、超高清前端摄像机和公安智能化实战应用在平安城市建设中得到广泛应用。用户对清晰度的要求直接导致了视频数据量呈爆炸式增长,这就更加催生了具备海量存储和高速读写性能的云存储系统的发展和应用,以应对PB级的视频存储需求。[3]
2.3 公安执法
新形势下的公安工作离不开大数据的支撑,公安基础信息化[4]更是大数据的挖掘和深度应用。但随着“信息爆炸”时代的来临,数据采集不足、数据质量失真、数据关联孤岛、数据挖掘不够等问题也成为公安信息化建设中未来重点关注的内容。综上所述,平安城市、智慧交通、公安执法等对视频监控大数据应用需求越来越大,但是在运用的同时也产生在海量视频数据的存储、分析和安全等方面的问题。
3 大数据技术在视频监控应用研究
3.1 视频监控数据挖掘技术的应用
视频数据挖掘部分技术已经到了较成熟的规模化应用阶段,比如车牌识别技术、视频入侵检测技术。它其实就是对大量无效数据中的有效数据挖掘、对以往数据的规律总结和对将来数据的量化和有效预期。
视频监控的数据量很庞大,但是用户真正需要的信息可能只是其中的一小部分,这就需要利用大数据挖掘技术视频监控数据从静态的、事后取证变成动态的、实时预防和告警,能够识别并作出正确的判断,为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。
3.2 视频数据云存储技术应用
大容量、高并发的视频监控存储系统需要解决监控业务特色的存储机制的完备性、存储标准以及在时间和空间上的可使用性等问题上满足大容量、高并发等大数据应用架构下的监控存储系统的要求。将云存储核心技术框架与视频监控行业特性结合。前端摄像机在录像时即可产生基础的智能化结构信息,云存储负责视频录像数据和智能结构化数据存储,同时也可以对视频画面做基础的剥离和提取,云计算直接从云存储中获取剥离的画面数据和智能结构化数据用于进一步的分析计算。
3.3 视频图像信息库建设
视频图像信息库[5]除了能提供传统视频数据库的存储、点播服务外,还能实现视频图像信息索引自动生成、关键字模糊查询、视频摘要和抽取、分级分区域视频共享及安全审计、视频数据自动分析等功能,还可以与公安智能化实战应用平台无缝对接,实现智能处警。目前广泛应用视频图像信息库技术的是智能交通领域的电子卡口和治安领域的多媒体人口信息等应用。
3.4 数据加密安全应用
2016年10月22日,Dynamic Network Service[6]遭受了一次大规模的DDos攻击,包括 Twitter、亚马逊等知名网站受到影响。负责此次调查的 Flash Point 公司发现,中国杭州的DVR生产商“雄迈科技”生产的网络摄像设备参与了此次攻击,并且这些设备的默认密码统一且无法修改。此次事件对雄迈科技声誉造成影响,导致了超过400万台产品被召回。
视频监控数据常用常见的数据安全保护技术有数据备份、双机容错、nas、数据迁移、异地容灾、san等技术。数据安全保护层面,采用链路加密技术,有效防止视频在传输过程中被窃取。对需要加密的数据在传输和存储过程中进行加密,存储时宜采用3DES、密钥长度为128位的高级加密标准(AES)、SCB2算法等进行加密;传输过程中宜采用RSA(1024位或2048位)对会话密钥进行加密,传输内容宜采用数据加密标准(DES)、3DES、AES(128位)等算法加密。
4 发展与展望
随着智慧城市的不断建设发展,智能交通、社会安防等行业中海量视频数据中的内容的价值式非常高的,有效地对存储内容的智能管理成为视频监控市场的迫切需求。而大数据技术可以实现实时智能分析和数据挖掘,让视频监控从人工抽检,进步到高效事前预警、事后分析,实现智能化的信息分析、预测,为视频监控领域业务带来革命性的转变。
5 结语
随着云计算和大数据应用技术的不断发展,大数据技术在视频监控领域的广阔发展路径已经显现。虽然发展过程中会面临一系列技术难关有待攻克,但是笔者认为大数据技术应用需要不断地探索和挖掘,让我们可以更加有效的进行系统建设和数据分析,促进视频监控和大数据技术的融合,为社会安防行业的发展指明更加明确的方向,促进社会和谐发展。
参考文献
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[4]张兆端.关于公安大数据建设的战略思考[J].中国人民公安大学学报(社会科学版), 2014,30(4).
篇5
【关键词】车辆检测 超声波传感器 单片机 交通灯
随着我国现代化进程的不断加快,城市规模不断扩大,庞大的汽车保有量造成的交通拥堵和混乱已经成为影响我国社会经济发展的一个重要问题。路通灯控制系统在时间上给交通流分配通行权,是保证城市交通秩序的关键。而我国目前采用交通灯控制系统大多红绿灯转换时间固定,这种缺乏灵活性的时间设置经常造成道路拥堵,通行效率严重降低。因此智能交通灯控制系统的研究就显得尤为重要。
本文提出的智能交通灯控制系统能够依据道路车流量变化情况灵活配置通行时间,从而有效地缓解十字路口的车辆拥堵现象,实现通行权地最优控制。智能交通灯控制系统的提出与应用,能够更加方便人们的出行,更好地服务于人们的生活,更是为了尽可能的处理由于不确定因素造成的复杂的道路交通状况,更加智能化地解决问题。
1 系统总体设计
本智能交通灯控制系统由单片机系统、超声波发射/接收器、红绿灯和倒计时显示模块组成。该系统不仅具有常规的倒计时显示功能,还具有车流量检测和通行时间调整功能。系统具体组成框图如图1所示。
系统在东西南北四个方向上分别架设两个超声波传感器,来检测当前道路的车流量。每个方向架设的两个传感器间隔一定的距离。当超声波传感器检测到车辆时,输出低电平。单片机通过对每个方向传感器输出电平来判定该方向的车流量情况。
南北向通行时间由南向车道与北向车道传感器采集到的数据共同决定,经单片机处理后便可根据车流量实时分配通行时间。东西向通行时间的分配也是如此。
2 硬件设计
2.1 STC89C52单片机
STC89C52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微处理器,实际工作频率可达48MHZ。片上资源包括512Byte RAM,8K字节Flash,32个通用I/O端口,3个16位定时器/计数器,通用异步串行口(UART)。STC89C52具有ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程)技术。
2.2 传感器
2.2.1 传感器的选择
方案一:感应线圈
感应线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆传感器,它的传感器是一个埋在路面下,通有一定工作电流的环形线圈。当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈的上方时,由于互感作用,在以铁制为材料的车上产生涡流,使得环形线圈的电感量变小。车辆检测器通过检测该线圈的电感量来检测出车辆的存在。
优点:感应线圈测量精度好,性能稳定,不受天气的影响。缺点:由于感应线圈铺设在地下,工程量较大,成本高,破坏路面的完整性。
方案二:视频检测
基于视频的交通流量检测系统,一般采用视频方式得到实时交通图像序列,再经过分析处理以获得各种交通参数。通过对图像的分析即可判定车辆的存在。
优点:安装方便,不破坏路面,检测精度高,同时稳定度高,故障率低。缺点:恶劣天气能见度低、夜晚光线较差时,严重影响视频检测的正确率。
方案三:超声波检测
超声波发射器发射出超声波时开始计时,接收器接收到回波后结束计时。这段时间差乘以声速即为所测距离的两倍。通过与预先设定的阈值比较,即可判定车辆的存在。
优点:体积小,重量轻,铺设方便,适用于短距离测量。缺点:方向性差,精度低。
总结:从工程角度考虑,方案一感应线圈埋设造价高,对路面影响大;方案二视频检测在能见度较低和光线较差时,视频对车辆存在的检测辨识度不高。因此选择超声波传感器,造价低且易于架设。
2.2.2 传感器的架设
如图2所示,超声波传感器分别架设在东南西北四个车道上,每个方向设置2个。
2.2.3 检测思路
超声波模块将检测数据送入单片机处理,若距离小于所设置的阈值,即可判断车辆的存在。当检测到车辆时,输出低电平。
系统启动后,整个系统全部初始化(东西方向绿灯时间10s,黄灯时间5s,南北方向红灯时间15s)。当东西方向为黄灯时,单片机系统开始循环检测南北向的传感器,并将传感器s1数据与s3数据作“与”运算,s2数据与s4数据作“与”预算。
当结果为“11”时,南北方向无车;结果为“01”时,南北方向少车;结果为“00”时,南北方向多车,分配绿灯时间分别为10s,20s,30s。南北向车流量状态与绿灯时间如表1所示(1为高电平,0为低电平)。
当南北方向为黄灯时,工作流程与东西方向黄灯时相同。
2.3 显示部分
显示部分由红绿灯显示模块与倒计时显示模块两个部分。红绿灯显示使用LED灯组,单片机P1.0-P1.5端口控制灯组的亮灭。由于单片机I/O端口无法驱动灯组,所以使用ULN2803达林顿阵列作为功率驱动,增加控制信号的驱动能力。
倒计时显示模块使用两位八段共阴数码管,两位八段数码管可以显示的时间为0―99s,可以满足系统最长35s的时间显示要求。单片机P2.0-P2.5端口控制南北东西方向的红绿黄灯显示。P2.6-P2.7端口则是数码管个位和十位位选信号。当位选信号为低电平时,表示选中该数码管。
3 软件设计
在keil uvision4环境下编译并调试程序,包括主程序、初始化程序,传感器检测程序、数码管与LED灯组显示程序、中断服务子程序。主程序根据车流量对南北东西方向红绿灯时间进行分配以及数码管的显示。初始化程序在系统启动时对各个寄存器值进行设置。传感器检测程序主要是对每个车道车流量的判断,在道路黄灯时传感器进行数据采集。中断服务子程序包括定时器中断与串行口中断。程序流程图如图3。
主程序的关键在于对东西南北方向车流量的判断,从而分配通行时间,这也是智能交通控制系统的核心所在。下面给出东西向车流量判断程序:
while(1) //南北向停,东西向行
{
sensor=P3;
switch(sensor&0x03)// 读取东西向传感器数据
{
case 0x03: //无感应时
ii=15; //此时东西向为无车状态,绿灯时间15s
break;
case 0x01: //第一个传感器感应
ii=25; //此时东西向为少车状态,绿灯时间25s
break;
case 0x00: //第一第二个传感器同时感应
ii=35; //此时东西向为多车状态,绿灯时间35s
break;
default: //其它
ii=15;
break;
}
4 改进方向
本文提出的基于单片机的智能交通灯控制系统在检测误差和精度上有许多不足,后期可做如下改进:
(1)超声波在空气中随着传播距离的增大,能量逐渐衰减,当检测较远距离时会出现很大的误差。故可通过提高超声波模块的发射功率来增加可靠的检测距离,从而减小由于能量衰减造成的检测误差。
(2)超声波受温度的影响会导致传播速度的变化,这会降低测试的精确度。而在本系统中并未增加相应的修正措施。后期可以通过增加温度传感器来实时检测温度的变化,并对声速进行修正,提高系统的精确度。
5 结语
在城市化进程中,与日俱增的车辆数目给城市的交通带来的巨大的挑战。目前我国交通灯系统大多时间固定,不能根据路口车辆的滞留的情况灵活地改变各方向道路的通行时间,给人们的出行和生活带来的极大的不便,这已经成为影响我国社会经济发展的一个重要的问题。因此如何改善城市交通,突破传统交通灯控制系统成为当下一个热门的研究方向。智能交通灯的思想也就应运而生。
本文提出的基于单片机的智能交通灯控制系统稳定性高,这对于交通控制至关重要。与此同时传感器架设方便,不需破坏路面,成本较低,实用性较高。智能交通灯系统能够改善道路通行状况,灵活地红绿灯时间分配能够较好地解决十字路通堵塞问题,提高了通行效率,在城市交通控制系统中会有很好的应用前景。
参考文献
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作者简介
陆海全(1994-),男,江苏省涟水县人。现为扬州大学信息工程学院大学本科在读学生。研究方向为通信工程。
篇6
关键词:移动互联网;高速公路;智能交通;信息平台
1引言
近年来,我国经济快速发展,基础设施不断完善,高速公路作为经济发展的基础设施,伴随着经济发展的步伐快速建设,全国高速公路主干网已基本建成。当前,随着经济发展,依靠传统的高速公路交通出行信息服务系统已经远远不能满足公众及时性、准确性、多样性的需求,对高速公路交通信息服务的发展提出新的要求。移动互联网+激发了技术的不断创新,为高速公路信息化发展提供了新的实现方式。以互联网为核心的产业变革,带动出行方式的变革,移动互联网技术因其信息技术优势大,数据通讯传输速度快,电子控制技术以及计算机处理技术的合理应用提高了高速公路的智能化发展,提高了社会效益与经济效益。
2移动互联网技术对于交通信息服务的影响
移动互联网具有便携性、及时性、定向性、准确性、交互性等特征,因此移动互联网和交通信息传递服务的有效结合对于高速公路信息传播的及时性、准确性影响较大。首先,需要改变信息供求双方的角色定位,在传统交通信息发展过程中政府扮演者信息供应者的角色,而公众则是需求者。在信息时代的发展背景下,交通信息的供应主体逐渐增加,不仅有政府部门,也有智能交通参与企业,而公众则成为了交通信息的接受者和信息来源。其次,拓展交通信息的服务方式以及手段。传统交通信息均是通过电视、各大门户网站、交通广播以及路边的情报板等提供信息,服务受到较大限制,服务效率和质量不高。移动互联网发展背景下,移动通信技术和互联网技术的结合拓宽了公众的信息渠道,信息的及时性和准确性也有所保证。其次,移动互联网技术促进了交通信息服务的个性化以及定制化发展。传统交通信息面向社会公众,提供了无差异的均质服务,而移动互联网则可以依据用户的不同进行信息准确推送,可双向交互信息,交通信息服务的多样化和差异化特征日益明显,满足了人们对于交通服务的个性化以及定制化的要求。
3高速公路智能交通服务系统的设计与建立
3.1系统框架
高速公路智能交通服务系统主要是由交通信息采集系统、交通信息处理系统以及交通信息系统共同组成,如图1所示。①交通信息采集系统主要是由静态交通信息采集系统以及动态信息采集系统组成。静态交通信息是通过各业务部门的数据库以及静态信息录入系统中获得,而动态交通信息采集系统主要包括固定型交通信息采集系统以及移动型交通信息采集系统。该系统可以通过智能终端中的定位系统对位置信息进行确认,并通过爬虫程序采集用户信息。②交通信息处理系统的主要作用就是对交通信息采集系统采集的交通信息进行处理分析。交通信息处理主要有数据库、静态交通信息、动态交通数据处理系统共同组成,可对数据进行统一管理与分析。数据库系统主要包括了基础信息数据库、业务数据可以及GIS地理信息数据库等。其中,基础信息数据中的信息为高速公路交通网络、收费站、服务站等信息,GIS地理信息数据库主要为空间地理信息,基础信息数据库主要为空间地理数据外的路网信息、路线信息等。采集信息数据库主要为车检器信息、气象信息、视频信息等,业务数据库为周边景点信息、客运信息。
3.2逻辑结构
高速公路公众信息服务系统中主要分为用户接入层、应用层、应用支持层以及数据层,如图2所示。①用户接入层。用户接入层是连接系统与用户,为用户和系统交互提供了路径,可将用户的相关信息输入系统中,而系统也可将信息反馈给用户;②应用层。应用层可实现系统功能,获取用户录入的信息,依据输入信息的类型应对功能的不同进行反馈,应用层可以对应用支持层发挥的数据处理与管理要求进行反馈;③应用支持层。应用支持层可以对数据的管理、分析等进行一系列操作,并且对应用层的相关数据进行响应,依据数据信息类型的不同对数据进行合理应用;④数据层。数据层是高速公路智能交通服务系统的基础,主要作用是数据的采集和存储。就应用支持层发挥的请求进行响应,并提供相关的服务,对信息进行初步处理。
3.3核心技术
①信息服务技术。信息服务技术主要包括信息查询、信息推送以及信息交换。其中,信息查询可以进行跨平台和跨异构数据库检索,可对大量数据进行快速、准确的查询,对交通系统信息进行全面扫描,使得检索功能更加完善,也可以对相关信息按照主次关系等进行排序与筛选。但是为保证信息安全,需要对用户权限进行合理设置,保证信息控制工作的独立运行。信息推送也可以独立于应用终端,可与Android等手机终端、微信终端、微博终端等相连接进行信息推送,建立可靠稳定的信息传输机制,保证信息快速快递。信息交换可以应用于不同的网络环境中,通过数据库表等可以进行数据的抽选、整合。②工作流技术。采用Petri网调度基础建立流程控制模型,可以满足分布式、异构环境要求建立工作流管理系统,为图形化流程的编制提供工具,满足各业务的开展要求。③LBS服务。LBS服务主要是由移动通信网络以及卫星定位系统相融合,为增值业务类型,定位技术的应用可以提供地理信息,为用户或者是通信系统提供有关空间位置的服务业务信息。
4高速公路智能交通服务的实现
4.1微信应用
微信应用提供的服务类型多种多样,可进行交通信息,依据用户的具置采集当地的交通信息和天气信息,并将其推送给用户。信息查询,只需要输入用户个人信息或者是车辆信息,就可以对车辆违规事项、是否发生过故障等进行查询,并且可以提供当地的交通部门联系方式。自助服务,用户可打电话进行服务预约,并且通过快速事故处理通道对交通事故的现场照片等进行完善,处理后可离开事故现场,交警部门和保险公司依据信息平台提供的信息进行赔偿处理即可。
4.2APP应用
和微信相较而言,APP提供的服务更加多样,使用安全性更高。用户第一次登陆时需要完善用户个人信息,如用户名、密码、姓名、手机、邮箱以及身份证号等,APP的应用需要与个人账号、密码绑定,当好用户忘记登陆密码,则可以通过手机或者是个人邮箱找回。若用户连续多次输错密码,则可以登录主页面进行解绑。登录后,用户可以相关信息,也可对信息进行校核。查核属实后可将其发送到APP应用平台,供其他用户阅览。若有虚假信息,则可以向用户发出警告信息,并对其进行严肃处理。另外,APP可直接导航,为车辆的安全运行提供有利条件。
4.3微博应用
微信、APP和微博可互通,用户在信息时,登陆微博在微博上信息均可。同时也可设置专门的信息平台,点击一个或者是多个选项即可,用户的信息可在信息平台上直接显示,但是用户无需一一登陆。
4.4网页应用
①统一数据管理后台。对系统后台数据进行统一管理和维护,主要作用如下:对信息接入、汇总、编辑、审核、等进行统一;用户认证与管理、APP数据证书访问控制;对用户当前的位置信息进行全面采集,并提供LBS服务;系统管理,日志管理、接口及访问控制、数据交换,以及必要的业务数据查询、统计和导出功能。②身份认证。身份认证为APP的应用提供了支持,对密码设置、用户名功能的找回等进行重新设定;APP密码连续输入错误,密码即可被锁定。通过身份认证,用户可以对密码进行重置,通过微信发送验证码,验证码5min内有效。
5结束语
综上所述,随着科学技术的不断发展,交通信息网络日益完善,信息更加全面,高速公路智能交通公共信息服务平台的建立为用户提供了更方便、更及时、更准确的信息。为此,需要加强信息平台的研究工作,并大力推广,为公众提供更加优质的交通服务。
参考文献
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[2]王燕,李永利.物联网下车联网的关键技术及应用[J].中国新通信,2016,18(16):84.
篇7
关键词 道路交通 信息管理 开发研究
据有关资料显示,2011年,我国的国民生产总值首次超过日本,一跃成为世界第二大经济体。尽管我们的经济水平日新月异,但随之也产生了新的问题。因为伴随着国民经济的飞速发展,交通运输和经济发展之间的矛盾日益突出,解决交通运输难已经成为解决可持续发展的一个重要课题。那么,我们究竟该怎样解决交通运输中出现的这一问题呢?
一、当前我国现代交通系统迫切需要解决的问题
众所周知,我国正处在飞速发展的时期,我们的发展速度比西方的发达国家高2倍~3倍。这样高的增长速度必然要求机动车辆的发展速度也与之同步发展,同样是他们的2倍~3倍。可是,我们也知道,我国的道路建设却远远跟不上机动车辆的飞速发展的要求。除此之外,我国的道路交通运输设施不仅相当少且相当滞后,保证交通安全的管理设施也明显不足。
面对着这些林林总总大大小小的问题,我们除了要在硬件方面进一步加快其发展速度以外,还应当在软件方面加快研发速度。只有从这方面着手并取得一定的成绩,才可以满足现代化发展对交通系统的要求。然而,要做到这两点,尤其是后者,都离不开对现代交通系统的信息进行系统地搜集整理,然后有针对性地对其进行进一步的处理。
虽然有了这样的认识,但要具体实施起来也并不像想象得那么简单。毕竟现代道路交通信息远不像只规划几辆车、几条道路那么简单,它包括的是方方面面的诸多信息,比如:道路车流量信息、道路拥堵信息、车队长度、车道占有率信息、单车道平均车速等大量交通参数和信息。对于这些信息的搜集与处理都相当的繁琐,这是一项繁杂且精确度要求相当高的工作。如果单纯依靠人力是远远不能解决这些问题的。因此,我们的当务之急是必须开发出一整套与之相适应和匹配的现代化交通系统的智能管理系统。
二、国内外智能管理系统的开发
相比我国来说,国外智能交通系统开发的时间较早。早在上世纪七八十年代美国就开始了“地面交通效率法”(ISTEA)的研究,从那时开始,美国的智能车路系统(IVHS)就进入了宏观运作。1994年,美国将IVHS更名为智能交通系统(ITS)。后来没多久,西方的其他一些国家也都能相继加入了开发研究的行列,并且发展规模和速度都相当惊人,很快取得了新的进展。
而我国智能交通系统(ITS)不仅起步较晚,并且早期都是直接从国外引进。因此,研究水平也相对处于较低的水平。上世纪70年代中期到80年代初期,我国主要进行的是城市交通信号控制试验研究。虽然在上世纪80年代中期到90年代初期,引进了城市交通信号控制系统,实现了部分公路监控系统、电子收费系统和路边信息服务系统的使用。但直到上世纪90年代中期开始,我国才开始将ITS作为战略性问题进行系统的开发和研究。在研究的过程中,我们重点关注通信息网络建设,公路桥梁管理用基础数据库的建设和进行道路交通量以及气象数据采集。并将地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、电子数据交换
(EDI)应用到交通系统的管理中。经过多年的发展,目前我国的现代交通系统的信息管理也有了进一步的发展,得到了很大的改观。但就目前来说,它还存在着一些不足和问题。
三、现代交通系统信息管理中存在的问题
任何行业要想想得长足的发展,都离不开科学技术的支持。因此,要想更好地使用智能管理系统,就需要通过各项现代化技术来实现。就目前来讲,要想在使用智能化管理过程中能顺利实施,交通系统就必须具备以下三个条件:一是对于交通系统中相关信息的采集必须完整和实时;二是出行者、交通管理者、道路管理设施必须实时高效地完成信息交换;三是交通信息管理中心必须具备具有快速反应能力和自适应能力的信息管理及系统。
从这个层面上来讲,智能交通系统必须具备信息实时采集、及时处理,并将信息的处理结果快速应用的能力。
可是,在我国当前的现实情况下,对于信息实时采集、及时处理,并将信息的处理结果快速应用却还存在着很多的问题,主要如下:
1.交通系统信息采集所需的硬件设备数量不足,对于数据采集的覆盖率较低,采集来的信息也缺乏实时性。
2.对于采集过来的信息缺乏实时处理的优化定量研究,对信息的挖掘也缺乏深度研究。
3.道路交通实时信息不能及时到各交通参与者中间,对于实时管理难以进行。
针对以上三个问题,我们必须找到合适的解决途径,对其进行合理地解决。只有这样,才能更好地实施智能化管理,提高我国的交通运输能力。
对于第一个问题解决的有效方案是:我们必须加大车载GPS的安装与使用力度,对各道路网中的实时信息进行采集,然后汇总到交通数据库进行下一步的处理。只有如此才能解决数据采集的硬件不足、数据采集覆盖率低、滞后性的问题。
对于第二个问题,在信息数据的采集上得到有效解决的基础上,我们获得了大量的、有效地实时信息。因此我们可以快捷、有效挖掘出典型样本,并在这个基础上选择创建模板的关键数据--统计周期。统计周期是处理交通信息得到优化处理的最重要的数据,它表示的是计算车流均速的周期。对于统计周期来讲,由于其长短值不同,对于挖掘采集过来的信息的准确度也不同,对于道路使用者服务的实时性也有很大的影响。如果我们设计的统计周期的值过短,在交通流量随机性很大的情况下,车流均速的有效性就会受到很大影响;如果我们设计的统计周期值过长,在实时性方面也会受到很大的影响。
针对第三个问题,如果GPS的安装问题能够得到有效地解决,那么这个问题也就会迎刃而解,我们可以将收到的信息通过电子数据交换(EDI)系统将实时信息传递到道路交通使用者的手中,从而指导他们完成对于道路交通系统数据的判断。
总之,随着科学技术的发展,我国在道路交通系统信息管理方面也会得到快速地发展,智能化的管理系统的操作和使用也会越来越便捷。对于信息的处理也会越来越便捷,越来越具有实时性,对于道路网的利用效率也就越来越高,交通拥堵的现状就会得到根本地缓解。当然,只是解决了智能管理系统来解决路况问题还不够,还需要广大的道路使用者认真遵守交通法规、提高道路使用意识,创造良好的交通环境来加以保证。
参考文献
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篇8
同时,仔细观察智慧城市在建设中的细节也不难发现,物联网传感器等技术的部署实际上在很大程度上为数据的收集奠定了良好的技术基础,自动化的数据收集方式给了大数据应用更多的数据来源,这些庞大的数据体系通过云计算等技术的整合、分析和处理,得以将更为准确的交付结果提供给管理者以作为依据。
穿行的大数据
交通运输部公路科学研究院总工王笑京对于智能交通与大数据间的关系是这样解读的,他说:“目前智能交通与大数据应用之间是密切相关的。对于智能交通的实际意义,数据的获取与管理是判断城市和公路交通运行状态以及交通信息服务的首要条件,例如交通诱导系统的实现就需要数据信息的支撑。”城市交通不可能单纯依靠信息技术去解决拥堵问题,例如北京很多路口机动车交通量超过了路口通行能力,拥堵就会成为必然而不是偶然。在基础设施能力限制下,通过计算机系统控制的信号灯就必然满足不了车辆通行的要求。但是技术却能够通过对数据的收集和计算分析出单位时间内能够通过的车辆数,从而帮助协调路口的通行情况。他进一步解释,智能交通对于道路交通的疏导和车辆管理的作用,实际上有很大程度上是依赖于对数据的分析得出结论而来的。大数据技术可促进交通管理模式的变革,让出行方案有据可依,让车辆管理更具科学型、规划性。
早在“十五”期间,北京市交管局就与北京交通大学合作进行了交通数据管理系统的开发,如今经过不断的开发和完善,这套系统一直在发挥作用。它能够帮助指挥中心对于路面状态进行判断,从而指导路面车辆合理避开拥堵。王笑京表示,事实上交通数据管理系统的实际应用情况我们每天都能看到,例如道路情况推送,就是系统经过对道路断面流量和速度的采集,结合历史数据和对未来一段时间车流量的预测,以及当天不同时段是否有重大活动等因素的综合计算分析得出的。这一过程中对于数据的管理尤为重要,例如目前北京的道路每500米就有一对(道路两侧)交通数据采集设备,并有数千台摄像机实时将道路交通的情况反映到后台,历史数据的冗余非常庞大,在数据处理中哪些需要保留,保留多长时间等都需要科学依据。在实际应用中,以北京为例当有重大活动需要进行交通干预的时候,后台系统实际上能够将道路封闭和开放的时间精确到秒,这不仅要求对路面信息的及时获知,同时也要求对车辆行驶状态等综合因素的获知。奥运期间北京要既能够保证运动员、教练员和裁判等人员到场的优先级,又能够保证社会车辆通行不被过度影响依靠的就是这样的系统。同时世博会期间上海能够合理的调配车辆资源和客流也是依赖数据分析的支持。
大数据不是全新的技术,对于智能交通的影响也是持续的。“路车数据交换”中道路和车辆都可以成为信息源产生信息。例如自动感应的雨刷器在遇到下雨天气时会自动启动,并能够根据雨量调节雨刷摆动的频次。也就是说雨刷器摆动的越频繁说明当地的雨量越大,结合大气天气预报与车辆的具置就能够得出某一具体路段的精确天气数据,这就是路车数据交换的典型案例。再比如,车队中前车突发状况之后,后车能够根据前车位置的变换对后车驾驶员的盲区做出提示预警,甚至在某些危险角度时对方向盘的扭转幅度做出限制,这就是车车数据交换的典型案例,目前这类技术装备的车辆已经快商品化了,并在美国和欧洲的实际道路上进行千辆以上规模的应用测试。其实最常见的不停车收费系统也是车路数据交换的一个应用,驾驶员在通过不停车收费系统的同时也能够通过路侧或收费站上安装的天线获得前方道路的信息情况。
大数据具有信息集成优势和组合效率。在交通领域,大数据的作用除了对于智能交通的支撑还包括整体交通数据的管理。我国大部分城市的各类交通运输管理主体分散在不同主管部门,呈现出条块分割的现象。从合理利用调配资源的角度来说,大数据能起到的作用必须是建立在需求为导向的前提之下的。
对此,王笑京解释,不同交通运输方式特点不同,是否需要数据进行统一和互换需要以需求为准。铁路运输与公路运输只要将重要数据如列车时刻表、站点、客流量等指标共享即可,而不需要将全部数据进行共享。例如,北京市交通运行协调指挥中心(TOCC)作为全国首个城乡一体化的交通运行协调指挥中心,其功能和运行模式的定位与设计是核心内容之一。中心是对各种交通信息资源进行统一存储、统一维护、统一管理,并在更高层面对常态和应急状态下交通的某一方面或者多种交通运输方式交叉配合进行协调指挥的中枢机构。目前北京市拥有北京市交通管理局交通指挥中心、北京市轨道交通指挥中心、北京市道路路网管理与应急处置中心、北京公交集团调度指挥中心等多个交通指挥中心。不难发现,中心内综合在一起的交通种类无论是路面还是轨道都属于城市主要交通运输方式。对北京市来说,重要的是解决城市交通的突出问题和面对应急事件的资源调配问题。如若将民航管理和水运管理也纳入其中,不但对解决城市道路交通问题没有明显的帮助,反而浪费了资源。王笑京总结:道路交通的组织化程度最低,但是接入性却最高,而铁路的组织化程度最高,但接入性较低民航也类似。道路交通对于车辆种类、行驶时间都无法进行规定和限制,也就是对不可控群体的可控化最难实现,而智能交通技术对提高道路交通的组织化有明显的作用,这也就是国内外智能交通的重点都在道路领域的原因。因此智能交通系统应该重点将道路交通信息资源集成应用,而与其他运输方式的数据共享则需要根据行业内的作用和数据交换需求而定。
当然,智能交通对于具体交通情况的指导和影响并不是完全复制某一两个成功案例就能够实现的,各地的具体情况不同所采用的方式和指导思想也必然千差万别。
杭州市交通信息中心技术总监毛剑结合杭州市的实际情况表示,在交通信息资源整合的过程中,面临着海量多元异构的数据的采集,管理和分析。在实施过程中,除了音视频数据外,还包括了卡口,电子警察采集数据,车辆的GPS数据,气象数据、地理信息数据、公交车长途客运车等车辆的静态属性信息和营运信息。首先是这些数据的采集,在建立统一的数据交换平台的基础上,采用分布式处理方式,对这些信息进行接收,降低数据处理的压力,同时优化数据采集策略,对相对静态的数据,在约定时间,对增量和变化数据进行采集;在采集方式上主要采取以下几种方式,一是通过采集前置机方式进行数据采集,在数据提供单位设置交换前置机,通过消息机制,对增量和变化的数据进行采集;二是在局内部与相关业务系统直接对接,通过开放相关业务系统的数据库权限,实现数据的直接对接,保证数据的实时性;三是通过建立ESB总线,对“种植”在总线上的相关应用和数据服务的接口进行调用,实现数据的对接;四是通过网络对现场的设施设备进行实时采集。
针对不同数据,系统采用传统关系型数据库存储管理的同时,对特殊文件进行文件式存储,通过关键字进行关联检索,对像卡口设备传输的原始数据,为保证数据的及时性,采用了实时数据库对这些数据进行管理。
为能够使这些采集过来的宝贵的原始数据,实现有数据到信息再到知识的转变,在数据分析过程中,建立了专门的数据分析与管理平台,对原始数据中的“脏”数据进行清洗,清洗后的数据,通过专业的数据处理软件,建立交通数据仓库,并对数据仓库进行按照业务需求进行多维度分析,建立数据集市,这样顶层的业务系统能够最大化,最便捷的应用这些数据。
大能效即将实现
除了交通行业,大数据的在智慧城市诸多领域中均有不同程度的影响,不少城市借助云计算产业平台将数据用活,用出价值。就在前不久,上海推出了《上海推进大数据研究与发展三年行动计划》(2013-2015年)(以下简称“行动计划”),行动计划指出,近年来,上海在数据资源整合、数据技术开发、数据应用服务等数据产业环节涌现出一批机构和企业,已经成为或正在成为推动上海数据产业发展的中坚力量,数据产业初显轮廓。行动计划推出的背后不仅需要城市发展和技术的日趋成熟,对于数据基础也有着严格的要求。据了解,随着上海“四个中心”建设的全面推进,公众信息需求的不断提升,信息公共服务设施的不断完善,各行业信息化建设的深入推进,上海已经积累并将继续产生庞大的数据资源,在众多领域的重要作用越来越凸显。例如,上海拥有世界最大的医联数据共享系统,有4800万张交通卡、每天30GB交通流量信息数据,亚洲第二的证券交易额,世界第一的货物和集装箱吞吐量等。
按照《上海推进大数据研究与发展三年行动计划》(2013-2015年),上海将加强公共平台建设,重点选取医疗卫生、食品安全、终身教育、智慧交通、公共安全、科技服务等具有大数据基础的领域,探索交互共享、一体化的服务模式,建设大数据公共服务平台,促进大数据技术成果惠及民众。
仔细观察不难发现,上海市的大数据应用将主要部署在与民计民生密切相关的行业中,如果将城市的信息化与企业信息化相比,上海此番对于大数据应用的部署相当于企业中对于关键性业务的信息化部署,也就是说,未来上海市对于大数据的应用部署充分说明了其社会价值的提升。
具体来说,在医疗卫生领域,上海市针对临床质量分析、医疗资源分配、医疗辅助决策、科研数据服务、个性化健康引导的需求,建设全民医疗健康公共服务平台。在健康信息网已有数据的基础上,汇聚整合医疗、药品、气象和社交网络等大数据资源,形成智能临床诊治模式、自助就医模式等服务模式创新,为市民、医生、政府提供医疗资源配置、流行病跟踪与分析、临床诊疗精细决策、疫情监测及处置、疾病就医导航、健康自我检查等服务。建设完善涵盖3500万患者的电子诊疗档案库,形成PB级的医疗健康大数据资源,实现支撑2000名医生同时在线诊疗的辅助能力。
针对交通规划、综合交通决策、跨部门协同管理、个性化的公众信息服务等需求,建设全方位交通大数据服务平台。整合全市道路交通、公共交通、对外交通的大数据资源,汇聚气象、环境、人口、土地等行业数据,逐步建设交通大数据库,提供道路交通状况判别及预测,辅助交通决策管理,支撑智慧出行服务,加快交通大数据服务模式创新。针对航班正常、安全、有效运行的需求,建设航空流量管理及机场协同决策平台。汇聚整合塔台数据、雷达数据、航空公司数据、机场数据,提供流量预测、特情处置等功能,实现飞行流量管理和机场航班运行协同决策,为民航航班指挥提供一站式数据服务。达到覆盖华东地区近40个机场的规模,并逐步推广到全国7大地区局。针对智能化航运业务的需求,建设航运大数据平台。汇聚整合全球港口、货物、船舶等数据,融合多源物联网、北斗导航等数据,实现航运数据共享服务,建立基于大数据的现代航运物流服务体系。
针对公共安全领域治安防控、反恐维稳、情报研判、案情侦破等实战需求,建设基于大数据的公共安全管理和应用平台。汇聚融合涉及公共安全的人口、警情、网吧、宾馆、火车、民航、视频、人脸、指纹等海量业务数据,建设公共安全领域的大数据资源库,全面提升公共安全突发事件监测预警、快速响应和高效打击犯罪等能力。探索“以租代建”模式,依托第三方专业数据中心,实现数据内容托管、数据服务租用的现代运营模式创新等。
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根据现代智慧交通发展的基本模式,可以总结出,其具有如下几个特点:第一,智慧交通有着很强的道路信息处理分析能力。第二,智慧交通的建设要能够提高对公共交通资源的优化协调配置能力,提高资源的使用效率。第三,智慧交通要实现有效的信息反馈,更好地接纳乘客的意见。第四,实现一定程度的无人驾驶。因此,“智慧交通”可以看作是新一代的“智能交通”,它被赋予了新的内涵和外延。智慧交通发展的不但需要硬件及系统软件产品的建设,同时更需要促进其发挥效用的“软实力”,这个“软实力”就是我国交通文化以及交通文明的发展。
2 国内外城市的一些建设经验
在智慧交通建设中,需要把交通基础设施、交通运输工具和交通参与者综合起来系统考虑,将信息技术、数据通信技术、传感器技术、卫星导航定位技术、计算机技术、自动控制理论、运筹学、人工智能及交通工程等多项高新技术进行集成,有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造,加强人、车、路之间的相互作用关系,从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统,这种方法就是智能交通系统(ITS)。
国外ITS先行的国家和地区都非常重视ITS系统的总体发展规划,目前,世界上已基本上形成了以美国、日本和欧盟为主的三大研究开发阵营。美国ITS的发展历程,其政府主导部门一直都占据着主导地位,已经建立了完善的ITS体系结构,其由出行及交通管理、商用车辆营运、公共交通运营、电子付费服务、应急管理、先进的车辆控制与安全系统等七大系统构成。日本对智慧交通的研究较早,且技术先进,通过交通控制“智能化”、部门信息“共享化”、紧急车辆和公交车辆“优先化”、交通信息播报“实时化”、城市停车“便利化”、推进机制“协同化”,通过以官、民、学的协调体制来推动ITS的发展。欧盟将ITS作为欧盟项目,从全欧的角度进行规划和协调,制定统一的框架结构,作为各成员国ITS发展的基础和指导。
我国经过10多年的发展历程,ITS建设已进入发展期。在交通部“十二五”规划当中,智慧交通作为交通规划的重要组成部分。智慧交通自提出之日至今伴随着物联网、云计算等相关技术的加入,交通领域的技术指数已经大幅度提升。例如上海在交通卡的应用上,发卡数已达2000多万张,基本实现了公交、地铁、轮渡的一体化发展。上海市交通综合信息平台中的诱导系统可以根据道路现状即时信息,比如在虹桥路、长寿路等主要道路上的“诱导板”能提示到人民广场、东方明珠等城市地标处还需多长时间。
作为全国首批智能交通示范城市之一的广州在ITS建设方面也取得了较大进展,例如建立了交通信息服务平台,利用装载在营运车辆上的带卫星定位功能的汽车行驶记录仪,基于GPRS无线传输技术,向平台传输车辆实时的位置、速度、方向、机电特性等浮动车数据,采用数据挖掘技术、地图匹配技术与速度估算技术,实时获取路况的拥堵信息、车辆位置信息,为政府、企业、公众提供实时可靠的交通信息服务;又如建立高速公路综合管理示范项目,可将通信、监控、收费集成到一个系统中;不停车收费系统、停车场智能管理系统等业务系统都为交通管理与交通出行提供了便利;车载导航、手机导航系统不仅为公众出行带来了无可比拟的便利,同时也带动了硬件、软件、地图提供商等上下游产业的发展,形成了完善的产业链,创造了巨大的经济效益和社会效益。应该说,目前无论是国内还是国外,智慧交通的建设发展尚处起步和探索之中。
3 新时期智慧交通建设发展的思考
3.1 总体发展战略的思考
在新型城镇化建设的大背景下,国家要提高对智慧交通的重视,在城市规划建设阶段,完善智慧交通的基础设施。在中小城市要以道路公共交通和私人交通为主要发展方向;在大城市中,要建设主要的道路交通,并辅之以轨道交通,建设私家车和自行车道。而特大城市要加快城市轨道交通建设,形成立体城市交通系统,大力推动城市公共交通系统的建设,提高公共交通效率,抑制私家车等交通工具过度占用城市公共交通资源。县级以上政府则应当优先发展公共交通,加大对公共交通的投入、完善公共交通系统,鼓励利用公共交通及非机动交通工具出行。
以广州为例,城市交通发展首要的是实现区域重大交通基础设施的全区域共享,实现珠三角各城市中心能够更为快捷地到达这些枢纽,同时市域各重要功能区也能和这些枢纽实现快速联系;其次,应针对各战略平台的空间布局特点,积极有力地调整城市交通枢纽体系,尤其是城际轨道枢纽体系,使之形成多中心、网络型的枢纽布局体系,以适应各功能区的快速、良性发展。广州智慧交通发展有“四个战略”,从城市到区域一体化战略,从中心到外围差异化战略,从道路到轨道集约化战略,从建设到管理的精细化战略。在建设过程中,要注意以下几个重要的方面:①坚持交通与土地利用协调发展,城市空间拓展与城市功能调整同步。②坚持交通方式统筹发展,公共交通优先发展。③坚持交通管理智能发展,强化交通需求管理。
3.2 私人交通与公共交通的融合
随着无人驾驶技术的发展,将来会带来城市交通的巨变。届时将会导致私人购车需求降低,对出租车行业也会带来一定的影响。如果无人驾驶汽车兑现,将使汽车租赁行业得到巨大的发展,终端用户只要发送一个指令,车就会自动到达家门口。
同时公共汽车领域也会发生巨变,导致公共交通和私人交通的融合。调度平台可以根据实际情况,派出合适的车辆。固定线路交通车的价格会更为便宜,舒适性也会大幅提升。这是在不降低人们出行体验的情况下,大幅度提升效率的发展结果。
当然,城市交通按照这种设想的远景去发展的前提是供需双方的信息都很明确,只有基于信息资源公开、透明,才能提高道路、车辆的使用率,实现交通资源的优化。同时,交通管理的模式也将发生巨大的变化,交通管理将从目前的管人管车转化为向以信息为核心进行管理。
3.3 引入社会资金,参与智慧交通系统的建设
智慧交通系统的建设中,除了基础设施的建设,还有与道路相关的传感系统、信号系统、智能终端、物联网系统等都是未来的投入重点。这些方面的投入将直接影响到未来城市的发展。
原有的城市交通投资政策主要是以服务公共产品为基本定位的财政投入方式为主,通过高收费来抑制私人交通出行。然而,今后随着私人交通与公共交通的逐渐融合,这种传统的投融资政策也将发生改变。除了传统的政府投入,也存在运输企业因效率的提升而获益的投入。
政府一方面应当完善公共交通发展财政扶持等资金投入的长效机制,加大交通设施和智能交通设施的建设,另一方面应实行开放、创新、新形式采购与多方融资,引入社会资金参与ITS建设,并建立与之对等的优惠政策,在信息所有权、知识产权、增值与综合服务的范围内有清楚的界定,提供有效且可操作的政策。
3.4 多部门合作共赢
城市智慧交通是一项复杂的系统工程,涉及到的部门较多,管理起来也比较复杂,这就需要协调不同的管理部门,减少信息沟通的减损,提升综合管理服务效率,不同的部门之间,要派出专业的管理人员,参与到智慧交通的管理过程中去。
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【关键词】产学研;协同创新;对比;问题;对策
0.引言
近年来,政府对企业创新的激励政策与措施逐步完善,中央财政近五年用于科技的投入累计达到8729亿元,年均增长超过18%[1]。我国产学研合作已取得明显进展,系统模式也日益多元化,但在实际操作中也暴露出诸多问题[2],亟需产学研的协同创新来提升产学研合作的整体水平。随着我国城市交通拥堵和污染的问题日益严重,唐车公司适时提出了绿色智能人文一体化交通的理念。从制造型企业向服务性企业升华的过程中有一些列亟待解决的问题都摆在唐车公司面前,“唐车公司A大学联合研究中心”在这一背景下诞生。
1.研究中心成立背景
A大学作为中国顶尖级大学,在人才存量以及科研技术的先进性方面具有无可比拟的优势,在“唐车公司A大学联合研究中心”成立之前,唐车公司就与A有着长期的合作关系,双方在轨道交通装备、绿色智能交通等领域进行了卓有成效的合作。在“唐车公司A大学联合研究中心”成立之后,利用研究中心这一平台,进一步利A大学在相关产业领域的资源和优势,在科研、市场、人才和品牌塑造等方面与A大学形成捆绑式合作,平等互利、优势互补、资源共享、共赢发展。
2.产学研现状及研究中心协同创新特性
2.1 我国产学研现状
我国产学研合作取得一定成果,但科技成果转化率低,足够成熟、真正具有可操作性的研究成果并不多。在庆祝清华大学建校100周年大会重要讲话中指出:“要积极推动协同创新,通过体制机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟”。由此可见企业与高校协同创新的重要性。
在唐车战略决策层的指引和领导之下 “唐山轨道客车有限责任公司A大学绿色智能交通联合研究中心”成立了。联合研究中心围绕服务国家战略,聚焦绿色交通和可持续发展,紧紧抓住当前重要的战略机遇期,充分发挥各自优势。
2.2研究中心的产学研协同创新特性
与传统的产学研合作相比,研究中心的产学研协同创新不仅具有合作之意,还突出了管理学上“1+1>2”的协同效应。唐车和A大学加强双方产学研合作,进行联合攻关探索出一条合作共赢的产学研究合作的新模式,具体方式如下:
(1)加强双方产学研合作,进行联合攻关:针对唐车公司在产品开发、技术改造、工艺改进、生产优化中急需解决的项目难题,双方进行充分沟通,通过技术转让或联合开发等合作形式寻求解决方案。
(2)结合产业发展需求,共建科研服务功能:基于清华大学在众多科技领域的雄厚实力,结合唐车公司大力开拓新产业的发展规划,双方通过共建研究中心的形式加大在新产业领域的合作力度。双方合作的切入点包括但不限于:新能源汽车关键零部件、制造信息化、嵌入式系统、现代物流、节能环保、精益生产、绿色智能交通、交通枢纽客运服务系统等。
(3)充分利用各自优势,开展人才交流合作:为充分利用清华大学的教育资源,唐车公司根据需要,定期组织人员参加继续教育培训。培训范围包括工业工程、战略管理、专业技术、市场营销、绿色智能交通、客运服务等。
3.产学研协同创新模式及问题
唐山公司A大学联合研究中心,虽然在合作模式上取得不少创新,亦取得了不小成果,但在合作过程中也存在不少问题。依据研究中心合作成果的总结和借鉴其他产学研合作模式研究成果的基础上,依据产学研协同创新组织层次和紧密程度,将产学研协同创新分为项目式和联盟式。
3.1项目式协同创新模式
项目式协同创新是指产学研双方或三方以项目为载体,建立密切协作关系,整合与利用各方优势资源和力量,攻克项目难题,实现协同创新和技术转移。该模式主要包括技术转让、委托研发、协同攻关3种类型。
项目式协同创新模式存在问题:除协同攻关外,技术转让和委托研发的产学研协同度都较低,资源共享和知识流动不足,属于典型的供给推动型技术创新,不一定能满足企业深层次、前瞻性、战略性的技术创新需求,且一般都是一次,各方关系比较松散,难以建立长期、稳定的协同创新机制。
3.2联盟式协同创新模式
产学研联盟是国家创新体系的重要组成部分,是产学研合作发展的高级形态。所谓联盟式产学研协同创新模式,是指企业、高校和科研机构以共同利益为纽带,以共同解决基础性、前瞻性、战略性重大问题为目标,共同投入资源,进行全方位密切协作的一种合作形式[3]。这种合作模式有利于大大降低产学研三方的交易成本,利用各自在价值链系统环节中的优势,充分利用资源和共享知识,达到增值效应最大化。
由于涉及成员较多且组织结构复杂,产、学、研之间存在价值目标、组织文化、利益分配等方面的矛盾和冲突。因此,产业技术联盟的管理难度大,投入的资金、人力、物力很大,维持成本高,一般中小企业无力加盟,对牵头单位的实力和组织协调能力要求高。
4.总结
我国产学研协同创新研究起步较晚,尚处于不成熟的探索阶段。作为一种新生事物,其模式及其内涵也处在发展变化中,模式选择直接关系到产学研协同创新的效率和效果。本文通过对各产学研协同创新模式进行对比,分析各自使用范围及应用中存在的问题,对产学研协同创新的顺利应用与健康发展具有一定的理论指导意义。 [科]
【参考文献】
[1]孙].加强产学研协同创新探析[J].南昌教育学院学报,2013(28):75-76.
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