智能道路解釋-他們是什麼，他們做什麼
內容
數字化實現經典結構工程基礎設施
智能道路需要綜合係統
智能道路技術
——收獲能量的道路
-自動稱量過往卡車的道路
-“電動道路”，自動為電動汽車充電
-智能無線數字交通標誌
- V2X道路——汽車通信
-智能十字路口
-智能路燈
結論
數字化實現經典結構工程基礎設施
交通運輸是現代社會和經濟的動脈。貨物和人員的運輸使商業成功，並創造了新的城市。雖然交通運輸通常被視為一個經典的土木和結構工程問題，但它正越來越多地實現數字化智能技術．
這些新技術被稱為智能交通，旨在解決當前大型城市社區麵臨的交通問題——交通擁堵、事故、汙染、燃料成本、燃料短缺和高保險成本。
智能交通概念的一部分是智能道路，這一術語描述了與先進網絡和通信技術相結合的自動駕駛或聯網車輛的道路基礎設施。
智能道路需要綜合係統
智能道路包括實際的道路本身，智能路燈，智能交通標誌，以及在這些道路上行駛的智能或自動駕駛汽車。使智能道路成為可能的架構、係統和應用包括通信網絡、物聯網傳感器網絡，以及大數據和人工智能應用。
部署在智慧城市中的智能道路係統需要廣泛的傳感器網絡，這些網絡可以生成大量關於交通流和公共交通係統的數據。這些係統從數千個交通攝像頭、道路探測器、交通燈、停車計時器、空氣質量和其他傳感器、移動應用程序和聯網汽車收集數據。
然後，這些數據可以用來提高交通流量的效率，減少擁堵，並從長遠來看，幫助城市規劃者解決瓶頸問題。市民還可以通過實時獲取交通信息，從開放數據中受益，從而更好地規劃行程，避免擁堵。
實時導航會提醒司機有延誤，並幫助他們選擇最快的路線。智能停車應用程序將他們直接指向可用的停車位，省去了在城市街區裏徒勞地轉來轉去的時間。應急服務得益於實時監控交通的係統，因此事故和中斷可以立即得到處理。例如，通過優化緊急呼叫調度和為應急車輛同步紅綠燈，城市可以將應急響應時間縮短20 - 35%。
智能城市的一個主要挑戰是需要處理大量複雜的、地理分布的數據源(市民、交通、車輛、城市基礎設施、物聯網設備等)，以及實時處理這些信息的額外需求。
這些係統需要新的大數據管理方法。例如，歐洲人類項目開發了一種新穎的軟件架構框架，為智能城市、聯網汽車和未來自動駕駛汽車設計、部署和執行實時約束的分布式大數據分析。
智能道路技術
沒有單一的智能道路概念。智能道路可以依靠眾多單項技術進步的結合來實現。讓我們來看一些例子:
收集能量的道路
人們正在開發幾種從道路上收集能量的方法。一些利用陽光(所謂的太陽能公路)，而另一些利用車輛橫衝直撞時產生的機械振動來產生電能。在道路上捕獲的能量可以用來為路燈、標識和交通信號供電。收集到的能量也可以儲存起來或輸送到電網。
自動稱量過往卡車重量的道路
高速動態稱重(HS-WIM)技術可以動態稱重車輛，速度可達130公裏每小時，因此無需減速或停車。此外，除了車輛總重量外，HS-WIM係統還可以自動記錄和顯示輪載重量、軸重和其他參數。這些係統非常適合於重量檢查，橋梁負荷監測，收費公路和交通數據收集。
作為一種高性能應變計，微創地麵條形尺被放置在路麵上小於75mm的溝槽中，能夠在廣泛的環境條件下工作。它們的工作原理是測量電阻的變化，因為它們被拉長了，與基礎(測壓元件)材料的應變有關。
自動為電動汽車充電的“電動道路”
一些項目已經在示範使用專門為電動汽車指定的充電車道。該技術正在一些試點項目中進行測試，德國和瑞典處於領先地位。
這些項目采用了不同的技術方法。例如，在瑞典，斯德哥爾摩附近約2公裏的道路已被改造成電氣化道路。當汽車和卡車在公路上行駛時，它通過將汽車連接到嵌入在公路上的鐵路係統為電池充電。它是瑞典的一部分eRoadArlanda項目．
在另一種方法中，德國正在測試無線感應係統，該係統使用安裝在柏油路下的線圈，在沒有直接接觸的情況下將電力傳輸到車輛中(同樣的電磁感應技術被用於電動牙刷充電，越來越多地用於移動電話和其他設備)。
配備智能無線數字交通標誌的道路
自從汽車發明以來，交通標誌已經取得了長足的進步。交通道路標誌幾十年來沒有發生重大變化，也沒有發生重大變化。目前的模擬豎立和顯示標誌依賴於司機和行人看到它們並遵守它們。
在智能道路中，模擬交通路標將通過使用帶有無線電收發器的數字客戶端-服務器路標架構，實現數字化和無線功能。然後，特定的標誌通過無線廣播向迎麵而來的車輛廣播。車內的接收單元將接收到無線信號，並(口頭或在顯示器上)向駕駛員發出警報。這完全消除了司機在駕駛時注意標誌的需要，他們可以將注意力集中在前麵發生的事情上。
這種新的體係結構有幾個優點。首先，無線傳輸消除了標誌對人眼可見的需求，並消除了司機在路上駕駛時注意標誌的負擔，以及司機應該注意的許多其他事情。
其次，它消除了司機記住所有交通標誌含義的負擔，因為在這種架構下，除了顯示在儀表板上或平視顯示器上外，標誌還可以通過語音敘述來通知司機。
第三，與現有的交通標誌不同，無線數字交通標誌不受惡劣天氣和照明條件的影響。
第四，數字交通標誌是可編程的，這意味著改變一個標誌就像重新編程一樣容易。這為道路狀況和城市建設的變化增加了很大的可行性和適應性。
第五，車輛的車載計算機係統不需要進行複雜的信號處理和圖像識別來實時識別交通標誌，這是一個計算密集型的活動，而且並不總是準確的。
另一個優點是交通量的計算:由於道路上車輛發回的確認信息可以用於計算當天的交通量。
具有智能交通違章檢測、引用和通知的道路
檢測交通違規的傳統方法是通過配備攝像頭和速度雷達探測器的“速度陷阱”來實現的。這些方法在下雨、下雪和有霧的情況下效果較差。
無線數字信號的出現允許創建新的交通違規檢測方法。例如，司機將無法向交通執法人員否認或忽略標誌的存在，因為接收到的和語音敘述的標誌將被記錄為汽車高級駕駛輔助係統(ADAS)係統的證據(請參閱本文，了解ADAS的狀態和未來)歐盟白皮書．因此，以超過規定速度限製的速度駕駛將被視為違反交通規則，執法人員有權對司機罰款。
同樣，拒絕在停車標誌前停車也會被記錄為違規行為。這裏的變化是，接收到的無線交通標誌將被記錄下來，作為成功通知司機的證據，司機不能拒絕接收。因此，無線數字交通標誌將有助於在未來自動處理交通違規行為。這是智慧城市智能交通係統領域需要進一步研究的新課題。
V2X道路——汽車可以進行通信
車輛自組網和車對車通信能力是智能道路能力的核心。在這種情況下，從汽車到任何路邊基礎設施的通信被稱為V2I(例如802.11n, LTE交通流調節道路收費);V2V是車對車通信(警報通信和短消息，危險警告傳播，避碰);V2N是車輛到網絡，需要移動網絡運營商的協助，以提供對雲數據的訪問，並利用邊緣計算功能(例如蜂窩LTE 4G)。
V2X是指車輛與任何其他對象(稱為X)的通信，可以是V2V、V2I、V2E(環境)、V2P(行人)、V2C(雲)、V2H(家庭)的組合。V2X不需要蜂窩網絡連接。
V2X非常重要，因為它允許汽車和物體進行通信和交換關鍵信息，無論是位置、身份、物理存在狀態還是速度信息。有了這些數據，汽車就可以對潛在的交通危險發出警報，避免事故，提高道路使用者的安全。
V2X架構將在緊急救援情況下非常有用。目前的呼叫係統，如eCall、OnStar和其他緊急呼叫係統，使用不同的無線通信通道，每當車輛發生碰撞時，都會向當地緊急呼叫中心發送自動碰撞通知警報。隨後，呼叫中心將向事故現場提供幫助和緊急服務。雖然有效，但它會受到延誤，而且缺乏關於事故嚴重程度和受傷者情況的預先信息。
通過使用車輛自組織網絡(VANETs)，撞車車輛發出的警報可以用來提醒附近的車輛停下來或減速，一些人可以在任何可能的情況下提供援助(例如，司機或乘客之一可能是醫生、醫療人員或消防員)。此外，V2I將使墜毀警報能夠傳播到控製中心，並調用緊急服務。總之，使用V2V和V2I的同時警報和通知傳輸可以提高在事故現場為受害者提供幫助的速度。
聰明的十字路口
有各種各樣的項目致力於改善道路交叉路口的安全。例如，歐洲項目“合作交叉路口安全”(Cooperative Intersection Safety)使用傳感器進行車輛和物體檢測，以及V2I、測繪和定位技術，以減少致命碰撞，提高道路交叉路口的安全性。在另一個名為VRUITS(易受傷害道路使用者ITS)的項目中，通過在十字路口自動刹車將警告傳遞給道路使用者(行人、騎自行車的人和司機)。在Miovision公司提供的智能交叉口係統中，交叉口能夠感知和了解道路情況，並觸發實時響應。
在聰明的十字路口係統由本田公司提出，攝像頭安裝在交通路口的每個四角，如圖所示。然後使用圖像處理軟件創建道路交叉口的360°圖像。然後使用人工智能和物體識別軟件將物體分類為行人、摩托車、應急車輛等。然後，這些信息將廣播給形成交叉路口的兩條道路上的車輛。通過這種方式，司機對十字路口的意識大大增強，克服了盲點和潛在的危險。
智能路燈
第一個智能路燈係統於2006年在挪威奧斯陸部署。它的目的是控製路燈的開關，以節省能源。快進，今天取得的一些進展包括:
通過在路燈上添加各種傳感器，可以執行廣泛的監控應用，並將其集成到智慧城市物聯網網絡中:
結論
正如上述例子所示，新興技術在未來幾年有可能徹底改變道路運輸，使其成為道路用戶(無論是私人還是商業)更加個性化的服務。智能道路將帶來更高的自動化程度、更高的能源效率、更低的成本、更好的公共安全、更清潔的空氣、更綠色的環境、更少的交通擁堵、更少的事故和死亡，從而提高城市居民的整體生活質量。
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