智能道路——他們和他們所做的解釋
內容
數字化使古典建築工程基礎設施
智能道路需要集成的係統
智能道路技術
——獲取能量的道路
——自動稱量通過卡車的道路
——“電氣化道路”,自動充電電動車
——智能無線數字交通標誌
-道路與V2X汽車交流
——聰明的十字路口
——智能路燈
結論
數字化使古典建築工程基礎設施
交通運輸是現代社會和經濟的動脈。貨物和人的運輸使商業成功和創造了新的城市。而交通通常被視為一種古典土木及結構工程問題,正日益成為數字化智能技術。
這些新技術,在智能交通的總稱,是為了解決大型城市社區目前麵臨的交通問題,交通堵塞,交通事故,汙染,燃料成本、燃料短缺和高的保險費用。
智能交通概念智能公路的一部分,一個術語描述自主或連接車輛道路基礎設施與先進的網絡和通信技術集成。
智能道路需要集成的係統
智能道路包括實際道路本身,智能路燈,智能交通標誌、和智能或自主汽車行駛在這些道路。架構,係統和應用程序,使智能道路可能包括通信網絡、傳感器網絡、物聯網、大數據和人工智能應用程序。
智能道路係統部署在智能城市需要大量的傳感器網絡,創建大量的數據對交通流和公共交通係統。這些係統收集數據從成千上萬的交通攝像頭,路探測器,交通燈,停車計時器,空氣質量和其他傳感器、移動應用和汽車。
這些數據可以用來提高交通流的效率,減少交通堵塞,長期來看,幫助城市規劃者解決瓶頸。公民也受益於開放數據通過實時獲取交通信息,這樣他們就可以更好地計劃他們的行程,避免擁堵。
實時導航提醒司機延遲和幫助他們選擇最快的路線。智能停車程序直接指向可用點,消除時間徒勞地盤旋的城市街區。緊急服務受益於係統,實時監控交通事故和中斷可以被立即處理。例如,通過優化緊急呼叫急救車輛調度和同步紅綠燈,城市應急響應時間縮短了20 - 35百分比。
智能城市的一個關鍵挑戰是需要過程極其大量的複雜和地理上分布的數據來源(公民、交通、車輛、城市基礎設施、物聯網設備,等等),加上額外的需要實時處理這些信息。
這些係統需要大數據管理的新方法。例如,歐洲人類項目開發了一種新穎的軟件體係結構框架設計、部署和執行分布式智能城市,大數據分析的實時約束連接汽車和未來自主車輛。
智能道路技術
沒有單一的智能公路的概念。智能道路可以依靠眾多個體的組合技術的進步,使它們成為可能。讓我們看看一些例子:
獲取能量的道路
幾種方法正在開發中獲取能量從道路。一些利用陽光(所謂的太陽能道路)而其他使用車輛橫馬路時產生的機械振動來產生電能。能量捕獲的道路可用於電力路燈、指示牌和交通信號。能量收獲也可以存儲或喂給電網。
自動稱量通過卡車的道路
高速動態稱重(HS-WIM)技術可以動態地衡量汽車,時速高達130公裏的速度,這樣就不需要減速或停止。此外,除了車輛總重量、HS-WIM係統可以自動記錄並顯示輪載荷重量、軸重量等參數。這些係統非常適合重量執法檢查,監測橋梁負荷,收費公路和交通數據收集。
微創掩埋式帶尺度,高性能應變儀,放置在凹槽小於75毫米的人行道,能夠操作在一個廣泛的環境條件。他們的運作原則是測量電阻的變化,因為它們是細長的,相對於基地(負載細胞)材料的應變。
“電氣化道路”,自動充電電動車
一些項目已經證明使用專門為電動汽車分配收費車道的。被測試的技術是在一個試點項目,與德國和瑞典帶頭。
這些項目是不同的技術方法。例如,在瑞典,斯德哥爾摩附近約2公裏的路已經變成了電氣化道路。它充電電池驅動的汽車和卡車在路上車通過連接到鐵路係統嵌入在路上。這是瑞典的一部分eRoadArlanda項目。
在另一種方法,德國是測試無線感應係統,使用線圈安裝在瀝青,其傳輸功率沒有直接接觸到車輛(相同的電磁感應技術用於充電電動牙刷,和越來越多的手機和其它設備)。
道路交通智能無線數字信號
交通標誌有汽車發明以來取得了長足的進步。交通道路標誌沒有改變也沒有顯著改變了幾十年。當前模擬erect-and-display依賴司機和行人看到跡象並遵守它們。
智能道路、交通路標將成為數字和模擬無線使用數字客戶機-服務器通過路標無線電收發機的體係結構。迎風而立的特定標誌然後無線廣播流量。接收器單元駐留在車裏將無線信號信號和警報(口頭或顯示)司機。這完全消除了需要司機開車時小心的跡象,他們可以將注意力集中在他們前麵發生了什麼。
這種新架構收益率幾個優點。首先,無線傳輸不需要人眼可見的標誌和消除了負載在司機開車時小心跡象在路上,在許多其他事情,司機應該小心。
其次,它消除了負擔司機記得之後的所有交通標誌的意義,在此體係結構中,符號可以敘述通過語音通知司機,除了顯示在儀表板或抬頭顯示器。
第三,無線數字交通標誌不受惡劣天氣影響和照明條件,與現有的交通標誌。
第四,數字交通標誌是可編程的,這意味著改變標誌一樣容易改變它。這增加了極大的可行性和適應性道路情況和城市結構的變化。
第五,沒有汽車的車載計算機係統需要複雜的信號處理和實時圖像識別識別交通標誌,這是一個計算密集型活動,而且並不總是準確的。
另一個優勢是交通量的計算:自確認返回,路上車輛數字信號可以用來計算的體積流量沿的一天。
公路智能交通違章檢測、引用和通知
傳統方法檢測交通違規與相機通過“速度陷阱”和速度雷達探測器。這些方法不太有效的在雨、雪、霧條件。
無線數字團體的存在允許創建新的交通違章檢測方法。為例子,司機無法否認和忽視交通執法人員的存在跡象,收到和敘述聲音信號將被記錄作為證據在汽車的高級駕駛員輔助係統(ADAS)係統(閱讀更多關於ADAS的狀態和未來歐盟白皮書。因此,駕駛速度超過規定的速度限製會認為違反交通的代碼,和執法者有權好司機。
同樣,拒絕停止在一個停車標誌也將被記錄為一種侵犯。無線交通信號的變化是收到記錄證明成功的通知司機,司機不能否認收到它。因此,無線數字交通標誌將有助於在未來自動化交通違規的處理。這是一個新課題,需要進一步研究智能交通係統領域的智能城市。
道路與V2X汽車交流
車載ad hoc網絡和一輛車搬到另外一輛車,通信能力是智能道路的核心能力。在這種情況下,通信從汽車到任何路邊基礎設施稱為V2I(例如802.11 n, LTE公路收費交通流量監管);V2V vehicle-to-vehicle通信(警報通信和短消息,風險預警傳播,防撞);V2N是vehicle-to-network需要移動網絡運營商協助提供基於雲的數據和利用邊緣計算特性(例子是細胞4 g LTE)。
V2X指通信從汽車到任何其他對象(稱為X)的可組合V2V, V2I, V2E(環境),V2P(行人)V2C(雲),V2H(家)。V2X不需要細胞連接。
V2X很重要,因為它允許汽車和對象交流和交換的關鍵信息,無論是地位、身份,實際存在的狀態或速度信息。這樣的數據,汽車可以提醒關於潛在即將到來的交通隱患,避免事故和提高道路使用者的安全。
V2X架構將在應急救援的情況下非常有用。當前調用係統像eCall,安吉星和其他緊急呼叫係統使用不同的無線通信信道發送自動崩潰通知提醒當地的緊急呼叫中心,每當一個車輛已經崩潰。呼叫中心將召喚幫助和緊急服務站點的事故。雖然有效,但受到延誤,缺乏推進信息事故的嚴重程度和受傷的情況。
通過使用車載ad hoc網絡(VANETs),警報發送被撞壞的汽車裏可以用來提醒附近的車輛停止或放慢速度,盡可能的和有些人可以渲染援助(例如,一個司機或乘客可以成為一名醫生,醫生或消防員)。同時,V2I將使事故警報被傳遞到控製中心和召喚緊急服務。,同時提醒和通知傳輸使用V2V和V2I可以改善的速度幫助受害者在事故現場。
聰明的十字路口
有各種各樣的項目,在改善道路交叉口安全工作。的例子是歐洲項目合作的十字路口車輛安全,使用傳感器和目標檢測,以及V2I映射和定位技術來減少致命的碰撞和提高安全在各個路口。在另一個項目,VRUITS(其對易受傷害的道路使用者,警告被傳輸到道路使用者(行人、騎自行車和驅動程序)自動製動的汽車在十字路口。在Miovision Inc .提供的智能交叉係統十字路口能夠感覺和了解道路情況和觸發實時響應。
在聰明的十字路口係統提出的本田公司,攝像機安裝在每一個交通十字路口的四個角,如圖。然後使用圖像處理軟件來創建一個360°道路交叉口的形象。然後使用人工智能和對象識別軟件分類對象為行人、摩托車、急救車輛等。這些信息然後廣播車輛在道路形成十字路口。這樣司機的十字路口的意識大大增強,克服盲點和即將到來的潛在危險。
智能路燈
第一個智能路燈係統是部署在奧斯陸,挪威在2006年。它的目的是為了控製路燈的開關,以節約能源。快進,一些今天取得的進展包括:
路燈通過添加各種傳感器,廣泛的監視應用程序可以執行和集成到智能城市物聯網網絡:
結論
正如上麵的例子所顯示的,新興技術有潛力在未來幾年改革道路運輸,使其更加為道路使用者個人服務,私人或商業。智能道路將帶來更大的自動化,更高的能源效率,降低成本,改善公共安全、清潔空氣、綠色環境,減少交通堵塞,減少事故和死亡人數,因此改善城市居民的整體生活質量。
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