车载智能交通平台的建议.docx
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车载智能交通平台的建议
车载智能交通平台
------“国家汽车计算平台工程”组成之七
2004－1－7
1前言
2智能交通系统及其发展
2．1智能交通系统的出现与发展
2．2交通工程和智能交通系统
2．3智能交通系统的主要内容
2．4智能交通系统的主要功能
3中电科技电子信息系统有限公司简介
4与车载智能交通平台相关的公司电子产品
4．1汽车行驶记录仪
4．2汽车GPS定位及导航系统
4．3汽车自动识别及ETC系统
4．4汽车牌照视频识别系统
5车载智能交通平台发展规划与建议
5．1智能交通平台的核心功能
5．2智能交通平台建立的基本原则
5．3研发智能交通平台的建议
6结束语
1前言
信息产业、汽车工业已经成为我国经济发展的两大支柱产业，是国民经济持续快速增长的两大发动机。
这两大支柱产业的“空心化”问题（不掌握核心技术），已经严重制约我国经济的进一步发展，并将危及国家经济、军事和信息的安全。
为此，中央决定尽快组织实施支柱产业振兴工程“国家汽车计算平台工程”，利用当代最先进的信息技术，攻克世界汽车电脑化、智能化的重大难题（成本与价格问题），抢占未来世界汽车计算平台的制高点。
该工程的实施，不仅可以开创一个汽车电子信息的新产业，促进我国信息产业持续快速发展，形成新的经济增长点，而且可使我国信息产业在核心技术方面取得重大突破，实现跨越式发展，为许多高新技术的应用及信息化建设提供一个重大的载体，并形成良性互动的发展局面。
交通运输的发展史，是人类社会发展史的一个重要组成部分，交通运输史也是科学技术发展史的缩影，交通运输业的每一次革命性进步，都与科学技术成果直接相连。
信息技术在交通运输领域的普遍运用已经推动现代交通运输进入了智能交通系统（ITS）的更高层次。
把车载智能交通平台融入国家汽车计算平台，毫无疑问，是实现汽车智能化必不可少的重要措施，并且将有力推动智能交通系统建设的发展和智能交通系统的产业化进程。
2智能交通系统及其发展
2．1智能交通系统的出现与发展
上世纪八十年代以来，各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家道路交通网，但随着社会经济的发展，路网通过能力却日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故也越来越引起社会普遍关注。
经过长期和广泛的研究，这些国家已从主要依靠修建更多的交通基础设施、扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，转移到利用以现代信息技术为代表的高新技术改造现有交通运输网络及其管理体系，以达到大幅度增加网络通行能力，提高服务质量，减少污染和保障安全的目的。
日本、美国和西欧等发达国家为了解决共同所面临的交通问题，竞相投入大量资金和人力，进行以道路功能和车辆智能化为重点的“智能车路系统（IVHS：
IntelligentVehicleHighwaySystems）”研究。
随着研究的深入，系统扩展到了道路交通运输的全过程及有关的服务部门，发展成了带动整个道路交通运输现代化的“智能交通系统（ITS：
IntelligentTransportationSystems）。
二十世纪八十年代中期，欧洲十多个国家投资50多亿美元，共同执行“欧洲用于车辆安全的专用道路基础设施（DRIVE）计划”，主要研究交通需求管理、交通和旅行信息、城市间综合交通管理、辅助驾驶、货运和车队管理、公共交通管理，该计划已于1994年完成。
美国1991年通过了旨在利用高新技术和合理的交通分配提高路网效率的“综合地面运输效率方案（ISTEA）”，美国的研究从ITS体系结构着手，进而引出各子系统及服务功能，并拟在2020年提供全面的服务。
日本很重视ITS技术的商品化，尤其突出的是以现有交通管理系统为基础，并结合数字地图和双向短程通信实现的道路交通情报通信系统，其车载信息设备售出数量现已超过900万套，形成了一个很大的市场。
智能交通系统所包括的服务内容涉及交通运输的各个方面，所用的技术与设备几乎覆盖了当前通信、信息和电子技术的大部分领域，它不仅是技术和装备的系统，更是一个社会系统，是一个有人参与、利用高新技术、针对基础设施运行、对系统及各元素的相互关系进行协调的系统。
系统的目标是将交通设施使用者、交通管理者、运载工具及其相关的服务设施有机地联结起来，使交通运输的运行功能智能化、效率最大化。
2．2交通工程和智能交通系统
普遍认为起步于上世纪60－70年代的交通管理和交通工程计算机化就是智能交通系统的萌芽，并且随着社会发展和技术进步，逐步发展成为了智能交通系统。
但是，智能交通系统与传统交通工程相比较，在交通管理理念上有较大的差别。
交通工程主要是通过制定交通法规、建设交通控制系统、建设交通安全设施、设立标志标线等方式对交通进行约束和管制，达到提高路网通行能力、减少事故的目的。
智能交通系统是建立现代交通运输系统的核心。
它的本质是，应用现代信息技术于交通运输系统，以便最大限度地发挥交通基础设施的潜在能力，它更强调系统性、信息交流的交互性以及服务的广泛性。
它以先进的信息技术为手段，通过为出行者提供各类服务的方式，利用出行者对交通运输安全、方便、快捷和舒适的需求，引导整合交通参与者的交通行为，促使其交通活动的合理化，依靠人的主观能动性达到协调交通系统整体的目的；它通过信息技术提升管理水平，及时采集、传输、分析有关信息，使管理者能科学决策，达到提高交通系统运行效率的目的；它通过信息技术实现交通运输与整个社会经济系统的有效衔接，融交通运输信息入供应链的信息流中，推动供应链管理的一体化；它通过信息技术使交通信息贴近人们的生活，有利于交通和其它资源的高效利用。
总之，它通过现代信息技术的应用，变革传统的交通运输系统。
2．3智能交通系统的主要内容
目前不同国家对智能交通系统服务领域所包含的内容都有不同的定义。
为了发展综合的智能交通系统，需根据实际情况制定相应的体系结构框架，确定服务领域、提供的用户服务和子服务等，并以此为依据推动交通运输系统的智能化、现代化。
虽然各国对智能交通系统服务领域的划分不尽相同，但是根据国内外现有状况，目前智能运输系统包括的范围大致如下：
先进的交通信息服务系统（ATIS）先进的交通信息服务系统是建立在完善的信息网络基础上的，交通参与者通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，可以向交通信息中心提供各处的交通信息。
该系统得到这些信息并通过处理后，实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息。
出行者根据这些信息确定自己的出行方式、选择路线。
更进一步，当车上装备了自动定位和导航系统时，该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。
随着信息网络技术的发展，现在已经提出将ATIS建立在因特网上，并采用多媒体技术，使ATIS的服务功能大大加强，汽车将成为移动的信息中心和办公室。
先进的交通管理系统（ATMS）这个系统有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统，但是ATMS主要是给交通管理者使用的，它将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，根据收集到的信息，对交通进行管理，例如：
控制交通信号灯、发布交通诱导信息、进行道路管制、进行事故处理与救援等。
先进的公共交通系统（APTS）这个系统的主要目的是改善公共交通的效率（包括：
公共汽车、地铁、轻轨交通、城郊铁路和城间公共汽车），提供便捷、经济、运量大的公交系统。
先进的车辆控制系统（AVCS）AVCS目前还处于研究试验阶段，从当前的发展看，可以分为两个层次：
一是车辆辅助安全驾驶系统，该系统有以下几个部分：
车载传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式的传感器等）、车载计算机和控制执行机构等，行驶中的车辆通过车载的传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离和其他情况，由车载计算机进行处理，对驾驶员提出警告，在紧急情况下，强制车辆制动。
二是自动驾驶系统，装备了这种系统的汽车也称为智能汽车，它在行驶中可以做到自动导向，自动检测和回避障碍物，在智能公路上，能够在较高的速度下自动保持与前车的距离。
智能汽车在智能公路上使用才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使用，它仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统的汽车。
货运管理系统这里的货运管理系统是指以高速道路网和信息管理系统为基础，利用物流理论与技术进行管理的智能化的物流管理系统。
电子收费系统（ETC）公路收取通行费，已经成为中国公路建设资金回收的重要渠道之一，但是随着交通量的增加，收费站开始成为道路上新的瓶颈，在中国南方的一些高速公路上已经发生了行车20分钟，排队交费需30分钟或更长。
电子收费系统就是为此而开发的。
使用者可以在高速公路公司或银行预交一笔通行费，领到一张电子通行卡，将其安装在汽车的指定位置，当车通过收费站的不停车收费车道时，车道上安装的读取设备与车上的电子通行卡进行通信，自动在预交帐户上将本次通行费扣除。
在现有的车道上安装电子不停车收费系统，可以使车道的通行能力提高3－5倍。
紧急事件管理与救援系统紧急事件管理与救援系统是一个特殊的系统，它的基础是ATIS、ATMS和有关的救援机构和设施，通过ATIS和ATMS将交通监控中心、交通警察、道路养护管理机构、职业救援机构、灾害处置管理中心等连成有机的整体，为道路使用者提供现场紧急处置、拖车、现场救护、清理事故现场等服务。
若将实现上述相近功能的实体归结成系统和子系统，智能交通系统中共有四个子系统：
中心子系统、出行者子系统、车辆子系统和路边子系统，系统构成及它们之间的通讯联系如图1所示。
2．4智能交通系统的主要功能
从大的方面来说，智能交通系统的建设应该达到的主要功能有：
（一）提供信息化的决策支持手段，支持综合交通运输系统的规划和管理。
由于交通运输系统的动态性质，交通运输管理决策需要实时、动态、全方位的交通系统数据作为支撑。
现代电子信息技术正好能为所需数据的采集、传输、处理、分析、融合，以及应用于管理控制提供充分的支持。
（二）构建综合交通运输系统的信息基础设施，为综合交通运输系统的现代化建设奠定基础。
现代的综合交通运输系统需要依靠实时的、大面积范围的信息用于交通运输的引导、协调和管理，以便实现交通运输活动的有序进行，为此，需要建设综合交通运输系统的信息基础设施平台。
（三）应用信息技术整合交通运输资源，最大限度地发挥综合交通运输设施的潜力，提供“畅达、安全、舒适、清洁”的交通服务。
通过建立交通信息服务系统，为不同的综合交通运输系统设施使用者提供实时的交通状况信息和合理的出行方案或运输方案，依靠人的主观能动性参与交通运输活动，引导原本无序的出行和运输为有序，从时间、空间上均匀化交通运输网络中的交通流，充分发挥现有交通运输系统设施的潜在能力。
通过发展先进的信息化公共客运系统、高效运营客运设施，利用电子信息服务手段，使公共客运服务水平大幅度提高，显著增加公共客运出行方式的比例。
应用信息技术提高综合交通管理系统的管理、控制水平，充分发挥现有交通设施的能力和运输系统的效率，缓解交通的拥堵和瓶颈状况。
（四）通过现代信息技术，增强对综合交通运输系统中的紧急事件的应对能力。
利用综合交通运输系统信息基础设施及交通数据的采集、传输、分析和应用，降低综合交通运输网络中发生紧急事件造成的随机拥堵的比重；在发生紧急事件后，又具有快速有效处理事件、尽快恢复交通秩序的能力。
最大限度地保障交通运输网络中活动的有序进行。
（五）利用现代信息技术，提高交通运输部门的运营效率和服务质量。
应用信息技术改造传统的客货交通运输企业，使其运营方式由粗放型向集约型转变，提高运营效率，降低成本，提供高效、安全的交通运输服务。
（六）通过应用信息技术以及改革管理模式，协调交通运输系统相关部门间的工作，保障综合交通运输活动的有序进行。
一体化的交通运输需要一体化的管理体制与机制。
而且只有一体化的管理模式，才能保障先进的技术和手段充分发挥作用。
传统的综合交通运输管理模式是条块分割的模式，是和智能交通系统的理念不相适应的。
先进的信息化的综合智能交通系统需要一体化的交通运输管理模式，先进的信息化技术手段也能为一体化的管理模式的实现提供良好的基础条件。
综上所述，为了发展现代交通运输，必须积极利用现代信息技术等先进适用技术，建设智能交通系统，优化、协调各种交通运输方式的运行，全面提高交通运输的组织管理水平，改善交通运输体系的效率和效益，充分发挥交通运输基础设施的潜在能力，平衡供需，提供“畅达、安全、舒适、清洁”的交通运输服务。
3中电科技电子信息系统有限公司简介
中电科技电子信息系统有限公司（原中智交通电子信息系统有限公司）隶属于中国电子科技集团公司，是在国务院领导的关怀和支持下，根据国家高新技术产业化发展规划的要求，由中国电子科技集团公司及其下属的第14研究所、15研究所、27研究所、28研究所、29研究所和54研究所共同投资成立的大型专业化电子信息企业。
公司注册资金5000万元，资产总额28,000万元。
公司总部设在北京，员工近200人。
下属控股企业有中电科技电子信息系统（上海）有限公司和北京中电网安科技有限公司。
中电科技公司的成立，是为了利用中国电子科技集团在系统集成和智能交通领域的技术优势，将先进的军事电子技术服务于民品技术市场，特别是智能交通系统市场。
中电科技电子信息系统有限公司坚持以高新技术为先导，坚持“技术领先、科学管理、客户至上、持续改进”的质量方针，以完整的系统产品和专业技术为基础，成为电子信息系统研究、技术开发、项目设计、工程承包、产品生产和销售、国内外技术合作和项目融资为一体的大型专业化高新技术企业。
按ISO9001：
2000的要求，公司建立了一套完善的质量管理体系，为公司技术研发和项目管理提供了全面的保障。
中电科技电子信息系统有限公司具有信息产业部计算机信息系统集成（壹级）资质、北京市公安局颁发的安全技术防范资质，可为政府、企事业单位信息化建设提供全面的解决方案和设计、咨询、集成服务。
中电科技电子信息系统（上海）有限公司是一家主要从事智能交通工程和智能建筑的大型高新技术企业，公司注册资金1亿元人民币。
公司以设计、开发智能交通和智能建筑电子系统的核心技术和产品为依托，
以系统的设计、咨询和集成服务为牵引，为用户提供全面的解决方案和智能交通系统及智能建筑系统集成“交钥匙”工程
。
智能交通是公司自创建以来的关键业务领域。
公司的智能交通产品和技术涵盖范围包括：
汽车行驶记录仪、汽车定位及导航系统、高速公路不停车收费系统、汽车车牌照视频识别系统、出租汽车调度服务系统、城市公交信息服务及企业管理系统、智能停车场管理系统、汽车称重收费系统、高速公路机电工程系统、高速公路联网收费系统和完整的城市智能交通管理指挥系统等。
目前，公司正在积极和上海市政府共同筹建“国家卫星定位应用产品质量检测与认证中心华东分中心”（简称“GPS检测华东分中心”）和“智能交通系统电子信息产品试验（场）基地”。
4与车载智能交通平台相关的公司电子产品
4．1汽车行驶记录仪
改革开放以来，我国道路运输业取得了巨大的发展，社会运力紧张状况全面缓解，运输服务水平有了较大提高。
但是，不可忽视的是：
随着我国汽车拥有量的不断增加，交通的现代化一方面为社会创造了大量财富，另一方面也带来了严重的灾难。
特别是连续发生的群死群伤重特大事故，更引起了中央领导和有关部门的高度重视。
为了更好地保障人民的乘车安全，降低道路运输企业交通安全事故率，减少重特大安全事故次数和死伤人数，国家三部一委联合发文要求汽车装用行驶记录仪。
中电科技公司开发的ZZ-6800系列数字式行车记录仪可以应用在多种行业的各种车辆上，可实时存储车辆行驶中的各种数字信号和模拟信号以及位置信息，并可实现车辆实时定位、跟踪、调度等功能，其后台管理软件具有强大的分析、预报、管理功能。
该汽车行驶记录仪可以精确记录汽车行驶中的相关数据，包括：
时间、车速、怠速、超速、里程、车门开关、刹车状态、方向灯状态、近远光灯状态、引擎转速、引擎异常、机油压力、温度，还可预留声音、灯光警示等。
并可和GPS装置协同工作，引入汽车的定位数据，发挥更强大的功能。
如有交通事故发生，会在行车记录仪上留下数据，为交通管理部门对汽车肇事和事故的处理提供有力可靠的证据。
汽车行驶记录仪能够全过程记录、监控车辆的行驶运行状态，采集汽车行驶过程中的数据，对车辆、驾驶员及运输企业进行管理提供了科学、可靠的依据。
汽车行驶记录仪是中电科技公司的旗舰产品。
中电科技公司已经开发了从基本型、简易型到标准型的汽车行驶记录仪系列产品，并提供GPS装置、无线通信装置和其它的附加装置供不同需要的用户选用。
公司的汽车行驶记录仪已通过公安部交通安全产品质量监督检测中心GB/T19056-2003的检测认证，并且已在上海、广东、湖北、浙江、广西、内蒙古等省市成功推广应用。
目前，国内有八家公司的汽车行驶记录仪产品通过了公安部交通安全产品质量监督检测中心GB/T19056-2003的检测认证。
由于初次制定的GB/T19056-2003标准尚有需要完善之处，各家产品的技术水平和质量存在着层次区别。
目前汽车行驶记录仪的整个大市场尚处于启动的前夕，按在用客货运输营运车辆数计算，未来2－3年内汽车行驶记录仪的装用量将超过200万台。
当前，中电科技公司的汽车行驶记录仪产品已经占国内同类产品销售总量的一半以上。
4．2汽车GPS定位及导航系统
GPS被称作是继波罗登月后的第三大空间计划，93年进入实用阶段。
它可为近地空间用户全天候提供精确的位置、速度和时间数据，在大地测量、航空测量、大地形变监测、地震监测、矿藏勘察、飞机导航、车辆导航与调度监控、船舰导航、精密授时等领域得到普遍应用。
市场规模以每年百分之几十的速度增加，吸引了大量的厂商参与开发，成为蓬勃发展的国际性产业。
根据GPS全球市场的现状和预测（1996-2003），当前GPS应用市场最红火的是车辆导航、消费产品和跟踪监控，尤其以车辆导航所占份额为最多，以2000年为例，车辆导航产品的产值为$29亿美元，约占GPS产品总值的35%左右。
在日本国内1999年底装有导航系统的车辆保有量超过了500万台。
2000年日本的车载GPS导航仪产量达到200万套，年增长率为33.3%。
北美和欧洲的车载导航仪的销量在2000年内达到或超过100万套,近些年来每年都以翻一翻的速度迅速增长。
在我国的GPS产品应用中，车辆应用所占的比重在各项应用中数量最大，约占总数的50%左右。
GPS车辆应用系统一般分为两大类：
车辆跟踪系统和车辆导航系统。
我国GPS车辆跟踪系统应用在1994-95年间是第一波，当时有上百家公司来抢占GPS车辆跟踪系统市场，但真正成功者不多。
1998年-2000年GPS车辆跟踪系统市场出现了快速增长的势头，我国的GPS车辆跟踪系统的技术有了较大的提高与发展，作为系统的卡脖子问题的通信网络通过采用GSM公众网的短信息服务找到了新的出路。
经过多年的努力，至2000年底全国累计有近300个左右车辆跟踪网络，入网车辆为5-6万辆。
预计在未来的几年之内每年能达到10万辆车以上的装车量每年的相关产值有可能达到7-10个亿。
中电科技公司开发并向市场推广了多个领域的GPS应用系统，其中包括：
汽车行驶记录仪GPS系统、出租汽车GPS定位及调度系统、公交车辆GPS定位及调度系统、特种用途汽车的GPS定位及监控调度系统（例如，运钞车、旅游大巴、邮政车、医疗急救车、烟草运输车、危险货物运输车、紧急事件处理车、物流监控等）、警用车辆的GPS定位及监控调度系统等。
在汽车GPS定位及导航系统的应用中，大多数项目都采用了GPS、GIS和无线通信系统（GSM、GPRS、CDMA或无线专网）集成应用的系统。
4．3汽车自动识别及ETC系统
ETC（电子收费）系统是为了解决现代道路交通，特别是公路收费问题而发展起来的。
其主要特点是：
车辆经过收费站时不必停车，不用交现金，不用人工干预。
由于不用停车，加快了汽车的通过速度，提高了道路设施的使用效率；由于不用停车，减少了汽车的磨损、油耗和废气的排放，利于环境保护；不用交现金，没有人工干预，自动收费，把错收漏收的可能性降低到了最小的程度。
由于国内快速发展的高速公路建设采用的是“贷款修路，收费还贷”的模式，高速公路业主方十分重视通行费的无误收取。
采用现金交通行费的全人工收费和半自动收费的传统收费模式容易带来通行费流失的弊端，以及从减少收费成本考虑，高速公路业主方相当看好高速公路的ETC不停车收费系统。
目前，由于高速公路营运管理、建设规划、思想认识和标准化方面的问题，ETC不停车收费系统在各省市还未得到推广应用，特别是在高速公路联网收费上更未得到采用，但是这是一个很大的产业市场。
AVI（车辆自动识别）技术是ETC系统的核心。
AVI融合了微波通讯、电子标签卡和计算机处理技术，它以一个很小的电子标签（TAG）作为汽车-收费站、收费站-收费站间的通信载体，电子标签内存汽车车牌号、汽车分类参数、电子标签号等标识信息，并作为汽车的唯一识别信息码。
在收费站车道上方安装一个微波信号收发天线，在车道控制计算机的控制下对电子标签进行读写操作,并记录电子标签中的汽车识别信息，形成过车记录。
AVI技术除了在高速公路不停车收费系统上应用外，在与车辆自动识别相关的其它应用领域也大有用武之地，例如，交通需求管理中的城市拥堵区域收费、智能停车场管理中的收费等等。
由于每一个电子标签对汽车是唯一的，所以能够作为汽车身份的唯一标识，由此还可以派生出一系列非常有前途的应用，例如，交通流量分析、车辆稽查、车辆防盗等。
又由于电子标签具有射频发射接收能力，所以还可以应用于车辆防撞
目前，中电科技公司在高速公路不停车收费和城市拥堵收费方面做了大量的工作，其技术、应用方案和产业化方案都处于国内领先水平。
国外的射频识别（RFID）领域已发展成为一个很大的产业，在交通运输、防盗、安全等领域都有系列产品。
并且根据使用对象的不同，推出了不同功能、不同频段的射频识别产品，如各种射频识别卡、车载设备、路边设备等。
发展趋势是小型化、低功耗、多用途、低电压、高性能的读写终端。
由于受到RFIC设计技术和模拟集成电路生产线的限制，以及国内市场需求相对滞后的影响，国内在该领域的核心技术研究上一直没有取得重大突破，还停留在技术研究阶段，没有开发出成熟的、具有完全自主知识产权的产品面市，也缺乏相应的标准和规范。
目前国内智能交通系统所使用的路边设备和车载设备全部依赖进口，不仅耗费了大量外汇，而且处处受制于人，严重制约了我国智能运输系统的推广应用。
所以我们需要跟踪国际先进技术，通过技术引进和创新，开发出具有自主知识产权的RFID产品，并形成规模生产。
4．4汽车牌照视频识别系统
汽车车牌照自动识别技术通过分析车辆图像的特征，定位出图像中的车牌位置，并对车牌文字加以识别，获得文字形式的车牌。
目前车牌自动识别系统技术已经进入了比较成熟的阶段，在高速公路收费及监控管理、城市道路监控及违章管理、智能小区停车场收费及监控管理、车牌登录及验证、车流统计及公共安全监控等方面获得了广泛应用。
在汽车车牌照自动识别系统方面，中电科技公司经过了长期现场实验，采用当今世界先进的视频检测技术，针对中国国情，对汉字和双排字符串的问题进行了专门研究，取得了较好的效果。
成功解决了牌照的定位、分割、识别和车牌物理特征的识别，开发出了产品中智车牌自动识别系统Easytake。
该车牌自动识别系统在装备了数字摄像设备和计算机信息管理系统等软硬件平台的基础上，采用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术，通过对图像的采集和处理，完成车牌自动识别任务。
Easytake系统是一个整体的视频识别智能化解决方案，主要包含有图像采集、图像处理、牌照切分、字符识别、近端
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