前言:我们精心挑选了数篇优质智慧交通和智能交通的区别文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
智慧交通依靠大数据、云计算、物联网及移动互联技术支持,实现对城市交通、居民出行和物流运输的智能化管理,是智慧城市建设的重要组成部分,最终达成提供更高效的出行效率、降低交通成本、创建更绿色环保的城市空间和更舒适的出行体验。交通部2019年9月24日《交通强国建设纲要》明确提出到2035年我国基本建成交通强国的目标,到本世纪中叶全面建成“人民满意、保障有力、世界前列”的交通强国,体现了当下交通管理的复杂性和解决问题的迫切性出发,成为我国政府管理部门对于智慧交通布局的前瞻性规划。从已有文献的研究来看,智能交通建设领域的研究从顶层规划、技术探讨开始向更为多元化的方向向发展,涉及理论、技术、实践等多个方面内容,对智慧交通建设的规划发展、核心技术、技术应用多有研究。智慧城市的发展需要以人为本,对民众生活的环境质量、食品药品安全、交通安全等方面实时监测十分重要。[1]西方国家和一些城市业已确立了智慧交通发展路径,从这些国家和城市今年来在智慧交通发展规划、智慧路灯和车辆信息系统方面的创新进行对比,为国内城市智慧交通建设提供了借鉴。
1国外智慧交通建设的规划转向
西方国家从上世纪六七十年代开始涉足智能交通的研究,将交通运输的信息化建设作为重要方向。国外城市从政策规划到基础设施建设上充分发挥技术优势和城市现状相结合,展现出不同的发展特点。西方国家在建设智慧交通过程中结合先进技术来进行交通拥堵治理,收集大数据平台所需的海量数据信息,提供人性化的公共服务和城市管理,政府部门在这一发展过程中起到了关键性的推动作用。美国2015年ITS战略计划,计划在2019年完成网联化与智能化的双重升级。在无人驾驶汽车发展上,美国出台了一系列法规鼓励和约束自动驾驶汽车发展,2016年《自动驾驶汽车政策指南》时起从法律层面上肯定自动驾驶的合法性并将其纳入联邦法律框架,战略方案从1.0到3.0的引导与展望鼓励各州重新评估现有交通法律法规,为自动驾驶技术在全美的测试和部署清除法律障碍,落实推动该项技术与地面交通系统运输模式的融合。欧盟第一个协调部署智慧交通的法律性基础文件是2010年欧盟委员会制定的《ITS发展行动计划》,这是欧盟范图内第一个协调部署ITS的法律基础性文件,确立欧盟2020智能交通系统(ITS)三大目标为交通可持续、竞争力和节能减排。之后,欧盟主要在电动汽车、道路安全、智能交通系统、市场准入以及CO2排放等领域提出了战略实施方案,计划加强各国交通科研领域的国际科技合作。欧盟目前对于车辆信息互联的技术标准还未最终确定,围绕WIFI技术和5G技术两大技术系统的企业目前处于争执不下阶段。日本政府高度重视自动驾驶汽车、车联网和智能交通领域发展。早在2013年,日本内阁便了日本复兴计划《世界领先IT国家创造宣言》,其中智能网联汽车成为核心之一。以此为蓝本,日本内阁制定国家级科技创新项目《SIP战略性创新创造项目计划》,将自动驾驶系统的技术研发升级为国家战略高度,并提出自动驾驶商用化时间表以及《ITS2014-2030技术发展路线图》,计划在2020年建成世界最安全道路,在2030年建成世界最安全和最畅通道路。日本非常关注自动驾驶汽车的发展规划,不仅在《2017官民ITS构想及路线图》确立这一领域技术的推进时间表,还通过《自动驾驶相关制度整备大纲》明确自动驾驶汽车的责任划分和事故赔偿原则,对自动驾驶汽车的安全条件进行了明确规定。目前,在亚洲地区初步形成了以中国、日本和韩国等国家协同发展的智能网联汽车生态体系。从西方国家对于智慧交通整体规划来看,美国、欧盟、日本以及其他一些国家在智慧交通发展战略上着力点都有区别,但在自动驾驶汽车的发展上都非常重视。美国智慧交通发展规划基于国家强大的技术支持和人才培养基础,由国家进行统一规划,在充足的人力和财力投入下发展迅速。日本由于地小人多,在已有VICS系统和ETC技术使用下开始注重自动驾驶汽车。欧盟强调各国合作和标准化、强调综合运输系统智能化、重视通信和车载设备等。
2国外智慧交通应用领域的创新
2.1智慧路灯的升级打造。智慧交通的实施目的是为了能够为城市提供更为人性化的公共服务,让行人、车辆和城市道路之间能够找到一个相对协调的平衡点进行良性地系统运作。以往在交通管理上主要侧重对机动车和各类车辆的控制和管理,因为设备的局限性难以为行人提供个性化的需求和体验,智慧交通能在规范行人的交通行为同时保障行人安全、满足公共服务诉求,当城市路灯在城市中的使用与先进传感器结合以后,智能路灯成为了目前国外城市首要尝试的设备。新加坡近年来在原有交通管理系统基础上大力发展以“智慧国家2025”为主导的智慧交通方案,新加坡陆路交通部提出对公共照明进行“智能化+LED”升级改造的方案,预备将全国现有的路灯改造成含智能控制系统的智能路灯,其中60万个路灯将会在装备传感设备的情况下完成城市公共服务的同时进行数据的收集。美国城市洛杉矶、芝加哥、纽约、西雅图、圣地亚哥等城市都已开始安装智能路灯。洛杉矶在该市大范围内安装智能路灯设施,将大数据和物联网技术结合路灯配备的传感器,从而收集交通数据、分析信息并进行共享。芝加哥通过“路灯杆装上传感器”,进行城市数据挖掘。在人们的生活里,无处不在的传感器被应用在了芝加哥市的街边灯柱上。通过“灯柱传感器”,可以收集城市路面信息,检测环境数据,特别是空气质量和噪音,但不会侵犯个人隐私。西雅图路灯可以改变色温,根据周围环境改变路灯亮度,与环境能有机和谐成为一体。圣地亚哥与通用电气和ATT公司合作,在路灯上安装了摄像头、麦克风和传感器,具有找停车位和监测社区枪击声音等功能,集智能安防、微基站、新能源电动汽车充电桩等使用功能于一身。英国MiltonKeynes、德国林、法国里昂、荷兰海牙都对当地路灯进行升级改造。英国MiltonKeynes在当地的MK体育场安装的路灯同样具有监控摄像、WIFI以及电动汽车充电功能,体育场内的售票处和商店门口路灯还安装了闭路电视、公共广播,必要时可作远程连接。德国柏林电线杆成为了电动汽车的充电桩,约占德国一半数量的电线杆都能提供这项服务。斯图加特市在对本市路灯进行LED路灯升级,配合智能控制系统进行统一管理控制。海牙在当地一个海滩上安装智能灯柱,装有摄像头、传感仪和数据传输网络,能够调节灯光的亮度、检测空气和噪音、控制交通,并帮助游客寻找空余的停车位。2.2车载终端的广泛采用。在车载终端使用领域日本和新加坡属于最为典型的国家,地少人多,有限的空间局限性催生了更为高效的城市车辆信息系统构建,均已建立了完善的车载终端设备开发。日本独特的VICS系统(VehicleInformationandCommunicationSystemCenter)由日本道路交通情报中心建设和管理,通过汽车上安装的车载设备接收VICS中心提供的实时交通信息,信息内容遍及全国交通信息播报。数量庞大的车载终端意味着高额的运行经费,这些经费主要由政府拨款和车载设备销售,生产企业每台需向VICS中心交纳2000日元的费用,因此VICS中心每年获得16亿元收益,最终用于基础设施建设和提升服务管理水平。在日本,紧急车辆和公交车辆在道路通行中享有优先权,城市交通管理控制系统中心通过车上的车载优先系统调节路口信号灯,以缩短紧急车辆和公交车辆的通行时间。东京市是日本率先采用全自动智慧交通控制系统的城市,133台计算机对全市多个路口红路灯进行智能控制;静冈市智慧交通控制系统通过1台主机和16台分机控制全市大部分信号灯。新加坡的车辆同样装有车载设备,通过城市交通管理系统ERP(电子收费系统)在划定的控制区域进行监测,当车辆经过电子收费站时通过在车辆上安装的车载设备实行自动扣费。2.3违法行为的识别技术。违法行为识别以往只能监测汽车闯红灯等交通违法行为,在人工智能的技术支撑下,车辆识别技术得以对车辆和行人进行信息的识别、分类和统计,提升了违法识别效率,在治理城市拥堵、缓解交通压力时发挥了巨大作用。在交通出行方面,拥堵时段收费是国外较为常见的使用方式,如新加坡、伦敦和斯德哥尔摩都采取了拥堵收费的方式。新加坡实行交通拥堵收费的历史由来已久,在城市道路的十字路口、交通要塞、高速公路和公共区域都装备了电子眼,不仅对车辆闯红灯和超速能够准确记录,对行人的违法行为也一视同仁。伦敦从2003年采用车辆自动识别技术对车辆的出行路线进行判别,在市区核心范围进行拥堵收费,如果在伦敦中心区域的道路上看到一个红色的“C”,代表车辆已经进入到收费区域。伦敦在拥堵区域征收每天11.50镑的拥堵费,时间是周一到周五早上7点到晚18点,周末、法定节假日不收费。收费对象主要是私家车和货车,本区域居民公交车、出租车、消防车等紧急救援车辆及残障人士等特殊驾驶群体车辆不征收费用。斯德哥尔摩在通往市中心的道路上设置了18个路边监视器,利用射频识别、激光扫描和自动拍照等技术,实现了对一切车辆的自动识别,缩短了违法行为识别的处理时间。
3结语
智能交通的创新和探索提供了新的发展方向和思路,我国目前将智慧交通建设更多纳入智慧城市的打造过程,从成本来看智慧路灯的落地实施可能性较大,智慧路灯在支持智慧交通建设基础上也能不断发挥城市管理、能源环保等方面的积极作用。车载终端因运营成本的问题,在5G技术发展情况下更容易被手机手段所取代。拥堵收费制度在治理城市交通拥堵上的效果明显,但在推行过程中遇到的阻碍往往较大。美国纽约市议会2008年表决通过了曼哈顿区征收交通拥堵费的提案,因反对者众多而不得不搁置。北京市2016年曾讨论过拥堵收费政策,最终未能实施。交通拥堵收费政策要收到良好的效果非常依赖于完善发达的公共交通系统。从征收拥堵费缓解拥堵的有效性角度看,交通拥堵费对缓解交通拥堵起作用的重要方式之一就是改变市民的出行结构。[2]国内城市智慧交通建设仍需根据自身城市特点进行建设。
【参考文献】
“治堵”,已成为公众共同关心的焦点问题之一。全世界都希望通过网络新技术,推动交通运输体系的智慧运行,以解决面临的挑战。虽然,近几年智慧交通的应用已经给民众带来了不少的便利,但是又出现了许多新问题、新矛盾,需要智慧交通来予以破解。浙江信息化百人会顾问、浙江省人大常委会副主任毛光烈表示,要利用网络新技术,找准智能交通完善升级的突破方向,补上基础性的“短板”,从而打造智慧交通升级版。
智能交通升级突破口
毛光烈称,智慧交通包括智慧城市交通、智慧城际交通、智能装备交通、综合型智能交通等多种语义,对这些不同语义内涵的“智慧交通”加以细心区别、正确理解,可以便于找到痛点,并完善、升级智慧交通。他认为,当前完善、升级智慧交通的主攻方向有以下三个方面。
第一,打造智慧城市交通的完善与升级版。城镇化的人口已占全国总人口的一半,有的地区已达60%以上,城市内部的交通拥堵已成为突出矛盾。从“人、车、路、场、客”这五要素的信息化来看,目前城市里大多数智慧交通建设提供的服务还都很“初级”,系统间的整合并未完成,碎片化严重;城市交通资源的调度使用与监管的信息化有进展,但基本上停留在IT时代,尚未进入DT时代;城市交通的大数据库建设尚未起步。所以,打造能为交通提供大数据服务平台、实用模式、创新的监管体制等都迫在眉睫。民众出行的难点、痛点,就是智慧城市交通完善与升级版应解决的难点、痛点与重点。推动智慧城市交通的完善与升级,既有扩大现实供给的重大价值,又有长远发展的巨大空间。
第二,打造智慧城际交通的完善与升级版。随着中等收入阶层的迅速扩大,带给交通领域最大的变化,是“有车族”的扩张。据浙江省公安部门统计,全省汽车拥有量已从2010年的543.57万辆,增加到2015年的1121.63万辆。一方面是车辆的快速增长,另一方面是公路通行供给做不到同步增长。因此,就出现了城际之间交通拥堵的加剧。
据统计,2010年全省高速拥堵路段为6处。尽管在2010年至2015年期间,全省高速公路建设投入了1277.8亿元,仍然跟不上车辆通行的增速。尤其是周末、清明、国庆、元旦、春节等节假日的拥堵路段更是在持续的跃升。毛光烈举例说:“过去经济发达程度相对低、人口密集程度低、一直不拥堵的衢州段,自龙泉至龙游高速开通后,从2013年春节起开始了拥堵,最长的拥堵时间达24小时。全省最拥堵点是G60沪昆高速新岭隧道,2015年拥堵300余次,最长拥堵时间长达20小时。”
那么,解决全省城际交通的出路是什么呢?毛光烈说,既要抓建设,又要抓挖潜,要在挖掘交通道路的效率上下功夫。重点是要改变“城际出行只靠高速公路”的状况,通过“智慧(城际)交通”的升级,把“高速公路、国道、省道、县道”作为“城际交通的大路网”来整体开发。
开发“城际交通大路网”,可以在高速拥堵路段,先把国道、省道、县道相关路段组合利用起来,对于破解“周末、小长假出行难”,有很大潜力。目前,浙江省已建高速公路3917公里,有国道4356公里、省道6382公里、县道29413公里,三者总里程达40151公里,相当于高速公路总里程的10.25倍。同时,由于国道、省道、县道有专门的养护资金,养护队伍、养护体制比较健全,近几年的道路改造及路面硬化成绩斐然,道路的通行质量亦比过去大为改观。因此,建立以高速公路为主干、域内国道、省道、县道为一体的智慧(城际)交通,打造智慧交通升级版,大有可为。
毛光烈分析说,开发“城际交通大路网”可以分两步进行。首先,以县(市、区)为单位,从化解周末与小长假拥堵路段入手。其次,在利用国道、省道及县道化解高速时段性拥堵的基础上,进一步编制设区市、省级优化利用高速公路、国道、省道、县道的整齐方案,并以4G或5G宽带为主要通信网,完善道路数据采集与数据服务、数据监管设施,建设大路网的大数据智慧交通服务与监管体系和平台,使高速路网与国道、省道、县道路网集成为一体,得到更高水平的开发利用。
第三,打造以智慧城市为龙头的交通与城际交通无缝链接形成的智慧综合交通升级版。毛光烈认为,要解决城市中各类交通方式互相干扰的问题,出路只有开发集各种交通方式为一体的统一管理平台,实行大数据的交通服务,形成智慧城区综合交通的完善与升级版。
开发智慧城市综合交通的升级版,重点是建设城市交通大数据库、综合交通云平台,把汽车、地铁、飞机、高铁、航运等各种交通方式的大数据采集贯通起来,把大数据的交通服务与监管综合集成起来。通过各种交通方式的大数据服务,进一步优化交通组织,减少相互不合理的影响与干扰,着力化解现有拥堵点与路段,疏导并防范新的拥堵点、段的形成,提高城市交通设施的运行效率,进一步提高城市交通的保障服务水平。
补基础“短板”
毛光烈指出,任何工作要做好,基础工作必须做扎实,智慧交通亦然。大数据的实时路况服务,尤其是车流量服务,是智慧高速的基础工作与基本建设,这一“短板”必须补上,可以从四方面入手。
第一,要集成开发道路断面的智能化车流量计量技术。毛光烈说:“高速公路收费站通过人工方式进行车辆流量计量,在非收费站的道路断面上,车流的大数据计量服务,尤其是城区道路断面的车流计量服务,基本仍处于空白状态。”所以,要开发智能化道路断面车辆自动计量技术,实现数据的远程自动传输、利用、质控与运维。要集成利用各种方式的现代检测计量技术,以保障计量方式的创新性、精准性、实时性与有效性;并保证道路断面车流计量检测活动不影响道路的通行。要充分集成并利用智能的检测仪器、文字与视频大数据的检测方式与计量技术、采取不停车的检测方法。
第二,要开发“精准的在线车流量可视化截图的服务模式”。做到“规范化、标准化、可视化”。在提供“全程车流量(可视化)截图”服务的同时,根据行车的速度与需要,智慧交通的云平台还可以不断推送“前方路段的分路段车流量(可视化)截图”。
第三,要开发“路段车流量实时计量检测模式”。路段车流量实时计量检测,应进行多断面检测,并以多断面检测数据来进行校核才能确定。其计量检测方式、校核方式应按规定的标准与程序进行。要参考城际高速公路的“车流量可视化截图服务”的模式,根据城市的出行要求,开发城市出行“精准推送的车流量可视化截图服务”。
全国各地对智慧城市建设表现出的热情和积极性令人振奋,同时过热的现象也令人担忧。建设智慧城市的切入点在哪,如何让智慧城市落地惠民?对此,《物联网・智慧城市》记者专访中国普天信息产业股份有限公司(以下简称中国普天)政务网产品部王仑总经理,希望能给智慧城市建设者一些启发。
智慧城市建设
――要秉承创新、集成、绿色、高效的理念
记者:首先,请您介绍一下中国普天的概况。
王仑:中国普天为国务院国资委管理的大型央企,以信息通信产品制造、贸易、相关技术研究和服务为主业,经营范围涵盖通信通信、广电、行业信息化、金融电子和新能源等产业领域。
中国普天是历经百年发展的央企,起源可追溯到1906年清政府官办电话局铜匠处,1999年由中国邮电总公司改组为中国普天信息产业集团公司。中国自己制造的第一部电话机、第一部电传打字机、第一条市话电缆、第一部大型数字程控交换机、第一套SDH光通信传输设备、第一部国产自主知识产权手机等均出自中国普天。
中国普天拥有东方通信、上海普天、南京普天、东信和平、成都电缆5家上市公司及31家子公司,净资产超过100亿元,在京津冀经济圈、长江三角洲、珠江三角洲以及中西部地区均建立了重要的技术研发和产业制造基地。中国普天拥有国际招标资质,提供国际通信工程总承包、国际招投标及产品进出口业务,产品服务销往非洲、东南亚、欧美100多个国家和地区,中国普天“POTEVIO”是国家重点支持出口的知名品牌之一,是中国电子企业十大品牌价值增长最快的品牌之一。年确定的三年翻番目标。公司营业收入连续三年增长幅度高于中央企业平均水平;资产质量与负债水平均好于中央企业平均水平,国有资本保值增值率和经营增长状况均处于电子行业良好水平。
记者:目前,除了北京、上海、广州、深圳等大城市外,中小城市也纷纷提出要建设智慧城市。您对智慧城市的理解是什么?中国普天都有哪些具体的方案和优势?
王仑:城市整体的智慧化演进,是一个系统工程。在智慧城市体系中,首先是城市管理,由智能城市管理系统辅助管理整个城市的运行;其次是智能交通、智能电力、智能建筑、智能安防等基础设施的信息化,也包括智能医疗、智能家庭、智能教育等社会智能化和智能企业、智能金融系统、智能商业系统的生产管理信息化,从而全面提升城市生产、管理、运行的现代化水平。
中国普天对智慧城市的理解为:把基于传感器的物联网和现有互联网整合起来,通过快速计算和分析处理,对网内人员、设备和基础设施――特别是交通、能源、商业、安全、医疗等公共行业进行的实时管理与控制的城市发展形态。我们认智慧城市的建设要秉承“创新、集成、绿色、高效”的智慧城市理念。
中国普天始终坚持以市场为导向,培育和发展了通信、广电、行业电子、金融电子和新能源五大重点产业,这五个产业在智慧城市建设中都有自身独特的优势。在通信产业,普天能够提供政务专网解决方案、公共安全与应急通信解决方案、智慧矿山解决方案、智能电网解决方案、平安城市解决方案等;在行业电子产业,普天能够提供行业物流信息化解决方案、移动和远程医疗解决方案、智能安防解决方智能家居解决方案、智能交通解决方案等;在新能源产业,普天能够提供新能源电动汽车运营解决方案、合同能源管理解决方案等。
这里重点介绍中国普天政务专网的解决方案。中国普天政务专网解决方案是全球首创的基于4G技术的专网解决方案,这个解决方案完美地将4G技术的高速率、大带宽特点和传统的窄带数字集群系统的资源共享、快速呼叫建立、完善的语音指挥调度结合起来,形成了新一代的政务专网解决方案。这个解决方案目前已在北京政务物联数据专网得到实施和应用,政务专网将会给智慧城市提供一个政府专用的、高带宽的无线传输通道,有了这个通道,很多应用可以在这张专网上来运行,如数字城管应用、公安移动视频监控应用、公安智能交通应用、智慧旅游应用等。
记者:在各地的“智慧城市”发展中,您认为发展的关键领域有哪些,其建设的切入点或先行领域又是哪些方面?
王仑:总结各地智慧城市的发展思路,主要有基础设施导向型、产业导向型、应用导向型三种。基础设施导向型致力于基础设施的建设,目标是建立起一个无所不在的网络设施基础,以东京“U-japan”计划和美国国家宽带计划为代表。产业导向型更加关注于信息产业的发展,包括感应技术、生物识别、纳米科技等科技发展趋势,以新加坡“IN2015”计划和智慧宁波代表。应用导向型以解决城市发展的迫切需求和人民生活水平的提高为重点,关注城市企业、市民、政府的智能化应用,通过应用带动产业的发展,以智慧北京为代表。
目前,在国内的智慧城市建设中,平安城市、智能交通等领域的应用较多,且发展趋势较好。
TD―LTE助力智慧城市建设
记者:网络建设在城市信息化建设中的作用是什么?目前,我国城市通信网络的发展怎样?
王仑:在物联网技术架构中,网络属于传输层也是整体架构的中间层,起着信息承载的作用,是城市信息化的重要的通信基础设施。
近年来,在国家政策的大力扶持下,我国光纤网络建设已经取得很大发展。2010年4月,国家七部委就联合《推进光纤宽带网络建设的意见》,提出3年内光纤宽带网络建设投资超过1500亿元。据统计,2012年全国FTTH覆盖家庭实现新增户数4900万,固定宽带互联网接入用户增加了2510万,累计达1.75亿。其中在2012年我国的光纤产能已达到1亿2千万芯公里,这些均反应了我国宽带网络的发展情况。
而我国的公众移动通信网络建设,近十几年来发展迅猛,已经发展到第三代移动通信网络,4G网络也即将部署。国家也将新一代宽带无线移动通信技术作为重点战略方向,将新一代宽带无线移动通信网建设作为重要发展目标。
相对而言,我们国家的政务专用网络发展严重滞后。现在公网已经采用3G技术,但是专网连2G技术还达不到;有的专网还在使用模拟制式。另外,目前主流的集群标准都是欧美的,主要设备来自国外厂家,信息安全存在隐患。我们国家在城市信息化方面要发展,必须持续要加大政务专网的投资力度,大力发展政务专网,尤其是宽带的政务专网。
记者:据了解,TD―LTE在公众移动通信网公网的应用还处于外场实验阶段时,中国普天就已经把TD―LTE在政务网、企业内部网络进行了应用,那请您介绍一下TD―LTE公网及专网的区别。其中,专网在技术及终端应用方面,如芯片、终端、频段等与公网是否存在同样的问题?
王仑:无线专网是采用无线通信技术,为特定人群提供语音、视频、无线接入等通信业务的专用网络。公网与专网的最大区别在服务的用户群各异,自然相关的产品性能也迥然不同。在可用性、可控性、覆盖范围、安全性、低时延、可靠性方面,专网和公网都有非常大的差别。此外,还要补充一点,专网除了上述的各种性能外,还要求灵活性,即灵活使用单呼或组呼进行通信的能力。
此外,专网和公网运营模式有非常大的区别。公网是面对老百姓用的网络,是一个盈利性的网络。而专网的运营更多的是公益性的、战略性的,要为政务和行业服务,是不能以盈利为目的来运营的。同时,在建设和运营模式上,大都采用BT的方式来建设。目前,主要有BOT和BOO两种建设和运营模式。
TD-LTE专网能充分利用TD-LTE产业链的优势。当然,在TD-LTE公网产业链里存在的问题在TD-LTE专网里也存在,TD-LTE专网甚至还会更困难一点。原因很简单,毕竟TD-LTE公网市场更大,参与者更多,市场一旦起来,出货量也大。不过,经过2011年和2012年这两年的发展,TD-LTE专网里的一些关键问题都获得了解决。比如:频段问题,现在国家无线电管理委员会就在1.4G频段里分配了20M给TD-LTE专网来用。对TD-LTE专网而言,这是一个重大的政策利好。另外,如芯片产业链,目前支持TD-LTE专网频段的芯片也越来越多。
记者:随着3G TD―SCDMA向TD―LTE演进的加速推进,中国普天在TD―LTE的支持也越来越多。2012年我国决定将2。6GHz频段的2500―2690Hz,全部190MHz频率资源规划为TDD频谱。此举对于TD―LTE的规模化应用有何帮助;而对中国普天在这方面的业务有什么影响或者突进?
王仑:2012年9月20日,工信部了《工业和信息化部关于国际移动通信系统频率规划事宜的通知》,正式将IMT的核心频段2500MHz~2690MHz规划为时分双工(TDD)方式的IMT系统工作频率,使我国目前的公共移动通信的TDD频段带宽超过了FDD频段带宽。此举表明了我国发展TD-LTE的决心,充分发挥了我国在推动TD-LTE产业发展的示范作用,有效提振了业界对TD-LTE以及后续演进技术的信心,吸引更多的运营商和设备制造商加入到TD-LTE阵营,有利于TD-LTE的国际化发展。
中国普天专注于3G(TDS)和4G(TD-LTE)无线通信系统研究和开发已经有十多年历史。在TDS领域,中国普天是TD产业联盟发起单位和首届TD产业联盟轮值主席单位,作为主要厂家全程推动了TD-SCDMA发展,中国普天研发并产业化了TD-SCDMA全部3G功能的系统设备。特别是在中国移动连续五期TD-SCDMA商用网建设中,承担包括了北京、天津、河南、河北、新疆、湖南、湖北、江西、浙江、福建、云南、贵州、海南、新疆等13个省市自治区网络建设工作;2008年还率先将TD-SCDMA推向国际市场,积极为客户打造全方位的基于TD-SCDMA的3G精品网络。中国普天等十家单位共同申报的“TD-SCDMA关键工程技术研究及产业化应用”项目,荣获“2012年度国家科学技术进步奖”一等奖。
基于TD-LTE领域的积累,中国普天从2008年开始投入力量,在业界最早开始研发采用TD-LTE技术的专网产品。2010年在中国通信标准化协会CCSA牵头承担并完成了TD-LTE宽带数字集群通信标准研究工作,成为宽带集群标准的首创者和主导者,该标准已经在CCSA立项。2011年9月,还获得了全球首个TD-LTE专网的商用合同,成为第一个在TD-LTE专网领域里获得商用订单的设备供应商,同时也是第一个在TD-LTE专网领域里全线产品获得型号核准证的厂家;2012年12月国际安防展上,普天推出了全球首款4G头盔式和腰挂式终端。现在,普天已经成为TD-LTE行业专网领域里领跑者,在TD-LTE专网领域承担着行业领导者的角色。
记者:在2012年中国普天参与了很多与智慧城市相关的项目建设和活动,未来TD―LTE的规模化应用将为智慧城市的建设带来哪些体验?
王仑:据不完全统计,国内明确提出创建智慧城市行动计划及发展战略的城市已有近50个,有200多个智慧城市项目已经提出和正在实施当中。在智慧城市升级过程中,各地由于没有统一的标准,容易形成新的信息孤岛。
因此,在2012年9月24日由工信部电信研究院、中国普天、武汉邮电科学院联合牵头,中国电信、中国联通、上海贝尔等单位参与的国家标准和行业标准《智慧城市术语》制定工作正式启动。旨在通过体系研究,进行标准梳理,提出智慧城市建设急需的国家标准,实现智慧城市有序、有质、有量的发展。
相信未来,以TD-LTE等网络技术的规模化应用将会进一步推进智慧城市的建设步伐。作为4G通信的标准之一,TD-LTE可以提高无线上网的速度,也是未来最具竞争力的通信技术之一,更是智慧城市的重要一环。
城市多层次、广覆盖、多热点、高速率的无线城市宽带网络,为整个城市提供了一张随时随地随需的无线网络接入。特别是以TD-LTE技术为代表的无线网络建设,通过数字化、智能化、海量化的信息内容聚合,不仅能有效提升城市管理服务水平,而且为百姓生活提供一个更便利的信息化平台。
政务专网作用凸显
记者:在2012年11月北京市海淀区启动建设的TD―LTE宽带多媒体集群示范网中,中国普天承担的主要工作是什么?
王仑:北京市海淀区TD-LTE宽带多媒体集群示范网,是建设“智慧北京”的重要示范性工程,而且是全球首个面向政务网用户提供TD-LTE宽带多媒体集群业务的网络。这张网络将采用中国普天首创和主导的宽带集群标准来进行建设。
我们在这张网络里主要是提供设备,负责设备的调试开通,并最终开通网络。网络开通后将在这张示范网里进行宽带集群的业务应用示范,为宽带集群网络将来能更好地服务于政府先做一些积极的探索。
记者:该网络建成后对政府的工作具有什么作用,对为老百姓的而言有何好处?
王仑:这张网络作为一个示范网络,主要目的是给新一代的专网技术――宽带集群一个应用示范的平台,一方面促进宽带集群技术和产品的推广应用和走向市场,另一方面探索在应用层面怎样更好地利用TD-LTE集群的大带宽和集
群融合特性。
这张网络比较之前的集群专网(北京正通运营的TETRA数字集群专网),最大的差异化特点就是不但可以提供语音指挥调度的业务,同时还能够提供宽带多媒体数据业务。
在“十”报告全篇中,提及城镇化多达7次,其中有两处表述较为重要,一处是在全面建成小康社会经济目标的相关章节中,新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化成为全面建成小康社会的载体。另一处是在经济结构调整和发展方式转变的相关章节中,提出“必须以改善需求结构、优化产业结构、促进区域协调发展、推进城镇化为重点,着力解决制约经济持续健康发展的重大结构性问题。”
其实,“十”之前,对于城镇化建设,“十六大”提出了“走中国特色的城镇化道路”,“十七大”的进一步补充是,“按照统筹城乡、布局合理、节约土地、功能完善、以大带小的原则,促进大中小城市和小城镇协调发展”。
在近年的城镇化探索中,“家家小洋房,户户大宅院;门前水泥路,屋后大花园;水电气光纤,直通家里边”已经是众多农民家庭的理想生活。城镇化是什么?应该是人们来到一个地方追逐梦想。他们用智慧、用力气创造出财富,这财富能留下来,在法律上形成清晰的产权。年复一年,这些人努力营建着自己的家,努力营建着自己生活的城镇。于是,在这一片土地上,城镇将会星罗棋布,人口分布合理,而不会是只向着几个大城市汇集,致种种大城市病根本无法解决。
可见,城镇化不仅是扩大内需的最大的潜力,还是人们生活方式、消费行为以及社会价值观念的一次重大改变。它不是简单的城市人口比例增加和面积扩张,而是要在产业支撑、人居环境、社会保障、生活方式等方面实现由“乡”到“城”的转变。
如果说之前的中国对于城镇化建设还处于探索阶段,那么现在,一场席卷全中国的新型城镇化浩大工程正全面展开。这场工程,以绿色和智慧为特点,将为中国诸多产业带来无限商机。 绿色环保
近日,国务院转发了国家发改委、住房和城乡建设部的《绿色建筑行动方案》,该方案提出了中国绿色建筑行动的主要目标:对新建建筑,“十二五”期间新建绿色建筑10亿平方米,2015年城镇新建建筑中绿色建筑的比例达到20%。同时还对“十二五”期间绿色建筑的方案、政策支持等予以明确。这是城镇化发展由速度扩张向质量提升“转型”的一个标志。
正如国家发改委城市和小城镇改革发展中心主任李铁表示的:中国需要告别以短期行为促进城镇发展的时代,通过改革来促进城镇治理和规划的完善,实现城镇发展方式的转型。
而城镇化的绿色低碳发展是其趋势,这必将为绿色人居、建筑节能产业带来巨大的发展机会。“城镇化与产业化是城市发展的双行线。健康的城镇化与产业化是相互匹配、均衡发展的过程。如果城镇化发展落后于产业化发展,就会导致很多城市经济发展水平较高,但城市形象、面貌、环境质量较差。”中国房地产研究会人居环境委员会执行主任王涌彬对《商业价值》说。
绿色建筑是指在建筑的全寿命期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。按照《绿色建筑行动方案》提出的绿色建筑的具体任务,包括政府投资的国家机关、学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等建筑,直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房,以及单体建筑面积超过2万平方米的机场、车站、宾馆、饭店、商场、写字楼等大型公共建筑,自2014年起全面执行绿色建筑标准。
这是一个巨大的市场空间。根据《“十二五”建筑节能专项规划》显示,截至2010年底,全国共有337个项目取得国家绿色建筑标识认证,建筑面积超过4000万平方米。但是与每年约20亿平方米的新增建筑面积相比,显然是杯水车薪。业内人士认为,中国绿色建筑产业链较长,将有效带动新型建材、新能源、节能服务等产业发展,其潜在的市场规模将超过万亿元。而且,据记者获悉,绿色建筑将获得财政、税收、金融、土地等全面政策支持,目前相关部委正在研究制定支持政策的配套细则,并有可能陆续出台。 美国2001年诺贝尔经济奖获得者斯蒂格利茨认为,中国的城镇化与美国的高科技并列为影响21世纪人类发展进程的两大关键因素,并认为新世纪对于中国有三大挑战,居首位的是城镇化。 智慧高效
让更多城市、城镇、城区纳入到智慧城市的范畴内,正是全面实现“信息化水平大幅提升”的一个重要途径,亦是国家大力发展智慧城镇的一大积极信号。
不久前,住房和城乡建设部办公厅关于开展国家智慧城市试点工作的通知,并印发《国家智慧城市试点暂行管理办法》和《国家智慧城市(区、镇)试点指标体系(试行)》两个文件。值得注意的是,此次试点并未局限于城市范畴,而是将区、镇也纳入其中。根据规划,首批智慧城镇试点将在2013年初正式启动。这也意味着,在目前中国如火如荼的智慧城市建设队伍中,将出现首批“小兄弟”。
“智慧城镇”是一个全新的概念。在建设智慧城镇的过程中,运营商无疑扮演着一个重要的角色。智慧城镇是一个受统一智慧大脑指挥的巨型系统,从最初的布局到实际建设,再到后期运营服务,环环相扣,而 “明确的解决方案”加“适合的数字系统”则是其核心。
与智慧城市建设不同,智慧城镇建设在基础设施规划、规模大小、资源支持上与智慧城市有着本质的区别。相较城市而言,城镇、区县政府的管理还会更弱,这会导致许多执行、实施上的问题。正如北京邮电大学教授宋俊德指出的,“城市希望开发出统一的信息平台,那么作为国家试点的城镇在建设的时候就会面临两难的局面:城镇所建平台需要上级单位(市级)批准,平台所需资料也得向上级单位申取,而自身又有独立的发展思路,不能完全按照上级单位的步骤建设。”
于是,有人认为城镇、城区因其固有的硬件限制,在起跑线上便远远落后与大城市,对于企业而言,吸引力明显不够,对于人才也缺乏诱惑力,自然而然对其前景并不看好。
然而,虽然目前来看,智慧城镇由于小,吸引力暂时比较弱,但由于中国城镇的基数庞大,后续发展的空间更大,鉴于其巨大的需求量,智慧城镇战略带来的产业裂变机会将呈现几何级增长。而且,城镇虽然小、经济相对落后,但是却比城市有更好的自然环境,更少的交通问题,只有这样的“白纸”,才能在上面画出最美的“图画”,创造更好的商业环境。
在综合权衡之下,目前行业形成的共识是,在智慧城镇应用中,前景较确定、有望率先发展的细分领域中,与城镇建设管理紧密结合在一起的平安城市、智能交通、数字城市这3个方面最具发展潜力。仅以智能交通为例,从上下游产业链的角度,传统智能交通企业分为产品供应商、子系统集成商、综合系统集成商都将从中获益。
另外,不管是智慧城市还是智慧城镇,作为城市居民也好,城镇(区)居民也罢,所希望的是一个便利的生活环境,尽力去简化各种步骤,建设智慧城市(区、镇)同样也有这方面诉求,方案厂商没必要把城市和城镇的建设区别。
mBot是一款为素质教育而生的低门槛“机器人小车”,是实现跨学科综合素质教育STEAM[1]的载体,借助mBot机器人开展教育是培养学生创新能力的有效途径[2]。mBot机器人分为硬件和软件两个部分,硬件是标准化的电子零件,由mBot机械部分、mCore控制板两部分组成,同时配有一个简易遥控器可供拼装完成后直接“驾驶”;软件部分使用基于Scratch2.0[3]开发的图形化编程软件mBlock,通过蓝牙直接实现操控mBotAPP。mBlock根据需求编制一个程序,将其下载到mCore,由mCore控制mBot机器人完成动作。mBot机器人与智能玩具的区别在于它可以使用软件mBlock进行二次开发,在其上加载一些传感器可以实现不同的功能。该次课程设计用3个mBot机器人模拟制作一个智能交通系统,用实例来讲述创新课程设计过程。
2智能交通系统分析
课堂以智能交通系统为主题,激发学生讨论,讨论结果形成一个简单、完整的交通系统由3个部分组成智能汽车、智能红绿灯、智能车库。具体功能如下描述。(1)智能汽车,用mBot机器人模拟汽车的行车过程,前进、左右转弯、倒车,同时用指示灯颜色和不同的声音区分不同状况,以给出警戒和提示;车上安装超声波传感器,便于安全倒车;汽车的行驶过程用遥控器控制。(2)智能红绿灯,根据路段车流量设置红绿灯间隔时间,绿灯结束后有3s的黄灯闪烁;指示灯亮,并用LED数码管显示剩余时间。在mBot机器人的主控板mCore上安装两个设备,一个是LED灯作为红绿灯使用;另一个是4位数码管用来显示红绿灯时间,用RJ25接口线将两设备与主控板连接。(3)智能车库,用超声波传感器来检测有无车辆入库,若有,则用舵机控制横杆抬起,若无,则横杆落下。若在超声波出现故障时,则用机械遥感手动控制横杆起落。mCore主控板接3个设备:一是超声波传感器,用来检测门前有无车辆;二是遥感,便于应急时手动控制;三是舵机,其上安装横杆,接收超声波传感器信号,控制横杆起落。
3课程设计
将智能交通系统课程设计分基础、应用、创新3个阶段来讲述。(1)智能汽车:对汽车的踩油门、松油门过程用键盘上的“按下、松开上移键”命令来控制;脱机时,将“按下上移键、松开上移键”命令用红外遥控器上的上下箭头代替,便于脱机控制。由于红外线遥控器控制命令以判断形式出现,须将其加入条件控制结构。其它转向功能与前进类似。基础功能完成汽车的机械行驶前进、后退、左转、又转,同时配备相应的指示灯;通过键盘上的4个方向箭头完成在线控制,使用图形化模块如表1的在线命令。通过学习让学生熟悉mBlock软件界面,学会图形化模块的拖拽方法和技巧。教学内容适合小学5、6年级学生。应用级在初级基础上将控制方式改为遥控器控制,实现脱机运行,模块指令如表1的脱机命令。由在线命令转为脱机命令模块结构简单,但加入了选择判断,使学生的思路更加条理,同时查看对应模块生成的arduino程序如表1的Arduino代码,熟悉arduino语法结构。教学内容适合中高年级学生。创新能以初级为基础,加上应用级训练具有的逻辑思维能力和读代码能力,可以创造性地实现不同功能,当软件给出的模块结构不能满足要求时,可以在arduino的编辑器IDE手写代码来完成。高级阶段,每个学生的作品不一样,教学呈现个性化,适合大学生和电子类爱好者。(2)智能红绿灯:定义一个变量time用来计时,将红绿灯持续的时间设置为循环次数,每次延时1秒,将变量time值减1,用LED数码管显示变量time值,达到计时效果。假设绿灯持续时间为30s。教学内容属于中级,增加了循环结构和变量设置,红绿灯持续功能用循环结构来实现,显示时间用变量赋值来完成。对中小学生,变量概念不易于理解,可用解应用题时的设未知数知识点来变通。对这部分内容的创新可以横向拓展,由红绿灯联想到路灯、声控灯、跑马灯、led显示屏等。(3)智能车库:设置3个变量s、x、y、s用于存储超声波传感器测得数据,x存储摇杆x轴移动的距离,y存储摇杆y轴移动的距离;s小于10时,表示有车通过,横杆抬起,否则,横杆落下;x大于y表示横向移动,横杆落下,y大于x表示纵向移动,横杆抬起。其执行arduino程序如下,等待两秒是保证车安全通过。相比上面教学内容增加两个难点:一是逻辑关系复杂包含顺序、选择、循环结构的嵌套,在理清逻辑关系的基础上才能驾驭;二是熟悉Arduino编程语言语法结构,并用其将逻辑关系表达出来。创新应用可在深度上挖掘,设计出更智能化的作品。
4结语
创新教育是一种培养学生创造与创新能力的新型教育方式,提倡在真实情境下学习、从生活中学习。该次创新教育课程设计内容选自与学生接触紧密的智能交通系统,以此为主题展开讨论,激发学生兴趣,引导学生关注生活,树立处处留心皆学问的学习理念。创新课程采用项目化的教学方式,由智能交通系统为中心,向外发散到智能汽车、智能红绿灯、智能车库,每个部分又引出更多的知识点(如,智能红路灯引出路灯、流水灯、led灯等),丰富创新课程教学内容,体现知识有用性;创新课程教学目标区别于传统课程的知识堆砌[5],强调知识的横向纵向联系。创新课程没有标准答案,每个学生的想法都是智慧的萌芽,都会得到老师同学的认可,找自己的存在感,参与意识更强烈;更容易保持学习的激情、增强学习信心,在学习的过程之中更容易生成新的创意。创新课程是课堂教学的有效补充,将基础教育获得的碎片化知识整合,结合实际加以应用,强调知识的有用性,从而调动学生的学习积极性,培养学生的创新、实践能力。
作者:苗永梅 单位:宝鸡职业技术学院
参考文献
[1]梁森山.中国创客教育蓝皮书[M].北京:人民邮电出版社,2016.
[2]万佑红,将国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2005,27(4):6-8.
[3]王同聚.Scratch与机器人共融在教学中的应用与实践——以中小学机器人教学为例[J].中小学信息技术教育,2015(8):76-79.
【关键词】物联网 大数据 智慧城镇 智能化
伴随着物联网应用的不断兴起,来自传感器和设备的数据正以指数级增长。比如对城市基础设施的监测,环境感知,城市交通,以及众多设备上的应用。物联网让各式各样的数据汇入到信息网络,加深了信息系统与物理世界的联系。然而物联网下大数据和一般数据有较大的不同,它是异构性的、多样性的、还良性的,并以这些特征冲击着社会的各个领域,为智慧城镇提供基础保障。
自1983年,IBM最新关系数据库管理系统DB2,结构化查询语言成了为政府部门的主流产品; 1991年万维网(world wide web)利用超文本传输协议(HTTP)和超文本标记语言(HTML)逐渐成为信息共享的公共服务。2003年,电脑和其它数据系统一年中所产生的信息量超过了2003年之前历史上全人类所产生的信息总量。直到2005年Apache Hadoop项目的诞生,成为了处理大数据的基础。物联网时代的大数据以及建立在这些大数据基础之上的数据挖掘已成为了一种战略资源,更为建设智慧城镇铺垫了道路。为了使物联网下的大数据成为城镇走向“智慧化”的强大引擎,还需要进一步把握物联网下大数据的发展趋势,从而实现以物联网带动大数据的发展,继而实现智慧城镇建设目标。
一、大数据的基本概念和特征
(一)大数据的基本概念:
由于大数据本身较为抽象,目前还没有一个公认的定义, 2009年流行于互联网直到2013年,一场大数据变革悄然来袭,影响了众多领域,因此2013年被称为大数据元年。早年,著名的Apache的开源项目Hadoop成为处理大数据的基础。后来Gartner研究机构将其定义为一种巨大规模、多样性和高增长特性的信息产业,它和普通的数据库处理系统互不兼容,需要从新的 并行数据处理平台或技术从大数据中提取有效的决策并优化信息。正如IBM首席执行官罗睿兰所说,大数据将是下一个自然资源。而大数据的处理周期与传统数据相比也从原来的月、周、天变为时、分、秒。而随着物联网时代下的大数据发展,城镇以及人们的衣食住行、娱乐、安全等,也变得越来越智能化。
(二)大数据的特征:
大数据具有典型的4V特征:Volume(大量性)、Variety(多样性)、Velocity(高速性)、典型的Value(价值性)。这四个典型特征保证了大数据比传统数据更大、更快、更好。
1.大量性:著名未来科学家阿尔文托夫勒曾预言“大数据”是三次浪潮的华彩乐章,30多年后随着信息化的发展和爆发式的增长,大数据时代如期而至,仅百度公司数据总量已接近1000PB,存储网页的数量接近1万亿,每天响应请求几十亿次,淘宝的4亿会员每天产生商品交易数据多达20TB,一分钟内“脸谱”的浏览量超过600万,而这些迅速增长的数据把人类带入了一个以PB为单位的大数据时代。
2.多样性:大数据的形式大体可以分为三类:一是结构化数据,二是非结构化数据,三是半结构化数据,由数据来源决定大数据的多样性。
3.高速性:大数据的规模大并且对响应速度有严格的要求,在分析数据输入等处理上几乎不延迟。
4.价值性:物联网时代下的大数据蕴藏的价值是巨大的,随着信息化高度发展时代,人们生活领域以及衣食住行、娱乐,都会变得越来越智能化,大数据在不久的将来遍布城市各个角落,成为“城镇”走向“智慧城镇”的强大引擎。
二、物联网下大数据发展趋势和智慧城镇建设
(一)物联网下大数据发展趋势
物联网企业的发展像互联网一样,使用物联网的用户数量要看用户贡献或使用了多少数据,因此数据是物联网企业是否成功的核心。正是因为这些联系把物联网与大数据连接在了一起。物联网产生的大数据之间也是有区别的,最基本的是结构化数据也是最容易被处理的,其次是可处理非结构化数据,如新闻等,还有就是不能被处理的非结构化数据。在物联网的运营模式里,它有着数据产生、数据收集、数据处理,决策和应用的过程。数据处理是最重要的环节也是其价值所在。
(二)推动智慧城镇建设
随着物联网,大数据等信息技术的进步,我们居住的城镇以及交通、家居、物流环保的智能化,成为了经济新的增长点。物联网把实物通过传感器与互联网进行连接,达到智能识别与管理。其结构分为四层,即感知层、网络层、应用层和实体层,每一层都与数据产生和处理有关。在感知层上,包括了三维码标签,RFID标签,GPS,传感器等,识别物体,提取信息,网络层将感知层获得的信息进行传递和简单处理,应用层是物联网与数据的深度处理融合,借助数据采集、传输实现物联网与各类实体相互应用,实体层则把物联网结构形成了环状封闭结构,从物联网到互联网,从互联网到实体,数据的产生范围成倍增长。智慧农业即属于物联网应用层也是智慧城镇建设的重要组成部分,与之相关的种子,土壤,化肥,温度,光照,各种养分等进行监测,这一过程中产生的相关数据,有利于辅助农业生产,提升价值。通过物联网的四层结构,提高农业生产水平的预期得以实现。智能交通是另一个代表。大数据下的智能交通通过感知层、传感器、监控、GPS等产生的海量数据与天气状况等数据相结合,监控到每条路、每辆车,将信息处理后传递给人们,为人们提供最好的体验,提升通行效率,降低事故率。
综上所述,物联网下的大数据应用是主体,技术是手段,智慧城镇的发展时期推广的重要手段,而推广进程中也对物联网结构,、大数据处理提出了更现实生动的要求。物联网下大数据的发展将为城镇带来智慧的变革,实现建设智慧城镇的目标。
参考文献:
[1]孟小峰,慈祥,大数据管理:概念、技术与挑战【J】计算机研究与发展,2013(1)
[2]任玉梅,智慧城市的生活图景【J】大众科学,2014(4)
车联网市场迅速火爆
“车联网”是一种基础性强、覆盖面广、市场空间巨大的典型物联网应用。汽车上安装传感器、雷达,可以感知防止交通事故;安装GPS等定位系统,可以实现在途跟踪与路径优化,结合道路监控传感器,可以发现和优化交通流量;汽车与远程控制中心的信息交互可以实现远程启动或锁死,防止汽车被盗抢等。作为物联网颇具发展前景的应用之一,其规模效应和产业带动作用强,车联网正成为物联网示范应用的首选。
据权威机构的数据显示:从2005年至今,中国车联网用户数已从5万增长至50万户,而预计到2015年,这一数字将为1000万户,占彼时汽车用户总数的将近10%。从全球主要的市场来看,市场规模持续上扬的增长曲线也证明了各大汽车厂商发展Telematics已经成为趋势,其中发展最为迅猛的是北美市场。车联网在中国三大电信运营商中得到了较大的发展,“截至2011年4月,中国联通的智能汽车系统已经应用在了全国118个城市的28.8万余辆汽车上,开展的业务包括车辆定位、车辆调度、信息等。”中国联通上海市分公司副总经理李爽表示。
智能交通亟待建立以车为节点的信息系统车联网。车联网就是综合现有的电子信息技术,将每辆汽车作为一个信息源,通过无线通信手段连接到网络中。运用物联网可以计算出市区路网实时交通速度,对拥堵路段和路口进行自动监测和报警,及时信息,引导司机疏散,将有效缓解城市堵车难题。伴随着智能交通的进一步发展,人们的出行将更加便捷,智能交通将让城市变得更通畅。
北京畅联万方科技有限公司常务副总经理李才玉乐观地认为,中国汽车电子市场预计将在2012年超过美国,到2015年我国汽车产量规划达到2500万辆,车联网的市场规模有望突破1500亿。此说法得到了中国车联网产业技术创新战略联盟理事长、北京邮电大学副校长杨放春的认同。他表示,车联网是我国物联网产业“十二五”规划的重要融合推广和示范应用领域。“车联网的兴起,符合我国现代服务业的发展潮流,将在我国未来的产业发展和社会经济发展领域带来深刻的变革。”
据了解,国家行业主管部门高度重视车联网这一领域的发展。工信部近年编制的物联网规划和有关政策将智慧交通列入重点示范领域,其中车联网应用等项目成为重要的切入点。工信部还将通过专项资金等多种方式支持面向智能交通和车联网的技术研发,促进相关技术产业的发展。
据有关专家介绍,车联网项目已被列为国家重大专项(第三专项)中的重要项目。《国家“十二五”科学和技术发展规划》中的重大专项第三项要求:加快突破移动互联网、宽带集群系统、新一代无线局域网和物联网等核心技术,推动产业应用,促进运营服务创新和知识产权创造,增强产业核心竞争力。而车联网项目作为物联网领域的核心应用,第一期资金投入达百亿元级别,扶持资金将集中在汽车电子、信息通信及软件解决方案领域。
标准仍需早日制定
未来车辆联网以后,只需要下载一个App,就可以实现上游的数据分析和下游采集数据。这归功于新的嵌入式平台,给开发者带来了极大便利。这样的结果是,汽车公司外包汽车电子系统的相关汽车零部件企业将受到冲击,而谷歌、苹果和微软很可能会取代他们。或者说,计算机联网以来所发生的变化都会发生在汽车上,如果汽车企业不跟上这个潮流可能会失去很多机会。
比如汽车联网以后,汽车维修方式也会发生变化,所有的检测在网上随时能够看到,检测分析调整都可以在线完成,发生故障救援的时候,已经能够事先知道汽车问题所在。4S店也许不需要现在这么多停车位,工位也可以大大减少,消费信贷、汽车保险的格局将彻底被改变。汽车保险不会再每个人交一样的费用,而是通过对驾驶行为模式的分析,经常经过的道路,周边的环境来判断一个人需要交的保费数额。
与此同时,产业链条上还在出现新的势力和全新的思路。比如,很多人不理解谷歌为什么要研发和生产无人驾驶汽车。而这并非互联网行业内人士的盲目扩张。实际上,这与谷歌把人类历史上能找到的书都进行扫描的思路是有相通性的,其核心的目的是通过一套自己的系统,把人类的信息和知识提炼出来,而这些信息和知识越多,机器就会变得越聪明。
但是车联网的打造,一方面需要解决一系列技术问题,比如有些传感器还不太理想,另一方面涉及的部门、行业较多,由谁来负责,如何运行,还有一系列管理问题需要磨合解决。更为重要的是,事关行业健康发展的政策、标准、市场、盈利模式等等,目前其实都是一片空白。特别是标准的缺失,使车联网的概念没有真正为消费者所接受,难以区分互联网、车联网和车载通信平台之间的区别。
40个美国“Mall of America”购物中心在美国本土拥有400多家店铺。在使用M2M解决方案之前,所有的煤气表、水表和供暖设备都由设备经理人工控制,设备数据的收集管理完全依靠人工完成,成本很高。加入M2M网络方案后,水表、电表设备的数据和运转情况都可通过串口收集并传输至以太网,并最终上传到位于总部的管理中心里。改进后,Mall of America的设备管理经理数量从400多个降至40个,极大地节省了时间和人力。根据市场调查,M2M的市场中占最大份额的现有应用是公共事业,如供水、供电、环保等部门。在这些领域中,各种设备的种类不多,但数量巨大。所有设备都需要通过无线或有线的方式连接到监控中心进行数据采集、分析等等。另外一个需求比较大的行业是安防行业,如门禁管理、交通安全管理、地铁速度噪声控制等。健康和医疗行业则是M2M市场新的增长点。根据IDC市场调研数据显示,2012年M2M终端数已超过1 200万,年均增长率超过75%,应用领域覆盖城市综合管理、交通运输、医疗、农业、旅游、工业环保等多个领域,M2M终端市场规模已达到151.5亿美元。
M2M工作原理
M2M就是用一个设备捕捉管理一个事件,然后再通过一个特定的网络把这个事件传输到一个软件平台上面。通过软件平台对事件做分析、解读,从而提供一个有意义的建议。比如,温湿度传感器将采集到的数据通过有线或者无线的方式传到软件分析平台上,平台分析出温度是否过高或者过低,从而给出开启空调或者开起暖风的工作建议。
专访
李景峰 IDC中国服务与通信研究部高级分析师
CHIP:全球M2M应用发展情况如何?中国市场有何特殊性?
李景峰:全球应用M2M业务的国家和地区很多,但目前欧美的市场最成熟,中国物联网产业依然处于起步阶段。
尽管整个产业从2010年起得到了快速发展,但整体中国M2M产业依然处于孕育和准备阶段,距离大规模的应用尚有一段距离,但突破性的技术、芯片、产品和解决方案等将逐步问世。虽然中国物联网产业发展较晚,但在国家战略层面的推动下,进两年得到了快速发展,尤其是在2012年2月14日,中国《物联网“十二五”规划》正式后,物联网产业发展正式提升为国家级发展战略,并成为中国新型战略的重要组成部分,这将会对中国经济发展方式起到重要的推动作用。根据规划,各地政府相继出台了围绕“智慧城市”开展智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗和智能家居等重点应用的示范工程,以带动地方经济与新兴产业发展。M2M作为物联网的重要载体已经在城市运行、应急管理、安全生产、市容市貌、感知物流、环境检测、居民社区等方面得到了具体应用。
CHIP:M2M市场的推动力是什么?
李景峰:中国运营商依然是M2M产业的主要推动力来源,虽然产业发展与客户需求的精细化,产业环节参与者间的合作将会进一步加强,竞争环境也由单纯的竞争转变为竞争与合作的关系。围绕客户需求,运营商将聚合产业合作伙伴,提供端到端的完整解决方案将成为客户的主要需求点与核心竞争力。
CHIP:中国M2M市场的存在哪些问题?
李景峰:由于市场尚处于起步阶段,市场依然需要长时间的培育与引导。就目前情况看,中国M2M市场尚存以下几点问题:市场整合度不足,缺少主导力量;整体市场缺乏统一标准,准门槛相对较高;市场成熟度角度,客户确认认知度;政府推动力与执行力需持续;对政策与政府投资过度依赖。
M2M的主流应用方向
目前,M2M技术主流应用在以下几个方面:
安全生产方面:水文水质监测、供水监测、环境质量监测、污染源监测、车辆监督、交通流监测、电梯监测、一氧化碳监测等;智能交通方面:指挥调度、交通管理、交通监控、公交服务与监测、货物运输、电子收费、交通信息服务等;以及城市管理、食品溯源、经济运行监测、资源监测等。
根据IDC物联网市场调研数据显示,2012年中国物联网产业规模超过505亿美元,预计到2016年产业规模将达到1 210亿美元。重要应用集中于智能工业和智能电网领域。具体产业应用占比如下:
专访
钟镭 创力网络科技(Lantronix)亚太区总经理
CHIP:M2M是物联网发展的基础技术之一,目前M2M应用现在发展到了什么阶段?特别是中国的应用情况如何?
钟镭:Lantronix认为M2M在中国的发展正处在快速上升期。在未来十年中,预计有超过500亿需要互相连接的设备。经过早期的市场开拓,目前市场对M2M的认可度已经很高,也出现了相当数量的行业开发公司。此行业应该可以认为国内市场是和国际市场是同步发展的,技术需求上并未出现明显代差,只存在市场规模上的区别。
CHIP:未来五年,中国和世界M2M市场将出现哪些变化?
钟镭:未来几年间,随着技术的进步,M2M设备将有可能在更多的新的细分行业得到应用。另外,智能连接将是新的亮点。它将使不同类别,不同生产商的产品自动连接,而并不需要人的介入完成编程、配置等工作。
CHIP:您如何看待M2M在中国的发展趋势和机遇,有哪些迫切需要解决的问题?
钟镭:在中国可能最主要的问题在于中间商二次开发能力与客户需求间的差异。与普通通信网络不同的是,M2M系统往往具有很强的客户定制特性,这也就要求一大批同时具有深刻行业理解和扎实开发能力的行业开发公司的存在。
4.12亿
市场研究机构Juniper Research的调研报告预测,全球移动连接型M2M和内置式终端数量将于2014年增至4.12亿部。该机构高级分析师Anthony Cox表示,Juniper高度看好M2M在医疗保健领域的发展,该行业有望成为M2M市场增长迅猛的领域之一。
570亿
市场调研公司Strategy Analytics预计,移动M2M市场规模在2014年将超过570亿美元,而2008年年底,这一市场的规模还只有不到160亿美元。巨大的市场潜力使许多无线运营商和终端制造商纷纷看好M2M的前景,他们也在寻求为越来越多独立的机器添加无线连接功能。
500万
在欧洲,几乎所有的瑞典和意大利家庭都安装了智能仪表,其中很大一部分借助无线网络通讯。在奥地利,法律要求,500万户家庭要在2019年前安装智能电表。
全球3G的商用发展已经经历了8年,但是这8年的发展与应用主要是在欧美与日韩等国家,不同地区的3G运营商业务发展的侧重点各有不同。3G用户发展最快的日韩是以移动媒体应用为主,欧洲主要侧重3G的移动宽带带来的互联网接入业务,美国运营商则看重3G对2G及2.5G的语音及信息用户的替代业务。但目前,这三类业务出现了融合趋势。
2009年,3G发展的出现在亚太、拉美、非洲的发展中国家,特别是亚太地区的发展势头强劲。预计在3~5年内,世界上一半以上的3G用户将集中在亚太地区。
在不久前的2009年移动互联网与终端应用创新论坛上,移动终端、CP(内容提供商)、SP(服务提供商)、VC(风险投资商)等产业链上各个环节的企业共同勾勒出未来的3G手机应用蓝图。
智慧代替智能
前几年,一家新加坡公司向北京邮电大学经济管理学院院长吕廷杰咨询在北京发展交通信息3G应用的项目。
“你们准备怎么做?”吕廷杰饶有兴趣地询问道。
“我们准备在所有路口装一个摄像头,通过运营商的网络,让用户通过手机就可以看到每个路口的拥堵情况,然后再选择出行路线。”这家公司的员工充满自信地描述着他们畅想的业务模式。
但这份自信很快被泼上了一盆冷水。“这是行不通的!”吕廷杰直截了当地劝阻道,并向对方细致地分析,“首先,这个业务在北京就不可能实行,公安局就不会同意你装那么多摄像头。更重要的是,你这套方案只能算是智能方案,只能叫智能交通,但我们需要的是智慧交通。”
当IBM“智慧地球”的概念被口口相传的时候,3G也悄然开启了智慧应用的大门。但是,到底什么样才算是智慧呢?
吕廷杰描绘了“智慧交通”的蓝图:“比如某用户从世纪酒店出发,到北京天安门广场有五条路可走。这时,他只要启动智慧交通系统,系统就会马上告诉他现在到天安门广场走哪条路最快、不堵车。”
这是怎么实现的呢?吕廷杰解释说:“当很多人都开通了‘手机智慧交通’的业务,他们驾驶的车辆的行驶速度可以被中央处理平台采集。该平台迅速利用这些采集来的信息判断出从世纪酒店出发可选的五条路中哪条路的车辆运行速度最快,然后将最佳路径信息发给用户。”
娱乐转向商务
移动互联网人群和传统互联网人群有较大区别,这就需要在移动互联网应用上强调特殊化。
在固网刚出现的时候,互联网是那些支付得起昂贵流量费用的人使用的奢侈品。直到网络费用以及终端费用走低,互联网才迅速地普及起来。然而,移动互联网却有着截然不同的特点。低收入、低年龄、低学历的“三低人群”成了移动互联网的忠实用户。
这些人往往没有笔记本电脑与其他娱乐终端设备,所以会用手机上网来满足资讯和娱乐需求。
而对于中高层收人人群来说,随时随地上网不是问题。这也就解释了为什么大多数企业愿意推娱乐类的移动互联网应用产品。不过,消费人群类型正在发生转变。
中高端人群数量庞大,消费能力很强,对服务的需求也很多。是时候专门为他们提供服务了。
风险投资企业普华永道的合伙人阮杰也看到了这个投资方向。阮杰表示,他们过去花了很多时间探讨移动互联网和终端业务怎么在个人应用,尤其是像音乐、游戏这类应用上投入资金,并且已经投入了很多资金。
随着技术的成熟与网络的拓宽,手机应用将慢慢从娱乐类应用转向提供便捷生活与提升商务效率的商务应用上。
广告投放
随着移动互联网的发展,广告客户也愈加关注这个市场。
从2008年开始,越来越多的客户尤其是国际大品牌客户开始关注移动互联网的发展和应用。
由于手机有高低端分类,应用有游戏、资讯、金融服务之分,另外从手机卡种类和套餐也可判断用户的收入水平,这些信息使得移动互联网上的广告能够实现更精准的投放。
于是,一批批做移动互联网营销的企业发展起来了,移动互联网广告业也开始疯狂发展。
不过,目前移动互联网广告营销也有一些软肋。很多游戏类产品虽然流量大,用户多,但是广告客户不买单。再比如移动互联网的点击量很容易就达百万,远远高于那些著名的时尚类杂志,但是广告销量却难以与之媲美。究其原因,主要在于无线行业规范性有待提高,品牌塑造也有待加强。
障碍
调查数据显示,用户对3G手机的高速上网功能最为看重。
中国的3G之路刚刚开始,首先便是要让7亿手机用户随时随地手机上网。
全球其他3G市场的特征无外乎宽带化和移动载体多元化。宽带化会带来个人市场的更多业务。
3G移动互联网代表了社会使用潮流。在未来,3G覆盖会更加广泛,也会着重加速手机上网用户的发展,这是第一个比较明显的趋势。
2007年日本移动互联网的流量已经是传统互联网流量的4倍。日本手机上网的网速早已跨过了“千字节”的门槛,而迈入了“兆”时代。日本目前已经迈入了“3.5G时代”。与之相比,国内网络通信速度仍然影响着受众的3G体验。
此外,在市场应用推广上遇到的最大困难是终端适配问题,比如终端操作系统太多、手机机型复杂。
目前手机报用户群已经突破1亿,但是手机报彩信商务发送成功率不到60%,大量的问题都出在机型匹配上。中国是手机机型最复杂的国家,有上万种机型,很多业务研发出来后无法与种类繁多的机型匹配,无法推广。所以,我们需要研发便捷、开放、低成本的手机。
日韩欧美3G发展概览
日本是全球最早提供3G业务的国家之一。日本3G手机近几年提供的数字服务已包括下载音乐、收看电视、实时导航、网上购物、在线游戏、手机钱包等,3G已成为日本人生活的一部分。日本移动通信运营商在3G领域的最成功之处是向服务及内容提供商提供了良好的服务环境。另外值得注意的是,与采用多种标准、群雄割据的3G时代不同,日本在以无线宽带为标志的4G时代将采用业界统一的LTE标准,这将有助于LTE的迅速普及。
韩国是世界上少数几个率先进入3G时代的国家之一,已拥有全球第一个、也是最大的CDMA市场。从技术上看,韩国移动通信市场比欧洲市场领先3~5年。韩国3G发展的成功经验:在电信市场的开放、私有化、解除管制等方面比其他国家早,运营商的竞争环境比较公平;移动运营商参与终端研发,促进3G业务发展;韩国电信企业持续的创新能力,也是他们取得成功最重要的因素。
【关键词】智慧城市;大数据;数据挖掘;数据分析
【Abstract】With the development of urbanization and spatial distribution, wisdom city construction has become the hot issues in current study, large data is the cornerstone of wisdom city construction, is a key of city construction, management decision. We introduce the large data play in the role of wisdom City, lay the foundation for further study on Application of big data technology, provides the reference for the building wisdom city digital platform.
【Key words】Wisdom City; Big data; Data mining; Data analysis
0 引言
大数据时代的到来打破了数据的垄断,信息源的扩大化和丰富化是大数据时代的重要特点。在未来,大数据将遍布城市各个角落,不管是人们的衣食住行,还是城市的运营管理,都将在大数据支撑下走向“智慧化”,而大数据将为智慧城市提供“智慧引擎”。
1 大数据的含义以及特征
大数据又被称为巨量数据,指的是所涉及的数据规模巨大,以至于无法在合理时间内通过人工截取、管理、处理并成为人类所能解读的信息[1]。这些数据来自方方面面,比如传感器采集的气候信息、数字照片和视频、购物交易记录、手机信号等。
大数据具有四个特征:
(1)数据量大,大数据的起始计量单位至少是P、E或Z。
(2)数据类型繁多,包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息等,因而对数据的处理能力提出了更高的要求。
(3)价值密度相对较低,信息海量但是要完成数据的价值“提纯”难度较大。
(4)巨大的数据价值,包括商业价值、社会价值、科研价值等。
2 大数据与智慧城市建设
近年来,国内外掀起了智慧城市建设的热潮,仅我国明确提出创建智慧城市行动计划及发展战略的城市已有200多个。大数据为智慧城市建设提供了新的技术、路径、要求和机遇。
2.1 大数据是智慧城市建设的关键技术
智慧城市相对于数字城市概念,最大的区别在于对感知层获取的数据进行大数据处理,从而获得支撑和保障智慧城市顺利运营的多元信息。
要实现对数字信息的智慧处理,前提是引入大数据处理技术,从而来整合分析跨地域、跨行业、跨部门的海量数据的处理,将特定的信息应用于特定的行业和特定的解决方案中。
智慧城市的应用过程实际上就是对数据采集、分析、存储和利用的过程[2],大数据是智慧城市各个领域都能够实现“智慧化”的关键性支撑技术。
2.2 大数据在智慧城市中有广泛的应用领域
大数据在智慧城市中的落脚点是为智慧城市的各个领域提供强大的决策支持,大数据就像血液一样遍布智慧交通、智慧医疗、智慧生活等智慧城市各个应用系统,科学治理城市。
在智慧交通系统中,通过对道路、车辆、天气、行人等大量交通信息的实时挖掘,能有效缓解交通拥堵,并快速响应突发状况,为城市交通的良性运转提供科学的决策依据。
在智慧安防系统中,通过平安城市、智能交通管理、环境保护、危化品运输监控、食品安全监控等大数据的挖掘,可以及时发现人为或自然灾害、恐怖事件,提高应急处理能力和安全防范能力等。
在智慧城管系统中,通过对不同时间段、不同区域、不同部门获得的大量监测数据进行实时采集、实时处理及深度挖掘,实现对城市管理实时监控与长期管理优化。
2.3 大数据对智慧城市建设提出了新的要求
大数据为智慧城市建设提供了新的技术和手段,同时也为智慧城市建设提出了新的要求。
一是,要更加注重信息共享。我国智慧城市建设的一个瓶颈在于“信息孤岛”效应[3],各政府部门间不愿公开、分享数据,无法产生数据的深度价值和综合价值。在大数据时代,智慧城市建设应大力推进大数据基础平台和基础网络建设,积极推进信息资源数据交换和共享体系建设,使大数据真正产生“大智慧”。
二是,要更加注重信息安全。大数据时代,数据资产化成为趋势,企业内部运行数据和客户资料成为宝贵的数据资产,而且很多智慧城市应用系统涉及公民财产安全甚至国家安全,数据价值很高,因此信息安全问题成为大数据时代智慧城市建设重要难题。
三是,要更加注重大数据产业的发展。智慧城市必然催生大数据运营行业的快速发展,包括大数据的采集、储存、分析、挖掘等相关技术并且市场潜力十分巨大。未来三年我国智慧城市大数据应用市场年均将翻番。因此,在智慧城市建设过程中,要高度重视、积极培育围绕大数据运营管理的相关产业和龙头企业。
3 智慧城市与大数据实践经验
从国家政策来看,中国“863计划”智慧城市项目总体技术体系架构在科技部863计划“智慧城市(一期)”项目的支持下,提出了“六横两纵”的智慧城市技术框架。“六横”层层递进,最下层的是城市的感知层,再是传输层,再上面依次分别是处理层、支撑服务层、应用服务层,最上面是智慧应用层,贯穿全局的是安全保障体系以及标准与评测。而要真正实现智慧城市,必须引入大数据技术,主要包含以下三大方面的需求。
3.1 大数据融合技术
我国智慧城市建设面临的重大挑战之一,是城市系统之间由于标准问题无法有效集成,形成信息孤岛。因此,在大数据融合技术领域,一方面要加强大数据标准建设,另一方面要加强海量异构数据建模与融合、海量异构数据列存储与索引等关键技术研发[4],给予底层数据集成的信息共享提供标准和技术保障。
3.2 大数据处理技术
大规模数据在智慧城市系统流动过程中,出于传输效率、数据质量与安全等因素的考虑,需要对大规模数据进行预处理。大数据处理技术往往需要与基于云计算的并行分布式技术相结合,这也是目前国际产业界普遍采用的技术方案。
3.3 大数据分析和挖掘技术
相比于大数据融合和处理技术,大数据分析与挖掘技术更为复杂,是国际学术界和产业界面临的极具挑战性的技术难题。
4 大数据时代推进智慧城市建设的几点建议
4.1 强化对大数据的研究
引导科研院所和相关企业成立大数据技术创新联盟,进一步加强对大数据发展前沿技术和信息的持续跟踪研究。积极开展以社会需求为导向的大数据科学研究,建立大数据分析平台,努力推出具有自主知识产权的大数据分析设备、软件和服务,加速大数据理论、技术和应用的创新。
4.2 优化大数据形成机制
加强政府部门在管理和服务过程中对数据的主动采集,在构建人口、法人、自然资源与空间地理、宏观经济等基础数据库,经济社会重点领域的信息资源综合数据库和专业数据库的基础上,建立政府大数据库。鼓励制造业企业和商业机构加强对生产经营活动中的数据采集,形成覆盖生产过程和商业各环节各流程的数据库。推进无线识别技术、传感器、无线网络、传感网络等新技术的广泛应用,提高数据采集的智能化水平。强化对大数据建设工作的组织协调,打破地区和部门数据壁垒,实现数据资源联合共建、广泛共享。
4.3 加快大数据产业发展
出台大数据产业发展与应用规划纲要,规划建设大数据产业基地,出台专项政策,成立产业发展基金,搭建研发创新平台,吸引电信运营商、知名大数据企业以及互联网领军企业落户。积极培育本地大数据企业,进一步培养和引进大数据专业人才、领军人才、应用型人才,重点发展数据获取、存储、集成、挖掘、管理、融合、安全、可视化、建模等技术以及大数据一体机、新型架构计算机、大数据获取工具、大数据管理产品、大数据分析软件等硬件装备和软件产品。
4.4 推进大数据普及应用
从推进大数据商业化应用、推动政务大数据应用两方面入手,大力促进大数据普及应用。在政务方面,重点选取医疗卫生、食品安全、港口物流、智慧交通、公共安全、科技服务等具有大数据基础的领域,建设大数据公共服务平台,强化大数据在智慧城市建设应用系统中的应用。
在商业方面,实施典型应用示范工程,支持和鼓励行业协会、中介组织开发深度加工的行业应用数据库,建立行业应用和商业服务大数据公共服务平台,提供数据挖掘分析和商业智能等大数据应用服务。推动大数据在生产过程中的应用,鼓励有条件的企业运用大数据开展个性化制造,创新生产管理模式,提高企业竞争力。
4.5 加强大数据规范管理
研究大数据产业相关的政策法规,提出数据资源权益、隐私保护等方面的法规细则建议,制定大数据相关标准,并提出技术解决手段,在保护数据资源的同时,促进数据资源合理有序地开发利用。在人才、财税、科技金融等方面出台有利于数据人才和数据产业发展的政策,逐步建立有利于大数据研究与发展的制度法规体系。重视大数据及其信息安全体系建设,加大对大数据信息安全形势的宣传力度,明确大数据的重点保障对象,加强对敏感和要害数据的监管,加快面向大数据的信息安全技术的研究,培养大数据安全的专业人才,建立并完善大数据信息安全体系。
5 结束语
智慧城市是城镇化进程的下一个阶段,是城市信息化的新高度,是现代城市发展的远景。无线城市、数字城市、平安城市、感知城市是智慧城市的必要条件。诚信城市、绿色城市、健康城市、人文城市是智慧城市应有之意,智慧城市产生大数据,大数据反过来支撑智慧城市。智慧城市与大数据技术相结合一定会有璀璨的明天。
【参考文献】
[1]李小龙.基于MapReduce的电子商务个性化推荐研究[D].北京:北京交通大学,2014.
[2]王静远.以数据为中心的智慧城市研究综述[J].计算机研究与发展,2014,51(2):239-260.
关键词 物联网 仓储 应用
中图分类号:F252 文献标识码:A
一、引言
国内外普遍公认的物联网的构想是麻省理工Ashton教授于1999年在研究RFID时提出来的:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。在2005年国际电信联盟(ITU)的报告《ITU互联网报告2005:物联网》中,正式提出物联网的概念。随后,从“智慧地球”的理念到“感知中国”的提出,从“唐芯一号”的研制成功到无锡“物联网产业基地”的确立,物联网技术与应用在政府、企业得到广泛的认同与重视。
二、物联网简介
物联网是“物物相连的互联网”,是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。
物联网主要有三层架构,即感知层、网络层和应用层。物联网的感知层、网络层、应用层均有很多关键技术,其中的核心关键技术主要包括RFID技术、传感器技术、无线网络通信技术以及终端数据智能处理技术等。
三、物联网在智能仓储的应用
智能物流仓储系统包括硬件和软件两部分。软件部分主要为仓储管理系统,它按照物流仓储的业务要求,对信息、资源、行为、物品和人员等进行管理和调配,使它们高效合理地运转,并使整个系统与互联网相对接;硬件部分主要是支撑仓储管理系统的各种硬件设备和各种工具等。
智能物流仓储系统将货物的信息到物联网中。在整个物联网范围内,不管是货物信息查询、货物订购,还是货物流通都可以方便地进行远程操作和监控。智能仓储系统中用到的物流技术如下:
1、感知技术应用情况。华夏物联网研究中心的调查发现,相对而言,目前在我国仓储业应用最多的物联网感知技术是RFID技术,在一些先进的仓储配送中心,RFID标签及智能无线射频手持终端有比较广泛的应用。这是因为,RFID技术与托盘系统结合,在仓储配送中心闭环应用,可以有效降低成本。
2、智能仓储的网络与传输技术应用情况。现代物流最大的趋势就是网络化与智能化。在制造企业内部,现代仓储配送中心往往与企业生产系统相融合,仓储系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部系统的网络架构,往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立网络系统。
3、智能仓储作业与管控技术。根据对相关资料的统计分析,目前仓储业智能终端技术有机器人技术、无线射频(RF)手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术,实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码垛、物品自动识别、智能辅助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中,物联网技术与仓库管理系统(WMS)相结合,实现了仓储业的智能化与自动化。
四、物联网在智能运输系统中的应用
智能交通系统ITS的核心是应用现代通信、信息、网络、控制、电子等技术,建立一个高效运输系统. 它包括:先进的交通信息服务系统,先进的交通管理系统,先进的车辆控制系统,营运货车管理系统,电子收费系统,紧急救援系统等. 这些技术的成功应用能够使人和物以更快、更安全的方式完成空间移动,显著地减少交通事故,缓解交通拥挤。
智能运输所用的物联网技术如下:
1、移动信息技术。为了将移动的车辆信息纳入物流运转的信息链中,则需要使用移动信息系统。 该系统和物流企业的信息中心构成统一的整体,将合同数据、运输路线数据、车辆数据和行驶数据进行收集、存储、交换和处理。
2、定位技术。 车辆的实时定位,有助于物流控制中心在任意时刻查询车辆的地理位置并在电子地图上直观地显现出来。动态掌握车辆所在位置可帮助物流企业优化车辆配载和调度。另外,车辆定位技术也是搜寻被盗车辆的一个辅助手段,这对运输贵重货物具有特别重要的意义. GPS技术是车辆定位最常见的解决方案。对于网络GPS的用户,还可使用GSM的语音功能与司机进行通话或使用安装在运输工具上的汉字液晶显示屏,进行汉字消息收发。驾驶员按下相应的功能键,将需要了解的道路交通情况的请求和当前运行状况信息反馈到网络GPS。网络GPS工作站管理员在显示屏上确认后,可传送相关信息,同时也了解并控制整个运输作业的准确性(如发车时间、到货时间、卸货时间、返回时间等)。
3、感知技术。借助电子识别系统,使运输中的货物可通过一个号码和特别的信息加以区别,方便运输途中时间及地点的跟踪与监控。还可以与其它系统衔接,用于控制物流中运输、转运、代销和存储过程。
4、通信与网络技术。在现代运输网络中,数据越来越多地需要远程输送与交换。采用标准化电子数据交换EDI信息网,可使数据具有较好的兼容性与适用性,有利于加速信息流程,降低手工输入错误率,减少纸张需求以及使数据易于检验等。
(作者单位:河南工业职业技术学院)
参考文献:
[1]武晓钊.物联网技术在在仓储领域的应用分析与展望.中国流通经济,2011(6):36-39.
[2]武晓钊,王继祥.物联网技术在物流业应用现状与前景.物流技术与应用,2011(2):53—59.
物联网,首先要解决的是“连接、区别、识别、沟通、操作”这五大问题,只有这些问题解决了,才有机会谈论安全性、易用性、低成本等问题。
发挥物体网络的智慧
物联网是物体的社会,就是人类企图组建一个智慧的物体网络,来替人类服务,要发挥物体网络的智慧,其实物联网跟人类社会网络有很多共同点。人与人之间,也存在连接、区别、识别、沟通、互动(也就是物联网说的互操作)这些问题。人和人之间,首先要通过见面、电话、信函等方式建立连接,才有机会交流吧。不同的人,必须能够区别开来,世界上没有完全一样的两张脸,就提供了区别的基础;有了区别后,必须能沟通,得有相同的语言,配翻译也行。以上条件都具备了,才有互动(物联网中的互操作)的可能。以上过程,由于人具有高级智慧而变得简单,例如语言不通的人之间,还可以通过场景、手势、画画、眼神等来交流;对于只有非常有限的智慧的电子产品来说,会变得复杂和困难。
物联网的连接问题
物联网中,连接问题是最简单最基本的问题,也是当今操作系统支持最为充分的,业内很多人都在谈论的所谓协议,多数指的是通信协议。能用技术解决的问题,都不是问题。连接就是一个能用技术解决的问题,物联网面临的问题,大多数都不是技术能解决的问题,设计操作系统,要充分认识物联网面临的问题的基础上,把现阶段能解决的问题做到极致,尚不具备条件的,逐步地提出解决方案,或者为解决这些问题提供一些必要的支持。而对于物联网的接入协议来说,接入公网的技术已经成型,就是TCPIP,它是个公共协议,大家都能用;而局域无线网络,分两大类,一类是像智能家居一样,需要接入不同厂家的设备的,这种网络,必须使用统一的网络协议,一致性高的网络协议;另一类是不需要接入不同厂家设备的无线局域网。
连接也包含组网、维持网络连接、设备发现的问题,维持连接在物联网中是一个很重要的问题,为什么呢?因为物联网中有许多低功耗设备,这些设备绝大部分时间是休眠的,又要省电,又要不丢失连接,需要有点智慧。维持连接一般是用心跳的方式,对低功耗设备,合理的心跳间隔、快速唤醒、快速连接,连接完后快速返回休眠状态,就非常重要。
最基本的识别问题
谈到设备区别,就开始出现问题了,网络中的两个设备,你必须能够区别出他们是不同的个体,就像人的身份证号一样,每个设备也必须有一个身份证号,或者在你所在的区域网中有一个唯一的号码也行。
说到设备识别,就目前而言,并没有任何一个物联网方案能完美解决设备识别的问题。一个最简单的智能交通系统,要实现这样的功能,哪个方向有车来,就开哪个方向的绿灯,都有车来,就根据流量智能调整红绿灯周期。问题就来了,你如何判断路上过来的是一辆车,还是一条狗!东西向有车来,南北向跑来一只狗,绿灯给谁放行?
识别车和狗,还是最基本的识别问题,只是识别物种,再进一步就是识别个体。识别有两个层次,一是人和物之间的互相识别,当然主要是人识别物,另一个是物和物之间的识别。由于人的智慧,人会根据许多的参考条件来进行模糊识别,人工智能也可以这样做,但人工智能毕竟无法跟人比,只能在有限条件下,做简单的辅助识别。当然,对于具体应用而言,它不需要识别全地球的智能设备,能够识别跟具体应用相关的设备就行了,可以自己定义识别规则,这纯粹是应用自己的事,操作系统只能做些辅助线的工作,例如把物体的身份证号和自描述语句传递给应用程序,仅此而已。
解决设备识别和设备间“沟通”问题
最大的问题是沟通,沟通也分为人和物沟通与物和物之间沟通,就是互相明白对方在说什么。让“物体”说同样的话,互相听懂,这是最困难也最缺乏标准,同时也是不可能有标准的。如果是物与人之间沟通,就好办多了。
如果能解决设备识别和设备间“沟通”问题,那么智能设备间的互操作就水到渠成了,由于在“识别”和“沟通”方面,无法形成一个开放的、广泛适用的标准,许多物联网系统就另辟蹊径,尽可能绕过标准问题。同时提供智能硬件开发平台以及通用操作系统的中间件,或者开发一个跨界系统,使物联网中不同设备上使用相同的开发工具。人与物之间的操作问题,可以通过远程终端的方案,完美地解决。传统的非智能设备,人和物直接的操作,是通过文字、图形、按键、触屏这些介质来完成的,在物联网世界里,无非是操作介质和执行操作的智能硬件之间,隔了个空间距离而已。手持的操作界面,就是一个显示和操作终端而已,所有操作,对于设备来说,就像在设备上直接操作一样,这样才能规避没有标准的事实。
先谈谈不靠谱的方案,现在有些智能硬件厂家,开发专门的APP让用户操作智能硬件,这是不合适的。两种靠谱的方案,是HTML和远程桌面。使用远程桌面后,你的手机只需要安装一个智能设备APP,点开该APP后,你家里的所有智能设备都会被罗列在里面。远程桌面的缺点是,动画显示很困难,尤其是大面积的动画,有些消费品是有这个需求的,这种时候,就要使用HTML了。除了动画外,远程界面的优势还是很明显的。首先是兼容性问题,浏览器的标准化程度其实不高。其次是一致性问题,有许多智能硬件,本机是有显示界面的,比如冰箱,在家里,你可能习惯于直接在冰箱上操作,用冰箱本身的界面操控设备,在外面,你就用手机操作,界面跟冰箱上的界面完全一样,就像站在冰箱前操作一样,无须学习两套界面。如果冰箱上和手机上的界面不一样的话,你会抓狂的,远程桌面天生就是完全一样的。而使用HTML的话,则要自己维护两份界面的一致性,不要小看维护这个一致性问题,搞过硬件的人就知道,维护原理图和bom表的一致性,是一个致命的工作;维护过两个以上并行软件版本的人也应该清楚,确保两个版本应该相同的部分是一致的,是非常困难的。
操作系统为物联网解决了什么问题
连接:操作系统通过集成常见的网络协议栈,例如TCP/IP、ZigBee、蓝牙、WiFi驱动等,算是为解决连接问题作出了贡献。
关键词:物联网;车联网;监控和管理
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A文章编号:1008-4738(2013)02-0109-04
IBM前首席执行官郭士纳的“十五年周期定律”,计算模式每隔15年发生一次变革。1965年前后的“大型机”;1980年前后的“个人计算机”;1995年前后的“互联网”;2010年前后“物联网”。美国权威咨询机构Forester预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1[1],因此,“物联网”被称为是下一个10万亿元级的大市场。
1物联网的定义和发展历程
1.1物联网的定义
通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
1.2物联网概念的意义
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
1.3物联网应用实例
酒类信息系统:通过扫描酒类饮品的电子标签,利用手机或其他智能手持设备可以在网络上寻找并显示这一酒类的详细介绍和价格对比,方便用户采购。
对象识别系统:该系统通过摄像头取景,可以辨识出所拍摄景物并给出相关详细信息,可应用于旅行和迷路情况下产品追溯系统:在医药、农产品、食品、烟草等行业领域,产品追溯体系发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用。
智能交通[2]:上海交通大学的TIG项目在2005年开始运作。通过收集上海四千辆出租车的实时信息,结合历史数据来计算实时路况。该系统还有计算最优路径,公交车到站时间等应用。
医疗辅助系统:让病人身穿带有射频识别和传感器的衣物,可以得到病人的心跳电压等健康信息并上传网络,医生可以通过PDA等设备进行远程即时诊断并安排护士帮助病人治疗。
2车联网介绍
2.1车联网概念
是指综合应用射频识别(RFID)、全球定位系统、车用信息采集、道路环境信息感知等信息传感设备,对人/车/路的静、动态信息进行采集、识别、传输、融合和利用,从而能够将人/车/路与互联网连接起来,并根据不同的应用需求,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种物联网。
2.2车联网的发展
2.2.1Telematics概念
Telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统,通过Telematics提供的服务,用户不仅可以了解交通信息、临近停车场的车位状况,确认当前位置,还可以与家中的网络服务器连接,及时了解家中的电器运转情况、安全情况以及客人来访情况。也就是说:综合上述所有功能的车载计算机系统叫Telematics。
在车联网提出之前,“Telematics”已经在国外进行商业运作。Telematics由Telecommunications与Informatics组合而成,可以理解为利用无线通信技术、卫星导航系统、信息技术等为汽车用户提供导航、监控、娱乐、安全等各种服务的车载信息服务平台。
2.2.2Telematics在国内外的应用情况
美国是Telematics产业[3]的先行者,早在1997年,通用汽车公司就已经开始推行Onstar(安吉星)服务,而福特汽车则推出了Wingcast车载互联网服务,与之竞争。目前,各大汽车生产厂商都在Telematics方面推出了自己的系统,如通用安吉星OnStar系统、BMW的ConnectedDrive系统、奥迪的MMI-nav-plus系统、福特的SYNC系统、丰田的G-book系统等。
中国的Telematics业务在近两年集中爆发。丰田先将G-Book引入中国;紧接着,上海通用也开始向凯迪拉克车主提供安吉星服务,并迅速向下覆盖至旗下多个品牌。本土厂商上汽推出了首个基于联通3G网络的前装Telematics服务——INKANET;吉利在2011年上海车展上推出新一代3G“智能汽车”。
2.2.3车联网的诞生
在Telematics方兴未艾之时,随着物联网的兴起,作为Telematics的扩展,车联网应运而生。2010年10月28日在无锡举行的中国国际物联网(传感网)大会传出消息,车联网项目将被列为我国重大专项第三专项“新一代宽带无线移动通信网重大专项”中的重要项目。财政部也于2011年4月制定了《物联网发展专项资金管理暂行办法》,而车联网被认为是最容易形成系统标准、最具备产业潜力的物联网应用。
2.3车联网典型应用
车车协同式安全保障:车路协同环境下,营运车辆在运行过程中实时与周围他车进行信息交互,使司机及时了解前后左右车辆的拐弯、超车、并道的行为,避免追尾、刮蹭碰撞事故。
隧道内危险环境感知:车路协同环境下,营运车辆在隧道内运行过程中实时与周围他车、道路基础设施进行信息交互,实时感知行车环境,以免造成车载危险货物的泄露、爆炸而引发二次事故。
交叉口行车安全辅助:交叉口行车环境复杂,通过车车、车路通信,车辆在行经交叉口时实时与周围他车、道路基础设施进行信息交互,实时感知行车环境,避免事故发生。
车用自组织网络:我国每年交通事故的损失巨大,以汽车安全为突破口,研究车辆网络体系和关键技术,以提高车辆主动安全性,降低交通事故发生,具有重要的学术价值、应用价值和广阔的市场前景。
3车联网核心技术
与物联网类似,车联网技术也涉及四个层次,分别是感知层、传输层、平台支撑层和应用层。 主要涉及的技术有射频技术和通信技术。
3.1射频识别技术与无线传感网络技术
车联网中的射频识别技术用于标识物体和对客观环境的物理属性的传感;现有的射频识别标准不统一需要首选解决全局标识问题,如RFID与WSN融合的问题。
无线传感网络技术主要包括各种感知设备,这些设备要求低功耗、低成本、体积小、高集成度。而通信与网络技术将标识和传感信息接入自组织网络或者互联网,在整个车联网中会涉及诸多问题如:网络地址需求与分配(IPv6),频谱分配与空间频谱复用、自动组网和接入和无线Mesh网络,传输控制与无线多媒体等。
3.2车联网的硬件和软件技术
车联网硬件需求:车联网的终端设备一般使用嵌入式集成系统,要求低功耗、小型化、易安置、低成本。而服务器设备要求高性能集群同时具有先进计算功能。
车联网的软件需求,包括嵌入式操作系统和各类应用软件,需要解决的关键问题有统一的语义体系,中间件技术,数据处理技术,面向物联网的搜索引擎等。
3.3车联网的安全隐私
车联网处于一个开放的网络中安全隐私问题是一个必须要考虑的问题,在互联网上所面临的安全问题在物联网中同样存在如:密码分析、拒绝服务攻击、扫描、病毒和蠕虫、木马等。同时由于无线网络的广播特性,安全问题更为突出。此外还涉及个人隐私保护(个人信息、行为模式) 。
3.4车车交互关键技术
车联网的核心技术包括:随机车辆间信息交换技术、编队车辆间信息交换技术、车路协同关键技术、远程车网关键技术、车-路-中心关键技术。
随机车辆间信息交换技术:为道路上快速移动的车辆之间建立一个支持多跳灵活组网、快速网络切换、实时数据交换等特性的无线网络,实现车辆间位置、安全等信息的实时共享。
编队车辆间信息交换技术:研究大型车辆编队中车辆间的无线通信、可靠组网、安全通信、决策支持等关键技术,为车队在复杂路况和恶劣环境下的高效安全行进提供有效的通信和决策保障。
车路协同关键技术:是将多种先进技术有机地运用于整个交通系统,通过车路信息交互和共享,实现车路智能协同与配合,保障交通运输系统的协调运行和安全。通过车辆与道路(基础设施)之间通讯联系的建立,研究新一代交通信息采集和交通管理手段,在此基础上发展新一代交通理论和应用。
远程车网关键技术:研究移动车辆快速接入路边网络基础设施的关键技术,解决车辆移动过程中的漫游切换、路由寻址、异构信息实时交换等关键问题,为车辆与互联网服务中心信息共享提供网络基础条件。
车-路-中心关键技术:通过车、路及交通数据管理中心之间的交互通信,进行车路协同一体化研究,最终仿真实现并展示其在交通安全、效率和排放等方面的影响。
4 物联网和车联网的未来
4.1 CPS(信息-物理融合系统)
CPS是一个综合计算、网络和物理环境的复杂系统,通过3C(Computation、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现现实世界与信息世界相互作用,提供实时感知、动态控制和信息反馈等服务[4]。CPS在信息方面就像一面镜子通过传感技术与通信技术将现实世界与信息虚拟世界一一对应起来。它的控制反馈功能又把镜子两侧的世界互动了起来。信息世界可以控制物理世界的事物或环境,物理世界亦可以影响信息世界的事物或环境。
4.2CPS应用实例
MIT的分布式机器人花园:在小规模花园中,传感器收集温度、湿度、光照等信息。计算系统根据这些信息来自动控制撒种、松土、灌溉、施肥的时间和量,让植物在无人照看的情况下顺利的生长[5]。
任天堂的WII游戏机:2006年推出。通过玩家在传感设备的输入,来控制虚拟游戏,让玩家在参与到游戏中时拥有更高的体验感。
4.3物联网和CPS的区别
物联网和CPS常被混淆,因为两者的关键技术相近,有共同的应用领域,其中物联网受到工业界的关注,而CPS更吸引学术界的目光。但是,二者是不同的,从概念上,物联网强调网络连通作用,而CPS更强调循环反馈作用;从信息标识上,物联网以物体标识和传感信息为基础,而CPS无需记录所有标识和传感信息;物联网是规模化的信息整合,需要人的参与,而CPS能自适应调整。
4.4物联网的未来:CPI(信息-物理网)
物联网有着自身的不足,仅仅物物相连是不够的,物联网需要向控制方向纵深发展,而CPS也需要向大规模方向扩散发展。两者融合后的CPI是物联网与CPS优势的结合,同时具有将现实世界中任意对象及其属性联接到网络的特性和通过计算与网络通信对物理世界作用的特性。
CPI是大势所趋,物联网与CPS有其各自优势和不足,单独发展不足以完全支撑起下一次信息产业的浪潮。它们的融合,即CPI,才是未来发展的大势所趋。通过CPI,现实与信息世界的链接和相互作用不再局限于一个小的时空范围,而是拥有全球性的宏观监控,达到真正意义上的智慧地球。典型应用如:平衡全世界的生态系统,统一合理调度国际航班的起降时间迅速应对自然灾害、传染病等突发状况。
4结论
车载产品的发展才刚刚起步,其政策、资金、技术及支撑的产业链条仍不完善成熟,因此政府要构建一个博弈环境,引导汽车业、电子业、通讯业等企业协同,共同打造未来车联网价值的增长点,才能吸引更多的人来参与和开发车联网市场。
[参考文献]
[1] 邹力.物联网与智能交通[M].北京:电子工业出版社,2012:152.
[2] 须超.车联网网络架构与媒质接入机制研究[J]. 中兴通讯技术, 2011(3):16.
[3] 张秀玉.车联网架构与关键技术研究[J]. 微计算机信息,2011(4):156.
Abstract: Intelligent transportation system is the application of computer technology, information technology, electronic sensor technology and information and communication technology in traffic management, greatly expanded coverage of the management department, to further improve the accuracy and scientificity of decision, improve the efficiency of the operation of the management system.“Big data traffic of our country development level Internet plus”under the background of intelligent transportation system will continue to improve, many advanced technologies into a comprehensive platform, including control technology, computer technology, communication engineering, traffic engineering and so on, can give full play to the role of traffic facilities, effectively solve environmental problems and traffic congestion, avoid the occurrence of a variety of traffic risk. Among them, the application of advanced information technology is its core strength, these technologies include radio frequency identification technology, cloud computing, modern communication technology, internet technology and so on, they constitute a common intelligent transportation system.
Key words: internet plus; transportation service; public management
1 “互联网+”背景下大数据交通发展现状
1.1 外国大数据交通发展
1.1.1 美国大数据交通发展
(1)通过大数据的应用缓解拥堵问题。新泽西州在交通管理中采用了Inrix系统,该系统能够获取手机与GPS信号,提取其中的交通信息,为交通部门的决策提供参考。对这些数据进行过专业的处理后,可以更好地掌握该地区的交通情况,了解各个线路的运输情况,并能够据此找出交通拥堵问题发生的具体路段。
(2)通过大数据的应用来解决天气原因引发的交通问题。俄亥俄州的交通管理部门将大数据与云计算技术结合到一起,对道路交通情况进行实时统计,该州曾经遭遇暴风雪的严重袭击,州内主要道路的交通也因为大雪覆盖受到很大的影响,但交通管理部门通过大数据的应用,仅用了3个小时就缓解了此次危机。在应对危机的过程中,俄亥俄州的交通管理部门利用Inrix系统收集到的交通信息,并结合相关的天气数据,及时掌握了清理州内主要道路所需的时间,为交通部门采取应对措施提供了的参考。在交通管理过程中采用大数据分析技术,可以避免很多交通事故的发生,不仅使人们的生命安全得到保障,也能够防止整体社会生活秩序被打乱。
(3)通过大数据的应用掌握道路交通状况。俄亥俄州的交通管理部门正在着手提高Inrix系统对交通信息的处理能力,希望能够进一步掌握州内主要道路的交通情况。该州还将大数据应用到高速公路的改善过程中,具体做法是,参考Inrix系统的分析结果,对主要道路的运输情况做出评估,找出运输效率低的路段,并为改进计划的实行提供信息依据。
(4)通过大数据的应用找到发生拥堵问题的地点。马萨诸塞州的首府波士顿,有意研发出一款能够显示在哪些地方发生交通拥堵问题的APP,这款APP应用的原理与重力系统原理有很多相似之处。用户在使用智能手机的过程中,能够应用重力原理使手机方向发生改变,这就是我们所说的重力系统原理。这款程序应用的原理与重力原理的区别在于,该APP可以感知到手机中的加速度计的细微改变,从而掌握各个街区的交通情况。这项技术也能够应用到路段改善过程中,节约工程的成本消耗。据统计,波士顿在路段改善项目上的耗资规模非常大,每年仅用于道路测量方面的资金消耗就高达20万美元,除此之外,还要修建减速带、安装检测设备,等等。
1.1.2 英国大数据交通发展
英国为了推进“连接城市”计划的顺利实施,投入大笔资金用于互联网建设,其中,用于10个重点城市的网络建设费用高达一亿英镑,此外,政府还拿出五千万英镑来完善其他地区的网络建设,良好的网络环境能够降低城市交通拥堵发生的频率。英国政府之所以采取这样的措施,是想通过应用大数据分析技术,结合智能化的管理系统,加强不同地区之间的联系,从整体上提高对城市的管理水平。“连接城市”计划的实施,可以利用大数据实现对基础设施资源的利用,加强不同管理部门之间的交流互动,进一步掌握城市的交通情况。英国政府还非常重视对教育方面的改革,经过伦敦教育信息资源管理局的努力,该市的两千多所学校都安装了高速网络连接设备。
(1)Inrix交通。2012年伦敦奥运会期间,Inrix系统的应用也在交通管理过程中发挥了非常重要的作用。与Inrix系统相连接的应用程序能够为用户提供及时的交通信息,让用户在行驶过程中知道哪些路线出现了拥堵问题,使其能够及时采取应对措施,以下为几种与Inrix系统连接的应用程序。用户无需支付任何费用就可下载该软件。Inrix交通上线后,下载量远远超过同类的其他应用。该软件可以对实时的交通运输情况进行分析,指引用户选择交通比较顺畅的路线,节约出行时间。下载了该软件的iPhone手机用户在驾驶途中,只要用手指点击两下,就能以电子邮件或文本的形式将自己到达目地的准确时间发送给约定的朋友,使双方能够在指定时间相遇。
(2)Inrix旅行收音机。英国的大部分司机习惯通过收听商业广播电台的交通信息,然而,这种面向所有用户的信息没有针对性。与其不同的是,Inrix旅行收音机可以根据用户需求向其播报运输信息,能够满足用户对于公路、铁路及航空、船运等方面的信息需求。不仅如此,Inrix旅行收音机还能够向用户提供各个地区的最新旅游信息,为用户出行提供更多的参考。用户需要进行的操作非常简单,只要安装Inrix旅行收音机的程序即可,只要能够接受信号,就能通过收听广播了解当前的交通情况。
1.2 中国大数据交通发展
1.2.1 西湖城市学金奖实践
2011年,杭州国际城市学研究中心投资建立了“西湖城市学金奖”,旨在解决城市问题,鼓励市民为城市建设出言献计。市民提出的建议涉及多个领域,包括人口问题、环境卫生、教育、交通问题等,到2015年,相关部门收到的建议已经超过一万条。每一年在活动举办期间,研究中心都会收到很多富有价值、实施性很强的意见,连负责对市民意见进行评估的业内人士与城市管理人员都表示认同。比如,在2012年该活动举办期间,评审人员从市民对交通问题提出的意见中筛选出一百条优秀计策,编辑成《缓解城市交通拥堵问题100计》,最终,有四成的意见被该市交通管理部门采用并执行。对此,该市交通管理部门的负责人表示,“西湖城市学金奖”评选活动确实有益于城市交通问题的改善。在对市民提出的优秀建议做出可行性分析后,交通管理部门将地铁换乘优惠、错峰限行等政策运用到实践中,并对停车收费政策进行了调整。除此之外,活动期间,部分市民提出的有关交通管理与大数据应用结合的建议也受到专家好评,为交通管理部门所采纳。“杭州公共出行”APP受到专家的认可,APP上线后,其下载量超过一万次,被用户成为“最实用的出行神器”。
这款APP本来只限于安卓系统下载,后来,其研发人员在原有的基础上对该产品进行了升级,使智能手机用户可以连接微信服务平台(如图1)。“西湖城市学金奖”的设立能够汇集广大人民群众的智慧,提高杭州城市管理部门的处理能力,其他城市也可以借鉴这种方法,群策群力,一定能够缓解各地的城市问题,而这也是大数据应用的范畴。
依据此例分析,大数据在交通管理系统中的作用主要有以下几方面:
(1)迄今为止,一卡通已经在市民的出行中得到了较为广泛的应用,交通部门可以对其记录的出行信息进行相应的分析与处理,并在此基础上构建系统化的交通模型,对出现的各种交通问题进行及时处理,提高决策的针对性,这种方式也属于大数据应用的范畴。
(2)派遣工作人员在指定街区安装物联网传感器,对该路段的客流量及交通情况进行统计,同时整合其他管理系统收集到的相关数据,提高交通管理的智能化水平,能够为交通部门的决策提供更多的参考信息,提前对可能出现的交通问题做好规划,预警信息,及时处理问题。
(3)利用卫星与遥感技术对交通情况进行实时监测,收集有价值的交通信息,将信息发送给交通管理部门,或者提供给配备接收终端的驾驶人员,使他们能够提前安排好出行路线,在前方出现拥堵时及时做出反应。
(4)在所有出行人员中,出租车司机对交通信息的需求最大。应该将城市主要道路的交通数据发送到出租车内配置的信息采集设备或其他信息终端上,让出租车司机能够随时了解所在区域的路况信息,当数据收集积累到一定阶段后,就能对城市的道路交通状况了如指掌,提前预知哪一条路线能够在其行驶过程中发生拥堵现象,做出科学决策。
(5)大部分城市居民都在使用智能手机,并通过手机上安装的地图APP来查询相关信息,这些APP的开发者或经营商就可以对这些数据进行统计,并利用大数据技术进行处理,在此基础上掌握某个地区的客流量、交通信息等,让用户做好出行规划。
专业数据分析结果显示,若交通管理部门能将其所在城市的车辆、道路及交通情况掌握在手中,那么,在理想的情况下,该城市的道路通行能力会提升两倍之多。从实践的角度来分析,城市管理部门应该采取措施,防止在同一时段内出现各种问题的“大碰撞”,以免加剧问题的严重性,努力使城市发展过程平稳运行。
1.2.2 深圳大数据交通发展
2000年,深圳的智能交通指挥中心正式落成,体现出相关政府部门对完善该市信息化建设的重视。智能交通指挥中心在实施管理的过程中,结合了对闭路电视监控系统、交通信号控制系统及其他相关网络系统的应用,除了具备数据统计、信息监控的功能外,还能发挥管理及指挥作用。交通运输的信息化建设能够直接影响到整体交通管理系统的运转效率,智能交通指挥中心在信息化建设中扮演着重要的角色,该部门与智能交通处一起,从宏观角度上掌握深圳的交通运输情况,整合全部的交通数据并实现资源共享,实时掌握交通情况的变化趋势。深圳智能交通行业协会于2007年建立,其目的是为智能交通领域的发展提供平台化的支持,从整体上提高该市交通管理的智能化水平。智能交通指挥中心主要通过以下方式来获取信息:一是安装在道路上的检测装置,比如闭路电视监控;二是相关工作人员报告、群众反映上来的信息,比如交警在执勤期间获得的信息。2010年,深圳着手开展智能交通“1+6”建设,计划在该项目中投入10亿元。“1+6”简练地概括出此项目包含的各个建设部分:“1”是指综合性资源整合及服务平台,其能够统一征集各个交通部门及相关管理机构的交通数据;“6”是指综合平台将在以下6方面发挥信息服务作用:公共出行、交通决策管理、道路交通调控、交通指挥、交通检测以及交通管理决策。深圳致力于在建设好交通运行指挥中心的基础上向外拓展其分支机构,旨在通过分支机构获得更丰富、详尽的交通信息,拓宽平台的服务范围,提高大数据的利用率,从整体上推动该市智能交通体系的发展。
2 “互联网+”背景下中国大数据交通发展趋势
科技改变着人类社会生活的方方面面,进入21世纪后,大数据在交通管理系统中的应用将为城市交通问题的解决发挥重大的作用[1]。在深入分析城市问题的过程中,一定要发挥大数据的力量,加速新技术革命的进展,从整体上推动人类社会的进步。杭州国际城市学研究中心对世界城市人口增长情况进行了统计。结果显示:20世纪中叶,城市人口占总人口的比例约为十分之三,到2008年,已有一半的人口为城市居民,据其推测,到21世纪中叶,城市人口将占到总人口规模的十分之七。随着发展,大多数人都会成为城市居民。
大数据的发展及应用已经成为不可逆转的必然趋势。当前,我们应该做的是,立足于宏观发展的角度,对大数据本身以及它在智能交通中的应用进行深入的分析。大数据是否可以称得上是一次彻底的变革,还是仅限于技术层面上的进步与升级?大数据的应用离不开云计算。只用一台计算机是无法满足大数据对信息处理的需求的,普通的网络计算能力无法在短时间内完成计算任务,只有分布式计算架构才能达到要求。这种算法可以在大量信息中筛选出最有价值的那一部分,只有云计算中的分布式数据储存、分布式处理及虚拟技术才能实现。立足于技术层面的分析角度,大数据与云计算之间好比是手心与手背的关系,缺一不可。对此,业内人士也曾发表观点,认为只有通过云计算才能解决与大数据相关的问题。大数据使人们的社会生活与思维模式发生颠覆性的变化。人们的生活与工作都离不开出行活动,与其紧密相关的交通就对大数据的应用提出了较高的需求。世界各国都在致力于促进交通安全、解决环境污染及提高运输效率,我国也在积极提高交通管理系统的智能化水平,目前,我国的众多技术应用都已经与国际接轨。
然而,还有很多交通问题亟待解决。立足于宏观发展的角度来说,我国还要提高对智能交通管理系统的利用率。分析结果显示,交通管理部门的覆盖范围还有待拓展,很多收集起来的信息都得不到及时的处理与分析,无法提前预知交通问题的出现,民众也不能及时收到预警信息。因为不同地区对交通管理的重视程度不同,各地交通管理部门的工作效率及能力也有所区别。但综合来说,我国交通管理系统的智能化水平还需提高,要优化资源配置,不仅要加大投资,还要将引进的先进管理设备及技术手段应用到实践中。还需要改变传统的思维模式,应用大数据与云计算,不断挖掘半结构与非结构数据的价值。
虽然我们已经进入了数字化时代,但数字化并不等同于数据化,数字化虽然能够在一定程度上实现信息统计与应用效率的提高,但它不能从根本上改变我们的生活与思维模式。大数据则能够带来创新式的应用与变化。在传统的小数据模式下,我们注重的是计算的精准性,相比之下,大数据更加注重从整体上掌握事物的发展趋势;小数据注重因果关系的分析,大数据则更加注重事物之间的相关性,能够提高非结构化数据的利用率,通过数据分析的方式来处理问题,从整体上提高管理水平。大数据具有鲜明的全球化特征,能够加强我国与西方国家的联系,能够抓住机会,就能缩短我们与发达国家之间的差距,也不排除会在特定领域将发达国家甩在身后的可能。
大数据是一把双刃剑,它在带来机遇的同时也使我们面临更多的问题。其一,我们需要在明确数据的属性、价值及本质的基础上才能挖掘其价值;其二,大数据在应用过程中会涉及信息安全及隐私保护问题;其三,整合信息资源需要强大的技术支撑;其四,目前在专业人才上还存在缺口。
2.1 “大数据+交通”颠覆交通服务
“大数据”已成为全球关注的焦点,各国都期望能够在各个领域中发挥大数据技术的作用,推动整体经济的发展。美国专门组建了“大数据高级指导小组”,推出“大数据研发计划”①。我国北京、上海等一些大城市交通问题愈加突出,很多一线城市都面临严重的交通拥堵问题,随之而来的还有环境污染与交通事故频发等问题,要想改进交通问题,最重要的就是对交通管理体系进行深入的分析研究。而对交通管理体系进行深入分析的基础是,要能够在极短的时间内提取所需的交通信息,目前来说,大数据管理是最适用的解决方式[2]。
随着经济发展及生活水平的提高,人们的购买能力不断增强,为了出行方便,越来越多的城市居民配备了自己的车辆。这使得城市道路系统原本的平衡难以继续维持,而交通需求日益复杂,之前的管理模式已经无法适应,因此一些大城市面临的交通问题日趋严重。将大数据管理应用到交通系统中,是对传统管理模式的颠覆性创新,也使得公共交通管理体系呈现出全新的面貌,不仅如此,很多传统方式无法解决的交通问题也可以迎刃而解,因为“大数据+交通”有以下特点。
(1)大数据可以实现跨区域管理。政府为了提高管理效率,将我国分成各个行政区域。区域的划分能够使各个地区在中央统一管辖下进行地方的自我管理,也使得各地区都将关注重点放在所辖区域之内,这就导致了区域与区域之间的交通及其他基础设施的管理不是十分到位。将大数据应用到交通管理体系中,就能够突破行政区域的边界限定,使各个地区在遵循相关原则的基础上各行其是,提高管理的科学性。
(2)大数据能够解决信息分散问题,实现统一管理。大多数城市的交通运输管理机构处在不同部门的管辖之下,相互之间的联系不是十分紧密,这就导致管理无法集中,使交通管理出现信息集成困难、内容不够详实等问题。大数据的应用,能够提高交通信息体系的综合化管理程度,将所有具备分析价值的信息进行统一收集,提高信息的利用率,完善交通管理体系。利用大数据技术对信息进行处理与分析,能够为交通问题的解决提供技术支持,缓解大城市各方面的交通压力。
(3)大数据可以实现交通信息资源的合理配置。许多地区的交通管理机构没有明确的职务分配,也有一部分公共交通管理机构存在重复性分配现象,所以导致资源利用效率不高。将大数据应用到交通管理体系中,可以为管理人员在制定计划时提供科学的指导,明确不同交通管理机构的职能担当,实现信息资源的合理配置。
(4)大数据可以在整合不同发展方面的基础上完善交通管理体系。按照以往的发展方式,为了缓解交通压力,会在基础性建设中引入更多的资本,增加道路可容纳车辆的规模,然而,有限的土地资源决定了这种解决方式已经不适应需求。大数据的应用可以在考虑到相关制度的基础上发挥技术优势,将交通管理与信息技术结合,使土地资源不再对交通问题的解决形成过多的限制。
2.2 “大数据+交通”模式的优势
(1)推动公共交通高速运转。美国洛杉矶研究所的分析结果证明,若车辆运营效率提高,只需原本16%到54%的车辆即可完成相当水平或者更高水平的运输。英国的首都城市将大数据应用到交通管理体系中,加速了整体交通运转。在车辆要进入拥堵街区时,驾驶员会接收到传感器发送来的最佳行车建议,比如可以在较短时间内帮助车主安全停车,能够在很大程度上降低经济消耗,节约时间。要解决公共交通问题,需要在各个方面进行调整,这时候就要发挥大数据的优势。大数据的计算工作量会随着数据库中输入的数据量的增加而减少。当应用大数据来管理公共交通的车辆时,输入处理系统的信息增多,其消耗会降低。这样的管理模式可以从根本上推动公共交通运转速度的加快。
(2)提高交通管理体系的智能化水平。大数据应用具有很强的即时性特征,当用户需要对数据进行处理与分析时,大数据便能够进行智能化操作,将处理结果以清晰明了的图形方式展现在用户面前,帮助其解决问题[3]。交通管理体系的智能化主要通过以下两方面表现出来:一是若某个街区出现意外情况,大数据应用可以及时进行信息的处理,保证交通不会因此被阻断。二是大数据可以进行提前预测,对公共交通情况进行监控。即便驾驶员不能在先前预料到某街区是否会发生交通拥堵问题,大数据也能为其提供价值较高的参考。比如,大数据管理系统可以提前对驾驶者准备经过的路线进行各方面的分析,为其准备备用解决方案,若该路段发生拥堵,就可在驾驶途中提前告知。
(3)降低交通运输的成本消耗。以美国新泽西州的交通管理为例,长期以来,新泽西州在管理过程中采用的主要是交通摄录设备与路边传感器来传递交通信息,然而,有95%的道路信息都不在设备的监控范围之内,且传感器所花费的成本高达两万美元。之后,新泽西州应用了Inrix系统(属于大数据应用的范畴),该系统由Inrix公司提供,专门为交通问题的解决提供专业性建议,可以为安装了其客户端的驾驶人员提供即时交通讯息。虽然该系统每年消耗的成本达到四十五万美元,但总体来说,其处理能力提高了,覆盖范围也拓宽,大幅度节约了人们的时间与精力。美国用于房屋的成本消耗居于首位,其次便是交通消耗,虽然美国的司机在一年当中的绝大部分时间都不是用在驾驶上,但一年下来,其花费在车辆上的资金却高达八千美元。尽管在交通管理体系中应用大数据需要消耗一些成本,但立足于长期发展的角度,这种方式能够节约的资金更多。况且,按照传统的解决方式,为了完善交通设施的建设,增加停车场的数量及规模,一般情况下投入的资金也要超过一百万美元,但很多城市因为成本消耗太大而将交通问题的解决一再搁置,大数据在交通管理体系中的应用,既能够降低成本消耗,还能从根本上解决城市交通问题。
(4)能够及时处理大型数据。在交通管理体系中应用大数据之后,就能够在短时间内对大型数据进行分析与处理。大数据在信息处理过程中应用了云计算及运操作系统,既可以对海量数据进行及时的处理,又能够对交通信息进行全天候统计与分析,同时可以实现跨区域信息处理。这正是很多城市当前面临的交通难题。据相关消息透露,国际商业机器公司(IBM)打算构建智能管理系统,用于交通管理中,在发生交通事故及其他意外情况时,能够尽快制定出最佳方案指导人们的行动。目前,无论是硬件还是软件装备,都能够为大数据管理系统的应用提供足够的支持。硬件方面,智能手机与无线设备的普遍应用为Inrix系统的开发及在交通管理中的实践提供了便利;软件方面,越来越多的人开始使用专业解决交通问题的应用程序,比如我们熟知的百度地图、谷歌地图等[4]。不少的企业、高校及政府相关部门也支持将大数据应用于交通管理体系相结合。比如,美国加利福尼亚州的交通管理机构及当地大学中的CCIT(创新运输中心)就在交通信息的管理方面开展合作,以便为诸多的白领人士提供便捷的交通信息。此外,诸如苹果公司在为用户提供交通数据时也应用到了大数据。大数据的应用不仅涉及到企业生产,还将触角延伸至其他领域,除了能够提高企业的生产效率之外,大数据也能为人们的生活带来诸多方便。信息通讯技术水平的提高,使交通运输过程中产生的信息愈加复杂,对于用户而言,最重要的就是在海量的信息中寻找到对自己有价值的数据。不过,需要注意的是,大数据管理的应用是有一定风险的,它在承担处理交通信息时也可能对用户的隐私保护构成威胁。
2.3 “大数据+交通”模式的挑战
(1)如何开放公共交通数据。智能交通管理系统的发展水平与数据的公开化程度息息相关,但是,西方国家的大部分城市在交通信息的管理上仅限于私人数据库,政府相关管理部门的作用仅仅是对私人数据库进行性能的检测及调整。该信息管理方式的开放性较低,无法挖掘信息的价值,为了改变这种情况,只能对交通数据实施开放性管理。信息公开能够带来诸多便利之处,对于政府来说,信息公开有利于树立起良好形象;对于企业来说,信息公开能够增加其收益;对于普通民众来说,信息公开能够保障其决策参与权。要提高交通数据的利用率,就要提高信息的公开化程度。
(2)如何保护个人隐私。在深入分析及整合数据资源的基础上,能够开发出具有针对性的应用程序,为人们的决策提供参考信息,进而产生商业价值。大数据的应用使人们能够更加方便地获得信息,也使一些用户担心个人隐私会受到侵犯。在传统模式下,匿名登录及密钥的使用使人们的个人信息不容易泄露。在现代信息社会下,大数据的应用提高了信息的传递速度与传播范围,在管理过程中出现差错,就可能导致个人信息或商业机密被非法窃取。比如,某个用户的地理位置、日常行踪等。若用户意识到自己的个人信息安全得不到保障,就会对大数据的普及产生心理上的排斥。
(3)如何存取交通数据。大数据管理系统的应用对实时数据的统计与征集提出了较高的要求,然而,很多地区在统计车辆数目时,习惯于将数据信息保存成像PDF这样的静态格式,这种格式对智能设备的自动化检索造成了很大的阻碍,只能由专门的工作人员来完成信息查询任务,无法发挥物联网的作用。能够利用智能手机、传感器等设备,对实时的交通数据及相关信息资源进行整合与分析才是交通数据物联化的体现。
3 “互联网+”背景下我国大数据交通发展建议
3.1 帮助居民获得交通大数据
(1)居民乘车时使用的一卡通。北京的交通管理机构中设有专门的管理系统,能够对一天之内地铁中的人流量进行准确的统计,也可以提取用户的出行路线,除此之外,使用一卡通乘坐公交车的人流量也能够进行详细统计,虽然也有一部分用户在乘坐公交车时使用现金,但专业统计部门可以按照比例统计出一天之内乘坐公交车的人数。到目前为止,NFC近场支付功能的应用在我国还未普及开来,若随着科技的发展,我们也可以实现NFC支付功能的普及,则居民的出行规模及相关信息可以更加精准地掌握在交通管理部门的手中。
(2)实时监控运输车辆。自2014年7月起,开始施行《道路运输车辆动态监督管理办法》,该法案中对运输车辆的监督进行了详细的规定,车联网系统的应用,能够将车辆的运行情况上传到全球定位卫星,相关部门就能够对车辆进行实时监控。
(3)车联网系统。车联网系统的普遍应用,使交通部门能够方便地统计车辆的出行规模,并在此基础上推算出全部车辆的出行状况。
(4)道路视频监控。为了掌握交通运输情况,政府拿出大量投资用于相关设施的建设及维护。在重庆,一天之内有大约50T的数据都由高速公路视频监控捕获,再比如,广州一天之内捕获的交通运输信息记录达到十几亿,其数据规模在220GB左右。交通运输部应用道路视频监控,确实能够拓展其监控范围,获得更多的交通信息。
3.2 帮助企业应用交通大数据
在大数据的应用过程中,一方面要进行信息统计,另外一方面还要利用技术手段对搜集来的数据进行深入分析,而交通部的分析技术还有待提高,在其与百度合作的过程中,就能够凭借百度的技术优势,从海量的信息中提取出对自己最有价值的部分。
(1)智能公交调度。我国大部分一线城市都已实现了公交智能化,这种手段也是交通部对大数据应用较早的体现。在运用全球定位系统技术、GIS地理信息系统技术以及3G通信技术的基础上,能够实时掌握运行车辆的情况,对公交车的线路、车辆进行调度,优化资源配置,而且也能缓解交通拥堵。智能公交调度技术正在逐渐变得普及,我国的很多城市都在着手建设公交智能调度中心。
(2)在交通规划及决策中参考大数据信息。在制定交通规划的过程中,交通起止点调查必不可少,为此,在没有应用大数据之前,要委派大量工作者进行数据统计。一卡通普遍应用之后,交通部能够方便地掌握各方面的出行信息,除了明确客流量之外,还能获知车辆拥堵时间,据此来改进公交线路,从整体上完善城市的公交系统。
(3)评估驾驶员。掌握驾驶员的出行路线、驾驶过程中的各方面表现,以此来对驾驶员做出评估,并将评估结果传送给交通管理机构及运输公司,为其招聘人才提供参考,也可以将评估结果作为安全教育的样例。
(4)预测群体出行情况。
百度地图可以预知一个城市14天之后能够达到的人口数量,加上其他信息,就能够对群体出行的总体情况进行推算,提前得知什么时候为出行高峰、哪条路线可能出现拥堵等,为出行车辆的调度提供参考依据。站在用户个人的角度来分析,提前掌握了群体出行情况之后,用户在出行时也会更加方便,可以避开高峰期与拥堵的街区,节省用户的出行时间,并可提前设置路线。
3.3 帮助政府推进交通大数据
大数据在我国各个领域中的应用越来越广泛,政府在制定宏观规划与整体建设时也已经离不开大数据的作用。在现代信息社会下,大数据的应用不仅能够挖掘更多的商业价值,对企业发展产生影响,还能使人们的社会生活发生变化。在移动互联网不断普及的今天,交通运输领域征集到的数据愈加丰富,在这种情况下,最重要的就是对数据进行处理与分析,满足用户的多样化信息需求。大数据管理并非没有难度,管理部门既要根据用户需求进行数据的处理与分析,又要在尽可能保护好个人信息安全的基础上去开发交通数据的价值。总之,要想通过大数据的应用打造综合性的公共交通管理体系,还要在交通信息的获取及分析方面做更深入的研究,要掌握建设智能交通系统的相关知识,并分析用户界面的调整及改进工作[5]。2014年交通运输部与百度公司达成合作关系,体现出我国政府对互联网技术的重视程度与大数据应用的重要性。身处科技不断进步的信息社会,政府也在谋求自身的发展与创新。从中可以得出的结论是,无论是人们的日常生活,还是国家的整体发展,都受到互联网的巨大影响,除了交通管理中对大数据的应用,微博问政就是一个很好的例子,信息的公开化在互联网的作用下不断提高,政府职能的具体内涵也会随之发生改变。
(1)广泛开放公共交通数据。虽然大数据系统中整合了众多信息资源,但真正能够用到的并不多。比如,交通管理部门每天都会征集大量交通数据,但相关人员不懂得怎样进行信息的选取与过滤。交通数据的开放,能够加强政府部门与企业或专业机构之间的合作,能够弥补交通管理部门在专业人才方面的短缺,可以为管理部门提供技术支持,满足不同群体对交通信息的个性化需求。交通管理部门要提高其信息的开放性,可以通过运营像Transportation Information Group这一类的网站来为用户提供信息服务,还要保证数据存储格式的多样化,便于系统自动检索与识别。为用户提供数据分析工具,满足用户的个性化需求。政府相关部门应该鼓励用户参与交通信息的共享,当然,要在这个过程中确保用户的合法权益不会受到侵害。这样一来,政府部门就能与企业及用户群体达成合作关系,开发商可以通过提供信息服务来获取更多的利润,大数据的应用也能为城市发展带来更多的活力。
(2)保护个人私密信息。在大数据时代中,为了加强对个人隐私的保护,政府需要完善相关法律的建设,对数据的性质、传播范围、传播过程中需要遵守的原则,以及其应用目的给出明确的界定。为了确保信息的安全性,交通管理部门还应保证相关制度的实施,要进行数据安全教育知识的普及,让用户能够依法保障自己的权益。无论是对数据资源的开发还是保护,都要采取适度原则,在这方面,交通管理部门应该努力做到,在对数据进行开发的过程中不会危及到个人的信息安全,既要为企业开发数据的商业价值提供便利,又要考虑到对公民个人私密信息的保护。为了减少用户对个人信息安全问题的担忧,应该由公民个人决定自己的私人信息是否可以公开,以及哪些个人数据能够被开发。数据开放商的服务方式也要进行调整,只有在当事人知情且同意时,才能向用户发送其指定的信息服务。
(3)提高交通数据存取的多样性。在交通数据的数字化建设方面加大投资,增加数据存取格式的多样性,节约交通管理部门在这方面的人力资源消耗,方便对数据的深入研究。要使不同用户的信息需求得到满足,就要征集各方面的交通信息,在提高交通数据的数字化存储还要将筛选出的核心数据以纸质资料的形式存储在案,采取信息共享的方式,使交通管理部门获取更多的交通数据。还可以通过用户自动收发交通数据的方式,推动信息共享,从整体上提高公共交通的智能化水平。
但翻译成中文的智慧城市后,这个概念就被广义化了,通过信息通讯等现代技术的帮助提升城市整体的效率、生活质量逐渐成为共识。
诺贝尔经济学奖获得者斯蒂格利茨说过:“中国的城市化与美国的高科技发展将是影响21世纪人类社会发展进程的两件大事。”那么,城镇化与高科技相叠加,则将迎来智慧城市的大趋势。 回归城市发展本源
从智慧城市概念提出以来,世界各国的主要城市都在相关领域有所尝试,但由于各国家、各城市发展阶段的不同,其发展模式和侧重点也各不相同。
发达国家由于已经处于城镇化后期阶段,城市管理、运营水平较高,制度较完善,所以其智慧城市建设更多是通过信息技术的应用,提高其公共设施与服务效率或实现绿色低碳等目标。例如,英国在《智慧伦敦规划》中就明确了要通过发展智能电网提高能源效率,通过技术应用减少交通污染50%等;而巴塞罗那则通过建设无处不在的传感器来实现公共设施和服务的优化和提高。 在“互联网+”时代,商品交换、思想交换方式的变化产生了新的业态,以及新的城市空间组织模式。
中国智慧城市建设自2012年以来逐年升温,从城市规划机构到IT厂商到通信公司,各行各业只要能沾上边的,都拿出了自己的智慧城市解决方案和产品,而各地方也纷纷上马智慧城市项目,“大数据产业园”“云计算中心”建设此起彼伏。但由传统IT企业主导的智慧城市建设热潮却并未取得理想的成果,由于大部分项目并未基于城市具体的需求和问题,缺乏对市场的考量,将技术落地作为目的,再加上自上而下地按照传统基础设施的行政命令进行建设,缺乏明确的基于城市产业发展、服务提升的目标和战略指导。
要回答未来智慧城市如何发展,会出现哪些业态等问题,还要回归城市发展的本源,正所谓“欲求木之长者,必固其根本;欲流之远者,必浚其泉源”。
城镇化本源是二三产业和人口向城镇的集聚。而人到城镇主要就是做两件事情:一是交换商品,二是交流思想。智慧城市将对这两件事都带来极大的变革。
人类社会进入互联网时代后,以阿里巴巴为代表的电商就对传统的商品交换带来了颠覆式的变革,让城市商品的交换变得极其便利,不再需要面对面交易,给传统零售业带来了极大压力。
与此同时,思想交流也迎来了变革。在互联网兴起之初,曾有人预言大城市将因此衰落,因为即时通讯工具让人们不用聚集在一起进行交流。但现实却是反其道而行之,全球的大城市都迎来了进一步的人才和资源聚集――因为真正有深度有价值的思想交流一定是要面对面进行的。肢体语言、眼神沟通传达的信息没有通讯工具能取代,而通讯工具却让人们能够更加便利地安排、组织面对面的会面。
所以,在“互联网+”时代,商品交换、思想交换方式的变化产生了新的业态,以及新的城市空间组织模式。例如,国内传统商业中心越来越多从商品的贩售中心逐步转变为体验式的交流中心。而强调体验、交流的新业态无疑会成为未来城市发展的主流方向。更进一步讲,与商品交换是“一物换一物”的零和交换不同,思想交流了,大家都同时拥有了彼此的思想,可以充分共享,而思想的交流还能产生新的思想,是1+1>2的交换。这样势必会为城市带来全新的发展模式和产业模式。而这正是在“互联网+”时代智慧城市发展要重点关注的领域。 冷静看待顶层设计
在智慧城市发展过程中,以及在新型城镇化战略推进中,市场的作用至关重要。国家明确提出了要让市场发挥决定性的作用,让企业发挥主导性作用,让政府发挥引导作用。所以在智慧城市的建设中,一个核心的问题就是理清政府与市场的关系。
从政府来讲,主要面临以下几个方面的问题:
智慧城市发展思维如何从计划经济转到市场经济。低层次思维解决不了高层次问题。所以首先政府要转型,要从计划经济下追求大包大揽的大政府思维转到市场经济下法无授权不为的小政府思维。这方面中国在“互联网+”的探索中已经付出了一些代价,换来了一些经验教训。例如政府投入大量资源建设的人民搜索,以及一些交通主管部门主导的路况信息系统,今天已被市场机构完全取代。所以政府明确在智慧城市发展中“做什么,不做什么”至关重要。
在全球化时代,城市间是相互影响、相互作用的。政府在进行智慧城市建设发展过程中要打破地方一亩三分地的行政壁垒,打通城市间的数据孤岛,发展互联互通的智慧城市。中国正大力推进的京津冀协同发展就是要实现这一目标的典型案例。
智慧城市发展的核心是需要解决产业在城市里更智慧发展的问题。在城镇化过程中,不同产业有不同的发展规律,产业的空间变迁、人口的空间移动在智慧城市发展中都会有新的规律出现,如何把握这些规律是政府面临的很大挑战。
创新驱动、创新主导是大家的共识。而创新来自针对不确定性的冒险,在发展智慧城市中更是如此。但不少城市仍然希望将一切都确定下来,自上而下地安排智慧城市要怎么建,如何“科学”地实现智慧城市的发展,缺乏对不确定性的重要性的基本认知。
“科学”的决策和安排往往意味着中庸、意味着保守,而市场上出现的真正的变革与创新,都来自于企业家在不全面的信息和高度的不确定作下做出的战略判断和决策。
政府要倡导创新驱动、创新主导,首先要解决的是如何从传统的将一切经济资源配置都“确定”下来,“科学”规划的计划经济思维,转化到市场经济下把市场的“不确定”交给市场,让市场去配置资源,这是当前诸多地方都面临的难题。人类已经用20世纪100年的计划经济实验表明了,一旦经济进入高度确定性的状态就将毫无活力,我们不能重蹈覆辙。
要让市场发挥决定性作用,政府发挥引导作用,政府的引导很大程度上来自于规划。这就涉及到智慧城市领域的热门词汇――顶层设计。而我们亟须的是冷静看待顶层设计。
顶层设计实际上是来自于软件科学的工程词语,其使用的必要条件是边界条件明确。当边界明确时,使用这种自上而下的框架设计可以实现整个系统效率最大化。但智慧城市发展过程中,产业在不断转型升级,人口在向城市间流动、聚集、分散,有很大的不确定性,所以城市的边界条件是高度不确定的,从而顶层设计的思维其实并不适合智慧城市的战略规划。
战略规划的判断是对战略城市未来发展价值观的判断,来自综合各方面考虑的目标导向的价值选择。所以做智慧城市战略规划的核心不是解决怎么做,而是做什么。
未来智慧城市发展的核心问题,是如何让物质的交通网络和虚拟的互联网络二网有机融合,让物质和信息在城市的流动更加便捷高效;如何让符合城市发展的产业在空间上效率更高,让各种要素在城市空间内组织、配置更高效更便捷。 企业面临着新挑战
智慧城市战略规划要处理的核心关系,是政府和企业的关系――如何通过制度设计解决政府和企业各自的行为边界,明确两方的角色和职能:哪些领域该让企业充分发挥作用?哪些领域是政府必须的责任?哪些领域应该双方合作?回答好这些问题才能做好智慧城市的战略规划。这对政府是责无旁贷的责任和极大挑战。
政府负担了极大的责任,企业也面临着新的挑战。这主要包括以下几个方面:
全方位转型升级的挑战。现在主导中国智慧城市建设的企业都是中国过去30年成长起来的大型IT企业,这些企业的实力和资源不容置疑,但也要清晰地认识到,智慧城市的发展涉及到理念、模式、技术的全方位转型升级,这一过程中的首要挑战往往来自企业自身。
丰富的商业案例已经表明,上一轮竞赛的优势和资产会成为下一轮改革的障碍与负资产,正如当银行开放一个新的窗口,最先到达的往往是之前队伍中靠后的人。我们的企业在进行智慧城市发展探索中要时刻警醒自己。
商业模式转型的挑战。传统的智能城市项目,例如智能交通,企业主要为政府优化其内部职能服务,例如优化交通管理、监控违章、处理罚款等。而智慧城市的发展更重要的是对政府公共物品和服务提供的优化,而这也与中国新型城镇化的思路是契合的,是行业发展趋势所在。企业应明确这点,在为政府提供智慧城市解决方案时应改变传统商业模式,从城市问题出发,从公共物品和服务的优化升级出发。
技术主导思维转变的挑战。从几年前智慧城市的概念传入中国,IT硬件厂商就主导了智慧城市的建设。一时间大数据园区、云计算中心的建设遍地开花,但大部分的类似建设都是为了建设而建设,而未针对任何具体的城市问题或发展方针,将技术落地作为了智慧城市发展的目的。
但在事实上,技术只是手段而并非目的。在“互联网+”时展智慧城市,切忌就大数据论大数据的IT工程导向思维。要从城市产业发展需求出发,从城市的问题出发,从城市公共服务的提升出发。这样,才能发展出真正的智慧城市,也只有这样,才能有可持续的商业模式,智慧城市产业才能更有竞争力,获得发展。
从产品供应商向服务运营商转变的挑战。智慧城市发展,光有信息技术和响应的基础设施远远不够,还需要有经验、有实力的运营商进行运营和维护。这正是智慧城市与以往城市建设升级的区别所在,也是关键的增值领域所在。
企业要把握机遇,从过去提供一次性的产品向提供长期服务转变,通过公私合作PPP模式的探索和应用,实现可持续的长期的政府企业合作提供公共设施与服务的商业模式,发展出一批有实力,有经验的智慧城市运营商。 中国智慧城市大有可为
“互联网+”时代,中国智慧城市的发展大有可为,对未来发展的判断至关重要。以下几个方面值得重点关注:
新的经济学理论的诞生。互联网发展至今,在传统经济学关注的核心领域,如信用、定价等领域都带来了颠覆性的改变。例如Uber通过大数据分析及时考虑天气、交通等多种因素实时灵活定价,解决了困扰出租车领域多年的信息不对称带来的各种问题,这为解释社会经济现象的经济学带来了诸多新的观察素材。
如何解释“互联网+”时代的经济现象,如何在“互联网+”时代优化资源配置效率,经济学有了新的待回答的问题,需要新的理论来解释、分析,并指导行动。个人电脑出现的时候,美国经济学家就有过论断,将来成功的IT企业不是制造计算机的企业,而是利用计算机创造新的服务、新的价值的企业。梳理30年来IT行业的发展正是如此,戴尔通过革新销售渠道取得了成功,思科作为IT基础设施的“管家”取得了成功。新的互联网时代我们看到了滴滴、Uber以及Airbnb等,新的经济理论是什么?我们拭目以待。
全球经济版图的重构。过去30年,全球要素布局的版图是欧美等发达国家研发,非洲、南美、澳大利亚等资源国家输出资源能源到中国,在东部制造加工完成后进入到全球价值体系。中国承担的是中低端的制造业,高附加值产业基本还是由欧美、日本等经济发达国家占据。而产业的转型升级正是中国在新常态下试图解决的核心问题。如何突破中国物流成本高、交易成本高、服务业成本高的束缚,如何走创新驱动的经济之路,智慧城市的发展建设会在其中发挥关键作用。
城市治理将是重要议题。中国虽然很早就有了城市,但那更多的是基于农业商品交换的城市,真正的现代基于二三产业聚集的城市在中国只有很短的历史,我们的治理经验也相对不足,而这限制了新型城镇化的推进,也限制了智慧城市的发展。国务院总理在中欧城镇化伙伴关系论坛上就强调,我们要多向欧洲学习,学习其城市治理的经验。发展智慧城市,利用“互联网+”的方式,解决好城市治理、优化公共服务体系,使之更加完善、更加强大,是重要的突破口。