智能运输系统概论(ppt 39页)
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对于提升车辆的信息化、自动化程度，减少交通事 故，保障行车安全和提高交通效率具有十分重要的意义。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
体系结构 依据车联网需要提供的网络服务的内容，车联网体系 结构可以分为感知层、网络层和应用层，如下图所示。
车 联 网 体 系 结 构
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
智能运输系统概论
9.2.3 车联网在智能运输系统中的应用
车联网通过在车辆和道路之间建立有效的信息通道， 实现智能运输系统的管理和信息服务。随着WiFi、RFID等 无线技术近年来被运用于交通运输领域智能化管理，车联 网将能够用于各个方面，主要包括：
感知车辆、环境和道路信息 交通数据的传输 数据处理与智能决策 交通状态显示和交通异常预警或报警 信号控制与信息发布
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
3）智能路侧系统技术
包含三个子系统：一是信息采集子系统，即通过设置的 各类传感器进行信息采集；二是通信子系统，完成车辆与 路侧设备、路侧设备与控制中心之间的信息交互；三是交 通控制及信息发布子系统，负责处理路侧设备采集到的信 息和车辆采集到的信息，进行实时的交通控制和信息发布。
信息采集子系统 交通流状态检测技术 行人和非机动车检测技术 路面状态及环境检测技术
车联网环境下的交通流采集
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
3）智能路侧系统技术
交通控制及信息发布子系统 复杂路况下的交通流安全运行速度确定方法 动态协同车道技术 路段车辆违法行为识别与控制技术 协同安全预警技术
B 车联网
物联网 A
新技术
C 云计算
D 大数据
智能运输系统概论
9.1 概述
物联网已经成为经济危机后期国际竞争的制高点，在 其推动下，智能运输将进入全新的快速发展时期。
车联网（Internet of Vehicles）是物联网在智能运 输系统（ITS）领域的延伸，是实现智能运输管理控制、 车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
1）车车/车路通信技术
车联网环境下无线接入（WAVE）协议栈如图示，其中 WSMP（WAVE Short Message Protocol）是WAVE短信息通 信协议，LLC（Logic Link Control）是逻辑链路控制。
Application (Resource Manager) IEEE 1609.1
智能运输系统概论
9.2.1 车联网定义
中国物联网校企联盟 车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大
交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等 装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互 联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到 中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以 被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇 报路况和安排信号灯周期。
智能运输系统概论
9.3.1 云计算定义
目前的车载通信市场主要采用GPRS、CDMA以及3G等移动 通信技术，但成本较高且速度有限。随着无线城市的建设， 越来越多的城市开始覆盖WLAN，降低成本，提高带宽，满 足交通信息实时交互的需求。
WLAN环境下，路边基础设施为无线网关AP，车辆与车辆、 车辆与路边基础设施之间通过WLAN进行通信。
目前国际上选用IEEE 802.11p协议作为车联网通信系统 的协议，符合智能运输系统中相关应用的需求。
成技术
信息采集子系统
交通控制及信息发 布子系统
交通流状态检测技术 行人和非机动车检测技术 路面状态和环境检测技术
复杂路况下的交通流安全 运行速度确定方法 动态协同车道技术
路段车辆违法行为识别与 控制技术
协同安全预警技术
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
1）车车/车路通信技术
车联网的无线通信技术主要上分两种：无线局域网和蜂 窝移动网络。
普通教育“十一五”国家级规划教材
智能运输系统概论 （版）
杨兆升于德新主编 史其信高世廉主审
目录
第1章 绪论 第2章 智能运输系统的体系框架 第3章 智能运输系统的理论基础 第4章 交通信息采集与处理技术 第5章 通信技术 第6章 车辆定位技术 第7章 网络技术 第8章 数据库技术 第9章 新技术在智能运输系统中的应用 第10章 交通信息服务系统
通过云计算技术，网络服务提供者可以在数秒之内，处 理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同 样强大的网络服务。
智能运输系统概论
9.3.1 云计算定义
分类
云服务按照服务的类别可以分为三种：即公共云、私有 云 。专用和私有混云合云是Sa在。aS （企公So业共f软tw内云件ar即e提是服as务供由a se的第rvi云三ce）服方务（供。应混如：商合Sal） 云sfor提就ce 供是onl的公ine云共CRM服云务和 私有云的混合。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
车载一体化系统集成技术 包括行车安全预警与控制、智能运输信息服务等相关技 术。 在车联网环境下，车辆将自身感知到的信息、车车之间 通信交互得到的信息和车路通信得到的路侧设备采集到的 信息进行处理，进而提供对危险状况预警、对车辆运动状 况进行辅助控制、动态交通诱导、停车诱导等相关服务。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
主要是将各类传感器获得的车辆行驶状态信息、周围的 环境信息以及车辆本身的信息等，经过车载单元的分析和 处理以向驾驶员提供信息服务；还能通过与路侧系统之间 的通信，接受控制中心发送的信息和指令。
车辆精确定位技术 车辆定位可分为绝对定位和相对定位。绝对定位一般是 通过卫星定位系统集合地理信息系统在获取车辆的经纬度 信息后确定车辆在道路上的位置信息。目前常见的卫星定 位系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略和 我国的北斗系统。其中GPS系统应用最广。
车载信息获取、车载通信和安全预警及控制子系统等；
智
能路智
侧系统包含路侧信 车辆精确定位技术
息获
取、
路侧
通信
、交
通信
息
发键车联网是布通、能车载系统 信交车辆技通车行载驶术管一安体全。理化状系态与统及集环控成境技感制术知技等术子系车路统通。信
将二
者连接起
信息采集子系统
来的
关
智 能
技
车车通信
通信子系统
路 侧
云计算技术在智能运输领域的发展应用，对于提升城 市综合交通信息化处理、推动产业优化结构升级、促进 经济发展方式转变具有积极性意义，市场应用前景广阔
大数据技术可以高效处理海量的交通信息，满足智能 运输行业数据处理的需求。
智能运输系统概论
第9章 新技术在智能运输系统中的应用
9.1 概述 9.2 车联网技术在智能运输系统中的应用 9.3 云计算技术在智能运输系统中的应用 9.4 大数据技术在智能运输系统中的应用
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
车辆精确定位技术
采用车载传感器进行相对定位。一种是以激光雷达、声
纳距离传感器为代表的距离传感器，另一类是视觉传感器。
距离传感器的原理都是依靠发射信息来进行测距，可以
测量车与车之间的距离、车与障碍物之间的距离，但对于
车辆在车道上的位置识别却无能为力。视距传感器可用来
感知层
由多种传感 器及传感器网 关构成，包括 车载传感器和 路侧传感器。
是信息的来 源。可以提供 车辆的行驶状 态信息、运输 物品的相关信 息、交通状态 信息、道路环 境信息等。
网络层
由车载网络 、互联网、无 线通信网、网 络管理系统等 构成。
能够传递和 处理从感知层 获取的信息， 目前已经制定 了车载环境下 无线接入（ WAVE ） 的 相 关 协议。
智能运输系统概论
第9章 新技术在智能运输系统中的应用
9.1 概述 9.2 车联网技术在智能运输系统中的应用 9.3 云计算技术在智能运输系统中的应用 9.4 大数据技术在智能运输系统中的应用
智能运输系统概论
9.1 概述
随着近两年物联网（Internet of Things）技术、云计 算技术在国内外的迅速发展，智能运输领域被赋予了更多的 科技内涵，在技术手段和管理理念上也引起了革命性变革。
云计算按Paa应S （用Pla模平tf台o式r即m 服a可s务a以se分rvic成e）基础设如施：即GMoioc服grloeso务Afptp（WEinngdIioanwesaASz）ure、 平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。IaaS就是给 使 搭建通用用业者务提I平供aaS台最（I；简nfr单基asP础tar的设uac施tS计u是即re服算a在务s 存a云s储e计rvi和c算e）网平络台等如之：等上Ama能抽zon力象EC2，出/S3让一用些户比较自 简 单 易 用 的 接 口 和云能计力算，的让应用用户模快式速 搭 建 自 己 的 应 用 ； SaaS只提供某些专门用途的服务应用调用。
应用层
主要是与其 他子系统的接 口。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据不同用 户的需求提供 不同的应用， 如道路事故处 理、紧急事故 救援、动态交 通诱导、停车 诱导、危险品 运输监控等。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
关键技术
根据系统架构，车联网系统可分为智能车载系统（车
辆）与智能路侧系统（基础设施）。智能车载系统包括
进行位置识别，主要分为单目视觉传感器和多目视觉传感
器。单目视觉传感器的原理是投影变化，只能获得平面信
息，为了获得三维信息，需要使用多目视觉传感器。
进行车辆相对定位所需要的
单目视觉原理
一些重要参数
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
车辆行驶安全状态及环境感知技术 车辆行驶安全信息包括车速、各种介质的温度、驱动系 /转向系的运行状况等，通过安装在车上的车用传感器获得。 环境信息包括交通状况、交通信号、路面状态、道路线 形、行人和非机动车等信息。交通状况和交通信号信息可 通过车路通信从控制中心获得，也可通过视频传感器等综 合感知技术来判断。路面状态信息变化包括路面的物理损 坏和因为雨、雪等气候造成的路面附着系数改变，前者可 采用激光、视频、红外等传感器来确定，后者可利用对水 迹、雪迹、冰迹的识别进行间接计算。
术
系 交通控制及信息发布子系统 统
框
智 能
车辆精确定位技术
架车 载
车辆行驶安全状态及环境感知技术
系
统
车载一体化系统集成技术
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
车车/车 路通信 技术
智能车
车
载系统
联
技术
网
关
键
技
智能路 侧系统
术
技术
车辆精确定位技术 车辆行驶安全状态
及环境感知技术 车载一体化系统集
智能运输系统概论
9.2.1 车联网定义
车联网是将无线通信技术应用于车辆间通信的自组 织网络；
以车辆作为网络节点，通过综合使用多种无线通信 技术接入互联网进而与各种车联网服务连接；
能够在行驶的车辆之间以及在车辆和路边基础设施 之间建立无线通信；
利用多跳转发的方式，可以让两个在彼此通信范围 之外的车辆进行信息交换；
W
Application (Security Services)
IEEE 1609.2
A
UDP/TCP
V
IPv6
WSMP
IEEE 1609.3
E
LLC
协
IEEE 802.2 IEEE 1609.4
议 栈
WAVE MAC WAVE PHY
IEEE 802.11-2007 IEEE 802.11p IEEE 802.11-2007
智能运输系统概论
第9章 新技术在智能运输系统中的应用
9.1 概述 9.2 车联网技术在智能运输系统中的应用 9.3 云计算技术在智能运输系统中的应用 9.4 大数据技术在智能运输系统中的应用
智能运输系统概论
9.3.1 云计算定义
云计算定义
云 计 算 （ Cloud Computing ） 是 分 布 式 处 理 （ Distributed Computing ） 、 并 行 处 理 （ Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展。云 计算是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个 较小的子程序，再交由多台服务器所组成的庞大系统，经 计算分析之后将处理结果回传给用户。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
体系结构 依据车联网需要提供的网络服务的内容，车联网体系 结构可以分为感知层、网络层和应用层，如下图所示。
车 联 网 体 系 结 构
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
智能运输系统概论
9.2.3 车联网在智能运输系统中的应用
车联网通过在车辆和道路之间建立有效的信息通道， 实现智能运输系统的管理和信息服务。随着WiFi、RFID等 无线技术近年来被运用于交通运输领域智能化管理，车联 网将能够用于各个方面，主要包括：
感知车辆、环境和道路信息 交通数据的传输 数据处理与智能决策 交通状态显示和交通异常预警或报警 信号控制与信息发布
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
3）智能路侧系统技术
包含三个子系统：一是信息采集子系统，即通过设置的 各类传感器进行信息采集；二是通信子系统，完成车辆与 路侧设备、路侧设备与控制中心之间的信息交互；三是交 通控制及信息发布子系统，负责处理路侧设备采集到的信 息和车辆采集到的信息，进行实时的交通控制和信息发布。
信息采集子系统 交通流状态检测技术 行人和非机动车检测技术 路面状态及环境检测技术
车联网环境下的交通流采集
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
3）智能路侧系统技术
交通控制及信息发布子系统 复杂路况下的交通流安全运行速度确定方法 动态协同车道技术 路段车辆违法行为识别与控制技术 协同安全预警技术
B 车联网
物联网 A
新技术
C 云计算
D 大数据
智能运输系统概论
9.1 概述
物联网已经成为经济危机后期国际竞争的制高点，在 其推动下，智能运输将进入全新的快速发展时期。
车联网（Internet of Vehicles）是物联网在智能运 输系统（ITS）领域的延伸，是实现智能运输管理控制、 车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
1）车车/车路通信技术
车联网环境下无线接入（WAVE）协议栈如图示，其中 WSMP（WAVE Short Message Protocol）是WAVE短信息通 信协议，LLC（Logic Link Control）是逻辑链路控制。
Application (Resource Manager) IEEE 1609.1
智能运输系统概论
9.2.1 车联网定义
中国物联网校企联盟 车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大
交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等 装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互 联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到 中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以 被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇 报路况和安排信号灯周期。
智能运输系统概论
9.3.1 云计算定义
目前的车载通信市场主要采用GPRS、CDMA以及3G等移动 通信技术，但成本较高且速度有限。随着无线城市的建设， 越来越多的城市开始覆盖WLAN，降低成本，提高带宽，满 足交通信息实时交互的需求。
WLAN环境下，路边基础设施为无线网关AP，车辆与车辆、 车辆与路边基础设施之间通过WLAN进行通信。
目前国际上选用IEEE 802.11p协议作为车联网通信系统 的协议，符合智能运输系统中相关应用的需求。
成技术
信息采集子系统
交通控制及信息发 布子系统
交通流状态检测技术 行人和非机动车检测技术 路面状态和环境检测技术
复杂路况下的交通流安全 运行速度确定方法 动态协同车道技术
路段车辆违法行为识别与 控制技术
协同安全预警技术
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
1）车车/车路通信技术
车联网的无线通信技术主要上分两种：无线局域网和蜂 窝移动网络。
普通教育“十一五”国家级规划教材
智能运输系统概论 （版）
杨兆升于德新主编 史其信高世廉主审
目录
第1章 绪论 第2章 智能运输系统的体系框架 第3章 智能运输系统的理论基础 第4章 交通信息采集与处理技术 第5章 通信技术 第6章 车辆定位技术 第7章 网络技术 第8章 数据库技术 第9章 新技术在智能运输系统中的应用 第10章 交通信息服务系统
通过云计算技术，网络服务提供者可以在数秒之内，处 理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同 样强大的网络服务。
智能运输系统概论
9.3.1 云计算定义
分类
云服务按照服务的类别可以分为三种：即公共云、私有 云 。专用和私有混云合云是Sa在。aS （企公So业共f软tw内云件ar即e提是服as务供由a se的第rvi云三ce）服方务（供。应混如：商合Sal） 云sfor提就ce 供是onl的公ine云共CRM服云务和 私有云的混合。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
车载一体化系统集成技术 包括行车安全预警与控制、智能运输信息服务等相关技 术。 在车联网环境下，车辆将自身感知到的信息、车车之间 通信交互得到的信息和车路通信得到的路侧设备采集到的 信息进行处理，进而提供对危险状况预警、对车辆运动状 况进行辅助控制、动态交通诱导、停车诱导等相关服务。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
主要是将各类传感器获得的车辆行驶状态信息、周围的 环境信息以及车辆本身的信息等，经过车载单元的分析和 处理以向驾驶员提供信息服务；还能通过与路侧系统之间 的通信，接受控制中心发送的信息和指令。
车辆精确定位技术 车辆定位可分为绝对定位和相对定位。绝对定位一般是 通过卫星定位系统集合地理信息系统在获取车辆的经纬度 信息后确定车辆在道路上的位置信息。目前常见的卫星定 位系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略和 我国的北斗系统。其中GPS系统应用最广。
车载信息获取、车载通信和安全预警及控制子系统等；
智
能路智
侧系统包含路侧信 车辆精确定位技术
息获
取、
路侧
通信
、交
通信
息
发键车联网是布通、能车载系统 信交车辆技通车行载驶术管一安体全。理化状系态与统及集环控成境技感制术知技等术子系车路统通。信
将二
者连接起
信息采集子系统
来的
关
智 能
技
车车通信
通信子系统
路 侧
云计算技术在智能运输领域的发展应用，对于提升城 市综合交通信息化处理、推动产业优化结构升级、促进 经济发展方式转变具有积极性意义，市场应用前景广阔
大数据技术可以高效处理海量的交通信息，满足智能 运输行业数据处理的需求。
智能运输系统概论
第9章 新技术在智能运输系统中的应用
9.1 概述 9.2 车联网技术在智能运输系统中的应用 9.3 云计算技术在智能运输系统中的应用 9.4 大数据技术在智能运输系统中的应用
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
车辆精确定位技术
采用车载传感器进行相对定位。一种是以激光雷达、声
纳距离传感器为代表的距离传感器，另一类是视觉传感器。
距离传感器的原理都是依靠发射信息来进行测距，可以
测量车与车之间的距离、车与障碍物之间的距离，但对于
车辆在车道上的位置识别却无能为力。视距传感器可用来
感知层
由多种传感 器及传感器网 关构成，包括 车载传感器和 路侧传感器。
是信息的来 源。可以提供 车辆的行驶状 态信息、运输 物品的相关信 息、交通状态 信息、道路环 境信息等。
网络层
由车载网络 、互联网、无 线通信网、网 络管理系统等 构成。
能够传递和 处理从感知层 获取的信息， 目前已经制定 了车载环境下 无线接入（ WAVE ） 的 相 关 协议。
智能运输系统概论
第9章 新技术在智能运输系统中的应用
9.1 概述 9.2 车联网技术在智能运输系统中的应用 9.3 云计算技术在智能运输系统中的应用 9.4 大数据技术在智能运输系统中的应用
智能运输系统概论
9.1 概述
随着近两年物联网（Internet of Things）技术、云计 算技术在国内外的迅速发展，智能运输领域被赋予了更多的 科技内涵，在技术手段和管理理念上也引起了革命性变革。
云计算按Paa应S （用Pla模平tf台o式r即m 服a可s务a以se分rvic成e）基础设如施：即GMoioc服grloeso务Afptp（WEinngdIioanwesaASz）ure、 平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。IaaS就是给 使 搭建通用用业者务提I平供aaS台最（I；简nfr单基asP础tar的设uac施tS计u是即re服算a在务s 存a云s储e计rvi和c算e）网平络台等如之：等上Ama能抽zon力象EC2，出/S3让一用些户比较自 简 单 易 用 的 接 口 和云能计力算，的让应用用户模快式速 搭 建 自 己 的 应 用 ； SaaS只提供某些专门用途的服务应用调用。
应用层
主要是与其 他子系统的接 口。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据不同用 户的需求提供 不同的应用， 如道路事故处 理、紧急事故 救援、动态交 通诱导、停车 诱导、危险品 运输监控等。
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
关键技术
根据系统架构，车联网系统可分为智能车载系统（车
辆）与智能路侧系统（基础设施）。智能车载系统包括
进行位置识别，主要分为单目视觉传感器和多目视觉传感
器。单目视觉传感器的原理是投影变化，只能获得平面信
息，为了获得三维信息，需要使用多目视觉传感器。
进行车辆相对定位所需要的
单目视觉原理
一些重要参数
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
2）智能车载系统技术
车辆行驶安全状态及环境感知技术 车辆行驶安全信息包括车速、各种介质的温度、驱动系 /转向系的运行状况等，通过安装在车上的车用传感器获得。 环境信息包括交通状况、交通信号、路面状态、道路线 形、行人和非机动车等信息。交通状况和交通信号信息可 通过车路通信从控制中心获得，也可通过视频传感器等综 合感知技术来判断。路面状态信息变化包括路面的物理损 坏和因为雨、雪等气候造成的路面附着系数改变，前者可 采用激光、视频、红外等传感器来确定，后者可利用对水 迹、雪迹、冰迹的识别进行间接计算。
术
系 交通控制及信息发布子系统 统
框
智 能
车辆精确定位技术
架车 载
车辆行驶安全状态及环境感知技术
系
统
车载一体化系统集成技术
智能运输系统概论
9.2.2 车联网体系结构与关键技术
车车/车 路通信 技术
智能车
车
载系统
联
技术
网
关
键
技
智能路 侧系统
术
技术
车辆精确定位技术 车辆行驶安全状态
及环境感知技术 车载一体化系统集
智能运输系统概论
9.2.1 车联网定义
车联网是将无线通信技术应用于车辆间通信的自组 织网络；
以车辆作为网络节点，通过综合使用多种无线通信 技术接入互联网进而与各种车联网服务连接；
能够在行驶的车辆之间以及在车辆和路边基础设施 之间建立无线通信；
利用多跳转发的方式，可以让两个在彼此通信范围 之外的车辆进行信息交换；
W
Application (Security Services)
IEEE 1609.2
A
UDP/TCP
V
IPv6
WSMP
IEEE 1609.3
E
LLC
协
IEEE 802.2 IEEE 1609.4
议 栈
WAVE MAC WAVE PHY
IEEE 802.11-2007 IEEE 802.11p IEEE 802.11-2007
智能运输系统概论
第9章 新技术在智能运输系统中的应用
9.1 概述 9.2 车联网技术在智能运输系统中的应用 9.3 云计算技术在智能运输系统中的应用 9.4 大数据技术在智能运输系统中的应用
智能运输系统概论
9.3.1 云计算定义
云计算定义
云 计 算 （ Cloud Computing ） 是 分 布 式 处 理 （ Distributed Computing ） 、 并 行 处 理 （ Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展。云 计算是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个 较小的子程序，再交由多台服务器所组成的庞大系统，经 计算分析之后将处理结果回传给用户。