科技 | 感知互联人车路 城市交通畅快行
公交车载客流、站台客流、公交专用道可实时感知，智能停车场不仅能精准找车位，还能反向寻车……1月10日，交通运输部重大科技专项 “基于物联网的城市智能交通关键技术研究与应用”通过验收，圆满收官。
公交电子站牌。黄乐 供图
据介绍，该项目是国家发展改革委“基于物联网的城市智能交通应用示范”的配套研究项目，于2012年启动，分为14个子课题，由广州交通信息化建设投资营运有限公司、交通运输部科学研究院和交通运输部公路科学研究院等单位共同承担。该项目应用先进信息技术，突破了城市智能交通的物联网体系架构、物联网信息安全、城市交通专用WSN（无线传感网络）、集成一体化车载设备终端等一系列共性关键技术，解决了物联网技术在公交客运优先协同保障、出租车综合管理与服务、交通换乘联运与协同调度等典型应用中的技术难题，并形成城市交通专用物联网技术相关标准规范。
该项目牵头单位广州交通信息化建设投资营运有限公司总经理赵子毅告诉记者，该项目的特点是研究时间长，子课题多，需要协调的单位也多。为了保证项目成果质量，项目组组建了9家牵头承担单位、31家参加单位的研究团队，吸纳了国内一流的交通科研院所、高校以及知名智能交通企业的优秀科技人员参与项目研究工作，科研技术力量雄厚。为了让成果适用落地，项目组召开了多次协调会、咨询研讨会，深入行业主管部门、企业、一线调研，了解城市交通运营、管理、服务的实际需求，吸收了诸多行业权威专家的真知灼见。项目实施过程中，得到了交通运输部科技司的关心指导，广东省交通运输厅、广州市交通委员会等省市行业主管部门也从科研配套、工作协调等方面给予了大力支持。
项目成果已经广泛应用于城市公交、出租车、客运等领域，做出了典型的应用示范。
项目成果的成功应用，有效解决了道路交通拥堵严重、公交车和出租车管理服务水平不高、停车设施供需矛盾等诸多行业痛点，提升了公众出行体验。
乘车：公交到站实时算 动态感知保优先
住在广州东圃的赵小姐周末来天河区逛街，没想到正好遇上球赛散场。面对黑压压的人群，感觉都坐不上公交回家了，怎么办？于是赵小姐拿出手机，打开“行讯通”APP，利用“实时公交”一栏中的查询功能，动动手指就知道去往东圃方向的公交车啥时候到站。而且，还可以利用公交客流数据了解公交车内拥挤度信息，再决定要不要去坐这趟车。这样赵小姐可以从容地在附近找一间咖啡厅坐等公交车，不用像以前一样，在站台挤在人群里傻等了。
这是如何实现的呢？据介绍，科研人员在公交车上安装了车载感知终端，在路侧安装了大量的感知节点，当公交车经过感知节点时互相通信，后方的控制平台就实时掌握了公交车的位置和速度，再结合公交车历史到站时间和实时路况信息，就可以精准预测出公交车目前的到站时间。此外，后台还可以通过安装在公交车上的感知终端算出车内的拥挤度，并在APP中显示出来，让乘客根据情况选择坐哪辆公交车。
除了精确预测到站，该解决方案还让公交优先落到了实处。公交车在交叉路口时，路侧节点感知到公交车，根据路口各方向车流判断出可以优先让公交车通行。而且如果社会车辆占用了公交车道，感知设备会识别车牌号码，第一时间向后台报警。这些研究成果将在今后进一步协调开展应用，让公交优先权得到充分保障。
此外，项目成果还能协助公交公司做好科学调度管理。比如，球赛当晚，散场之后那么多球迷要离场，公交如何调度就显得尤为关键。解决方案中提供“视频客流检测”功能，通过融合射频、视频等物联网技术，并结合公交GPS、北斗等其他补充数据，实时监测车载、站台客流信息，为监控调度提供动态参考。所以，公交公司可以实时把握自己线路在某个站点的客流量，采取空车切入、短线加密等调度措施，快速疏散客流。以广州BRT体育中心站为例，2015年亚冠决赛当晚散场高峰，后台通过各种数据测算出进站实时客流量比当月同期增长了32%，依此采取了加密发班、延长服务时间等调度措施。
目前在公交领域，广州有200多辆公交车，通过基于物联网的交通信息检测、公交站台客流检测、公交车内客流检测、公交车外占道检测，开展进出站监管、停场秩序监管，电子路单生成、辅助报站，黑点测速监控等试点应用验证，有效保障公交优先。
打车：据热度巧调车 看顶灯抓套牌
交通运输部总工周伟（左二）了解“如约的士”各项功能。孟庆丰 摄
李先生到达广州火车东站后，由于人生地疏，想打正规出租车前往宾馆开会，而且由于时间很紧，希望立刻能找到车。这时他就可以选择项目开发的“如约的士电召”平台服务，该平台上不仅全是正规出租车，而且调度中心根据人流密度调度出租车，保证热门地点有足够出租车应召，并且支持多种支付方式。
“不知道哪有活，瞎跑呗”，空跑是让出租车司机最为头疼的事，但在“如约的士电召”平台上的出租车，这个难题没那么难了。据了解，平台出租车上装有多个感知设备，不仅能感知到车辆的位置，还能感知车辆上有没有乘客。根据这些感知数据，调度中心可以辨别某一时段哪些地方客流相对集中，实时掌握约租车需求强度，并精准发布给司机，司机知道哪有活，乘客知道哪有车，通过运营调度实现服务供需均衡。
出租车安装了感知设备后的另一大好处是，让套牌出租车无处遁形。当出租车经过卡口时，路侧设备对其进行感知的同时，后台通过视频监控设备进行车牌识别，自动判断该车牌的出租车GPS位置是否与卡口位置匹配，如若无法匹配，则可认为视频中出现的出租车是套牌车，将疑似套牌车列入执法黑名单。监管部门依此可以实时掌控套牌车的分布、数量等信息，使后续现场执法更有针对性。
此外，现有出租车配备智能顶灯和短程通讯设备，当执法人员在对某辆出租车进行真伪识别时，可在手持PDA等移动终端设备输入车牌号，发送到后台，后台通过指令，让该车牌的出租车的顶灯改变闪烁方式和颜色特征，如果当前的出租车未改变闪烁方式和颜色特征，则可辨别为套牌车。也可以通过PDA等移动终端直接向指定出租车发出信号，若是真实的出租车，就能接收信号并改变顶灯闪烁方式和颜色特征。
据了解，广州有800辆出租车已经部署了物联网车载设备，管理部门在出租车停车场以及火车站、部分汽车客运站等部署路侧节点，开展出租车回场管理、防伪稽查、智能电召等应用，有效提升了管理服务水平。
停车：场外按需诱导 场内精准找位
物联网停车示范。
陈先生开车去写字楼洽谈商务，而此行最让他头疼的可能不是谈判，而是为车找到停车位，此前，他经常因为找停车位浪费了大量时间。但现在他不用发愁了，通过手机APP和写字楼旁多个停车诱导屏，他可以实时知道停车场车位信息，进入停车场后，他还可以通过手机精准查到车位在哪，直接开过去停好即可。
据了解，项目通过整合广州市的商业停车场、写字楼停车场、社区停车场等停车位资源，建立停车位信息发布、预订系统平台，车主可以根据区域内的停车位资源信息，选择地理便捷、价格适中的停车位。
此外，利用视频车牌识别技术，后台建立起车辆与车位一一对应关系，基于蓝牙定位技术，车主通过手机实现智能停车寻车。当车主驶入停车场后，打开智能手机Wi-Fi和蓝牙，与场内的无线局域网相连，打开手机停车APP，即可通过场内的蓝牙信号与手机交互进行实时定位，手机APP的停车场平面图上会显示车辆所在位置及场内车位使用情况，利用APP室内导航功能，引导车主前往空车位停车。当车主离开停车场时，找车同样方便。车主只要在APP上输入车牌号，就可以找到所查询车辆的停放位置，根据车主所在位置，后台系统会计算出一条寻车路径，可实现电子罗盘模式的寻车导航服务。
在行业管理方面，系统实时采集停车场地理信息、空位信息、收费信息、停车信息，并对全市停车场的分布情况、停车情况、经营状况以及停车场管理措施执行效果进行评估，辅助停车场规划审批决策、经营效益分析、违规停车管控，以提高行业管理能力、改善行业服务能力，使停车场资源得到更为充分和高效的利用，最终实现停车管理的规范化、信息化和智能化。
记者了解到，项目成果已在公交、客运、出租车和路桥监测等八大领域进行了应用。
改善出行体验 公交满意度提高五成
“先进技术的应用，让市民更喜欢坐公交了。”据广州市交通委员会相关负责人介绍，以往公交车拥挤，无法预知到站，公交专用道被占导致公交车速度慢等原因，都影响了公交体验，无法实现真正的公交优先，也让缓堵政策打了折扣。该项目通过物联网技术解决了上述公交痛点，让公交更受欢迎了。
根据广州2015年的数据测算，高峰时段公交平均运行车速提升了10%以上，公交乘客平均候车时间节约了3.2分钟/人，公交出行满意度提升了52%。
据了解，项目成果的推广应用，为出行者在行前、行中提供全方位、多渠道信息获取方式，大幅提升了城市交通的出行体验。交通运行状态感知、基础设施感知、多功能车载感知等物联网先进技术手段，为交通管理者在日常工作中提供体系化、无盲点的业务监管方式，实现综合营运调度、应急快速反应等多类业务功能，提高了城市交通的管理能力。
此外，车、人、路的全面感知与有效诱导，有效缓解城市交通拥堵，增强安全行驶能力，提高道路利用率，促进节能减排，绿色环保，最终促进安全、高效、环保的城市交通体系建设。
“行讯通”拥630多万用户 每年带动5亿元产值
项目的示范应用产生了以“行讯通”为代表的综合交通信息服务应用以及“如约的士”“如约学车”“如约爱车”等“如约”系列交通信息化应用。
其中，拥有630多万用户、融合了30多种交通数据资源、通过项目研发推出的手机应用“行讯通”以其信息全面，服务精准等优势，成为广州市民必不可少的出行工具。
据介绍，“行讯通”采用以手机APP方式整合了实时公交、拥堵指数、道路查询、客运信息、停车服务等40余项出行信息服务功能，使市民通过APP和微信公众号得到全面、实时、准确和丰富的综合交通信息服务。据统计，自2013年4月至2015年8月，“行讯通”终端总量由36.13万台增长为388.69万台，增幅975.81%；终端累计访问次数由21.7百万次增长为124.96百万次，增幅475.85%；单位终端日平均使用频度由4次增加为6次，增幅50%。截至2016年11月，“行讯通”用户总量超过630万。
“行讯通”及其支撑系统每年带动产值5亿元以上，推动华南地区乃至全国交通信息服务产业蓬勃发展。
为新一代交通控制网打下坚实基础
“基于物联网的城市智能交通关键技术研究与应用”专项研究，在无线传感网、车联网等领域的研究，不仅推动了北斗系统、5G通信系统等国产自主创新技术在城市智能交通物联网的应用，也为车路协同、新一代交通控制网进行了实践探索。
此外，该项目突破了一系列行业关键技术，包括面向城市智能交通的物联网体系架构、物联网信息安全、一体化车载设备终端等共计24项，构建了一整套基于物联网的城市智能交通体系，极大地推动城市智能交通行业的进步。
兼容并蓄 物联网中间件技术
“一方面要收集各种数据，另一方面要输出各种指令，所以物联网系统需要兼容性和功能性强的中间件，项目通过研发，构建了满足交通应用的中间件。”据俞忠东介绍，项目开展了物联网中间件总体框架、标识体系、交换服务和中间件信息服务等研究，首次在交通运输领域提出了嵌入硬件的中间件概念，构建了软硬件结合的物联网中间件结构、功能和体系，提升中间件对不同任务和对象之间的互操作能力。
低延时低功耗 专用WSN技术
“低延时、低功耗，车路还能互相通信，针对这些特点，我们研发了城市交通专用WSN技术。”该项目负责人之一、广州交通信息化建设投资营运有限公司研究员俞忠东介绍说，项目开展了城市交通专用WSN协议的调研分析、比选测试、仿真分析和协议优化等研究，研制了硬件模块和测试平台，开展了应用测试。提出面向城市交通应用多对一的车辆可靠识别方法，支持车载节点同时与多个路侧节点交互身份信息，恶劣天气环境下识别正确率可达90%以上，综合入网延时从600毫秒降到了100毫秒，实现入网时延与协议并发性能综合平衡。
使用国产密码算法 多场景信息安全技术
据介绍，项目初步建立了面向物联网应用的城市智能交通安全体系架构，涵盖感知层、网络层、应用层的安全技术体系和安全保障体系。研制了集身份标识、无线传输、安全鉴权、电子证照、移动支付于一体的车载安全通信模块和路侧安全通信模块。值得一提的是，该安全系统采用行业统一的国产密码算法，解决了交通领域快速移动与接入、多应用密钥融合与认证等技术难题。
集成一体化 车载感知终端技术
据了解，在设备研发方面，项目研发了多模式感知，集成多种通讯方式，支持多种服务功能的模块化车载嵌入式终端设备。提出了自组织车载设备无线交互方法、车载设备的周期性数据接收方法，提升传输效率。提出了基于无线通信和GPS定位技术相结合的道路交通与支付方法，支持多种场景下的交通服务收费。提出了采用惯性原件辅助的GPS系统野值替换方法，提高终端定位精度。
□链接
编制19项标准 获60项专利和软著授权
立足应用需求，该项目建立了完整的技术应用体系和解决方案，包含《城市交通物联网应用技术指南》《基于物联网的城市智能交通系统应用评价办法》以及《城市智能交通物联网标准体系》等19项标准送审稿，其中，《交通运输物联网标识规则》《交通运输物联网标识应用分类及编址》这两项标准已完成国家标准立项。
项目研发的技术、系统、设备，经过了第三方测试，申请并获得了60项专利及软件著作授权。相关研究成果在SCI、EI、SSCI等高水平期刊发表论文53篇，培养了利用先进的物联网技术开展智能交通关键技术研究与应用的专业人才。项目开展研究期间，47名项目组成员职称晋升为中级职称，以及25名项目组成员职称晋升为高级职称，培养博士15名，培养硕士38名。