要建设交通强国,就要在新时代中国特色社会主义思想的指导下,贯彻新发展理念,以供给侧结构性改革为主线,以创新为引领,全面推动交通运输发展质量变革、效率变革、动力变革。而物联网,就是这个时代带给交通运输发展的强心剂。
一,物联网该如何让交通改头换面呢?
1基于物联网的智能交通系统架构
基于物联网的智能交通系统一定要全面考虑到各个类型的基础设施、交通对象等。
通过构建基础交通的感知网络,才能开发出各种类型的智能管理的服务系统。这种全新的理念一定能从根本上,改变交通系统,只注重业务开发的模式,转而向信息资源共享需求的方向发展。把物联网真正的运用到智能化的交通领域中,首先就是构建在物联网环境下的,智能交通系统架构。
这项在物联网基础上的,智能交通的架构,主要由感知层、网络层和应用层这三个方面组成。
11感知层
物联网的智能交通系统的感知层,主要负责准确的采集各种交通信息。尤其是各类交通信息的感知要通过网络和传感器来得以实现。传感器的采集过程,一定要完全经过无线传感器网络的完全传输,才能实现好数据的汇聚。
12 应用层
应用层的主要功能,是对交通感知网络进行数据采集,并且要进一步对数据信息进行分析和应用,支持各种智能化的交通服务。应用层系统主要分为,政府应用系统、社会应用系统、各个企业之间的示范系统等等。
其中,最为典型的应用系统,主要包括交通控制系统与动态控制系统。要想实现好智能无线传感器与电信网络传感器之间的融合,一定要把无线传感器网络连接到电信网络上。利用电信网络来进一步实现对无线传感器的网络中各项业务的监控与管理。
13 业务平台
业务平台是促进电信网络的运行与管理,并且还要与无线网络传感器进行结合的业务实体,同时还要协调好电信网络中的其他实体,来完成好整个业务系统。
管理平台作为实现电信网络对无线传感器网络的管理实体平台,主要目的是为了实现对业务平台的设备与网络进行管理。同时,为了保证电信网络更加可靠的运行,一定要在电信网络和无线交通传感器之间引入有效的控制机制。
这项接入控制机制,指的是电信网络利用网关系统,对控制点进行有效的控制,为无线传感器网络提供全程的服务。
2 物联网技术对智能交通系统的影响
由于物联网在电子通信与计算机技术方面具有成熟的技术优势,因此,物联网技术与智能交通系统的有效结合,才能为我国的交通运输行业提供出全新的发展思路。
物联网是在计算机与互联网技术之后的,信息产业的第三次浪潮,从而孕育出了改变产品生产与销售的网络系统。与此同时,物联网提出的全新的理念,对人类的生活方式产生了比较深远的影响。到目前为止,在交通运输与物流行业,逐步推广了物联网技术。
21 感知信息
物联网的核心内容是传输过程中的信息数据,首先就是要对物体的属性进行标识,属性主要包括静态与动态两种,还要通过一定的设备读取物体的属性,并且要把信息转化成一种网络传输的重要的数据。
22 采集信息
在物联网环境下构建智能化交通系统,一方面要采集大量的交通信息,并且对实时性信息进行采集和处理。另一方面,更要侧重于对信息资源的有效整合与传输功能。
由于智能化交通系统,是以高速公路作为一个技术性的交流平台,一定要以交通信息为基础,促进人们的交通出行与交通工具之间的联系,提高了交通系统的安全性与效率。
因此,只要交通系统把先进的交通信息当成基础,从而为其他的交通出行者,提供各个方面的交通信息服务体系,用来促进交通运输的合理分布。
23 信息的应用
物体要想实现有效信息的传递,主要有两个应用的方向:一是经过物体的集中有效处理传递给“人”,经过“人”的高级处理,才能进一步控制住物体。
另外一个方面,是直接对“物”进行合理的智能控制,并不需要经过“人”,就能授予权力。通过深入分析互联网的整体的运行情况,一定要在物质和人之间实现好信息的合理交互。
因此,这种“物”很有可能涉及到在物质世界中的具体的实体的存在,还包括人的具体的实体属性。
尤其是物联网中的各项活动都是以人的意愿为基础,进行的活动。同时,网络的规范标准,是实现物联网的运行环境的一个最终的因素,为智能交通信息提供了有效合理的环境支持。
二,应用实例
1,物联网技术实现对司机不良驾驶行为的智能分析与判断
G7公司已经采用了成熟的技术手段,实现物联网技术对位置、声音、图像等的数据采集和人工智能识别。
“目前我公司已经可以做到对驾驶员危险行为的实时监控和管理。当驾驶员出现打瞌睡、玩手机等危险行为时,车机端就会给司机报警,云端监控的管理员也可以得到通知,车队管理员还可以下发语音信息提醒驾驶员。”公司总裁介绍,“同时,实时采集的图像还可以作为事后证据,对司机进行安全教育管理,有效降低事故率。有一个客户使用了3个月,每百万公里的事故率就降到了之前的三分之一。”
2,中兴通讯智慧交通系统
采用感知层、网络层、综合管控平台和各种交通行业应用的四层架构,以统一的智能交通管控平台为依托,以现有交通信息网络、城市道路交通信息系统和各地市交通监控中心的信息资源为基础,加强对全市主干路网交通信息和营运车辆的动态信息采集、汇总、融合。并通过对应用的互联、数据中心建设和应用整合三步走平台建设方式,实现交通业务的延续、优化和创新。满足智慧交通系统建设需求,实现与现有交通系统便捷融合,并全面降低交通运营者的运维成本。
“云计算”+“视频监控”+“车联网”,实现精确感知、畅通信息、智慧调度;
TD-LTE无线承载和GoTa专用调度系统,安全承载、高效服务;
智能、开放、高效、安全的智能交通管控平台,实现全方位交通信息应用共享挖掘;
通过云平台海量信息收集存储能力,建立数据仓库,根据数据挖掘模型对海量信息进行分析处理和业务仿真,提供决策参考
随着互联网、移动通信网络和传感器网络等技术的应用,物联网应用于智能交通已经初见雏形,在未来几年将具有极强的发展潜力。2018年中国物联网行业发展现状与2019年前景预测 边缘计算+AI推动行业新一轮增长
LoRa“涅槃”:与NB-IoT各撑“半边天”
纵观2018年,物联网行业最热闹的就是NB-IoT与LoRa技术之争,NB-IoT与LoRa都适用于低速率、低成本、低功耗、广覆盖、大连接的物联网应用场景。
不同的是,NB-IOT有国家政策支持,国内三大运营商都积极部署;而LoRa属于企业私有技术,工作在未授权频段上,存在被清频的风险。
在NB-IoT的建设上,近年来,我国物联网政策频频出台,《关于全面推进移动物联网(NB-IOT)建设发展通知》指出,到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,基站规模达到150万个,因此,三大运营商各显神通全力部署NB-IOT建设。
据悉,中国电信发力物联网较早,率先率先建成了全球最大的NB-IoT网络,实现城乡全覆盖,NB-IoT基站规模超过40余万个;中国联通紧随其后,在2018年5月实现物联网全国覆盖,完成30万个NB-IoT基站升级工作;中国移动也已实现了348个城市NB-IoT连续覆盖和全面商用,物联网连接数突破5亿。
值得一提的是,在模组采集方面,中国联通与中国移动在去年分别开出300万片与500万片NB-IoT通信模块项目大单,加速布局物联网。
2019年NB-IoT模组将出现大爆发,届时NB-IoT模组价格会进一步下调,随着模组市场的成本压力增大,利润空间越来越小,预计模组行业会重新洗牌,落后产能、落后规模模组厂商会被淘汰,模组厂家会进行一次大洗牌。
而对于LoRa来说,2018年像是坐了一次“过山车”。
2017年年底,工信部无线电管理局发布《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》,一时给耕耘LoRa技术的企业泼了盆“冷水”,引起了市场的极大反响,转年11月,工信部无线电管理局在认真梳理分析反馈意见建议,并与相关单位协调和沟通基础上,参考微功率短距离无线电发射设备国际使用和管理情况,对征求意见稿进行了完善和修改,让LoRa获得了“重生”。
与NB-IoT不同,LoRa凭借其网络结构简单,实现成本较低,可以按需部署的优势获得了大量企业的青睐,阿里、谷歌、腾讯、京东等互联网巨头纷纷加入LoRa联盟则是一个代表。
近年来,互联网企业纷纷将物联网作为未来重要方向进行布局,以阿里巴巴为例,曾公开表示互联网的下半场是将整个物理世界数字化,并且宣布阿里巴巴将正式进军IoT,同年阿里巴巴获得Semtech的LoRa
IP授权,在各地展开了智慧小镇园区等项目的实施,在互联网企业强势推进物联网业务和国内低功耗广域网络快速发展背景下,这一IP授权合作在很大程度上将加速国内LoRa产业链的完善。
总的来看,一年以来,NB-IoT由于政策、运营商招标及补贴等原因在表类、烟感等市场取得了不错的成绩,占据大量市场份额,没有政策支持的LoRa,凭借其网络结构简单,实现成本较低,可以按需部署的优势也从险些出局到获得业内巨头站台,实现了“涅槃重生”,日前艾瑞咨询发布报告中指出,从应用场景需求角度分析,预计到2025年NB-IoT与LoRa在国内的发展将趋于6:4的格局。
专家预测,2019年,随着技术的成熟、NB-IoT与LoRa技术优势的不断凸显,将会有根据技术特点设计的实际应用落地,其中,NB-IoT具备了规模爆发的必要条件,预计2019年将会以移动物联网为突破口,产业加速转型升级,引爆新的经济增长点。
2019年物联网行业将迎来新一轮增长
2018无疑是物联网应用落地的一年,作为这个时代下最伟大的科技产物,物联网正在取代移动互联网成为信息产业的主要驱动,统观市场,近年我国物联网市场持续保持高速增长。据前瞻产业研究院发布的《2019-2024年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》统计数据显示,2015年我国物联网链接数量为639亿个,截止至到2017年我国物联网链接数量达到了1535亿个,相比2016年增长了698%。初步预计2018年我国物联网链接数量突破20亿个,在2019年我国物联网链接数量将达3125亿个,同比增长3852%。并预测在2020年我国物联网链接数量将达到40亿个。可以说,2019年将是物联网真正由示范到实际应用转化的起始年,诸多物联网环节领域都将在今年迎来新一轮增长。
2015-2020年我国物联网链接数量统计及增长情况预测
数据来源:前瞻产业研究院整理
物联网的下一赛道:边缘计算+AI
2018年物联网产业所表现的最大特征是市场格局基本形成,核心技术区域成熟,目前最重要的是要解决各种碎片化的物联网应用和相应的智能传感器采集终端产品的技术突破和产业化问题,如何把AI和IoT紧密结合,把边缘计算和物联网融合发展正成为物联网的下一个赛道。
物联网正在从万物互联走向万物智能的阶段,像消费、医疗等众多行业数据都将在边缘进行处理,强大的边缘计算将是物联网发展的必备能力。
据悉,随着5G临近,行业转型以及敏捷连接、智能应用等方面的需求剧增,数据量的增长速度已超过网络带宽的增长速度。预计到2020年,50%数据需要在网络边缘进行处理,以BAT为首的互联网巨头也已纷纷布局AI+边缘计算这一环节。
以百度为例,2018年百度发布智能边缘产品智能边缘BIE、智能家居云平台度家DuHome等产品,用边缘计算+AI的能力在各产业落地,腾讯则是在2018年提出人+物联网+智能网的“三张网”概念,以“一云两端”模式,打通物联网全生态链路,构筑设备、云、应用一体化应用体系。
边缘计算将作为物联网设备与远端云设备的桥梁,将数据处理、存储、应用在靠近实物的边缘上,为物联网设备提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接,实时业务,数据优化,应用智能等方面的关键需求,使得用户可以获得更快的响应,解决设备与云端的数据传输问题,2019年,边缘计算将逐渐渗透于物联网各主要领域,根据各领域物联网技术的不同发展状态,边缘计算呈现不同的渗透率。
数据增长也大幅提升了实时性数据处理需求,因此数据在边缘进行处理将成为刚需,物联网将按照物联、智能到自主三个阶段发展。随着人工智能技术被越来越多地运用到物联网领域,AI在边缘计算领域的重要性也将越来越大。
工业物联网与智慧城市:落地爆发场景
物联网一直被视作互联网的延伸,但与商业模式极度成熟的互联网不同,物联网商业落地难、盈利路径不清晰等问题一直影响物联网的发展,随着移动互联网人口红利消耗殆尽,传统制造业瓶颈等问题日益严重,智慧城市与工业物联网正成为下一个重要的流量入口。
智慧城市正成为全球国家发展的大趋势,智慧小镇作为智慧城市建设理念的延伸和拓展,物联网智慧小镇的投入和建设、管理和运维相比于智慧城市更具优势,而且可以更好的与地方特色文化、产业相融合,更加充分的运用物联网技术,2019年随着物联网智慧小镇投入和建设的不断推进,物联网智慧小镇将实现应用和推广。
传统行业在寒冬之下,必然寻找新的出路,而网联化,一定是给传统行业提供了新的发展契机。企业普遍渴望通过新技术解放生产力,降本增效,加快转型升级,工业物联网云平台无疑成为他们转型发展的主要抓手。
2019年,随着工业物联网平台大规模的使用,平台建设将日渐成熟完善。工业物联网时代客户的个性化需求信息更加透明,以网络为主的工业物联网平台则将分布式、模块化、开放式的微服务架构,与第三方公有云或者私有云进行对接、部署和开发,将数据、软件、平台、服务等资料都聚集在平台做资源整合。
伴随着工业互联网创新发展工程示范带动,工业互联网平台设备管理能力、工业机理模型封装能力、应用服务开发能力以及跨平台服务调用能力将会大大提高,推动工业互联网平台性能优化、兼容适配和规模应用,加速技术产业成熟、打造协同创新生态。
物联网与各种网络的关系物联网(InternetofThings)的概念最早在1998年由美国MIT大学的KevinAshton教授提出,把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成物联网,着重的是物品的标记。2005年ITU以InternetofThings为题发布互联网报告,强调物品联网。近年随着移动互联网技术和云计算技术的发展,特别是节能环保和社会安全等需求,物联网再度受到关注,但聚焦在通过感知达到智能服务的目的。在2010年我国的政府工作报告所附的注释中对物联网有如下的说明:是指通过信息传感设备,按照约定的协议,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。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
传感网使用传感器作为感知元件,应用上可以无需基础网络,通常也不强调智能分析与决策。物联网使用传感器、RFID、激光扫描器、红外标记、普通条码、二维码、全息光学条码、GPS等作为感知元件,需要通过基础网络实现物与物和人与物互联,强调对感知数据的汇聚和挖掘及分析决策。物联网的组成包括三部分,即泛在化的传感节点及网络、异构性的网络基础设施、普适性的数据分析与服务。物联网与传感网的区别不在于联网的物件数量而在于感知单元的多样性和感知结果的智能利用,可以说传感网是物联网的一个子集。
物联网的底层借助RFID和传感器等实现对物件的信息采集与控制,通过传感网将传感器等感知节点的信息汇集,并连到核心网络,基础网络是物联网的重要组成部分,用于承载物物互联或物与人互联的信息传递,物联网的上层实现信息的处理和决策支持。物联网可用的基础网络可以有很多种,通常互联网最适合作为物联网的基础网络。尽管下一代互联网将以支持物联网的应用作为主要目标之一,但物联网并不是互联网的下一代,物联网可以说是互联网上的一种业务或应用。物联网强调的是认知,是互联网向感知平台和数据挖掘两个方向的拓展。物联网与互联网上传统业务相比有不同的特点:在物联网以公众网络(例如互联网)作为基础网络平台的情况下,物联网相当于互联网上面向特定任务来组织的专网(***)。互联网是全球性的,但物联网往往是行业性的或区域性的,物联网的行业应用的多样性与承载平台的通用性之间需要有中间件来适配。
M2M(Machine-to-Machine)与物联网有关,M2M通信与物联网的核心理念一致,不同之处是物联网的概念和所采用的技术及应用场景更宽泛,M2M主要聚焦在无线通信网络应用上,是物联网应用的一种主要方式。与物联网有关的还有CPS(CyberPhysicalSystem),CPS是计算、通信与物理过程的综合,CPS与物联网有类似的能力,物联网通过数据挖掘可得到决策建议,但通常是要上报主管人员再决定是否要采取措施,而CPS强调循环反馈,要求系统能够在感知物理世界之后通过通信与计算再自动执行对物理世界的反馈控制措施。从物与物通信进一步扩展到物与人以及人与人通信,支持个人和/或设备无论何时、何地、何种方式以最少的技术限制接入到服务和通信的能力,这种网络发展的愿景被称为泛在网。
在物联网上所用的通信技术比较成熟,但仍需要考虑物联网节点多功率小且需要接力传送等特点进行适配。
物联网通常有很多传感器节点,在传感过程中,首先是需要识别被感知的对象和感知信息。在给定任务的情况下使用最少数量的节点并最省功耗是物联网设计的目标。节点的传输距离、节点的合理分层分簇、拓扑控制等一系列节点的几何布局,是物联网感知层面设计的主要问题。根据应用和服务对物联网节点分群分簇,每簇会有一个节点负责搜集数据并将集合的数据传到网关,簇头的选择需要考虑节点的存储、过滤和聚合能力,为了不致过早耗掉簇头的电能,每簇内各节点可能需要轮流担任簇头。由于物联网节点数量密集,覆盖范围宽,而且新的物品的加入将要求节点添加或删除等,在节点的配置上要从减少安装和维护成本考虑,要尽可能少用人工干预,其次是网络发现技术,要求节点能够发现在其所处环境内的相邻节点的存在和身份,以便协商分享的任务,在物联网中网络是动态变化的,新的物品的加入将改变网络的拓扑,而且物品的特征还会随自治程度而变,物联网应具有基于智能匹配来对网中的节点自动发现和指配、自动部署与激活、解除激活和性能监视,还可以在任何时间对所分配的作用进行调整和调度。
有些节点由于制造的不一致,缺陷需要在出厂前校正,由于环境影响、老化等原因使所感知的数据有偏差,还需要在数据收集时校正或去除,还需要考虑传感器与环境之间的耦合关系。在感知数据的报送方式上,分为主动式和反应式两种。物联网收集的数据如果原封不动地存储将占用海量存储资源,必须通过压缩去掉重复冗余的数据,并且需要开发图像信息检索方法和搜索引擎,以有效提高物联网设施的利用效率。收集的数据不限于被感知物件的信息,还包括与事件的发生可能有相关性的政府数据、市民产生的数据等,要在认证安全、隐私保护等方面对数据进行过滤与正确性的确认。为了全面准确提供智能决策,希望有多源甚至异构的数据,通过多数判决和推理分析,去逼近真实环境,最后利用专家系统和数学模型,参考历史数据,综合异构来源的多种信息,进行分析推理,给出决策。
物联网需要有网管,控制物联网节点的休眠和叫醒,检测和登记节点的移动、发现相邻节点,并且在一个特定区域内均衡和调度传感任务等。需要关注物联网能量获取与存储及节能问题,实现能量测量和电量不足的预报以及动态功率优化等能量管理。从安全与隐私来看,物联网是双刃剑,它能对生产安全、反恐维稳和家居安全起积极作用,但如果感知数据偏差太大和判决失误,将弄巧反拙,因此对物联网的可靠性和安全及隐私需要足够重视。
物联网是两化融合的切入点,也是民生服务的新亮点,其应用面很宽,将带动新的产业特别是现代服务业的发展,其社会效益高于经济效益。物联网看似门槛不高,但如何在给定任务的情况下最大化网络的生命周期和最小化组网及应用成本均是严峻的挑战。低成本、高可靠、长寿命的传感器和RFID是物联网推广应用的前提,数据挖掘与智能分析是体现物联网效益的关键,也是物联网的薄弱环节。当前对物联网的理论和技术的研究还落后于应用示范,未来需要在物联网技术方面加大创新开发力度。同时还要重视统筹规划、资源共享,务求实效。
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