智慧交通和智能交通的區(qū)別精品(七篇)

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇智慧交通和智能交通的區(qū)別范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

“治堵”，已成為公眾共同關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。全世界都希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，推動(dòng)交通運(yùn)輸體系的智慧運(yùn)行，以解決面臨的挑戰(zhàn)。雖然，近幾年智慧交通的應(yīng)用已經(jīng)給民眾帶來(lái)了不少的便利，但是又出現(xiàn)了許多新問(wèn)題、新矛盾，需要智慧交通來(lái)予以破解。浙江信息化百人會(huì)顧問(wèn)、浙江省人大常委會(huì)副主任毛光烈表示，要利用網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，找準(zhǔn)智能交通完善升級(jí)的突破方向，補(bǔ)上基礎(chǔ)性的“短板”，從而打造智慧交通升級(jí)版。

智能交通升級(jí)突破口

毛光烈稱(chēng)，智慧交通包括智慧城市交通、智慧城際交通、智能裝備交通、綜合型智能交通等多種語(yǔ)義，對(duì)這些不同語(yǔ)義內(nèi)涵的“智慧交通”加以細(xì)心區(qū)別、正確理解，可以便于找到痛點(diǎn)，并完善、升級(jí)智慧交通。他認(rèn)為，當(dāng)前完善、升級(jí)智慧交通的主攻方向有以下三個(gè)方面。

第一，打造智慧城市交通的完善與升級(jí)版。城鎮(zhèn)化的人口已占全國(guó)總?cè)丝诘囊话?，有的地區(qū)已達(dá)60%以上，城市內(nèi)部的交通擁堵已成為突出矛盾。從“人、車(chē)、路、場(chǎng)、客”這五要素的信息化來(lái)看，目前城市里大多數(shù)智慧交通建設(shè)提供的服務(wù)還都很“初級(jí)”，系統(tǒng)間的整合并未完成，碎片化嚴(yán)重；城市交通資源的調(diào)度使用與監(jiān)管的信息化有進(jìn)展，但基本上停留在IT時(shí)代，尚未進(jìn)入DT時(shí)代；城市交通的大數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)尚未起步。所以，打造能為交通提供大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)、實(shí)用模式、創(chuàng)新的監(jiān)管體制等都迫在眉睫。民眾出行的難點(diǎn)、痛點(diǎn)，就是智慧城市交通完善與升級(jí)版應(yīng)解決的難點(diǎn)、痛點(diǎn)與重點(diǎn)。推動(dòng)智慧城市交通的完善與升級(jí)，既有擴(kuò)大現(xiàn)實(shí)供給的重大價(jià)值，又有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的巨大空間。

第二，打造智慧城際交通的完善與升級(jí)版。隨著中等收入階層的迅速擴(kuò)大，帶給交通領(lǐng)域最大的變化，是“有車(chē)族”的擴(kuò)張。據(jù)浙江省公安部門(mén)統(tǒng)計(jì)，全省汽車(chē)擁有量已從2010年的543.57萬(wàn)輛，增加到2015年的1121.63萬(wàn)輛。一方面是車(chē)輛的快速增長(zhǎng)，另一方面是公路通行供給做不到同步增長(zhǎng)。因此，就出現(xiàn)了城際之間交通擁堵的加劇。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年全省高速擁堵路段為6處。盡管在2010年至2015年期間，全省高速公路建設(shè)投入了1277.8億元，仍然跟不上車(chē)輛通行的增速。尤其是周末、清明、國(guó)慶、元旦、春節(jié)等節(jié)假日的擁堵路段更是在持續(xù)的躍升。毛光烈舉例說(shuō)：“過(guò)去經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度相對(duì)低、人口密集程度低、一直不擁堵的衢州段，自龍泉至龍游高速開(kāi)通后，從2013年春節(jié)起開(kāi)始了擁堵，最長(zhǎng)的擁堵時(shí)間達(dá)24小時(shí)。全省最擁堵點(diǎn)是G60滬昆高速新嶺隧道，2015年擁堵300余次，最長(zhǎng)擁堵時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20小時(shí)?！?/p>

那么，解決全省城際交通的出路是什么呢？毛光烈說(shuō)，既要抓建設(shè)，又要抓挖潛，要在挖掘交通道路的效率上下功夫。重點(diǎn)是要改變“城際出行只靠高速公路”的狀況，通過(guò)“智慧（城際）交通”的升級(jí)，把“高速公路、國(guó)道、省道、縣道”作為“城際交通的大路網(wǎng)”來(lái)整體開(kāi)發(fā)。

開(kāi)發(fā)“城際交通大路網(wǎng)”，可以在高速擁堵路段，先把國(guó)道、省道、縣道相關(guān)路段組合利用起來(lái)，對(duì)于破解“周末、小長(zhǎng)假出行難”，有很大潛力。目前，浙江省已建高速公路3917公里，有國(guó)道4356公里、省道6382公里、縣道29413公里，三者總里程達(dá)40151公里，相當(dāng)于高速公路總里程的10.25倍。同時(shí)，由于國(guó)道、省道、縣道有專(zhuān)門(mén)的養(yǎng)護(hù)資金，養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍、養(yǎng)護(hù)體制比較健全，近幾年的道路改造及路面硬化成績(jī)斐然，道路的通行質(zhì)量亦比過(guò)去大為改觀。因此，建立以高速公路為主干、域內(nèi)國(guó)道、省道、縣道為一體的智慧（城際）交通，打造智慧交通升級(jí)版，大有可為。

毛光烈分析說(shuō)，開(kāi)發(fā)“城際交通大路網(wǎng)”可以分兩步進(jìn)行。首先，以縣（市、區(qū)）為單位，從化解周末與小長(zhǎng)假擁堵路段入手。其次，在利用國(guó)道、省道及縣道化解高速時(shí)段性擁堵的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步編制設(shè)區(qū)市、省級(jí)優(yōu)化利用高速公路、國(guó)道、省道、縣道的整齊方案，并以4G或5G寬帶為主要通信網(wǎng)，完善道路數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)監(jiān)管設(shè)施，建設(shè)大路網(wǎng)的大數(shù)據(jù)智慧交通服務(wù)與監(jiān)管體系和平臺(tái)，使高速路網(wǎng)與國(guó)道、省道、縣道路網(wǎng)集成為一體，得到更高水平的開(kāi)發(fā)利用。

第三，打造以智慧城市為龍頭的交通與城際交通無(wú)縫鏈接形成的智慧綜合交通升級(jí)版。毛光烈認(rèn)為，要解決城市中各類(lèi)交通方式互相干擾的問(wèn)題，出路只有開(kāi)發(fā)集各種交通方式為一體的統(tǒng)一管理平臺(tái)，實(shí)行大數(shù)據(jù)的交通服務(wù)，形成智慧城區(qū)綜合交通的完善與升級(jí)版。

開(kāi)發(fā)智慧城市綜合交通的升級(jí)版，重點(diǎn)是建設(shè)城市交通大數(shù)據(jù)庫(kù)、綜合交通云平臺(tái)，把汽車(chē)、地鐵、飛機(jī)、高鐵、航運(yùn)等各種交通方式的大數(shù)據(jù)采集貫通起來(lái)，把大數(shù)據(jù)的交通服務(wù)與監(jiān)管綜合集成起來(lái)。通過(guò)各種交通方式的大數(shù)據(jù)服務(wù)，進(jìn)一步優(yōu)化交通組織，減少相互不合理的影響與干擾，著力化解現(xiàn)有擁堵點(diǎn)與路段，疏導(dǎo)并防范新的擁堵點(diǎn)、段的形成，提高城市交通設(shè)施的運(yùn)行效率，進(jìn)一步提高城市交通的保障服務(wù)水平。

補(bǔ)基礎(chǔ)“短板”

毛光烈指出，任何工作要做好，基礎(chǔ)工作必須做扎實(shí)，智慧交通亦然。大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)路況服務(wù)，尤其是車(chē)流量服務(wù)，是智慧高速的基礎(chǔ)工作與基本建設(shè)，這一“短板”必須補(bǔ)上，可以從四方面入手。

第一，要集成開(kāi)發(fā)道路斷面的智能化車(chē)流量計(jì)量技術(shù)。毛光烈說(shuō)：“高速公路收費(fèi)站通過(guò)人工方式進(jìn)行車(chē)輛流量計(jì)量，在非收費(fèi)站的道路斷面上，車(chē)流的大數(shù)據(jù)計(jì)量服務(wù)，尤其是城區(qū)道路斷面的車(chē)流計(jì)量服務(wù)，基本仍處于空白狀態(tài)?！彼?，要開(kāi)發(fā)智能化道路斷面車(chē)輛自動(dòng)計(jì)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)傳輸、利用、質(zhì)控與運(yùn)維。要集成利用各種方式的現(xiàn)代檢測(cè)計(jì)量技術(shù)，以保障計(jì)量方式的創(chuàng)新性、精準(zhǔn)性、實(shí)時(shí)性與有效性；并保證道路斷面車(chē)流計(jì)量檢測(cè)活動(dòng)不影響道路的通行。要充分集成并利用智能的檢測(cè)儀器、文字與視頻大數(shù)據(jù)的檢測(cè)方式與計(jì)量技術(shù)、采取不停車(chē)的檢測(cè)方法。

第二，要開(kāi)發(fā)“精準(zhǔn)的在線車(chē)流量可視化截圖的服務(wù)模式”。做到“規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、可視化”。在提供“全程車(chē)流量（可視化）截圖”服務(wù)的同時(shí)，根據(jù)行車(chē)的速度與需要，智慧交通的云平臺(tái)還可以不斷推送“前方路段的分路段車(chē)流量（可視化）截圖”。

第三，要開(kāi)發(fā)“路段車(chē)流量實(shí)時(shí)計(jì)量檢測(cè)模式”。路段車(chē)流量實(shí)時(shí)計(jì)量檢測(cè)，應(yīng)進(jìn)行多斷面檢測(cè)，并以多斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行校核才能確定。其計(jì)量檢測(cè)方式、校核方式應(yīng)按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)與程序進(jìn)行。要參考城際高速公路的“車(chē)流量可視化截圖服務(wù)”的模式，根據(jù)城市的出行要求，開(kāi)發(fā)城市出行“精準(zhǔn)推送的車(chē)流量可視化截圖服務(wù)”。

篇(2)

mBot是一款為素質(zhì)教育而生的低門(mén)檻“機(jī)器人小車(chē)”，是實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科綜合素質(zhì)教育STEAM[1]的載體，借助mBot機(jī)器人開(kāi)展教育是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑[2]。mBot機(jī)器人分為硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的電子零件，由mBot機(jī)械部分、mCore控制板兩部分組成，同時(shí)配有一個(gè)簡(jiǎn)易遙控器可供拼裝完成后直接“駕駛”；軟件部分使用基于Scratch2.0[3]開(kāi)發(fā)的圖形化編程軟件mBlock，通過(guò)藍(lán)牙直接實(shí)現(xiàn)操控mBotAPP。mBlock根據(jù)需求編制一個(gè)程序，將其下載到mCore，由mCore控制mBot機(jī)器人完成動(dòng)作。mBot機(jī)器人與智能玩具的區(qū)別在于它可以使用軟件mBlock進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，在其上加載一些傳感器可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。該次課程設(shè)計(jì)用3個(gè)mBot機(jī)器人模擬制作一個(gè)智能交通系統(tǒng),用實(shí)例來(lái)講述創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)過(guò)程。

2智能交通系統(tǒng)分析

課堂以智能交通系統(tǒng)為主題，激發(fā)學(xué)生討論，討論結(jié)果形成一個(gè)簡(jiǎn)單、完整的交通系統(tǒng)由3個(gè)部分組成智能汽車(chē)、智能紅綠燈、智能車(chē)庫(kù)。具體功能如下描述。(1)智能汽車(chē)，用mBot機(jī)器人模擬汽車(chē)的行車(chē)過(guò)程，前進(jìn)、左右轉(zhuǎn)彎、倒車(chē)，同時(shí)用指示燈顏色和不同的聲音區(qū)分不同狀況，以給出警戒和提示；車(chē)上安裝超聲波傳感器，便于安全倒車(chē)；汽車(chē)的行駛過(guò)程用遙控器控制。(2)智能紅綠燈，根據(jù)路段車(chē)流量設(shè)置紅綠燈間隔時(shí)間，綠燈結(jié)束后有3s的黃燈閃爍；指示燈亮，并用LED數(shù)碼管顯示剩余時(shí)間。在mBot機(jī)器人的主控板mCore上安裝兩個(gè)設(shè)備，一個(gè)是LED燈作為紅綠燈使用；另一個(gè)是4位數(shù)碼管用來(lái)顯示紅綠燈時(shí)間，用RJ25接口線將兩設(shè)備與主控板連接。(3)智能車(chē)庫(kù),用超聲波傳感器來(lái)檢測(cè)有無(wú)車(chē)輛入庫(kù)，若有，則用舵機(jī)控制橫桿抬起，若無(wú)，則橫桿落下。若在超聲波出現(xiàn)故障時(shí)，則用機(jī)械遙感手動(dòng)控制橫桿起落。mCore主控板接3個(gè)設(shè)備：一是超聲波傳感器，用來(lái)檢測(cè)門(mén)前有無(wú)車(chē)輛；二是遙感，便于應(yīng)急時(shí)手動(dòng)控制；三是舵機(jī)，其上安裝橫桿，接收超聲波傳感器信號(hào)，控制橫桿起落。

3課程設(shè)計(jì)

將智能交通系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)分基礎(chǔ)、應(yīng)用、創(chuàng)新3個(gè)階段來(lái)講述。(1)智能汽車(chē):對(duì)汽車(chē)的踩油門(mén)、松油門(mén)過(guò)程用鍵盤(pán)上的“按下、松開(kāi)上移鍵”命令來(lái)控制；脫機(jī)時(shí)，將“按下上移鍵、松開(kāi)上移鍵”命令用紅外遙控器上的上下箭頭代替，便于脫機(jī)控制。由于紅外線遙控器控制命令以判斷形式出現(xiàn)，須將其加入條件控制結(jié)構(gòu)。其它轉(zhuǎn)向功能與前進(jìn)類(lèi)似。基礎(chǔ)功能完成汽車(chē)的機(jī)械行駛前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、又轉(zhuǎn)，同時(shí)配備相應(yīng)的指示燈；通過(guò)鍵盤(pán)上的4個(gè)方向箭頭完成在線控制，使用圖形化模塊如表1的在線命令。通過(guò)學(xué)習(xí)讓學(xué)生熟悉mBlock軟件界面，學(xué)會(huì)圖形化模塊的拖拽方法和技巧。教學(xué)內(nèi)容適合小學(xué)5、6年級(jí)學(xué)生。應(yīng)用級(jí)在初級(jí)基礎(chǔ)上將控制方式改為遙控器控制，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)運(yùn)行，模塊指令如表1的脫機(jī)命令。由在線命令轉(zhuǎn)為脫機(jī)命令模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但加入了選擇判斷，使學(xué)生的思路更加條理，同時(shí)查看對(duì)應(yīng)模塊生成的arduino程序如表1的Arduino代碼，熟悉arduino語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容適合中高年級(jí)學(xué)生。創(chuàng)新能以初級(jí)為基礎(chǔ)，加上應(yīng)用級(jí)訓(xùn)練具有的邏輯思維能力和讀代碼能力，可以創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)不同功能，當(dāng)軟件給出的模塊結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可以在arduino的編輯器IDE手寫(xiě)代碼來(lái)完成。高級(jí)階段，每個(gè)學(xué)生的作品不一樣，教學(xué)呈現(xiàn)個(gè)性化，適合大學(xué)生和電子類(lèi)愛(ài)好者。（2）智能紅綠燈：定義一個(gè)變量time用來(lái)計(jì)時(shí)，將紅綠燈持續(xù)的時(shí)間設(shè)置為循環(huán)次數(shù)，每次延時(shí)1秒，將變量time值減1，用LED數(shù)碼管顯示變量time值，達(dá)到計(jì)時(shí)效果。假設(shè)綠燈持續(xù)時(shí)間為30s。教學(xué)內(nèi)容屬于中級(jí)，增加了循環(huán)結(jié)構(gòu)和變量設(shè)置，紅綠燈持續(xù)功能用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯示時(shí)間用變量賦值來(lái)完成。對(duì)中小學(xué)生，變量概念不易于理解，可用解應(yīng)用題時(shí)的設(shè)未知數(shù)知識(shí)點(diǎn)來(lái)變通。對(duì)這部分內(nèi)容的創(chuàng)新可以橫向拓展，由紅綠燈聯(lián)想到路燈、聲控?zé)簟⑴荞R燈、led顯示屏等。(3)智能車(chē)庫(kù)：設(shè)置3個(gè)變量s、x、y、s用于存儲(chǔ)超聲波傳感器測(cè)得數(shù)據(jù)，x存儲(chǔ)搖桿x軸移動(dòng)的距離，y存儲(chǔ)搖桿y軸移動(dòng)的距離；s小于10時(shí)，表示有車(chē)通過(guò)，橫桿抬起，否則，橫桿落下；x大于y表示橫向移動(dòng)，橫桿落下，y大于x表示縱向移動(dòng)，橫桿抬起。其執(zhí)行arduino程序如下，等待兩秒是保證車(chē)安全通過(guò)。相比上面教學(xué)內(nèi)容增加兩個(gè)難點(diǎn)：一是邏輯關(guān)系復(fù)雜包含順序、選擇、循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套，在理清邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上才能駕馭；二是熟悉Arduino編程語(yǔ)言語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，并用其將邏輯關(guān)系表達(dá)出來(lái)。創(chuàng)新應(yīng)用可在深度上挖掘，設(shè)計(jì)出更智能化的作品。

4結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新教育是一種培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造與創(chuàng)新能力的新型教育方式，提倡在真實(shí)情境下學(xué)習(xí)、從生活中學(xué)習(xí)。該次創(chuàng)新教育課程設(shè)計(jì)內(nèi)容選自與學(xué)生接觸緊密的智能交通系統(tǒng)，以此為主題展開(kāi)討論，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，樹(shù)立處處留心皆學(xué)問(wèn)的學(xué)習(xí)理念。創(chuàng)新課程采用項(xiàng)目化的教學(xué)方式，由智能交通系統(tǒng)為中心，向外發(fā)散到智能汽車(chē)、智能紅綠燈、智能車(chē)庫(kù)，每個(gè)部分又引出更多的知識(shí)點(diǎn)（如，智能紅路燈引出路燈、流水燈、led燈等），豐富創(chuàng)新課程教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)知識(shí)有用性；創(chuàng)新課程教學(xué)目標(biāo)區(qū)別于傳統(tǒng)課程的知識(shí)堆砌[5]，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的橫向縱向聯(lián)系。創(chuàng)新課程沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，每個(gè)學(xué)生的想法都是智慧的萌芽，都會(huì)得到老師同學(xué)的認(rèn)可，找自己的存在感，參與意識(shí)更強(qiáng)烈；更容易保持學(xué)習(xí)的激情、增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心，在學(xué)習(xí)的過(guò)程之中更容易生成新的創(chuàng)意。創(chuàng)新課程是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，將基礎(chǔ)教育獲得的碎片化知識(shí)整合，結(jié)合實(shí)際加以應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的有用性，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力。

作者:苗永梅 單位:寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

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篇(3)

40個(gè)美國(guó)“Mall of America”購(gòu)物中心在美國(guó)本土擁有400多家店鋪。在使用M2M解決方案之前，所有的煤氣表、水表和供暖設(shè)備都由設(shè)備經(jīng)理人工控制，設(shè)備數(shù)據(jù)的收集管理完全依靠人工完成，成本很高。加入M2M網(wǎng)絡(luò)方案后，水表、電表設(shè)備的數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)情況都可通過(guò)串口收集并傳輸至以太網(wǎng)，并最終上傳到位于總部的管理中心里。改進(jìn)后，Mall of America的設(shè)備管理經(jīng)理數(shù)量從400多個(gè)降至40個(gè)，極大地節(jié)省了時(shí)間和人力。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，M2M的市場(chǎng)中占最大份額的現(xiàn)有應(yīng)用是公共事業(yè)，如供水、供電、環(huán)保等部門(mén)。在這些領(lǐng)域中，各種設(shè)備的種類(lèi)不多，但數(shù)量巨大。所有設(shè)備都需要通過(guò)無(wú)線或有線的方式連接到監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析等等。另外一個(gè)需求比較大的行業(yè)是安防行業(yè)，如門(mén)禁管理、交通安全管理、地鐵速度噪聲控制等。健康和醫(yī)療行業(yè)則是M2M市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。根據(jù)IDC市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2012年M2M終端數(shù)已超過(guò)1 200萬(wàn)，年均增長(zhǎng)率超過(guò)75%，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋城市綜合管理、交通運(yùn)輸、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、旅游、工業(yè)環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域，M2M終端市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到151.5億美元。

M2M工作原理

M2M就是用一個(gè)設(shè)備捕捉管理一個(gè)事件，然后再通過(guò)一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)把這個(gè)事件傳輸?shù)揭粋€(gè)軟件平臺(tái)上面。通過(guò)軟件平臺(tái)對(duì)事件做分析、解讀，從而提供一個(gè)有意義的建議。比如，溫濕度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或者無(wú)線的方式傳到軟件分析平臺(tái)上，平臺(tái)分析出溫度是否過(guò)高或者過(guò)低，從而給出開(kāi)啟空調(diào)或者開(kāi)起暖風(fēng)的工作建議。

專(zhuān)訪

李景峰 IDC中國(guó)服務(wù)與通信研究部高級(jí)分析師

CHIP：全球M2M應(yīng)用發(fā)展情況如何？中國(guó)市場(chǎng)有何特殊性？

李景峰：全球應(yīng)用M2M業(yè)務(wù)的國(guó)家和地區(qū)很多，但目前歐美的市場(chǎng)最成熟，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)依然處于起步階段。

盡管整個(gè)產(chǎn)業(yè)從2010年起得到了快速發(fā)展，但整體中國(guó)M2M產(chǎn)業(yè)依然處于孕育和準(zhǔn)備階段，距離大規(guī)模的應(yīng)用尚有一段距離，但突破性的技術(shù)、芯片、產(chǎn)品和解決方案等將逐步問(wèn)世。雖然中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，但在國(guó)家戰(zhàn)略層面的推動(dòng)下，進(jìn)兩年得到了快速發(fā)展，尤其是在2012年2月14日，中國(guó)《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃》正式后，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展正式提升為國(guó)家級(jí)發(fā)展戰(zhàn)略，并成為中國(guó)新型戰(zhàn)略的重要組成部分，這將會(huì)對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式起到重要的推動(dòng)作用。根據(jù)規(guī)劃，各地政府相繼出臺(tái)了圍繞“智慧城市”開(kāi)展智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療和智能家居等重點(diǎn)應(yīng)用的示范工程，以帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)與新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。M2M作為物聯(lián)網(wǎng)的重要載體已經(jīng)在城市運(yùn)行、應(yīng)急管理、安全生產(chǎn)、市容市貌、感知物流、環(huán)境檢測(cè)、居民社區(qū)等方面得到了具體應(yīng)用。

CHIP：M2M市場(chǎng)的推動(dòng)力是什么？

李景峰：中國(guó)運(yùn)營(yíng)商依然是M2M產(chǎn)業(yè)的主要推動(dòng)力來(lái)源，雖然產(chǎn)業(yè)發(fā)展與客戶(hù)需求的精細(xì)化，產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)參與者間的合作將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境也由單純的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦?jìng)爭(zhēng)與合作的關(guān)系。圍繞客戶(hù)需求，運(yùn)營(yíng)商將聚合產(chǎn)業(yè)合作伙伴，提供端到端的完整解決方案將成為客戶(hù)的主要需求點(diǎn)與核心競(jìng)爭(zhēng)力。

CHIP：中國(guó)M2M市場(chǎng)的存在哪些問(wèn)題？

李景峰：由于市場(chǎng)尚處于起步階段，市場(chǎng)依然需要長(zhǎng)時(shí)間的培育與引導(dǎo)。就目前情況看，中國(guó)M2M市場(chǎng)尚存以下幾點(diǎn)問(wèn)題：市場(chǎng)整合度不足，缺少主導(dǎo)力量；整體市場(chǎng)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)門(mén)檻相對(duì)較高；市場(chǎng)成熟度角度，客戶(hù)確認(rèn)認(rèn)知度；政府推動(dòng)力與執(zhí)行力需持續(xù)；對(duì)政策與政府投資過(guò)度依賴(lài)。

M2M的主流應(yīng)用方向

目前，M2M技術(shù)主流應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：

安全生產(chǎn)方面：水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)、供水監(jiān)測(cè)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源監(jiān)測(cè)、車(chē)輛監(jiān)督、交通流監(jiān)測(cè)、電梯監(jiān)測(cè)、一氧化碳監(jiān)測(cè)等；智能交通方面：指揮調(diào)度、交通管理、交通監(jiān)控、公交服務(wù)與監(jiān)測(cè)、貨物運(yùn)輸、電子收費(fèi)、交通信息服務(wù)等；以及城市管理、食品溯源、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、資源監(jiān)測(cè)等。

根據(jù)IDC物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2012年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)505億美元，預(yù)計(jì)到2016年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到1 210億美元。重要應(yīng)用集中于智能工業(yè)和智能電網(wǎng)領(lǐng)域。具體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用占比如下：

專(zhuān)訪

鐘鐳 創(chuàng)力網(wǎng)絡(luò)科技（Lantronix）亞太區(qū)總經(jīng)理

CHIP：M2M是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)之一，目前M2M應(yīng)用現(xiàn)在發(fā)展到了什么階段？特別是中國(guó)的應(yīng)用情況如何？

鐘鐳：Lantronix認(rèn)為M2M在中國(guó)的發(fā)展正處在快速上升期。在未來(lái)十年中，預(yù)計(jì)有超過(guò)500億需要互相連接的設(shè)備。經(jīng)過(guò)早期的市場(chǎng)開(kāi)拓，目前市場(chǎng)對(duì)M2M的認(rèn)可度已經(jīng)很高，也出現(xiàn)了相當(dāng)數(shù)量的行業(yè)開(kāi)發(fā)公司。此行業(yè)應(yīng)該可以認(rèn)為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)是和國(guó)際市場(chǎng)是同步發(fā)展的，技術(shù)需求上并未出現(xiàn)明顯代差，只存在市場(chǎng)規(guī)模上的區(qū)別。

CHIP：未來(lái)五年，中國(guó)和世界M2M市場(chǎng)將出現(xiàn)哪些變化？

鐘鐳：未來(lái)幾年間，隨著技術(shù)的進(jìn)步，M2M設(shè)備將有可能在更多的新的細(xì)分行業(yè)得到應(yīng)用。另外，智能連接將是新的亮點(diǎn)。它將使不同類(lèi)別，不同生產(chǎn)商的產(chǎn)品自動(dòng)連接，而并不需要人的介入完成編程、配置等工作。

CHIP：您如何看待M2M在中國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)和機(jī)遇，有哪些迫切需要解決的問(wèn)題？

鐘鐳：在中國(guó)可能最主要的問(wèn)題在于中間商二次開(kāi)發(fā)能力與客戶(hù)需求間的差異。與普通通信網(wǎng)絡(luò)不同的是，M2M系統(tǒng)往往具有很強(qiáng)的客戶(hù)定制特性，這也就要求一大批同時(shí)具有深刻行業(yè)理解和扎實(shí)開(kāi)發(fā)能力的行業(yè)開(kāi)發(fā)公司的存在。

4.12億

市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Juniper Research的調(diào)研報(bào)告預(yù)測(cè)，全球移動(dòng)連接型M2M和內(nèi)置式終端數(shù)量將于2014年增至4.12億部。該機(jī)構(gòu)高級(jí)分析師Anthony Cox表示，Juniper高度看好M2M在醫(yī)療保健領(lǐng)域的發(fā)展，該行業(yè)有望成為M2M市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛的領(lǐng)域之一。

570億

市場(chǎng)調(diào)研公司Strategy Analytics預(yù)計(jì)，移動(dòng)M2M市場(chǎng)規(guī)模在2014年將超過(guò)570億美元，而2008年年底，這一市場(chǎng)的規(guī)模還只有不到160億美元。巨大的市場(chǎng)潛力使許多無(wú)線運(yùn)營(yíng)商和終端制造商紛紛看好M2M的前景，他們也在尋求為越來(lái)越多獨(dú)立的機(jī)器添加無(wú)線連接功能。

500萬(wàn)

在歐洲，幾乎所有的瑞典和意大利家庭都安裝了智能儀表，其中很大一部分借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊。在奧地利，法律要求，500萬(wàn)戶(hù)家庭要在2019年前安裝智能電表。

篇(4)

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 倉(cāng)儲(chǔ) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：F252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

國(guó)內(nèi)外普遍公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想是麻省理工Ashton教授于1999年在研究RFID時(shí)提出來(lái)的：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。在2005年國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的報(bào)告《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》中，正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念。隨后，從“智慧地球”的理念到“感知中國(guó)”的提出，從“唐芯一號(hào)”的研制成功到無(wú)錫“物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地”的確立，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用在政府、企業(yè)得到廣泛的認(rèn)同與重視。

二、物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是通過(guò)各類(lèi)傳感裝置、RFID技術(shù)、視頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)物品互聯(lián)互通的網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

物聯(lián)網(wǎng)主要有三層架構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層均有很多關(guān)鍵技術(shù)，其中的核心關(guān)鍵技術(shù)主要包括RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及終端數(shù)據(jù)智能處理技術(shù)等。

三、物聯(lián)網(wǎng)在智能倉(cāng)儲(chǔ)的應(yīng)用

智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。軟件部分主要為倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，它按照物流倉(cāng)儲(chǔ)的業(yè)務(wù)要求，對(duì)信息、資源、行為、物品和人員等進(jìn)行管理和調(diào)配，使它們高效合理地運(yùn)轉(zhuǎn)，并使整個(gè)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)相對(duì)接；硬件部分主要是支撐倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備和各種工具等。

智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)將貨物的信息到物聯(lián)網(wǎng)中。在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)，不管是貨物信息查詢(xún)、貨物訂購(gòu)，還是貨物流通都可以方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中用到的物流技術(shù)如下：

1、感知技術(shù)應(yīng)用情況。華夏物聯(lián)網(wǎng)研究中心的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相對(duì)而言，目前在我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)應(yīng)用最多的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)是RFID技術(shù)，在一些先進(jìn)的倉(cāng)儲(chǔ)配送中心，RFID標(biāo)簽及智能無(wú)線射頻手持終端有比較廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)?，RFID技術(shù)與托盤(pán)系統(tǒng)結(jié)合，在倉(cāng)儲(chǔ)配送中心閉環(huán)應(yīng)用，可以有效降低成本。

2、智能倉(cāng)儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)與傳輸技術(shù)應(yīng)用情況?，F(xiàn)代物流最大的趨勢(shì)就是網(wǎng)絡(luò)化與智能化。在制造企業(yè)內(nèi)部，現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)配送中心往往與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)相融合，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分，在企業(yè)生產(chǎn)管理中起著非常重要的作用。企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，往往都是以企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)為主體建設(shè)的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3、智能倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)與管控技術(shù)。根據(jù)對(duì)相關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)分析，目前倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)智能終端技術(shù)有機(jī)器人技術(shù)、無(wú)線射頻（RF）手持終端、語(yǔ)音提示終端、視頻監(jiān)控終端、無(wú)人搬運(yùn)車(chē)等技術(shù)。借助這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了物品的自動(dòng)搬運(yùn)、機(jī)器人自動(dòng)堆碼垛、物品自動(dòng)識(shí)別、智能輔助人工揀選等作業(yè)。在智能倉(cāng)儲(chǔ)管控系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)的智能化與自動(dòng)化。

四、物聯(lián)網(wǎng)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能交通系統(tǒng)ITS的核心是應(yīng)用現(xiàn)代通信、信息、網(wǎng)絡(luò)、控制、電子等技術(shù)，建立一個(gè)高效運(yùn)輸系統(tǒng). 它包括：先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)，先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)，先進(jìn)的車(chē)輛控制系統(tǒng)，營(yíng)運(yùn)貨車(chē)管理系統(tǒng)，電子收費(fèi)系統(tǒng)，緊急救援系統(tǒng)等. 這些技術(shù)的成功應(yīng)用能夠使人和物以更快、更安全的方式完成空間移動(dòng)，顯著地減少交通事故，緩解交通擁擠。

智能運(yùn)輸所用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如下：

1、移動(dòng)信息技術(shù)。為了將移動(dòng)的車(chē)輛信息納入物流運(yùn)轉(zhuǎn)的信息鏈中，則需要使用移動(dòng)信息系統(tǒng)。 該系統(tǒng)和物流企業(yè)的信息中心構(gòu)成統(tǒng)一的整體，將合同數(shù)據(jù)、運(yùn)輸路線數(shù)據(jù)、車(chē)輛數(shù)據(jù)和行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、交換和處理。

2、定位技術(shù)。 車(chē)輛的實(shí)時(shí)定位，有助于物流控制中心在任意時(shí)刻查詢(xún)車(chē)輛的地理位置并在電子地圖上直觀地顯現(xiàn)出來(lái)。動(dòng)態(tài)掌握車(chē)輛所在位置可幫助物流企業(yè)優(yōu)化車(chē)輛配載和調(diào)度。另外，車(chē)輛定位技術(shù)也是搜尋被盜車(chē)輛的一個(gè)輔助手段，這對(duì)運(yùn)輸貴重貨物具有特別重要的意義. GPS技術(shù)是車(chē)輛定位最常見(jiàn)的解決方案。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)GPS的用戶(hù)，還可使用GSM的語(yǔ)音功能與司機(jī)進(jìn)行通話或使用安裝在運(yùn)輸工具上的漢字液晶顯示屏，進(jìn)行漢字消息收發(fā)。駕駛員按下相應(yīng)的功能鍵，將需要了解的道路交通情況的請(qǐng)求和當(dāng)前運(yùn)行狀況信息反饋到網(wǎng)絡(luò)GPS。網(wǎng)絡(luò)GPS工作站管理員在顯示屏上確認(rèn)后，可傳送相關(guān)信息，同時(shí)也了解并控制整個(gè)運(yùn)輸作業(yè)的準(zhǔn)確性（如發(fā)車(chē)時(shí)間、到貨時(shí)間、卸貨時(shí)間、返回時(shí)間等）。

3、感知技術(shù)。借助電子識(shí)別系統(tǒng)，使運(yùn)輸中的貨物可通過(guò)一個(gè)號(hào)碼和特別的信息加以區(qū)別，方便運(yùn)輸途中時(shí)間及地點(diǎn)的跟蹤與監(jiān)控。還可以與其它系統(tǒng)銜接，用于控制物流中運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、代銷(xiāo)和存儲(chǔ)過(guò)程。

4、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在現(xiàn)代運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)越來(lái)越多地需要遠(yuǎn)程輸送與交換。采用標(biāo)準(zhǔn)化電子數(shù)據(jù)交換EDI信息網(wǎng)，可使數(shù)據(jù)具有較好的兼容性與適用性，有利于加速信息流程，降低手工輸入錯(cuò)誤率，減少紙張需求以及使數(shù)據(jù)易于檢驗(yàn)等。

（作者單位：河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]武曉釗.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用分析與展望.中國(guó)流通經(jīng)濟(jì)，2011（6）：36-39.

[2]武曉釗，王繼祥.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景.物流技術(shù)與應(yīng)用，2011（2）：53—59.

篇(5)

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 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下大數(shù)據(jù)交通發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 外國(guó)大數(shù)據(jù)交通發(fā)展

1.1.1 美國(guó)大數(shù)據(jù)交通發(fā)展

（1）通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用緩解擁堵問(wèn)題。新澤西州在交通管理中采用了Inrix系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠獲取手機(jī)與GPS信號(hào)，提取其中的交通信息，為交通部門(mén)的決策提供參考。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)專(zhuān)業(yè)的處理后，可以更好地掌握該地區(qū)的交通情況，了解各個(gè)線路的運(yùn)輸情況，并能夠據(jù)此找出交通擁堵問(wèn)題發(fā)生的具體路段。

（2）通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用來(lái)解決天氣原因引發(fā)的交通問(wèn)題。俄亥俄州的交通管理部門(mén)將大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)結(jié)合到一起，對(duì)道路交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，該州曾經(jīng)遭遇暴風(fēng)雪的嚴(yán)重襲擊，州內(nèi)主要道路的交通也因?yàn)榇笱└采w受到很大的影響，但交通管理部門(mén)通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，僅用了3個(gè)小時(shí)就緩解了此次危機(jī)。在應(yīng)對(duì)危機(jī)的過(guò)程中，俄亥俄州的交通管理部門(mén)利用Inrix系統(tǒng)收集到的交通信息，并結(jié)合相關(guān)的天氣數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握了清理州內(nèi)主要道路所需的時(shí)間，為交通部門(mén)采取應(yīng)對(duì)措施提供了的參考。在交通管理過(guò)程中采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以避免很多交通事故的發(fā)生，不僅使人們的生命安全得到保障，也能夠防止整體社會(huì)生活秩序被打亂。

（3）通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用掌握道路交通狀況。俄亥俄州的交通管理部門(mén)正在著手提高Inrix系統(tǒng)對(duì)交通信息的處理能力，希望能夠進(jìn)一步掌握州內(nèi)主要道路的交通情況。該州還將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到高速公路的改善過(guò)程中，具體做法是，參考Inrix系統(tǒng)的分析結(jié)果，對(duì)主要道路的運(yùn)輸情況做出評(píng)估，找出運(yùn)輸效率低的路段，并為改進(jìn)計(jì)劃的實(shí)行提供信息依據(jù)。

（4）通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用找到發(fā)生擁堵問(wèn)題的地點(diǎn)。馬薩諸塞州的首府波士頓，有意研發(fā)出一款能夠顯示在哪些地方發(fā)生交通擁堵問(wèn)題的APP，這款A(yù)PP應(yīng)用的原理與重力系統(tǒng)原理有很多相似之處。用戶(hù)在使用智能手機(jī)的過(guò)程中，能夠應(yīng)用重力原理使手機(jī)方向發(fā)生改變，這就是我們所說(shuō)的重力系統(tǒng)原理。這款程序應(yīng)用的原理與重力原理的區(qū)別在于，該APP可以感知到手機(jī)中的加速度計(jì)的細(xì)微改變，從而掌握各個(gè)街區(qū)的交通情況。這項(xiàng)技術(shù)也能夠應(yīng)用到路段改善過(guò)程中，節(jié)約工程的成本消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，波士頓在路段改善項(xiàng)目上的耗資規(guī)模非常大，每年僅用于道路測(cè)量方面的資金消耗就高達(dá)20萬(wàn)美元，除此之外，還要修建減速帶、安裝檢測(cè)設(shè)備，等等。

1.1.2 英國(guó)大數(shù)據(jù)交通發(fā)展

英國(guó)為了推進(jìn)“連接城市”計(jì)劃的順利實(shí)施，投入大筆資金用于互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，其中，用于10個(gè)重點(diǎn)城市的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用高達(dá)一億英鎊，此外，政府還拿出五千萬(wàn)英鎊來(lái)完善其他地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境能夠降低城市交通擁堵發(fā)生的頻率。英國(guó)政府之所以采取這樣的措施，是想通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，結(jié)合智能化的管理系統(tǒng)，加強(qiáng)不同地區(qū)之間的聯(lián)系，從整體上提高對(duì)城市的管理水平?！斑B接城市”計(jì)劃的實(shí)施，可以利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用，加強(qiáng)不同管理部門(mén)之間的交流互動(dòng)，進(jìn)一步掌握城市的交通情況。英國(guó)政府還非常重視對(duì)教育方面的改革，經(jīng)過(guò)倫敦教育信息資源管理局的努力，該市的兩千多所學(xué)校都安裝了高速網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。

（1）Inrix交通。2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)期間，Inrix系統(tǒng)的應(yīng)用也在交通管理過(guò)程中發(fā)揮了非常重要的作用。與Inrix系統(tǒng)相連接的應(yīng)用程序能夠?yàn)橛脩?hù)提供及時(shí)的交通信息，讓用戶(hù)在行駛過(guò)程中知道哪些路線出現(xiàn)了擁堵問(wèn)題，使其能夠及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，以下為幾種與Inrix系統(tǒng)連接的應(yīng)用程序。用戶(hù)無(wú)需支付任何費(fèi)用就可下載該軟件。Inrix交通上線后，下載量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同類(lèi)的其他應(yīng)用。該軟件可以對(duì)實(shí)時(shí)的交通運(yùn)輸情況進(jìn)行分析，指引用戶(hù)選擇交通比較順暢的路線，節(jié)約出行時(shí)間。下載了該軟件的iPhone手機(jī)用戶(hù)在駕駛途中，只要用手指點(diǎn)擊兩下，就能以電子郵件或文本的形式將自己到達(dá)目地的準(zhǔn)確時(shí)間發(fā)送給約定的朋友，使雙方能夠在指定時(shí)間相遇。

（2）Inrix旅行收音機(jī)。英國(guó)的大部分司機(jī)習(xí)慣通過(guò)收聽(tīng)商業(yè)廣播電臺(tái)的交通信息，然而，這種面向所有用戶(hù)的信息沒(méi)有針對(duì)性。與其不同的是，Inrix旅行收音機(jī)可以根據(jù)用戶(hù)需求向其播報(bào)運(yùn)輸信息，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于公路、鐵路及航空、船運(yùn)等方面的信息需求。不僅如此，Inrix旅行收音機(jī)還能夠向用戶(hù)提供各個(gè)地區(qū)的最新旅游信息，為用戶(hù)出行提供更多的參考。用戶(hù)需要進(jìn)行的操作非常簡(jiǎn)單，只要安裝Inrix旅行收音機(jī)的程序即可，只要能夠接受信號(hào)，就能通過(guò)收聽(tīng)廣播了解當(dāng)前的交通情況。

1.2 中國(guó)大數(shù)據(jù)交通發(fā)展

1.2.1 西湖城市學(xué)金獎(jiǎng)實(shí)踐

2011年，杭州國(guó)際城市學(xué)研究中心投資建立了“西湖城市學(xué)金獎(jiǎng)”，旨在解決城市問(wèn)題，鼓勵(lì)市民為城市建設(shè)出言獻(xiàn)計(jì)。市民提出的建議涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括人口問(wèn)題、環(huán)境衛(wèi)生、教育、交通問(wèn)題等，到2015年，相關(guān)部門(mén)收到的建議已經(jīng)超過(guò)一萬(wàn)條。每一年在活動(dòng)舉辦期間，研究中心都會(huì)收到很多富有價(jià)值、實(shí)施性很強(qiáng)的意見(jiàn)，連負(fù)責(zé)對(duì)市民意見(jiàn)進(jìn)行評(píng)估的業(yè)內(nèi)人士與城市管理人員都表示認(rèn)同。比如，在2012年該活動(dòng)舉辦期間，評(píng)審人員從市民對(duì)交通問(wèn)題提出的意見(jiàn)中篩選出一百條優(yōu)秀計(jì)策，編輯成《緩解城市交通擁堵問(wèn)題100計(jì)》，最終，有四成的意見(jiàn)被該市交通管理部門(mén)采用并執(zhí)行。對(duì)此，該市交通管理部門(mén)的負(fù)責(zé)人表示，“西湖城市學(xué)金獎(jiǎng)”評(píng)選活動(dòng)確實(shí)有益于城市交通問(wèn)題的改善。在對(duì)市民提出的優(yōu)秀建議做出可行性分析后，交通管理部門(mén)將地鐵換乘優(yōu)惠、錯(cuò)峰限行等政策運(yùn)用到實(shí)踐中，并對(duì)停車(chē)收費(fèi)政策進(jìn)行了調(diào)整。除此之外，活動(dòng)期間，部分市民提出的有關(guān)交通管理與大數(shù)據(jù)應(yīng)用結(jié)合的建議也受到專(zhuān)家好評(píng)，為交通管理部門(mén)所采納。“杭州公共出行”APP受到專(zhuān)家的認(rèn)可，APP上線后，其下載量超過(guò)一萬(wàn)次，被用戶(hù)成為“最實(shí)用的出行神器”。

這款A(yù)PP本來(lái)只限于安卓系統(tǒng)下載，后來(lái)，其研發(fā)人員在原有的基礎(chǔ)上對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí)，使智能手機(jī)用戶(hù)可以連接微信服務(wù)平臺(tái)（如圖1）?！拔骱鞘袑W(xué)金獎(jiǎng)”的設(shè)立能夠匯集廣大人民群眾的智慧，提高杭州城市管理部門(mén)的處理能力，其他城市也可以借鑒這種方法，群策群力，一定能夠緩解各地的城市問(wèn)題，而這也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的范疇。

依據(jù)此例分析，大數(shù)據(jù)在交通管理系統(tǒng)中的作用主要有以下幾方面：

（1）迄今為止，一卡通已經(jīng)在市民的出行中得到了較為廣泛的應(yīng)用，交通部門(mén)可以對(duì)其記錄的出行信息進(jìn)行相應(yīng)的分析與處理，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建系統(tǒng)化的交通模型，對(duì)出現(xiàn)的各種交通問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，提高決策的針對(duì)性，這種方式也屬于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的范疇。

（2）派遣工作人員在指定街區(qū)安裝物聯(lián)網(wǎng)傳感器，對(duì)該路段的客流量及交通情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)整合其他管理系統(tǒng)收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，提高交通管理的智能化水平，能夠?yàn)榻煌ú块T(mén)的決策提供更多的參考信息，提前對(duì)可能出現(xiàn)的交通問(wèn)題做好規(guī)劃，預(yù)警信息，及時(shí)處理問(wèn)題。

（3）利用衛(wèi)星與遙感技術(shù)對(duì)交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，收集有價(jià)值的交通信息，將信息發(fā)送給交通管理部門(mén)，或者提供給配備接收終端的駕駛?cè)藛T，使他們能夠提前安排好出行路線，在前方出現(xiàn)擁堵時(shí)及時(shí)做出反應(yīng)。

（4）在所有出行人員中，出租車(chē)司機(jī)對(duì)交通信息的需求最大。應(yīng)該將城市主要道路的交通數(shù)據(jù)發(fā)送到出租車(chē)內(nèi)配置的信息采集設(shè)備或其他信息終端上，讓出租車(chē)司機(jī)能夠隨時(shí)了解所在區(qū)域的路況信息，當(dāng)數(shù)據(jù)收集積累到一定階段后，就能對(duì)城市的道路交通狀況了如指掌，提前預(yù)知哪一條路線能夠在其行駛過(guò)程中發(fā)生擁堵現(xiàn)象，做出科學(xué)決策。

（5）大部分城市居民都在使用智能手機(jī)，并通過(guò)手機(jī)上安裝的地圖APP來(lái)查詢(xún)相關(guān)信息，這些APP的開(kāi)發(fā)者或經(jīng)營(yíng)商就可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行處理，在此基礎(chǔ)上掌握某個(gè)地區(qū)的客流量、交通信息等，讓用戶(hù)做好出行規(guī)劃。

專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，若交通管理部門(mén)能將其所在城市的車(chē)輛、道路及交通情況掌握在手中，那么，在理想的情況下，該城市的道路通行能力會(huì)提升兩倍之多。從實(shí)踐的角度來(lái)分析，城市管理部門(mén)應(yīng)該采取措施，防止在同一時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)各種問(wèn)題的“大碰撞”，以免加劇問(wèn)題的嚴(yán)重性，努力使城市發(fā)展過(guò)程平穩(wěn)運(yùn)行。

1.2.2 深圳大數(shù)據(jù)交通發(fā)展

2000年，深圳的智能交通指揮中心正式落成，體現(xiàn)出相關(guān)政府部門(mén)對(duì)完善該市信息化建設(shè)的重視。智能交通指揮中心在實(shí)施管理的過(guò)程中，結(jié)合了對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)及其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，除了具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、信息監(jiān)控的功能外，還能發(fā)揮管理及指揮作用。交通運(yùn)輸?shù)男畔⒒ㄔO(shè)能夠直接影響到整體交通管理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，智能交通指揮中心在信息化建設(shè)中扮演著重要的角色，該部門(mén)與智能交通處一起，從宏觀角度上掌握深圳的交通運(yùn)輸情況，整合全部的交通數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)資源共享，實(shí)時(shí)掌握交通情況的變化趨勢(shì)。深圳智能交通行業(yè)協(xié)會(huì)于2007年建立，其目的是為智能交通領(lǐng)域的發(fā)展提供平臺(tái)化的支持，從整體上提高該市交通管理的智能化水平。智能交通指揮中心主要通過(guò)以下方式來(lái)獲取信息：一是安裝在道路上的檢測(cè)裝置，比如閉路電視監(jiān)控；二是相關(guān)工作人員報(bào)告、群眾反映上來(lái)的信息，比如交警在執(zhí)勤期間獲得的信息。2010年，深圳著手開(kāi)展智能交通“1+6”建設(shè)，計(jì)劃在該項(xiàng)目中投入10億元?！?+6”簡(jiǎn)練地概括出此項(xiàng)目包含的各個(gè)建設(shè)部分：“1”是指綜合性資源整合及服務(wù)平臺(tái)，其能夠統(tǒng)一征集各個(gè)交通部門(mén)及相關(guān)管理機(jī)構(gòu)的交通數(shù)據(jù)；“6”是指綜合平臺(tái)將在以下6方面發(fā)揮信息服務(wù)作用：公共出行、交通決策管理、道路交通調(diào)控、交通指揮、交通檢測(cè)以及交通管理決策。深圳致力于在建設(shè)好交通運(yùn)行指揮中心的基礎(chǔ)上向外拓展其分支機(jī)構(gòu)，旨在通過(guò)分支機(jī)構(gòu)獲得更豐富、詳盡的交通信息，拓寬平臺(tái)的服務(wù)范圍，提高大數(shù)據(jù)的利用率，從整體上推動(dòng)該市智能交通體系的發(fā)展。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下中國(guó)大數(shù)據(jù)交通發(fā)展趨勢(shì)

科技改變著人類(lèi)社會(huì)生活的方方面面，進(jìn)入21世紀(jì)后，大數(shù)據(jù)在交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用將為城市交通問(wèn)題的解決發(fā)揮重大的作用[1]。在深入分析城市問(wèn)題的過(guò)程中，一定要發(fā)揮大數(shù)據(jù)的力量，加速新技術(shù)革命的進(jìn)展，從整體上推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步。杭州國(guó)際城市學(xué)研究中心對(duì)世界城市人口增長(zhǎng)情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示：20世紀(jì)中葉，城市人口占總?cè)丝诘谋壤s為十分之三，到2008年，已有一半的人口為城市居民，據(jù)其推測(cè)，到21世紀(jì)中葉，城市人口將占到總?cè)丝谝?guī)模的十分之七。隨著發(fā)展，大多數(shù)人都會(huì)成為城市居民。

大數(shù)據(jù)的發(fā)展及應(yīng)用已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的必然趨勢(shì)。當(dāng)前，我們應(yīng)該做的是，立足于宏觀發(fā)展的角度，對(duì)大數(shù)據(jù)本身以及它在智能交通中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析。大數(shù)據(jù)是否可以稱(chēng)得上是一次徹底的變革，還是僅限于技術(shù)層面上的進(jìn)步與升級(jí)？大數(shù)據(jù)的應(yīng)用離不開(kāi)云計(jì)算。只用一臺(tái)計(jì)算機(jī)是無(wú)法滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)對(duì)信息處理的需求的，普通的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算能力無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算任務(wù)，只有分布式計(jì)算架構(gòu)才能達(dá)到要求。這種算法可以在大量信息中篩選出最有價(jià)值的那一部分，只有云計(jì)算中的分布式數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、分布式處理及虛擬技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。立足于技術(shù)層面的分析角度，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算之間好比是手心與手背的關(guān)系，缺一不可。對(duì)此，業(yè)內(nèi)人士也曾發(fā)表觀點(diǎn)，認(rèn)為只有通過(guò)云計(jì)算才能解決與大數(shù)據(jù)相關(guān)的問(wèn)題。大數(shù)據(jù)使人們的社會(huì)生活與思維模式發(fā)生顛覆性的變化。人們的生活與工作都離不開(kāi)出行活動(dòng)，與其緊密相關(guān)的交通就對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用提出了較高的需求。世界各國(guó)都在致力于促進(jìn)交通安全、解決環(huán)境污染及提高運(yùn)輸效率，我國(guó)也在積極提高交通管理系統(tǒng)的智能化水平，目前，我國(guó)的眾多技術(shù)應(yīng)用都已經(jīng)與國(guó)際接軌。

然而，還有很多交通問(wèn)題亟待解決。立足于宏觀發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，我國(guó)還要提高對(duì)智能交通管理系統(tǒng)的利用率。分析結(jié)果顯示，交通管理部門(mén)的覆蓋范圍還有待拓展，很多收集起來(lái)的信息都得不到及時(shí)的處理與分析，無(wú)法提前預(yù)知交通問(wèn)題的出現(xiàn)，民眾也不能及時(shí)收到預(yù)警信息。因?yàn)椴煌貐^(qū)對(duì)交通管理的重視程度不同，各地交通管理部門(mén)的工作效率及能力也有所區(qū)別。但綜合來(lái)說(shuō)，我國(guó)交通管理系統(tǒng)的智能化水平還需提高，要優(yōu)化資源配置，不僅要加大投資，還要將引進(jìn)的先進(jìn)管理設(shè)備及技術(shù)手段應(yīng)用到實(shí)踐中。還需要改變傳統(tǒng)的思維模式，應(yīng)用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算，不斷挖掘半結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的價(jià)值。

雖然我們已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，但數(shù)字化并不等同于數(shù)據(jù)化，數(shù)字化雖然能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)信息統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用效率的提高，但它不能從根本上改變我們的生活與思維模式。大數(shù)據(jù)則能夠帶來(lái)創(chuàng)新式的應(yīng)用與變化。在傳統(tǒng)的小數(shù)據(jù)模式下，我們注重的是計(jì)算的精準(zhǔn)性，相比之下，大數(shù)據(jù)更加注重從整體上掌握事物的發(fā)展趨勢(shì)；小數(shù)據(jù)注重因果關(guān)系的分析，大數(shù)據(jù)則更加注重事物之間的相關(guān)性，能夠提高非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的利用率，通過(guò)數(shù)據(jù)分析的方式來(lái)處理問(wèn)題，從整體上提高管理水平。大數(shù)據(jù)具有鮮明的全球化特征，能夠加強(qiáng)我國(guó)與西方國(guó)家的聯(lián)系，能夠抓住機(jī)會(huì)，就能縮短我們與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，也不排除會(huì)在特定領(lǐng)域?qū)l(fā)達(dá)國(guó)家甩在身后的可能。

大數(shù)據(jù)是一把雙刃劍，它在帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)也使我們面臨更多的問(wèn)題。其一，我們需要在明確數(shù)據(jù)的屬性、價(jià)值及本質(zhì)的基礎(chǔ)上才能挖掘其價(jià)值；其二，大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)涉及信息安全及隱私保護(hù)問(wèn)題；其三，整合信息資源需要強(qiáng)大的技術(shù)支撐；其四，目前在專(zhuān)業(yè)人才上還存在缺口。

2.1 “大數(shù)據(jù)+交通”顛覆交通服務(wù)

“大數(shù)據(jù)”已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，各國(guó)都期望能夠在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用，推動(dòng)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。美國(guó)專(zhuān)門(mén)組建了“大數(shù)據(jù)高級(jí)指導(dǎo)小組”，推出“大數(shù)據(jù)研發(fā)計(jì)劃”①。我國(guó)北京、上海等一些大城市交通問(wèn)題愈加突出，很多一線城市都面臨嚴(yán)重的交通擁堵問(wèn)題，隨之而來(lái)的還有環(huán)境污染與交通事故頻發(fā)等問(wèn)題，要想改進(jìn)交通問(wèn)題，最重要的就是對(duì)交通管理體系進(jìn)行深入的分析研究。而對(duì)交通管理體系進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)是，要能夠在極短的時(shí)間內(nèi)提取所需的交通信息，目前來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)管理是最適用的解決方式[2]。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生活水平的提高，人們的購(gòu)買(mǎi)能力不斷增強(qiáng)，為了出行方便，越來(lái)越多的城市居民配備了自己的車(chē)輛。這使得城市道路系統(tǒng)原本的平衡難以繼續(xù)維持，而交通需求日益復(fù)雜，之前的管理模式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)，因此一些大城市面臨的交通問(wèn)題日趨嚴(yán)重。將大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用到交通系統(tǒng)中，是對(duì)傳統(tǒng)管理模式的顛覆性創(chuàng)新，也使得公共交通管理體系呈現(xiàn)出全新的面貌，不僅如此，很多傳統(tǒng)方式無(wú)法解決的交通問(wèn)題也可以迎刃而解，因?yàn)椤按髷?shù)據(jù)+交通”有以下特點(diǎn)。

（1）大數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域管理。政府為了提高管理效率，將我國(guó)分成各個(gè)行政區(qū)域。區(qū)域的劃分能夠使各個(gè)地區(qū)在中央統(tǒng)一管轄下進(jìn)行地方的自我管理，也使得各地區(qū)都將關(guān)注重點(diǎn)放在所轄區(qū)域之內(nèi)，這就導(dǎo)致了區(qū)域與區(qū)域之間的交通及其他基礎(chǔ)設(shè)施的管理不是十分到位。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到交通管理體系中，就能夠突破行政區(qū)域的邊界限定，使各個(gè)地區(qū)在遵循相關(guān)原則的基礎(chǔ)上各行其是，提高管理的科學(xué)性。

（2）大數(shù)據(jù)能夠解決信息分散問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。大多數(shù)城市的交通運(yùn)輸管理機(jī)構(gòu)處在不同部門(mén)的管轄之下，相互之間的聯(lián)系不是十分緊密，這就導(dǎo)致管理無(wú)法集中，使交通管理出現(xiàn)信息集成困難、內(nèi)容不夠詳實(shí)等問(wèn)題。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，能夠提高交通信息體系的綜合化管理程度，將所有具備分析價(jià)值的信息進(jìn)行統(tǒng)一收集，提高信息的利用率，完善交通管理體系。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理與分析，能夠?yàn)榻煌▎?wèn)題的解決提供技術(shù)支持，緩解大城市各方面的交通壓力。

（3）大數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)交通信息資源的合理配置。許多地區(qū)的交通管理機(jī)構(gòu)沒(méi)有明確的職務(wù)分配，也有一部分公共交通管理機(jī)構(gòu)存在重復(fù)性分配現(xiàn)象，所以導(dǎo)致資源利用效率不高。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到交通管理體系中，可以為管理人員在制定計(jì)劃時(shí)提供科學(xué)的指導(dǎo)，明確不同交通管理機(jī)構(gòu)的職能擔(dān)當(dāng)，實(shí)現(xiàn)信息資源的合理配置。

（4）大數(shù)據(jù)可以在整合不同發(fā)展方面的基礎(chǔ)上完善交通管理體系。按照以往的發(fā)展方式，為了緩解交通壓力，會(huì)在基礎(chǔ)性建設(shè)中引入更多的資本，增加道路可容納車(chē)輛的規(guī)模，然而，有限的土地資源決定了這種解決方式已經(jīng)不適應(yīng)需求。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以在考慮到相關(guān)制度的基礎(chǔ)上發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將交通管理與信息技術(shù)結(jié)合，使土地資源不再對(duì)交通問(wèn)題的解決形成過(guò)多的限制。

2.2 “大數(shù)據(jù)+交通”模式的優(yōu)勢(shì)

（1）推動(dòng)公共交通高速運(yùn)轉(zhuǎn)。美國(guó)洛杉磯研究所的分析結(jié)果證明，若車(chē)輛運(yùn)營(yíng)效率提高，只需原本16%到54%的車(chē)輛即可完成相當(dāng)水平或者更高水平的運(yùn)輸。英國(guó)的首都城市將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到交通管理體系中，加速了整體交通運(yùn)轉(zhuǎn)。在車(chē)輛要進(jìn)入擁堵街區(qū)時(shí)，駕駛員會(huì)接收到傳感器發(fā)送來(lái)的最佳行車(chē)建議，比如可以在較短時(shí)間內(nèi)幫助車(chē)主安全停車(chē)，能夠在很大程度上降低經(jīng)濟(jì)消耗，節(jié)約時(shí)間。要解決公共交通問(wèn)題，需要在各個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，這時(shí)候就要發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)。大數(shù)據(jù)的計(jì)算工作量會(huì)隨著數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入的數(shù)據(jù)量的增加而減少。當(dāng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)來(lái)管理公共交通的車(chē)輛時(shí)，輸入處理系統(tǒng)的信息增多，其消耗會(huì)降低。這樣的管理模式可以從根本上推動(dòng)公共交通運(yùn)轉(zhuǎn)速度的加快。

（2）提高交通管理體系的智能化水平。大數(shù)據(jù)應(yīng)用具有很強(qiáng)的即時(shí)性特征，當(dāng)用戶(hù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析時(shí)，大數(shù)據(jù)便能夠進(jìn)行智能化操作，將處理結(jié)果以清晰明了的圖形方式展現(xiàn)在用戶(hù)面前，幫助其解決問(wèn)題[3]。交通管理體系的智能化主要通過(guò)以下兩方面表現(xiàn)出來(lái)：一是若某個(gè)街區(qū)出現(xiàn)意外情況，大數(shù)據(jù)應(yīng)用可以及時(shí)進(jìn)行信息的處理，保證交通不會(huì)因此被阻斷。二是大數(shù)據(jù)可以進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，對(duì)公共交通情況進(jìn)行監(jiān)控。即便駕駛員不能在先前預(yù)料到某街區(qū)是否會(huì)發(fā)生交通擁堵問(wèn)題，大數(shù)據(jù)也能為其提供價(jià)值較高的參考。比如，大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以提前對(duì)駕駛者準(zhǔn)備經(jīng)過(guò)的路線進(jìn)行各方面的分析，為其準(zhǔn)備備用解決方案，若該路段發(fā)生擁堵，就可在駕駛途中提前告知。

（3）降低交通運(yùn)輸?shù)某杀鞠摹Ｒ悦绹?guó)新澤西州的交通管理為例，長(zhǎng)期以來(lái)，新澤西州在管理過(guò)程中采用的主要是交通攝錄設(shè)備與路邊傳感器來(lái)傳遞交通信息，然而，有95%的道路信息都不在設(shè)備的監(jiān)控范圍之內(nèi)，且傳感器所花費(fèi)的成本高達(dá)兩萬(wàn)美元。之后，新澤西州應(yīng)用了Inrix系統(tǒng)（屬于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的范疇），該系統(tǒng)由Inrix公司提供，專(zhuān)門(mén)為交通問(wèn)題的解決提供專(zhuān)業(yè)性建議，可以為安裝了其客戶(hù)端的駕駛?cè)藛T提供即時(shí)交通訊息。雖然該系統(tǒng)每年消耗的成本達(dá)到四十五萬(wàn)美元，但總體來(lái)說(shuō)，其處理能力提高了，覆蓋范圍也拓寬，大幅度節(jié)約了人們的時(shí)間與精力。美國(guó)用于房屋的成本消耗居于首位，其次便是交通消耗，雖然美國(guó)的司機(jī)在一年當(dāng)中的絕大部分時(shí)間都不是用在駕駛上，但一年下來(lái)，其花費(fèi)在車(chē)輛上的資金卻高達(dá)八千美元。盡管在交通管理體系中應(yīng)用大數(shù)據(jù)需要消耗一些成本，但立足于長(zhǎng)期發(fā)展的角度，這種方式能夠節(jié)約的資金更多。況且，按照傳統(tǒng)的解決方式，為了完善交通設(shè)施的建設(shè)，增加停車(chē)場(chǎng)的數(shù)量及規(guī)模，一般情況下投入的資金也要超過(guò)一百萬(wàn)美元，但很多城市因?yàn)槌杀鞠奶蠖鴮⒔煌▎?wèn)題的解決一再擱置，大數(shù)據(jù)在交通管理體系中的應(yīng)用，既能夠降低成本消耗，還能從根本上解決城市交通問(wèn)題。

（4）能夠及時(shí)處理大型數(shù)據(jù)。在交通管理體系中應(yīng)用大數(shù)據(jù)之后，就能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。大數(shù)據(jù)在信息處理過(guò)程中應(yīng)用了云計(jì)算及運(yùn)操作系統(tǒng)，既可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理，又能夠?qū)煌ㄐ畔⑦M(jìn)行全天候統(tǒng)計(jì)與分析，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域信息處理。這正是很多城市當(dāng)前面臨的交通難題。據(jù)相關(guān)消息透露，國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）打算構(gòu)建智能管理系統(tǒng)，用于交通管理中，在發(fā)生交通事故及其他意外情況時(shí)，能夠盡快制定出最佳方案指導(dǎo)人們的行動(dòng)。目前，無(wú)論是硬件還是軟件裝備，都能夠?yàn)榇髷?shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用提供足夠的支持。硬件方面，智能手機(jī)與無(wú)線設(shè)備的普遍應(yīng)用為Inrix系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及在交通管理中的實(shí)踐提供了便利；軟件方面，越來(lái)越多的人開(kāi)始使用專(zhuān)業(yè)解決交通問(wèn)題的應(yīng)用程序，比如我們熟知的百度地圖、谷歌地圖等[4]。不少的企業(yè)、高校及政府相關(guān)部門(mén)也支持將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于交通管理體系相結(jié)合。比如，美國(guó)加利福尼亞州的交通管理機(jī)構(gòu)及當(dāng)?shù)卮髮W(xué)中的CCIT（創(chuàng)新運(yùn)輸中心）就在交通信息的管理方面開(kāi)展合作，以便為諸多的白領(lǐng)人士提供便捷的交通信息。此外，諸如蘋(píng)果公司在為用戶(hù)提供交通數(shù)據(jù)時(shí)也應(yīng)用到了大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅涉及到企業(yè)生產(chǎn)，還將觸角延伸至其他領(lǐng)域，除了能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率之外，大數(shù)據(jù)也能為人們的生活帶來(lái)諸多方便。信息通訊技術(shù)水平的提高，使交通運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的信息愈加復(fù)雜，對(duì)于用戶(hù)而言，最重要的就是在海量的信息中尋找到對(duì)自己有價(jià)值的數(shù)據(jù)。不過(guò)，需要注意的是，大數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用是有一定風(fēng)險(xiǎn)的，它在承擔(dān)處理交通信息時(shí)也可能對(duì)用戶(hù)的隱私保護(hù)構(gòu)成威脅。

2.3 “大數(shù)據(jù)+交通”模式的挑戰(zhàn)

（1）如何開(kāi)放公共交通數(shù)據(jù)。智能交通管理系統(tǒng)的發(fā)展水平與數(shù)據(jù)的公開(kāi)化程度息息相關(guān)，但是，西方國(guó)家的大部分城市在交通信息的管理上僅限于私人數(shù)據(jù)庫(kù)，政府相關(guān)管理部門(mén)的作用僅僅是對(duì)私人數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行性能的檢測(cè)及調(diào)整。該信息管理方式的開(kāi)放性較低，無(wú)法挖掘信息的價(jià)值，為了改變這種情況，只能對(duì)交通數(shù)據(jù)實(shí)施開(kāi)放性管理。信息公開(kāi)能夠帶來(lái)諸多便利之處，對(duì)于政府來(lái)說(shuō)，信息公開(kāi)有利于樹(shù)立起良好形象；對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，信息公開(kāi)能夠增加其收益；對(duì)于普通民眾來(lái)說(shuō)，信息公開(kāi)能夠保障其決策參與權(quán)。要提高交通數(shù)據(jù)的利用率，就要提高信息的公開(kāi)化程度。

（2）如何保護(hù)個(gè)人隱私。在深入分析及整合數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上，能夠開(kāi)發(fā)出具有針對(duì)性的應(yīng)用程序，為人們的決策提供參考信息，進(jìn)而產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用使人們能夠更加方便地獲得信息，也使一些用戶(hù)擔(dān)心個(gè)人隱私會(huì)受到侵犯。在傳統(tǒng)模式下，匿名登錄及密鑰的使用使人們的個(gè)人信息不容易泄露。在現(xiàn)代信息社會(huì)下，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用提高了信息的傳遞速度與傳播范圍，在管理過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，就可能導(dǎo)致個(gè)人信息或商業(yè)機(jī)密被非法竊取。比如，某個(gè)用戶(hù)的地理位置、日常行蹤等。若用戶(hù)意識(shí)到自己的個(gè)人信息安全得不到保障，就會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)的普及產(chǎn)生心理上的排斥。

（3）如何存取交通數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與征集提出了較高的要求，然而，很多地區(qū)在統(tǒng)計(jì)車(chē)輛數(shù)目時(shí)，習(xí)慣于將數(shù)據(jù)信息保存成像PDF這樣的靜態(tài)格式，這種格式對(duì)智能設(shè)備的自動(dòng)化檢索造成了很大的阻礙，只能由專(zhuān)門(mén)的工作人員來(lái)完成信息查詢(xún)?nèi)蝿?wù)，無(wú)法發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用。能夠利用智能手機(jī)、傳感器等設(shè)備，對(duì)實(shí)時(shí)的交通數(shù)據(jù)及相關(guān)信息資源進(jìn)行整合與分析才是交通數(shù)據(jù)物聯(lián)化的體現(xiàn)。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下我國(guó)大數(shù)據(jù)交通發(fā)展建議

3.1 幫助居民獲得交通大數(shù)據(jù)

（1）居民乘車(chē)時(shí)使用的一卡通。北京的交通管理機(jī)構(gòu)中設(shè)有專(zhuān)門(mén)的管理系統(tǒng)，能夠?qū)σ惶熘畠?nèi)地鐵中的人流量進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，也可以提取用戶(hù)的出行路線，除此之外，使用一卡通乘坐公交車(chē)的人流量也能夠進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，雖然也有一部分用戶(hù)在乘坐公交車(chē)時(shí)使用現(xiàn)金，但專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)部門(mén)可以按照比例統(tǒng)計(jì)出一天之內(nèi)乘坐公交車(chē)的人數(shù)。到目前為止，NFC近場(chǎng)支付功能的應(yīng)用在我國(guó)還未普及開(kāi)來(lái)，若隨著科技的發(fā)展，我們也可以實(shí)現(xiàn)NFC支付功能的普及，則居民的出行規(guī)模及相關(guān)信息可以更加精準(zhǔn)地掌握在交通管理部門(mén)的手中。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)輸車(chē)輛。自2014年7月起，開(kāi)始施行《道路運(yùn)輸車(chē)輛動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理辦法》，該法案中對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛的監(jiān)督進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)④?chē)輛的運(yùn)行情況上傳到全球定位衛(wèi)星，相關(guān)部門(mén)就能夠?qū)?chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（3）車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，使交通部門(mén)能夠方便地統(tǒng)計(jì)車(chē)輛的出行規(guī)模，并在此基礎(chǔ)上推算出全部車(chē)輛的出行狀況。

（4）道路視頻監(jiān)控。為了掌握交通運(yùn)輸情況，政府拿出大量投資用于相關(guān)設(shè)施的建設(shè)及維護(hù)。在重慶，一天之內(nèi)有大約50T的數(shù)據(jù)都由高速公路視頻監(jiān)控捕獲，再比如，廣州一天之內(nèi)捕獲的交通運(yùn)輸信息記錄達(dá)到十幾億，其數(shù)據(jù)規(guī)模在220GB左右。交通運(yùn)輸部應(yīng)用道路視頻監(jiān)控，確實(shí)能夠拓展其監(jiān)控范圍，獲得更多的交通信息。

3.2 幫助企業(yè)應(yīng)用交通大數(shù)據(jù)

在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用過(guò)程中，一方面要進(jìn)行信息統(tǒng)計(jì)，另外一方面還要利用技術(shù)手段對(duì)搜集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，而交通部的分析技術(shù)還有待提高，在其與百度合作的過(guò)程中，就能夠憑借百度的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從海量的信息中提取出對(duì)自己最有價(jià)值的部分。

（1）智能公交調(diào)度。我國(guó)大部分一線城市都已實(shí)現(xiàn)了公交智能化，這種手段也是交通部對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用較早的體現(xiàn)。在運(yùn)用全球定位系統(tǒng)技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及3G通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崟r(shí)掌握運(yùn)行車(chē)輛的情況，對(duì)公交車(chē)的線路、車(chē)輛進(jìn)行調(diào)度，優(yōu)化資源配置，而且也能緩解交通擁堵。智能公交調(diào)度技術(shù)正在逐漸變得普及，我國(guó)的很多城市都在著手建設(shè)公交智能調(diào)度中心。

（2）在交通規(guī)劃及決策中參考大數(shù)據(jù)信息。在制定交通規(guī)劃的過(guò)程中，交通起止點(diǎn)調(diào)查必不可少，為此，在沒(méi)有應(yīng)用大數(shù)據(jù)之前，要委派大量工作者進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。一卡通普遍應(yīng)用之后，交通部能夠方便地掌握各方面的出行信息，除了明確客流量之外，還能獲知車(chē)輛擁堵時(shí)間，據(jù)此來(lái)改進(jìn)公交線路，從整體上完善城市的公交系統(tǒng)。

（3）評(píng)估駕駛員。掌握駕駛員的出行路線、駕駛過(guò)程中的各方面表現(xiàn)，以此來(lái)對(duì)駕駛員做出評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果傳送給交通管理機(jī)構(gòu)及運(yùn)輸公司，為其招聘人才提供參考，也可以將評(píng)估結(jié)果作為安全教育的樣例。

（4）預(yù)測(cè)群體出行情況。

百度地圖可以預(yù)知一個(gè)城市14天之后能夠達(dá)到的人口數(shù)量，加上其他信息，就能夠?qū)θ后w出行的總體情況進(jìn)行推算，提前得知什么時(shí)候?yàn)槌鲂懈叻?、哪條路線可能出現(xiàn)擁堵等，為出行車(chē)輛的調(diào)度提供參考依據(jù)。站在用戶(hù)個(gè)人的角度來(lái)分析，提前掌握了群體出行情況之后，用戶(hù)在出行時(shí)也會(huì)更加方便，可以避開(kāi)高峰期與擁堵的街區(qū)，節(jié)省用戶(hù)的出行時(shí)間，并可提前設(shè)置路線。

3.3 幫助政府推進(jìn)交通大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，政府在制定宏觀規(guī)劃與整體建設(shè)時(shí)也已經(jīng)離不開(kāi)大數(shù)據(jù)的作用。在現(xiàn)代信息社會(huì)下，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅能夠挖掘更多的商業(yè)價(jià)值，對(duì)企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生影響，還能使人們的社會(huì)生活發(fā)生變化。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)不斷普及的今天，交通運(yùn)輸領(lǐng)域征集到的數(shù)據(jù)愈加豐富，在這種情況下，最重要的就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，滿(mǎn)足用戶(hù)的多樣化信息需求。大數(shù)據(jù)管理并非沒(méi)有難度，管理部門(mén)既要根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析，又要在盡可能保護(hù)好個(gè)人信息安全的基礎(chǔ)上去開(kāi)發(fā)交通數(shù)據(jù)的價(jià)值?？傊胪ㄟ^(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用打造綜合性的公共交通管理體系，還要在交通信息的獲取及分析方面做更深入的研究，要掌握建設(shè)智能交通系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，并分析用戶(hù)界面的調(diào)整及改進(jìn)工作[5]。2014年交通運(yùn)輸部與百度公司達(dá)成合作關(guān)系，體現(xiàn)出我國(guó)政府對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重視程度與大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要性。身處科技不斷進(jìn)步的信息社會(huì)，政府也在謀求自身的發(fā)展與創(chuàng)新。從中可以得出的結(jié)論是，無(wú)論是人們的日常生活，還是國(guó)家的整體發(fā)展，都受到互聯(lián)網(wǎng)的巨大影響，除了交通管理中對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，微博問(wèn)政就是一個(gè)很好的例子，信息的公開(kāi)化在互聯(lián)網(wǎng)的作用下不斷提高，政府職能的具體內(nèi)涵也會(huì)隨之發(fā)生改變。

（1）廣泛開(kāi)放公共交通數(shù)據(jù)。雖然大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中整合了眾多信息資源，但真正能夠用到的并不多。比如，交通管理部門(mén)每天都會(huì)征集大量交通數(shù)據(jù)，但相關(guān)人員不懂得怎樣進(jìn)行信息的選取與過(guò)濾。交通數(shù)據(jù)的開(kāi)放，能夠加強(qiáng)政府部門(mén)與企業(yè)或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)之間的合作，能夠彌補(bǔ)交通管理部門(mén)在專(zhuān)業(yè)人才方面的短缺，可以為管理部門(mén)提供技術(shù)支持，滿(mǎn)足不同群體對(duì)交通信息的個(gè)性化需求。交通管理部門(mén)要提高其信息的開(kāi)放性，可以通過(guò)運(yùn)營(yíng)像Transportation Information Group這一類(lèi)的網(wǎng)站來(lái)為用戶(hù)提供信息服務(wù)，還要保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式的多樣化，便于系統(tǒng)自動(dòng)檢索與識(shí)別。為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)分析工具，滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。政府相關(guān)部門(mén)應(yīng)該鼓勵(lì)用戶(hù)參與交通信息的共享，當(dāng)然，要在這個(gè)過(guò)程中確保用戶(hù)的合法權(quán)益不會(huì)受到侵害。這樣一來(lái)，政府部門(mén)就能與企業(yè)及用戶(hù)群體達(dá)成合作關(guān)系，開(kāi)發(fā)商可以通過(guò)提供信息服務(wù)來(lái)獲取更多的利潤(rùn)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也能為城市發(fā)展帶來(lái)更多的活力。

（2）保護(hù)個(gè)人私密信息。在大數(shù)據(jù)時(shí)代中，為了加強(qiáng)對(duì)個(gè)人隱私的保護(hù)，政府需要完善相關(guān)法律的建設(shè)，對(duì)數(shù)據(jù)的性質(zhì)、傳播范圍、傳播過(guò)程中需要遵守的原則，以及其應(yīng)用目的給出明確的界定。為了確保信息的安全性，交通管理部門(mén)還應(yīng)保證相關(guān)制度的實(shí)施，要進(jìn)行數(shù)據(jù)安全教育知識(shí)的普及，讓用戶(hù)能夠依法保障自己的權(quán)益。無(wú)論是對(duì)數(shù)據(jù)資源的開(kāi)發(fā)還是保護(hù)，都要采取適度原則，在這方面，交通管理部門(mén)應(yīng)該努力做到，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中不會(huì)危及到個(gè)人的信息安全，既要為企業(yè)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的商業(yè)價(jià)值提供便利，又要考慮到對(duì)公民個(gè)人私密信息的保護(hù)。為了減少用戶(hù)對(duì)個(gè)人信息安全問(wèn)題的擔(dān)憂(yōu)，應(yīng)該由公民個(gè)人決定自己的私人信息是否可以公開(kāi)，以及哪些個(gè)人數(shù)據(jù)能夠被開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)開(kāi)放商的服務(wù)方式也要進(jìn)行調(diào)整，只有在當(dāng)事人知情且同意時(shí)，才能向用戶(hù)發(fā)送其指定的信息服務(wù)。

（3）提高交通數(shù)據(jù)存取的多樣性。在交通數(shù)據(jù)的數(shù)字化建設(shè)方面加大投資，增加數(shù)據(jù)存取格式的多樣性，節(jié)約交通管理部門(mén)在這方面的人力資源消耗，方便對(duì)數(shù)據(jù)的深入研究。要使不同用戶(hù)的信息需求得到滿(mǎn)足，就要征集各方面的交通信息，在提高交通數(shù)據(jù)的數(shù)字化存儲(chǔ)還要將篩選出的核心數(shù)據(jù)以紙質(zhì)資料的形式存儲(chǔ)在案，采取信息共享的方式，使交通管理部門(mén)獲取更多的交通數(shù)據(jù)。還可以通過(guò)用戶(hù)自動(dòng)收發(fā)交通數(shù)據(jù)的方式，推動(dòng)信息共享，從整體上提高公共交通的智能化水平。

篇(6)

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧地球；創(chuàng)新能力；科研能力

0、引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在世界范圍內(nèi)被關(guān)注才只有十幾年時(shí)間，而引起重視并獲得快速發(fā)展也只是近幾年的事情，卻已經(jīng)開(kāi)始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑、醫(yī)療、空問(wèn)和海洋探索等領(lǐng)域投入應(yīng)用。隨著教育部批準(zhǔn)各高校開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程以來(lái)，國(guó)內(nèi)具有一定教學(xué)和科研基礎(chǔ)的高校陸續(xù)響應(yīng)，積極投入師資力量和硬件資源。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)屬于計(jì)算機(jī)、通信、電子等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，各院校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)基本是培養(yǎng)具有多領(lǐng)域基礎(chǔ)理論知識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才。

根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以應(yīng)用為先導(dǎo)的特點(diǎn)，大部分高校在注重物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)體系架構(gòu)的同時(shí)，還加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)為我國(guó)工業(yè)化和信息化融合、為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的高層次、高素質(zhì)的復(fù)合型和創(chuàng)新型技術(shù)人才。顯然，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用使得社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才素質(zhì)的要求逐步提高。面對(duì)21世紀(jì)信息化時(shí)代的挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)面向廣大應(yīng)用市場(chǎng)需求的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才和科研人才，成為現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)教育領(lǐng)域的一項(xiàng)研究課題。

1、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)可以概括為c3sd，即建立在傳感網(wǎng)絡(luò)fsensor network）之上的通訊（communication）、計(jì)算（computation）、控制（control）、數(shù)據(jù)海（data ocean）集成的架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)由通訊系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和數(shù)據(jù)海5大技術(shù)系統(tǒng)支撐。

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐課程必須是以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)和技術(shù)開(kāi)發(fā)。相應(yīng)地，我們?cè)趯W(xué)生培養(yǎng)的不同時(shí)期設(shè)置不同的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程，使學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)和運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)5大技術(shù)的不同層次的開(kāi)發(fā)和集成應(yīng)用，具有較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用和工程實(shí)踐能力，能夠從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理和維護(hù)等相關(guān)工作。

2、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式

以物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的需求為引導(dǎo)，學(xué)生針對(duì)不同的應(yīng)用方向和已有物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新鞏固已有的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，形成將理論學(xué)習(xí)與運(yùn)用創(chuàng)新相結(jié)合的良性循環(huán)，在注重物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)體系架構(gòu)的同時(shí)，也加強(qiáng)對(duì)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方式的側(cè)重點(diǎn)在于全方位的計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而不局限于單一行業(yè)的知識(shí)運(yùn)用需求。區(qū)別于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)更加注重學(xué)生的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用實(shí)踐能力培養(yǎng)，將計(jì)算機(jī)知識(shí)如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)等運(yùn)用到物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中，通過(guò)數(shù)據(jù)處理、算法分析、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)。

學(xué)生可以通過(guò)算法和理論進(jìn)一步理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理，尤其是通過(guò)相關(guān)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)（傳感器原理及應(yīng)用、reid原理及應(yīng)用、傳感器網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理與智能決策、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)控制、物聯(lián)網(wǎng)信息安全等）進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)理論和方法相關(guān)課程的創(chuàng)新思維培養(yǎng)，達(dá)到創(chuàng)新性學(xué)習(xí)。

2.2 以工程應(yīng)用需求作為創(chuàng)新性培養(yǎng)方向

基于工程應(yīng)用需求的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)模式建立在市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生有較高的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展洞察力、解決特殊問(wèn)題的創(chuàng)新能力等要求基礎(chǔ)上。學(xué)生需要結(jié)合自身專(zhuān)業(yè)特色對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用需求進(jìn)行深入分析，找到切入物聯(lián)網(wǎng)的興趣點(diǎn)，將物聯(lián)網(wǎng)理論和技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中，如智能交通、智能倉(cāng)儲(chǔ)，進(jìn)入運(yùn)用理論解決問(wèn)題以及利用問(wèn)題促進(jìn)理論創(chuàng)新的良性循環(huán)。

將計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)理論和工程應(yīng)用相結(jié)合，為物聯(lián)網(wǎng)理論創(chuàng)新性教學(xué)提供了一個(gè)方向。目前，計(jì)算機(jī)學(xué)院已建設(shè)智能交通、智能倉(cāng)儲(chǔ)等實(shí)訓(xùn)綜合平臺(tái)，基于工程應(yīng)用需求不斷更新和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐能力鍛煉，采用項(xiàng)目案例庫(kù)的方式培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)能力和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力。

2.3 以學(xué)生為中心的自主創(chuàng)新

在培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)

學(xué)生創(chuàng)新能力的過(guò)程中，我們更需要注重學(xué)生的自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)，允許學(xué)生自主選題并自主研究，將自身興趣、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和研究方向緊密結(jié)合，尊重學(xué)生的思想獨(dú)立性，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)和自身的興趣愛(ài)好，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具體應(yīng)用，選擇自主研究領(lǐng)域。同時(shí)，為學(xué)生提供開(kāi)發(fā)資源如開(kāi)發(fā)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、rfid+gps物流管理系統(tǒng)（利用rfid技術(shù)、gps定位技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等搭建物流管理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)）等，讓學(xué)生從實(shí)際應(yīng)用中體會(huì)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方向開(kāi)展具體的研究并不斷創(chuàng)新。

在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從計(jì)算機(jī)技術(shù)的角度思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生從計(jì)算系統(tǒng)以外的角度進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新，將計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)與實(shí)際的工程運(yùn)用需求相結(jié)合，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

3、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才自主科研能力培養(yǎng)方式

篇(7)

關(guān)鍵詞： 信息物理融合系統(tǒng)； 體系結(jié)構(gòu)； 智慧工廠； 卷煙

中圖分類(lèi)號(hào)： TN98?34； TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）05?0151?04

Abstract： The concept， basic function and characteristics of the cyber?physical system （CPS） are analyzed. According the practical situation of the factory， a five?layer architecture of CPS is proposed， including the perception layer， network layer， semantic information layer， model computing layer and service agent layer. The key technology and structure of each layer were designed in detail. It is proved that the architecture conforms with the informatization level and application status of the factory with an application example of the cigarette factory， and plays a basic supporting function for the construction of the smart factory.

Keywords： cyber?physical system； architecture； smart factory； cigarette

0 引 言

信息物理融合系統(tǒng)（Cyber?Physical System，CPS）是最近幾年出現(xiàn)的一個(gè)新概念，是指計(jì)算和物理要素之間緊密結(jié)合與協(xié)作的系統(tǒng)[1]。有文獻(xiàn)指出，CPS的影響將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越20世紀(jì)的IT革命，就像Internet改變了人與人交互的方式一樣，CPS的出現(xiàn)將改變?nèi)伺c物理世界交互的方式[2]。CPS一經(jīng)出現(xiàn)便立即引起各國(guó)的重視。美國(guó)2007年的研究中便將CPS列入重要領(lǐng)域[3]，德國(guó)將CPS作為工業(yè)4.0的核心技術(shù)之一[4]。我國(guó)863技術(shù)也于2010年開(kāi)展CPS的相關(guān)研究[3]。

CPS的落地應(yīng)用與研究是按行業(yè)開(kāi)展的，具有明顯的領(lǐng)域相關(guān)（Domain?Specific）特征[3]。文獻(xiàn)[5]描述了CPS在電力領(lǐng)域的應(yīng)用，文獻(xiàn)[6]描述了CPS在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，文獻(xiàn)[7]描述了CPS在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，文獻(xiàn)[8]描述了CPS在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，但其在制造領(lǐng)域的應(yīng)用研究較為少見(jiàn)。

本文對(duì)CPS體系結(jié)構(gòu)和適用于智慧工廠的系統(tǒng)特性進(jìn)行研究與分析，給出了CPS五層體系結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)，并應(yīng)用于實(shí)際案例。

1 CPS概述

1.1 CPS定義

CPS是通過(guò)計(jì)算（Computation）、通信（Communication）與控制（Control）技術(shù)的有機(jī)深度融合，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源與物理資源緊密結(jié)合與協(xié)調(diào)的下一代智能系統(tǒng)。在微觀上，CPS通過(guò)在物理系統(tǒng)中嵌入計(jì)算與通信內(nèi)核實(shí)現(xiàn)計(jì)算進(jìn)程與物理進(jìn)程的一體化。計(jì)算進(jìn)程與物理進(jìn)程通過(guò)反饋循環(huán)方式相互影響，實(shí)現(xiàn)嵌入式計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)對(duì)物理進(jìn)程可靠、實(shí)時(shí)和高效的監(jiān)測(cè)、協(xié)調(diào)與控制。在宏觀上，CPS是由運(yùn)行在不同時(shí)間和空間范圍的分布式、異步的異構(gòu)系統(tǒng)組成的動(dòng)態(tài)混合系統(tǒng)，包括感知、決策和控制等各種不同類(lèi)型的資源和可編程組件。各個(gè)子系統(tǒng)之間通過(guò)有線或無(wú)線通信技術(shù)，依托網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施相互協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理與工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)、精確的動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)[3]。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)展智能化設(shè)備研究及開(kāi)發(fā)多采用微觀描述，而對(duì)諸如生產(chǎn)、交通這樣的系統(tǒng)性工程多采用宏觀描述。

1.2 CPS在智慧工廠中的地位

基于工業(yè)4.0的智慧工廠是以全面感知的CPS系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)建，如圖1所示。CPS將融合物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)網(wǎng)，是智慧工廠的基礎(chǔ)及核心技術(shù)之一。文獻(xiàn)[9]給出了智慧工廠實(shí)現(xiàn)的五大關(guān)鍵因素，但同時(shí)指出最為基本的是建立在CPS之上。

1.3 智慧工廠環(huán)境下CPS特性要求

智慧工廠是數(shù)字化工廠之后新一代的制造模式，包括多種核心特征，具體如下：

智慧工廠的異構(gòu)性：智慧工廠將包括多種控制系統(tǒng)、智能裝備和傳感設(shè)備。作為智慧工廠基礎(chǔ)的CPS應(yīng)當(dāng)采用開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，集成許多功能與結(jié)構(gòu)各異的子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間通過(guò)有線或無(wú)線的通信方式相互協(xié)調(diào)工作。

智慧工廠的實(shí)時(shí)性：智慧工廠必須對(duì)工廠實(shí)時(shí)的事件做出正確、合理的反應(yīng)。要求CPS系統(tǒng)基于事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，具有強(qiáng)實(shí)時(shí)特征和時(shí)間全局一致性。

智慧工S的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)是新一代工廠區(qū)別于傳統(tǒng)工廠的本質(zhì)特征。要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0提出的三個(gè)維度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)流程，在底層落地需要CPS體現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的特征要求。

智慧工廠的模型驅(qū)動(dòng)：工廠數(shù)字模型是智慧工廠數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)在動(dòng)力，體現(xiàn)物理模型、邏輯模型、資源模型等相關(guān)內(nèi)容。CPS也必須是該模型的承載平臺(tái)和運(yùn)行環(huán)境，要求具備全局一致的虛擬模型。

智慧工廠的工業(yè)特征：作為制造工廠，現(xiàn)實(shí)要求的高度安全性、高度可靠性、領(lǐng)域相關(guān)性都是對(duì)CPS的要求。

2 CPS體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 CPS體系結(jié)構(gòu)

CPS體系結(jié)構(gòu)是CPS的核心技術(shù)，是CPS的骨架和基礎(chǔ)。文獻(xiàn)[10]給出一套CPS結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，并將其應(yīng)用在智能交通領(lǐng)域。分析認(rèn)為，這種層次結(jié)構(gòu)表達(dá)的概念是清晰的，但過(guò)于粗略，細(xì)節(jié)描述不夠，不利于后期的實(shí)施。本文在結(jié)合國(guó)內(nèi)外大量研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合制造工廠的實(shí)際情況，提出一套符合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的五層CPS體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

2.2 泛在感知層

泛在感知層是實(shí)現(xiàn)深度嵌入到制造全流程而設(shè)計(jì)的，通過(guò)感知節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)典型的感知節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括軟件、硬件兩大部分。其中硬件包括與物理對(duì)象相一致的傳感器、執(zhí)行單元和對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置。軟件包括傳感器數(shù)據(jù)處理模塊、執(zhí)行單元的控制模塊，節(jié)點(diǎn)自身的計(jì)算模塊（包括緩存、地址管理等功能），以及與網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行通信的模塊。一個(gè)感知節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)還包括一個(gè)能夠全局同步的本地時(shí)鐘，滿(mǎn)足CPS所要求的時(shí)間一致性。

針對(duì)工廠的物理對(duì)象，感知節(jié)點(diǎn)需實(shí)現(xiàn) “人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)、時(shí)間、空間”等物理要素的數(shù)字化感知。

人：采用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，結(jié)合RFID，NFC等近場(chǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的對(duì)接。

機(jī)：設(shè)備采用統(tǒng)一的資產(chǎn)代碼，主要是利用二維碼和RFID電子標(biāo)簽。

料：針對(duì)連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程，采用溫度計(jì)、水分儀、皮帶秤表征物料特性。

法：結(jié)合生產(chǎn)規(guī)范要求，建立各個(gè)工序的工藝采集點(diǎn)，建設(shè)車(chē)間集控系統(tǒng)為超級(jí)節(jié)點(diǎn)。

環(huán)：采用無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)，如Zigbee協(xié)議、WiFi協(xié)議實(shí)現(xiàn)全廠動(dòng)能及環(huán)境的采集與計(jì)量。

測(cè)：構(gòu)建超級(jí)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集、綜合測(cè)試臺(tái)數(shù)據(jù)采集。

時(shí)間：建立全廠統(tǒng)一的時(shí)間服務(wù)器，同步各個(gè)采集點(diǎn)的時(shí)鐘。

空間：建立全廠采集點(diǎn)地址及命名字典。有條件的工廠建議采用IPv6協(xié)議。

2.3 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層

CPS的異構(gòu)性包括網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)及應(yīng)用的異構(gòu)?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)層將泛在感知層的大量異構(gòu)感知節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，并支持感知節(jié)點(diǎn)之間的互操作，支持M2M（設(shè)備到設(shè)備）的通信。當(dāng)前工廠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，絕大多數(shù)采用TCP作為傳輸層通信協(xié)議。但眾所周知，TCP協(xié)議是一個(gè)非實(shí)時(shí)的協(xié)議，需要在語(yǔ)義信息層實(shí)現(xiàn)自定義的會(huì)話協(xié)議，或針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采用UDP協(xié)議。

2.4 語(yǔ)義信息層

CPS是以數(shù)據(jù)為中心，工廠的數(shù)據(jù)分為測(cè)量數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)單據(jù)數(shù)據(jù)。對(duì)于實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，采用OPC統(tǒng)一架構(gòu)（OPC?UA）協(xié)議作為語(yǔ)義層協(xié)議。對(duì)于業(yè)務(wù)單據(jù)數(shù)據(jù)，采用自定義XML結(jié)構(gòu)描述。XML文檔的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)完全分離、互操作性強(qiáng)、規(guī)范統(tǒng)一、支持多種編碼及可擴(kuò)展性的特點(diǎn)[11]。

工廠生產(chǎn)信息模型符合ISA95標(biāo)準(zhǔn)給出描述[12]，只是在實(shí)例化過(guò)程中增加具體生產(chǎn)工廠的特殊屬性。圖4所示為針對(duì)一般工廠抽象形成的核心生產(chǎn)信息模型，包括生產(chǎn)能力模型、產(chǎn)品定義模型、生產(chǎn)信息模型。該模型將實(shí)現(xiàn)全局一致性的視圖，支持MES系統(tǒng)、MES系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)的集成、MES系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的集成（智慧工廠的三個(gè)集成）。通過(guò)該模型使CPS成為以數(shù)據(jù)為中心的系統(tǒng)。

2.5 模型計(jì)算層

物理與信息的融合過(guò)程，核心是通過(guò)在CPS系統(tǒng)中嵌入物理對(duì)象的模型來(lái)實(shí)現(xiàn)（有些研究稱(chēng)之為數(shù)字孿生體）。這個(gè)模型包括物理設(shè)備對(duì)象模型（物理模型）以及物理設(shè)備對(duì)象在生產(chǎn)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的服務(wù)邏輯模型構(gòu)成。模型計(jì)算層除了管理這兩大模型之外，還包括一個(gè)高可靠的模型引擎，實(shí)現(xiàn)CPS特性給出的事件驅(qū)動(dòng)要求，如圖5所示。

物理模型：工廠設(shè)備一般組織成分層形式，包括工廠（Plant）、車(chē)間（Area）、工段（Cell）、設(shè)備（Unit）四個(gè)層次[12]，這是一個(gè)面向?qū)ο蟮哪Ｐ蛶?kù)。每個(gè)層次的設(shè)備對(duì)象中嵌入感知節(jié)點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的感知數(shù)據(jù)。

邏輯模型：邏輯模型是表征物理模型在生產(chǎn)過(guò)程中提供的服務(wù)以及制造過(guò)程的核心流程管控，包括生產(chǎn)操作模型、質(zhì)量管理模型、維護(hù)操作模型、庫(kù)存操作模型[10]。

模型引擎：模型引擎是一個(gè)基于SOA架構(gòu)的計(jì)算環(huán)境，包括運(yùn)行服務(wù)管理、流程引擎、安全管理、服務(wù)管理、服務(wù)及接口協(xié)議、物理模型管理。

2.6 服務(wù)層

CPS與智慧工廠服務(wù)網(wǎng)之間的連接是通過(guò)制造服務(wù)層實(shí)現(xiàn)的，這是一個(gè)典型的SOA與多Agent環(huán)境。同時(shí)，該層也實(shí)現(xiàn)CPS與異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)之間的連接。

工業(yè)4.0背景下智慧工廠的業(yè)務(wù)應(yīng)用將呈現(xiàn)App化的特征。一個(gè)典型的App將滿(mǎn)足工廠管理的某一個(gè)領(lǐng)域的功能要求。但這些單一業(yè)務(wù)需要流程的集成，共同實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)品為中心的某一特定的生產(chǎn)任務(wù)，比如生產(chǎn)換模過(guò)程。每一個(gè)App通過(guò)它的服務(wù)接入到CPS模型引擎中，如圖6所示。模型引擎具有一個(gè)Agent容器管理功能，實(shí)現(xiàn)Agent服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、變更及有效性檢驗(yàn)，符合CPS高度自主性的特性。

3 典型應(yīng)用

卷煙工業(yè)企業(yè)在整體制造業(yè)信息化中具有較高水平。寧波卷煙廠在全行業(yè)較早開(kāi)展信息化建設(shè)，基本完成了數(shù)字工廠建設(shè)[13]。通過(guò)分析智慧工廠的核心要求，明確智慧工廠建設(shè)的核心是在工廠導(dǎo)入CPS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)網(wǎng)的融合?；贑PS系統(tǒng)，重新構(gòu)建工廠一體化核心數(shù)據(jù)平臺(tái)，重新梳理三項(xiàng)集成（工廠與集團(tuán)的集成、研發(fā)與生產(chǎn)的集成、制造與服務(wù)的集成）。寧波卷煙廠CPS實(shí)施技術(shù)路線如圖7所示。

工廠利用新引進(jìn)設(shè)備的機(jī)會(huì)，完成了智慧工廠所需的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境建設(shè)。自動(dòng)化系統(tǒng)采用OPC?UA協(xié)議共享CPS全局一致的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)智慧工廠的業(yè)務(wù)要求增加少量的o線感知節(jié)點(diǎn)，主要應(yīng)用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。在建模及模型引擎方面，采用西門(mén)子公司的Simatic IT建模平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模型在線運(yùn)行。而服務(wù)則采用工廠已建成的SOA總線平臺(tái)（IBM產(chǎn)品Message Broker）實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)與服務(wù)組件的集成。服務(wù)集成所用的協(xié)議為廣泛采用的WebServices標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)優(yōu)化及完善以MES系統(tǒng)為核心的工廠應(yīng)用系統(tǒng)，完善App形式的業(yè)務(wù)管理功能。

基于CPS的生產(chǎn)信息監(jiān)控界面如圖8所示。通過(guò)導(dǎo)入CPS系統(tǒng)，一是實(shí)現(xiàn)了全局一致的核心數(shù)據(jù)庫(kù)；二是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的對(duì)象模型，建立透明工廠；三是邏輯模型支持生產(chǎn)管控流程的靈活修改，提高生產(chǎn)柔性；四是生產(chǎn)服務(wù)化，實(shí)現(xiàn)即插即用；五是實(shí)現(xiàn)控制層與管理層的深度融合，提升管理精細(xì)化水平。

4 結(jié) 語(yǔ)

CPS是智慧工廠的核心技術(shù)。本文從CPS國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合CPS的基本功能及特性要求，提出一種應(yīng)用于工廠的五層CPS體系結(jié)構(gòu)，包括泛在感知層、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層、語(yǔ)義信息層、模型計(jì)算層、服務(wù)層。該體系自下而上實(shí)現(xiàn)了物理對(duì)象、生產(chǎn)信息、生產(chǎn)對(duì)象模型以及服務(wù)模型的抽象。最后，本文給出了一個(gè)卷煙工廠的實(shí)施案例，列出了每一層所采用的技術(shù)路線。應(yīng)用案例表明，本文提出的五層CPS體系結(jié)構(gòu)符合卷煙工廠的信息化水平及應(yīng)用需求，對(duì)智慧卷煙工廠的建設(shè)能起到基礎(chǔ)性支撐。

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