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傅鹏:城市智能交通规划中物联网应用

9月6日,由广东省智能交通协会和赛文交通网联合主办,高新兴特别支持的“物联网+交通融合”创新发展论坛在珠海召开

9月6日,由广东省智能交通协会和赛文交通网联合主办,高新兴特别支持的“物联网+交通融合”创新发展论坛在珠海召开。

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广东省电信规划设计院有限公司智慧城市总工程师傅鹏博士发表了《连接-渗透-变革:城市智能交通规划中的物联网应用思考》主题演讲,提出了物联网不是简单的传感器网络应用,而是互联网革命的深度发展,是跨行业务、技术之间的深度渗透,是推动智能交通行业发展、技术演进的革命性动力。

以下为傅鹏演讲全文,经赛文交通网编辑整理: 

连接——渗透——变革,包含三层含义,首先物联网解决了刻画城市交通运行状态的物理连接问题,其次对交通行业管理、交通商业模式、交通产业发展产生了深度渗透,最终推动整个行业出现裂变和变革。

连接—物联网在智能交通领域的应用

智能交通从出现到发展经历了三个阶段,第一阶段是传统的机电一体化时代。

传感器网络是物联网的前身,传感器网络大规模应用部署在学术界公开认定时间是90年的海湾战争,用于描述战场的地形地貌和整体环境,为巡航导弹提供精准定位。第一个阶段主要是一些机电设备的安装使用,重点解决的是一个交叉路口或者是一条道路交通组织优化的问题。

第二阶段是信息化阶段。这个阶段主要是采用了各种各样的技术手段实现了信息收集,以至于信息处理和应用发布。这个阶段视角突出,可以逐步实现区域级的城市交通网络管理与组织优化。

第三阶段是随着物联网、云计算、大数据,新一代的物联网所推动的新技术变革,推动交通领域可以实现数据驱动的逻辑推理、逻辑判断和决策应用。

基于政府垂直的管理需求,建设了大量的物联网设施和设备,比如交通信号机、视频监控摄像头、卡口、地磁等,核心目标是要解决人、车、路协同,实现安全、高效、低碳和舒适的运营。这是目前智能交通领域已经出现的物联网元素。目前的热点应用包含信号控制、基础设施数字化、运输管理事故处理、停车收费应急管理、出行服务交通管理施工警示安全预防信息服务等。

智能交通领域的物联网应用出现了几个特征。

首先是物联网设施设备或者系统部署,普遍都是自上而下建设的一套垂直化系统。因此采集的数据都出现了数据碎片的现象,背后的动因就是物联网传感器的建设是一种管理驱动,而不是服务驱动的建设模式。

另外,物联网的建设普遍存在运营缺位的问题,如何进行资产回收也是值得深刻思考的问题。

智能交通是物联网技术创新实践的前沿领域,目前中国智能交通领域物联网应用还是传感器网络或者是传感器的部署作为核心的特征,但是传感器只是物联网中的一部分,而物联网的核心不仅限于获取数据来刻画交通现象,做交通仿真。  

渗透—物联网与智能交通行业的深度融合

互联网解决了人与人之间沟通协调的技术目标,物联网解决了人与人、人与物、物与物之间信息交换需求的互联,将会提升整个社会组织运行和管理效率。

十年以前建设数字城市是基于技术刻画一个城市的数字化映像,当前建设数字中国是要通过物联网的部署将城市的物理形态、经济运行状态、交通运行组织状态、政府组织管理状态和民生生活状态都能够进行数字化刻画,为整个城市的运行和管理提供了基础的数字化支撑手段。

物联网未来具备了巨大的市场空间,预计到2025年,全球物联网市场可以达到约11.1万亿美元,相当于中国2017年的全国GDP。预计到2020年,全球物联网连接设备数量将达到300亿水平。

目前物联网的应用,从通信技术发展来看,相对静态、低速率的应用场景。比如交通领域的智能停车等,公共事业领域的智能水表,工业应用的设备状态监控等。

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从物联网网络接入技术来看,分为几个层面。

首先是LPWA为代表的大连接场景,连接需求目前占绝大部分比例,特征为低速率、低功耗、低成本,适用网络接入技术包括NB-IOT、SigFox、LoR等a。

此外是中高速率的应用场景,目前的运营商网络技术很难支撑此类需求。

我们可以通过观察其他领域的物联网技术应用和部署的效果,从而引发对智能交通领域物联网技术深度融合的启示。

首先是智慧路灯。它本身具备智慧照明的能力,还包括公共安防视频监控、交通领域的视频监控、智能识别,及汽车充电、应急救助信息交互等。这种智慧路灯不是仅仅提供一种或多种接入能力,而是将会成为未来智慧城市的流量入口。类似于无人驾驶,很多企业都把智慧灯杆类的物联网设施部署作为走向第二代互联网的船票,作为重点战略布局。值得智能交通领域物联网技术发展去思考。

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第二是工业物联网。物联网作为平台化运营入口,也是工业物联网领域的重点推进方向。通过部署一些物联网设施设备,监控全球的大型工业设备运行状态,能够实时对设施设备进行维护,从而大大降低企业运行成本,提升工业平台运行效率。

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第三是共享经济。表面上看共享经济的成熟是互联网企业推动,实际上它完全离不开物联网设备的部署。

回过头再看一下智能交通过去20年的发展,会发现交通行业有几个特点。

第一,业务和商业模式碎片化。

第二,标准生态圈众多,缺乏统一标准,深化开放性。

以交通信号机为例,可能在全国有上百家企业,存在大量企业或者地方性的信号机标准,并且相对固步自封,这种模式很难促进智能交通行业发展进步。

第三,技术海量联结,安全性面临挑战。

物联网在智能交通应用领域的发展方向可以分为三个阶段。

第一阶段是数据采集。

第二阶段是信息协同。目前很多交警和交通运输管理部门都希望打破过去几十年建设的上百个系统之间的数据孤岛,能够唤醒提供数据价值,从而实现一些新的业务场景。

第三阶段发展目标是智能融合。充分借助物联网发展思路和部署思路,在底层实现物联网技术部开放共享和统一,继而真正实现未来V2X应用场景。

我认为物联网带给智能交通的不仅仅是感知手段,互联网在智能交通中的核心特征有三个:泛在、连接、融合。

变革—物联网技术发展推动智能交通行业变革

首先从运营商视角来看蜂窝物联网的部署。2015年之前,主要是部署3G服务;2016年到2018年开始大规模进行NB-IOT的部署;2018年,很多城市开始进行5G试验网部署,预计2020年以后可以提供逐步提供高可靠、低时延的物联网应用场景。

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2010年之前,通信行业和智能交通行业相对割裂,通信行业的盈利模式主要是通过个人客户和短信语音,随着4G的部署,特别是NB-IOT部署以后,通信行业和智能交通行业出现了深度融合。2020年的5G部署以后,物联网将会提供一种人与人、物与物、人与物的全面连接。

5G时代和4G时代的本质差别就是更强的性能,更多的业应用场景和个性化的网络切片服务。

未来随着无人驾驶出现,车内可能会部署大量设备,这些可能会带来物联网设备安全的问题。个人隐私设备安全、多主体协同架构僵化、通信兼容等问题都会成为物联网在智能交通领域深度融合的制约因素。

另外一方面,我们需要关注的是区块链物联网的深度应用,这可能是未来十年的核心技术。区块链目前主要还是在金融领域应用,实际上在物联网领域也可以提供更大的应用场景。首先可以解决通信兼容问题,实现可溯源的物联网数据管理,防止数据篡改。第二,可以实现智能交通领域的个人隐私保护。第三,可以让物联网变成一种自组织的平面化部署网络,规避昂贵的运营和后期维护费用。

总结

物联网技术在智能交通行业中的深度融合应用有几个关键点。

第一,接入设备的数量,连接的交通物理对象的数量,掌握数据量规模,决定未来在智能交通行业的主导权。

第二,技术之间的渗透,行业之间的渗透,是智能交通行业发展、技术演进的动力。

第三,物联网不是传感器网络,不仅仅是机电技术的进步。物联网是互联网革命的深度渗透,势必推交通行业的进一步变革。

第四,数据是生产资料;物联网、5G、人工智能是生产工具;区块链将改变生产关系,这几种新技术的深度融合将催动智能交通产业的进一步爆发。

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