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《物联网发展趋势展示内容》报告(八):物联网在交通运输中的应用

2017-09-05 13:54 物联之家网

导读:随着信息科技的日新月异,出现一个全新的概念并发展出物联网。透过智能装置的广泛分布,物联网有使运输加强基本服务及扩展的潜力。

  第一节 引言

  随着信息科技的日新月异,出现一个全新的概念并发展出物联网。透过智能装置的广泛分布,物联网有使运输加强基本服务及扩展的潜力。

  高性能的运算、数据数据的收集、分析并让资料透明化,这些因素正在推动交通的进步;装载在汽车或大众交通工具上的传感器数量正在上升,同时,也有很多的汽车制造商提供远程监控电池的电量及充电进度的应用;此外,许多其它方面的应用也已经可以丰富人类生活中的交通运输,例如:Google 地图取代传统的地图,并确保用户不会迷路。展望更远的未来,完全智慧化的交通工具将结合智慧车道、交通信号、车道标志、路灯及停车等,汇集成一个别于以往的交通系统;在城市内,智能网络、数据分析和智能汽车等各项发展将结合并形成一个智慧的平台,为社会大众提供在耗能控制、交通管理及安全性等方面更创新的服务。因此,物联网会是我们改善公共交通,建立“智慧城市”的一个基石。

  图 8-1,智慧城市

  接下来,我们将探讨物联网与交通运输结合后创造的新概念,包括:物联网在大众交通、汽车及停车系统上的应用。

  第二节 物联网在大众交通上的应用

  在独立装置(对象)与网络的基础设施(联网)间的链接被用来收集数据,包括:使用智能车票的装置、乘客数的计算、标志、地理位置的服务及日常使用的沟通系统。接下来将提供一些物联网与大众交通结合的例子。

  一、伦敦城市机场

  物联网有助于运输时使用大数据工具及特定运送方式的数据应用,借此优化网络及提高服务的质量。伦敦城市机场是第一个测试物联网如何改变运作方式的机场,机场结合传感器及数据中心来追踪、了解并管理乘客的流动及行为,并在关键时刻与乘客互动,这样的特点,包含:管理乘客通过机场时的动向、计算旅程花费的时间、客户的忠诚度及特定地点的服务,如:个人路线规划、登机提醒、食品的预订、寻找失踪的乘客、行李追踪、追踪机场所属物品及在紧急情况时定位的能力。未来,因为指标(beacon)技术的提升,旅客的服务会与旅客个人的旅程有更直接的关联,如图二,特定位置使用蓝牙触发的功能在平板或智能机显示相关讯息。

  图 8.2.,物联网应用在机场,透过蓝牙为旅客提供规划及登机提醒

  二、首尔城市机场,名为 TOPIS 的信息中心

  TOPIS 是首尔市交通运输系统的控制塔,他借助收集和处理实时的讯息,有效的管理路面及地下铁的交通;TOPIS 的中心使用 GPS、线圈传感器、路面的传感器、摄影机的影片及市民提供的讯息收集街道、公交车、出租车及市民的数据,这些数据让交通管理的政策可以更客观且科学化,同时,旅客也可以得知 24 小时内公交车到站的时间,使他们可以规划自己的路线和搭乘的公交车班次;TOPIS 借助提供大众清晰的讯息提高运输的效率、降低交通的拥塞感并提升大众交通可以服务的旅客也让旅客的满意度上升。

  图 8.3,TOPIS 的运作方式

  第三节 汽车与物联网的结合

  一、智能汽车

  英国交通部对交通事故进行估计,发现 2012 年大约花了 343 亿英镑在交通事故上,且 90%的事故属于人祸。但借助车辆链接到网络可以带来新的应用及可能性,使运输更加安全与方便;如今,自动驾驶的汽车还在原型的阶段,这个想法只是运算业部分清单上的技术;透过车载视觉芯片,汽车能分析出周围环境,包括:侦测行人、红绿灯、意外、疲劳驾驶及车道上的标志,但 Google、Volvo及其他厂商渐渐地开始把脚步转向用计算机控制车辆。

  Google 推出的无人驾驶车是个令人印象深刻的例子。搭载 Google 自动驾驶软件,车辆可以在高速公路及城市街道进行无人驾驶,但车上依旧配有方向盘及踏板,因此驾驶员可以随时转换驾驶权;从 2011 年年中至 2014 年年初,这种车已经遍及 125 万平方公里,主要是在加州、哥伦比亚、佛罗里达州、密西根及内华达州。在一个宣传影片里,Google 请一位视障人士坐上无人驾驶车,这间接说明无人驾驶车满足所有关于”看”的需求,并为视障人士提供新的移动方式。有着成功发明无人驾驶车的基础,Google 更进一步开发全自动驾驶的 Bubble car。

  图 8.5,Google 研发全自动的 Bubble Car

  二、无人驾驶飞行器(UAV)

  交通运输严重的依赖化石燃料,其造成的二氧化碳排放量只仅次于生产能源时的排放量;透过 GPS 与计算机运算的辅助,现今的货物运送已能达到更明智的路线规划及更高效率的管理;最近的技术也让运送的世界有新的剧变,其中一个例子是无人驾驶飞行器(UAV),UAV 是台没有驾驶的飞行器,他的飞行主要是透过机上的计算机或由地面或另一个飞行器上的驾驶员远程控制;UAV 把让运输跳脱平面的束缚,把天空也纳入运输的范围,能为内陆城市提供舒缓的作用;到目前为止,虽然 UAV 的载量有限,但还是可以支持第一里及最后一里的物流网络运作。无人机改变物流与供应链的运输过程;德国邮政与物流集团 DHL 测试他们的 parcelcopter(见图 8-6),这个空中无人机可以附载 1.2 公斤内的货物,主要使用在远距但需要短时间送达时,它是由电动马达驱动的,并可以透过 GPS 定位到达递送地点,其被认可的最大上升高度达 100 公尺;第一次测试飞行在 Bonn进行,测试过程中,parcelcopter(或称 Pakerkopter 或 Packer copter)上的药品只飞掉了几包。

  图 8-6,DHL

  在 2013 年 12 月的月初,Amazon 开始测试远程遥控的无人驾驶机来递送订单到客户端,Amazon 的无人驾驶机可以负重货物 2.25 公斤,其服务被称为 Prime Air,Amazon 声称这个无人驾驶机的递送系统可以在 30 分钟内递交货物到客务手中。无论是 DHL 的 parcelcopterc 或 Amazon 的 Prime Air 服务都力求当地的民航居批准,让空中运送的服务启航。

  图 8-7,Amazon 的 Prime Air

  由无人机递送货物对环境也有帮助,发展中的国家倾向使用廉价但会引起污染的能源及过时的技术。然而,增加财富时也应该投资绿色的能源与更好的技术而新的运输模式在对抗贫穷与正在开发的经济中扮演重要的脚色。

  第四节 物联网应用在停车系统

  一个停车位是一件耗时且令人崩溃的事;据估计,在都市中高达 30%的拥塞状况主要原因都是司机为了找停车位而引起的;违规停车更是像流行病一样在许多主要城市里肆虐,这个行为的比例高达三分之一,这不仅增加塞车的机会更减低城市的收益。以全球的角度来观察,低效率的停车会流失数十亿的生产力并产生数百万吨的温室气体。智能停车可以帮助减少马路及高速公路壅塞的状况,并增加停车空间的选择。

  图 8-8 设置在 Santander 市的停车位截图,可以在图中观察温度、亮度、 CO 及噪音

  在 Santander 和 San Francisco 有些智能停车的例子。在 Santander 市,埋了近 400 个停车传感器(利用磁力技术)在市中心主要停车区的柏油底下,以便随时可以侦测这区域里哪里的停车位是空着的;2011 年在 San Francisco 也设立类似上述的停车系统,名为SF Park,在 28800 个计时停车位及 12250处市属车库中设置 7000 个停车传感器及现代计时电表,当有车子进入或离开停车位时都会透过无线装置发射讯号来纪录哪些车位是空的;旧金山市交通局(SFMTA)除了会分析收集到的数据外,同时也会透过 SFpark 网站、智能手机的 App 或拨打当地的交通信息系统号码 511 公开他们取得的数据提供给需要的大众。

  图 8-9 San Francisco 的停车计时表

  SFMTA借助SFpark停车引导计划来了解停车管理能达到有高的预期收益,这个计划也确实成功的帮助司机们找到停车位;在 SFpark 计划施行的区域内,大多数人表示找车位花的时间减少了 43%,对照区域只减少了 13%。

  图 8-10 在 San Francisco 找停车需要花的时间

  另外的好处是减少温室气体的排放量;在施行区内,每天可以减少 7 万吨用来找停车位所排放的温室气体,在 2013 更达到 30%的下降,而对照区域只下降6%;在施行区与对照区里,停车位的问题都被改善了,与 4.5%上升停车位难求的区域比交通量也下降约 8%。