车联网系统的研究意义及市场需求分析

在车联网技术应用领域，尤其是在基于车联网的城市安全应急管理技术方面，国内外均处于起步阶段，加强在这一领域的研究与应用，更容易缩小与发达国家的技术差距，保障我国现代大城市的居民安全。近几年来，不断推进的城市化进程极大地促进了城市基础设施的改善；交通路网建设以及交通组织管理的综合水平也在不断提高。

我国是一个自然灾害频发的国家，地震、台风、雨雪等自然灾害给城市发展带来了不可估量的损失。例如，2008南方雪灾造成129人死亡，166万人转移安置，直接经济损失1516.5亿元；玉树地震造成2220人遇难，直接经济损失近3亿元；汶川地震造成共69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪，直接经济损失8452亿元。其他的例子还有金沙江下游6.28特大泥石流、北京7.21特大山洪等。此外，城市局部突发性事故（如集会场所与楼房的火灾、交通事故、化学物质泄漏、暴力恐怖事件等）同样对人民的生命财产造成严重损失。比较典型的城市突发性应急事件如：2001年的美国“9·11”事件、2013年北京天安门金水桥事件、2014年昆明火车站的暴力砍杀事件以及2014年5月22日新疆乌鲁木齐市沙依巴克区公园的暴力恐怖事件等。当所述类似的自然灾害和人为灾害发生的时候，交通网络的应急响应成为灾后保障人民财产和生命安全的重要环节（图4-1）。安全、高效地将受灾车辆、居民从灾害发生地区疏散到安全地区需要一套复杂的、综合的、智能化的交通应急管理调度系统作为技术支撑。同时，在城市突发性公共事件的应急体系中，交通安全应急管理是其中一个极其重要的组成部分，任何应急事件的救援、疏散等响应措施都必须以交通系统作为基础和前提条件。加快突发性公共事件的应急机制建设，以及提高处理危机事件的能力成为了公共安全管理与应急决策领域关注的焦点内容。

图4-1 交通安全应急事件典型示例(www.xing528.com)

除了前述的自然灾害和人为灾害事件对现代大城市的交通应急疏散和管理综合系统存在巨大的、直接的技术需求，在立法保障方面，国家通过立法手段对交通网络的安全应急管理提出要求。例如，2006年1月8日国务院颁布了《国家突发公共事件总体应急预案》，初步构建我国应对突发性事件的应急体系；2007年8月30日第十届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过《中华人民共和国突发事件应对法》，我国在立法层面上给出了处理突发事件等一系列安全应急的法律保障。在国家设立的科技项目支撑方面，国家将交通的应急管理与组织技术作为国内交通科技领域中关键技术攻克的研究方向之一，例如，2005年《“十一五”科技计划》，“建立铁路（轨道）、水运、公路和民航运输的安全监控预警、应急保障和救援服务系统，实现对运输全过程的安全监控，形成较为完善的应急体系，具备应对重大突发事故灾难的能力”；2005年1月交通部颁布《公路水路交通科技发展战略》，“交通安全保障技术是交通科技具有联动性、前瞻性、关键性的战略重点之一”；2011年交通运输部颁布的《交通运输“十二五”发展规划》，“坚持预防与应急并重、常态与非常态结合的原则，建立健全应急管理组织体系，完善应急预案。”

为了解决交通系统中的诸多问题，我国自20世纪80年代就开始了ITS的研究，特别是近年来随着交通管理投入的加大，ITS研究也取得了较大的进展，在驾驶辅助系统、交通信息服务和管理等方面取得了不少研究成果，以国家ITS体系框架为指导，逐步形成了我国智能化城市综合交通系统的发展思路。然而，这些研究并没有针对道路交通安全的应急管理与组织应用，目前尚未能在城市交通安全应急保障技术体系中体现和应用车联网的核心思想。从技术层面来看，由于标准的滞后或缺失以及部分关键技术仍未突破，制约了现有系统的整合和车联网基础设施的建设，从而使得现代城市缺乏基于车联网的交通应急管理系统。从技术基础的建设条件来看，我国ITS、车联网面临迫切的市场需求，其应用服务也呈快速发展趋势，传感技术、通信技术、路侧系统、车载终端、应用服务系统等取得了大量的研究成果并日趋完善、成熟，为车联网关键技术在交通安全应急组织管理中的实施奠定了很好的基础。

近年来，我国北斗导航系统日臻完善，其相关导航定位技术得到推广应用；兼容GPS模块和北斗系统的卫星导航芯片已经在国际和国内出现，车载智能终端与移动互联网技术的融合促进了基于卫星导航、地理位置服务和移动通信的集成应用。在我国，以北斗为核心的新时空服务体系和车联网终端产业逐渐成熟，基于地理位置信息与无线网络通信的车联网服务业务给交通应急疏散技术的研究带来新的途径。该项研究面向车联网应用环境，立足于GPS/北斗导航定位的地理位置信息技术，首先以理论模型和算法研究为切入点，建立交通应急疏散拓扑网络的交通流优化分配模型，并基于PSO（Particle Swarm Optimization）设计模型求解算法；在所述模型及其算法基础上，采用Android开源操作系统集成开发智能车载终端的交通应急疏散模块和GPS/北斗导航定位模块，搭建起车联网交通应急疏散原型平台，以期实现交通优化疏散目标。