东南大学物联网交通应用研究中心
东南大学物联网应用研究中心
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中心概况
中心简介

1 中心背景

    东南大学是我国具有较大国际影响的大学之一,是中央直管、教育部直属的全国重点大学,是“985工程”和“211工程”重点建设的大学之一。在2012年第三轮全国学科评估中,交通运输工程、生物医学工程、艺术学理论等3个学科位列全国第一位。

    交通学院是东南大学“重中之重”高峰学科建设单位,拥有国家道路交通管理工程技术研究中心东南大学分中心、江苏省城市智能交通重点实验室、江苏省交通规划与管理重点实验室、教育部ITS工程研究中心、国家级道路交通工程实验教学示范中心,以及与江苏省交科院共建的新型道路材料国家工程实验室等研究基地,是“现代城市交通技术”江苏高校协同创新中心牵头建设单位。学院以“211工程”、“985工程”为契机,形成了以交通运输工程国家一级重点学科为核心,以交通运输规划与管理、道路与铁道工程2个国家二级重点学科为龙头,以交通信息工程及控制、载运工具运用工程国家重点学科建设点、岩土工程江苏省重点学科、桥梁与隧道工程博士点学科为支撑,交通测绘与信息技术、交通安全工程、交通地下工程、港口航道工程学科为生长点的学科布局,成为国内交通类学院学科设置齐全,优势突出的学科群。

    交通学院的研究领域覆盖公路交通、岩土工程、城市交通、道路交通管理、民航机场、水运港口等部门的综合运输领域,部分学科处于国内领先水平,成为在国内交通领域具有较大社会影响的高新技术研究和辐射的重要基地,科研综合实力名列全国同类院系前列。

2 中心创立

    2011年1月,为了充分发挥东南大学在物联网交通应用研究、开发、国际合作等方面的人才、学科和技术优势,由国家“千人计划”特聘专家冉斌教授牵头成立东南大学物联网交通应用研究中心,中心行政关系挂靠交通学院,业务关系隶属东南大学科研院管理。中心致力于物联网在交通领域应用方面的研究,将符合中国国情的混合交通流理论、自适应的协调主动交通控制理论和实时动态交通分配理论应用于由车、路和交通管理控制中心所建立的物联网环境,建立了针对中国快速城镇化、机动化的新一代交通理论体系。

3 中心规模

    中心现有“千人计划”特聘教授1名,教授3名,兼职教授4名,副教授1名,讲师7名,博士、硕士研究生40余名。

4 中心研究方向

    东南大学物联网交通应用研究中心是由“千人计划”国家特聘专家冉斌教授领衔建立。冉斌教授带领由美国、中国和其他国家专家组成的核心研究团队,致力于物联网在交通领域应用方面的研究,将最新的交通流理论尤其是符合中国国情的混合交通流理论、自适应的协调主动交通控制理论和实时动态交通分配理论应用于由车、路和交通管理控制中心建立起来的物联网环境,建立针对中国快速城镇化、机动化的新一代交通理论体系,推动东南大学以及中国的交通理论和实践应用水平,达到并保持国际领先地位。

    具体研究方向,理论研究包括:

(1)基于物联网技术的第三代交通理论体系研究

    包括基于物联网的新一代交通规划理论研究、新一代交通流理论研究,以及新一代交通运营控制管理理论研究等。

    基于物联网的新一代交通规划理论依托于越来越广泛的交通数据源,将从根本上解决传统交通规划理论一直以来都缺乏实际的数据支撑等一系列问题,以海量实时交通流量和状态数据为基础,提出一系列宏观和微观的、基于不同交通模式的交通出行、客流估计与预测框架、模型、步骤和方法。

    新一代交通流理论基于海量检测器数据、手机位置数据和GPS数据对传统的微观和宏观交通流理论进行根本的修正和发展,解答传统交通流理论没法解决的一系列重大问题。同时,基于海量手机位置数据和GPS数据修正、发展和应用静态和动态交通网络理论。

    新一代交通运营控制管理理论体系结合动态、实时的交通流量和状态的估计与预测,在海量实时交通流量和状态数据的支持下研究一体化的动态、实时的交通运营、控制、管理。


图1 现代物联网交通应用技术

(2)车联网技术

    目前国内国际上的发展基本属于第一阶段,第二阶段才刚刚起步。本中心车联网技术的基础研发主要包括以下研究方向:

    (a) 车车互联技术方向;

    (b) 车路互联技术方向;

    (c) 车-中心互联技术方向;

    (d) 车--中心一体化研究方向

图2 车联网技术

    实践应用包括:

[1] 实时交通数据信息平台建设

    包括硬件建设和软件研发两部分,以支撑新一代交通理论和车联网技术研究和开发。

    该平台将具有3大创新特点:一是用移动(手机、GPS)与固定方式相结合的交通数据采集及处理分析技术采集全域实时和历史交通数据,以支持交通物流等领域的综合应用;二是汇聚道路交通、公共交通和对外交通等相关的交通数据,提供各类数据挖掘应用模块,进行短、中、长期交通状态估计和预测,给规划和交管等政府部门提供决策支持分析;三是创造性地满足产学研各方需求,包括高校的交通理论研究、政府部门的决策支持和信息提供商的大众化交通信息服务和物联网应用服务。

[2] 物联网运营支撑平台建设

    实现物联网运营支撑需要终端统一接入,平台通过M2M通讯网关接入TD-SCDMA网络,支持终端采用多种通讯方式接入平台,同时也提供第三方应用系统的接口供sp应用或企业应用接入平台,并调用平台提供的能力组件。M2M通讯网关的功能包括:通讯接入、协议转换、流量控制、接入鉴权、应用消息转发、终端监控服务等功能。

    物联网运营支持平台提供设备管理功能,包括M2M

    通过支撑系统接口,与运营商线网的运营支撑环境结合,完成业务的受理和开通、业务计费、网络管理、运营分析等运营支撑功能。

    应用开发环境提供可视化业务流程编辑工具以及业务数据定义工具,在流程编辑工具中调用能力组件的配置界面,将各种能力组合成一个完整的物联网应用,从而实现物联网应用的敏捷开发。应用开发环境将应用需求拆分为平台侧和终端侧两个部分,并可生成终端侧的控制逻辑,分发到终端设备执行。结合能力封装和运营管理,构成一个开放的物联网应用环境。

       [3] 物联网应用系统的建设

    在信息获取手段方面,除传统交通信息采集设备外,应用了基于无线通信网络实时交通信息采集技术以及基于自主的嵌入式交通信息前端智能视频采集技术等先进的信息采集技术,较好解决了长期以来困扰交通管理部门的信息采集数量、精度以及时效性不足的问题。

    针对不同应用需要,完善了多种信息处理算法,包括道路交通状态判别算法、车辆违章自动检测算法、动态路径诱导算法等;创新应用了全新的信息处理算法,包括大型抛撒物自动检测算法、过街行人意外事件自动检测算法、BRT区域信号灯优先控制算法等。

    物联网系统平台依托于先进的M2M支撑平台技术以及物联网信息中心技术,保证了智能交通与物联网技术的紧密结合。在进一步完善常规停车诱导系统的基础上,提出了泊位检测、泊位诱导、泊位预约与验证以及手机自动收费的先进理念并予以率先实现。

    充分利用基于移动手机网络的多种通信新技术与服务方式,开展全方面、个性化的交通信息增值服务。这一产业化模式将为智能交通物联网的发展带来多赢局面,在推广后将产生巨大的社会经济效益,同时也保证了产业的良性发展。

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