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時(shí)間：2024-02-08 15:00:23
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中圖分類號(hào)：TU984文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
所謂智能交通是社會(huì)發(fā)展和科技發(fā)展的共同產(chǎn)物，其融入了大量高端科技，如信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航與定位技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等，將這些技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的整合，運(yùn)用于城市交通系統(tǒng)。智能化的交通體系優(yōu)勢明顯，實(shí)現(xiàn)了全方位、精準(zhǔn)、有效、即時(shí)的管理。不但提高了交通運(yùn)輸效率，改變了人們的出行意識(shí)，盡量避免了交通事故和道路擁堵現(xiàn)象的發(fā)生，便捷了出行，間接減少了尾氣排放和能源消耗，保護(hù)了環(huán)境的同時(shí)也創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。
一、國內(nèi)智慧城市發(fā)展內(nèi)在需求與動(dòng)力
智慧城市概念首先由IBM公司提出，引入中國之后引起廣泛關(guān)注和響應(yīng)。目前，住建部已經(jīng)推出兩批試點(diǎn)城市，已經(jīng)有上百個(gè)地區(qū)提出要開展智慧城市建設(shè)，一些省、市將其作為“十二五”時(shí)期加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略導(dǎo)向和重要抓手。
1、提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量，治療“城市病”
我國目前還處于城鎮(zhèn)化高速發(fā)展階段，過去我國城鎮(zhèn)化所走的是高資源消耗、高環(huán)境沖擊的發(fā)展道路，與之而來的是結(jié)構(gòu)性資源匱乏和環(huán)境破壞?？焖俪擎?zhèn)化客觀上加劇了人口、資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾，使人口膨脹、交通擁堵、環(huán)境污染等“城市病”日益嚴(yán)重。對(duì)于我國而言，如何通過智慧傳感和城市智能決策平臺(tái)來妥善解決交通、節(jié)能、環(huán)保、水資源短缺等問題已成當(dāng)務(wù)之急。
2、 聚集新興產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式
智慧城市建設(shè)的一個(gè)很大特點(diǎn)就是能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，特別是軟件服務(wù)、新一代信息技術(shù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而對(duì)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。全球智慧城市建設(shè)浪潮和國家政策的鼓勵(lì)下，很多城市都將智慧城市作為城市下一步發(fā)展的新名片和提升城市品牌的重要手段，北京、上海、廣東、南京、武漢等多個(gè)省市已相繼掀起了智慧城市建設(shè)的熱潮。
3、 均化公共服務(wù)改善民生保障
城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展對(duì)城市的公共管理提出了新的要求，在智慧城市建設(shè)過程中，以解決實(shí)際問題、改善民生為導(dǎo)向，借助于現(xiàn)代信息技術(shù)，著重加強(qiáng)和創(chuàng)新社會(huì)綜合管理體系建設(shè)，其重要意義之一在于以技術(shù)革新倒推政府職能轉(zhuǎn)變。而智慧城市時(shí)代的服務(wù)型政府建設(shè)，已成為提高行政管理效率的新思路。
二、智能交通在應(yīng)對(duì)智慧城市發(fā)展需求中的作用
1、智能交通的發(fā)展目標(biāo)與智慧城市的內(nèi)在需求高度契合
交通擁堵、交通污染無疑是城市病里面最突出的表象之一。智能交通正是起源于緩解交通擁堵和交通污染迫切要求。我國數(shù)十年的智能交通發(fā)展歷程，也正是交通治理與再擁堵的歷程。而今，智能交通日益成為化解城市交通治理難題的突破口。
由于智能交通突出的現(xiàn)實(shí)壓力和需求，各地政府、交通管理部門已經(jīng)自發(fā)的將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用于城市交通管理中來。而以這兩大技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)正是智慧城市發(fā)展的基石所在，從這個(gè)意義來說，智能交通早已成為智慧城市的先行系統(tǒng)，智能交通對(duì)新一代移動(dòng)互聯(lián)等新興產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)作用，在智慧城市框架之外早已顯現(xiàn)。
2、智能交通系統(tǒng)已經(jīng)作為智慧城市先行者出現(xiàn)
近幾年來，智能交通的建設(shè)思路逐步從重管理向重服務(wù)轉(zhuǎn)變，政府相關(guān)部門利用先前大規(guī)模投資所建的基礎(chǔ)設(shè)施獲取的大量數(shù)據(jù)，整合成對(duì)市民出行有用的一系列數(shù)據(jù)，為出行者提供信息、智能誘導(dǎo)等服務(wù)。智能交通下一步的發(fā)展重點(diǎn)如智能公交、智能停車、慢行信息服務(wù)等領(lǐng)域，是改善民生保障的重要體現(xiàn)。從這個(gè)角度來講，智能交通不僅對(duì)構(gòu)建智慧城市具有重大的作用，更是已經(jīng)以先行者的身份在整個(gè)智慧城市框架體系中出現(xiàn)。
三、智慧城市視角下智能交通建設(shè)中存在的問題
國內(nèi)的智能交通系統(tǒng)在不斷摸索和實(shí)踐中已經(jīng)取得了巨大的成就。但是在智慧城市這個(gè)更高的視角來看，智能交通建設(shè)和應(yīng)用還存在明顯的問題，主要凸顯在以下幾個(gè)方面：
（1）先期投入使用和后期投入使用的城市，其系統(tǒng)功能差異不大，少有創(chuàng)新型的應(yīng)用成果展現(xiàn)，一般后期建設(shè)的城市大都是照搬先期投入使用的系統(tǒng)功能和做法，很少有針對(duì)本城市特點(diǎn)的應(yīng)用或有更有效的功能擴(kuò)展，因而很難真正做到智能交通本地化。
（2）總體來看，智能交通系統(tǒng)集成化應(yīng)用程度較低，應(yīng)用相對(duì)單一，系統(tǒng)之間缺乏應(yīng)有的關(guān)聯(lián)。智能交通涉及面很廣，單就信息采集而言，既有通過線圈的信息采集，也有通過視頻等技術(shù)手段的信息采集，更有通過手機(jī)、浮動(dòng)車、GPS等獲取的信息。從各地建設(shè)并投入使用的情況看，一般都是按條線投入資金分開建設(shè)。
（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用的廣度和深度不夠，目前大量獲取的文字、圖片和圖像等結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息，在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的融合分析方面還存在非常大的欠缺。智能交通所采集到的數(shù)據(jù)與相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用研究都還集中在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的獲取和分析方面，而對(duì)半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的獲取和分析，乃至結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的融合挖掘分析，還缺乏一定的理論和方法指導(dǎo)，更少見應(yīng)用成果。有了充足的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還需要有先進(jìn)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，只有這樣，智能交通才能真正實(shí)現(xiàn)“智慧化”。
（4）受現(xiàn)有體制、機(jī)制和管理模式的限制，在深度應(yīng)用上受到一定限制，難以發(fā)揮出智能交通的全部功效。城市規(guī)劃、道路規(guī)劃和交通規(guī)劃，運(yùn)輸管理和交通管理，靜態(tài)交通管理和動(dòng)態(tài)交通管理等歸屬多個(gè)部門，各部門均按自己的需求和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)信息系統(tǒng)，信息共享和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)非人們想象中的那樣科學(xué)與和諧。
（5）交通信息服務(wù)的形式和內(nèi)容還缺乏多樣化，尤其在如何應(yīng)用位置信息提供人性化和個(gè)性化服務(wù)方面比較有限，在實(shí)現(xiàn)多樣化的同時(shí)較少考慮實(shí)用、好用和方便。
（6）智能交通技術(shù)在公共交通方面的應(yīng)用還很不夠，公共交通并沒有達(dá)到舒適、便捷的要求，而這個(gè)要求在幾十年前就已經(jīng)開始被人們認(rèn)知和談?wù)?，并一直期待，卻至今未能夠得到解決。而公共交通領(lǐng)域正是均化公共服務(wù)和改善民生保障的重要方面，智能交通理應(yīng)在這方面更有突破。
四、城市智能交通發(fā)展關(guān)注重點(diǎn)
隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)這些概念的興起，城市智能交通作為這些概念的落地者，未來仍會(huì)保持一個(gè)較高的增速。而基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的城市智能交通，目前還沒有得到大范圍的應(yīng)用，這個(gè)方面將是后續(xù)市場的熱點(diǎn)。以下從4個(gè)方面對(duì)城市智能交通發(fā)展進(jìn)行展望。
1、軌道交通的發(fā)展將持續(xù)火熱
因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ň哂羞\(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點(diǎn)，世界各國普遍認(rèn)識(shí)到：解決城市交通問題的根本出路在于優(yōu)先發(fā)展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統(tǒng)。當(dāng)下我們可以看到，除了一線城市在繼續(xù)加大軌道交通的建設(shè)外，二三線城市的軌道交通建設(shè)也越來越得到重視，上線的軌道線路越來越多。相信隨著軌道系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)包括的綜合監(jiān)控、綜合安防、乘客資訊、自動(dòng)售票、通信及信號(hào)等系統(tǒng)產(chǎn)品，都將具有廣闊的前景。
2、公共交通的發(fā)展迫在眉睫
智能公交概念的提出，讓民眾對(duì)公共交通又多了幾份期待。公交智能化系統(tǒng)除了要解決公交數(shù)量、公交到站時(shí)間可查詢等日常要求外，公交的數(shù)據(jù)采集和、智能調(diào)度、行業(yè)監(jiān)管與服務(wù)都是隱藏在后面的深層次需求，如何利用現(xiàn)有的產(chǎn)品和技術(shù)，將數(shù)據(jù)采集和、智能調(diào)度、服務(wù)做成一個(gè)三位一體的完整體系，是值得企業(yè)去嘗試的地方。
3、更有效的數(shù)據(jù)挖掘和分析，是可期待的熱點(diǎn)
理想的智能交通系統(tǒng)，有遍布城市各個(gè)角落的信息采集設(shè)備收集實(shí)時(shí)路面場景，一旦有異常事件發(fā)生，系統(tǒng)會(huì)立即反饋，協(xié)助管理員排查問題，將異常事件的監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)由“事后”轉(zhuǎn)為“實(shí)時(shí)”。數(shù)據(jù)采集是智能交通應(yīng)用大數(shù)據(jù)的第一步。我國智能交通發(fā)展較稚嫩，面對(duì)炙手可熱的大數(shù)據(jù)，路走得并不順暢：震驚全國的長春市兩歲嬰兒被盜事件，案件發(fā)生26小時(shí)之后，直到發(fā)現(xiàn)被遺棄的車輛，警方也未能明確車輛行駛動(dòng)向線索。無論是何種原因，未能及時(shí)查到車輛軌跡，顯然說明了我們對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集來的原始視頻數(shù)據(jù)未能及時(shí)分析利用。當(dāng)然，大數(shù)據(jù)的意義還遠(yuǎn)不止如此。城市智能交通除了關(guān)注居民的安全感外，還可以利用大數(shù)據(jù)去關(guān)注居民生活的舒適度。比如利用大數(shù)據(jù)的分析，給居民提示出安全風(fēng)險(xiǎn)比較高的路段或區(qū)域，甚至可以根據(jù)路況分析幫助居民調(diào)整出行的時(shí)間段或選擇不同的交通工具等。隨著通信技術(shù)、GIS技術(shù)、3S技術(shù)(遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)三種技術(shù))和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，交通信息的采集經(jīng)歷了從人工采集到單一的磁性檢測器交通信息采集再到多源的多種采集方式組合的交通信息采集的歷史發(fā)展過程，目前我國在信息的質(zhì)量控制技術(shù)、多源交通信息融合技術(shù)、信息集成技術(shù)等方面有了很大進(jìn)步。
4、針對(duì)行業(yè)市場，開發(fā)簡單、實(shí)用的功能
城市智能交通領(lǐng)域技術(shù)因素還是占據(jù)較多份量，客戶很關(guān)心智能化的前端和中心平臺(tái)會(huì)不會(huì)給使用、維護(hù)帶來麻煩。確實(shí)如此，城市智能交通領(lǐng)域前端的使用，目前基本上只能交給廠家的技術(shù)人員或經(jīng)過專門培訓(xùn)的技術(shù)人員來操作，原因就是很多的功能在使用方面還是不易于理解和操作。有鑒于此如果針對(duì)行業(yè)市場能開發(fā)出更加簡單、實(shí)用的功能，相信會(huì)受到客戶的歡迎。
結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展不僅提供了新的技術(shù)支撐，也帶來理念和模式的變革。交通運(yùn)輸部提出要發(fā)展“綜合交通、智慧交通、綠色交通和平安交通”，交通運(yùn)輸高安全、高效能、高品質(zhì)服務(wù)的挑戰(zhàn)，使得交通系統(tǒng)智能化、綜合化、協(xié)同化成為發(fā)展的必由之路，智能交通成為現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的重要方向。
參考文獻(xiàn)
[1]張斌.解析智能交通對(duì)于構(gòu)建智能城市的影響[M].北京出版社，2013.
三、減少交通事故的對(duì)策
從人、車輛和環(huán)境的主動(dòng)安全技術(shù)、被動(dòng)安全技術(shù)及ITS在交通安全中的應(yīng)用三個(gè)方面，探討減少交通事故，保障交通安全的對(duì)策。
（一）主動(dòng)安全技術(shù)
1、人的主動(dòng)安全性
主要包括：交通安全教育和宣傳以及交通安全的解釋；交通醫(yī)學(xué)(感知交通環(huán)境信息)；交通的法律安全(血液酒精濃度檢驗(yàn)、吸毒檢驗(yàn)及法律裁決) 。
2、車輛的主動(dòng)安全
主要內(nèi)容為：行駛安全(避免因駕駛不當(dāng)或駕駛行為不當(dāng)，例如，違反交通法規(guī)而引起交通事故等)；工作環(huán)境安全(降低汽車駕駛員空間的噪聲、振動(dòng)強(qiáng)度，改善通風(fēng)和空調(diào)性能，從而減少造成駕駛員工作疲勞的傾向性)；操作安全(依據(jù)人類工程學(xué)的原理，正確布置駕駛員的操作元件，防止?jié)撛诘恼`操作可能性)；感覺安全(改善駕駛員的工作視野范圍，合理設(shè)計(jì)刮雨器的工作范圍，選擇油漆色彩符合視覺舒適原理)。
3、環(huán)境安全
主要內(nèi)容為：交通流控制(速度監(jiān)測，合理的綠信比，道路標(biāo)志，增加交叉或丁字路口等的信號(hào)燈裝備率等)；道路管理與建設(shè)(避免將直線路段設(shè)計(jì)得過長，霧、雨、風(fēng)、冰雪、動(dòng)物經(jīng)常出沒等區(qū)域環(huán)境的改善或預(yù)報(bào),事故高發(fā)區(qū)環(huán)境的改善)；使交通法規(guī)適應(yīng)相應(yīng)的交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展(例如單意無矛盾的交通管理，先行權(quán)規(guī)則等)。
4、主動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展趨勢
（1）汽車運(yùn)行過程的各種控制，包括行車路線自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)(例如,智能運(yùn)輸系統(tǒng))都可直接提高交通安全和效率。據(jù)專家預(yù)測，汽車在市區(qū)和居民區(qū)行駛速度的車外自動(dòng)控制，將是未來最有效的安全對(duì)策，但這種新技術(shù)的實(shí)際投放市場，尚需要等待時(shí)機(jī)。
（2）駕駛員血液酒精濃度檢測是解決酒后駕車的有力對(duì)策，未來將出現(xiàn)一種全新的遠(yuǎn)距檢測方法，而不必由交通警察攔車進(jìn)行隨機(jī)抽檢。即利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和車輛定位系統(tǒng)，預(yù)計(jì)將發(fā)明一種不影響交通，但對(duì)每一個(gè)行車駕駛員進(jìn)行自動(dòng)酒精檢測的方法。
（3）據(jù)統(tǒng)計(jì)，因駕駛員疲勞發(fā)生的汽車事故約占(5～10)％。駕駛員眼球和眼皮動(dòng)作的疲勞自動(dòng)監(jiān)測,可及時(shí)檢測汽車駕駛員是否疲勞,以便對(duì)困倦的駕駛員進(jìn)行可靠的監(jiān)測和警告。這種技術(shù)在21世紀(jì)為汽車制造廠和用戶接受的可能性極高。
（4）類似雷達(dá)探測的避碰系統(tǒng)因其價(jià)格高昂，近期內(nèi)不可能大規(guī)模地投放市場。在未來10年至20年，可望廣泛采用的汽車主動(dòng)安全技術(shù)如下：酒精車內(nèi)檢測,駕駛員疲倦檢測,車間距警告和控制,車速控制,驅(qū)動(dòng)力控制(ASR)和防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS),安全帶自動(dòng)佩帶及鎖止系統(tǒng),路面冰雪預(yù)警,高位制動(dòng)燈（第三制動(dòng)燈）,前大燈燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)和刮水系統(tǒng),行車路線引導(dǎo)系統(tǒng)等。
（二）被動(dòng)安全技術(shù)
1、人的被動(dòng)安全
主要內(nèi)容有：安全帶的佩戴意識(shí)；發(fā)展救護(hù)事業(yè)（快速救護(hù),進(jìn)行現(xiàn)場救護(hù)或迅速將傷員運(yùn)送醫(yī)院搶救,也包括交通事故通訊，事故救護(hù)專業(yè)人員培訓(xùn),成立交通事故志愿救護(hù)隊(duì)等）；發(fā)展保險(xiǎn)事業(yè)（對(duì)事故受害者進(jìn)行治療和賠償）。
2、車輛的被動(dòng)安全技術(shù)
主要包括：自保護(hù)措施（例如，轎車乘員保護(hù)，主要考慮與商用汽車、載貨汽車的碰撞或者轎車與轎車的碰撞事故，兩輪車安全氣囊）；其它保護(hù)措施（汽車對(duì)車外交通參與者的保護(hù)措施，如載貨汽車對(duì)轎車、摩托車、自行車碰撞保護(hù)）。
3、被動(dòng)安全的環(huán)境保護(hù)技術(shù)
主要內(nèi)容有：平緩路肩;彎路、交叉路口以及丁字路口綠化應(yīng)該符合交通視野條件，樹木和防護(hù)欄的設(shè)立亦應(yīng)該避免妨礙交通視線；柔性公路護(hù)欄，柔性標(biāo)志桿燈柱；事故現(xiàn)場保護(hù)，防止誘發(fā)新的交通事故，也包括交通流疏散和大眾傳媒（交通電臺(tái)）。
4、被動(dòng)安全技術(shù)發(fā)展趨勢
（1）汽車被動(dòng)安全技術(shù)將在未來10年至20年取得下述重要進(jìn)展: 正面氣囊（用于正面碰撞保護(hù)駕駛員和副駕駛員的正面氣囊）；側(cè)面氣囊（側(cè)面碰撞時(shí)保護(hù)轎車乘員頭、胸的側(cè)面氣囊）；車中氣囊（用于保護(hù)后座乘員）； 智能安全帶；兒童約束安全系統(tǒng)；行人保護(hù)系統(tǒng)（包括兩輪車騎手）；車身外形最佳化；協(xié)調(diào)性（即對(duì)碰撞對(duì)方的保護(hù)）； 生存空間保護(hù)等。
（2）越來越多的復(fù)雜傳感器用于汽車碰撞階段，感知汽車碰撞強(qiáng)度參數(shù)，包括智能安全帶和氣囊的傳感器。它們將感知的乘員實(shí)際坐位、質(zhì)量、性別等，使得控制系統(tǒng)能自動(dòng)地修正生物力學(xué)參數(shù)偏差，在碰撞的最初20ms前對(duì)碰撞強(qiáng)度進(jìn)行分類，調(diào)整安全帶和氣囊的特性參數(shù)，在實(shí)際碰撞條件下為乘員提供保護(hù)。這種調(diào)節(jié)主要是通過改變氣囊充氣壓力和泄氣通孔尺寸，以及設(shè)定安全帶的預(yù)應(yīng)力、卷帶筒鎖止和限制負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)。被動(dòng)安全技術(shù)發(fā)展趨勢
（3）用于汽車側(cè)面碰撞條件下，保護(hù)乘員頭部、胸部、骨盆和下肢的側(cè)面氣囊不久將大量投放市場；汽車后座以及非碰撞側(cè)乘員氣囊不久也將投放市場。
（4）行人保護(hù)氣囊已有十幾年的試驗(yàn)研究歷史，但目前存在的問題仍然較多；與此同時(shí)，摩托車（包括自行車）保護(hù)氣囊也有相當(dāng)?shù)脑囼?yàn)研究，某些西歐國家已進(jìn)入中試階段。
（5）碰撞事故參與者之間的協(xié)調(diào)性，特別是重量級(jí)差較大的汽車之間的碰撞是一個(gè)棘手的問題。實(shí)際上，運(yùn)動(dòng)轎車和微型箱式汽車的流行加劇了協(xié)調(diào)性問題的嚴(yán)重性。但協(xié)調(diào)性問題研究的重點(diǎn)仍然是轎車和重型商用汽車的碰撞。
（6）目前，汽車設(shè)計(jì)的重點(diǎn)已從滿足單項(xiàng)要求逐漸轉(zhuǎn)向滿足多項(xiàng)綜合要求（集約化設(shè)計(jì)）過渡。不僅要滿足56.3km/h時(shí)50％男性乘員的安全要求，還要求汽車在不同的碰撞形式和烈度下，對(duì)不同身高、體重的乘員提供最佳的安全保護(hù)。
（7）隨著有限元人體計(jì)算機(jī)模型取代模擬假人模型的推廣，汽車生物力學(xué)領(lǐng)域?qū)⒂兄卮笸黄?。例如，英國?shí)施的生物力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（BIOCAD）項(xiàng)目的執(zhí)行，勢必推動(dòng)人體組織和器官的工程技術(shù)、生物力學(xué)和汽車結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展，更有利于汽車最佳安全設(shè)計(jì)?？梢灶A(yù)見，隨著不同碰撞狀態(tài)和乘員特性的計(jì)算機(jī)模型的完善，將會(huì)使汽車安全設(shè)計(jì)的決策依據(jù)更為可靠。
（8）計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展將使碰撞試驗(yàn)的記錄更方便，實(shí)車碰撞的實(shí)驗(yàn)記錄，如減速度、速度及速度方向的時(shí)間歷程將為碰撞持續(xù)時(shí)間和受傷后果評(píng)價(jià)提供更多的信息。雖然，被動(dòng)安全研究也將重視受傷后社會(huì)問題和后果的重要性，避免事故死亡也僅是道路汽車與交通安全研究的有限內(nèi)容，但是，受傷使受害者能力和社會(huì)損失問題日漸受到社會(huì)的關(guān)注。
（三）深化智能交通系統(tǒng)（ITS）在交通安全中的應(yīng)用
1 NB-IoT低速率窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)現(xiàn)狀
移動(dòng)通信近年來從人與人的聯(lián)接，開始拓展到人與物的聯(lián)接以及物與物的聯(lián)接。NB-IoT是全球第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）提出的面向長距離、低速率、低功耗、多終端業(yè)務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有低功耗、低成本、高覆蓋、強(qiáng)連接等四大優(yōu)勢，全面超越其他技術(shù)，成為最適合長距離、多終端物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的通信技術(shù)[1]。
我國企業(yè)參與的NB-IoT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)迅速確立，NB-IoT技術(shù)協(xié)議于今年6月16日獲得了3GPP無線接入網(wǎng)（RAN）技術(shù)規(guī)范組會(huì)議通過，是3GPP 2016年提出的三個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。標(biāo)準(zhǔn)確立的高效率體現(xiàn)出市場對(duì)該技術(shù)落地實(shí)施的迫切需求。NB-IoT是由華為、沃達(dá)豐和高通等共同提出的NB-Clot技術(shù)和愛立信提出的NB-LTE技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的，我國的華為和中興公司對(duì)此做出了重大貢獻(xiàn)。通過參與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，企業(yè)不僅推動(dòng)了技術(shù)發(fā)展，引領(lǐng)了產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，更重要的是掌握了行業(yè)核心技術(shù)，取得了發(fā)展主動(dòng)權(quán)。
隨著技術(shù)和相關(guān)器件的成熟，截至2015年第四季度，國內(nèi)模塊市場整體規(guī)模已超過3000萬。且據(jù)TSR預(yù)測，從2015到2020年，全球蜂窩M2M模塊應(yīng)用的主要垂直市場分別是智能交通、遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制、智能電表、安防以及移動(dòng)支付，其總量將從9800萬片增長至1.9億[2]。
2 NB-IoT低速率窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢
原來大部分產(chǎn)品都是以手機(jī)為核心，所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都是周邊配套的產(chǎn)品。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)將徹底打破移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代以單一載體（智能手機(jī)終端）為特征的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和商業(yè)模式。因?yàn)镹B-IoT在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域?qū)⒈l(fā)出一個(gè)非常大的市場規(guī)模，它將形成真正意義上的萬物互聯(lián)的形態(tài)。
物聯(lián)網(wǎng)將建立一種以感知、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)為核心的商業(yè)生態(tài)模型。NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)新發(fā)展，大大增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的普及率，為消費(fèi)類電子企業(yè)帶來下一個(gè)值得期待的潛在市場，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨向于扁平化，中國的技術(shù)和市場將和全球產(chǎn)業(yè)鏈趨于同步，最終實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。
NB-IoT適合的垂直應(yīng)用場景如下：
公共事業(yè)：智能水表、智能水務(wù)、智能氣表、智能熱表等。
智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾箱、智能窨井蓋。
消費(fèi)電子：獨(dú)立可穿戴設(shè)備、智能自行車、慢病管理系統(tǒng)、老人小孩寵物管理。
設(shè)備管理：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、白色家電管理、大型公共基礎(chǔ)設(shè)施管理、管道管廊安全管理。
智能建筑：環(huán)境報(bào)警系統(tǒng)、中央空調(diào)監(jiān)管、電梯物聯(lián)網(wǎng)、人防空間覆蓋。
智慧物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產(chǎn)跟蹤、金融資產(chǎn)跟蹤。
農(nóng)業(yè)與環(huán)境：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、空氣實(shí)時(shí)監(jiān)控、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
其他應(yīng)用：移動(dòng)支付、智慧社區(qū)、智能家居、文物保護(hù)、可穿戴智能設(shè)備。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通常采用M2M、Zigbee、433MHz、WiFi、有線等方式，主要問題集中在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、供電和成本方面。NB-IoT技術(shù)和傳感器結(jié)合，全密封外殼，低成本、散布在田野、水下、山林，只要網(wǎng)絡(luò)覆蓋到位，可輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上升一個(gè)大臺(tái)階。對(duì)于城郊和一些覆蓋到位的區(qū)域，NB-IoT可大大提升水產(chǎn)養(yǎng)殖、大棚、花卉等高附加值的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通領(lǐng)域。
預(yù)計(jì)2016年全球智能水表安裝數(shù)將上升到3250萬只，占全部水表的比例將超過30%。目前，中國智能水表安裝比例僅為15%，預(yù)計(jì)從2016年起年均復(fù)合增長率超過30%。水表的增量市場大多采用M-Bus總線通信。水表的存量市場是無線水表的機(jī)會(huì)。無線水表的施工簡單，因功耗、信號(hào)覆蓋和電池壽命的問題，迫切需要NB-IoT技術(shù)來解決現(xiàn)實(shí)的問題。
Abstract: this paper introduces the parking charge the structure of the system and the present situation, points out the ZIBEE and based on satellite positioning chip technology is the expressway is not parking charge system development trend.
Key words: no parking charge; Intelligent transportation; Application ETC; Development prospect
中圖分類號(hào)：U412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1、引言
不停車收費(fèi)系統(tǒng)（又稱電子收費(fèi)系統(tǒng)，Electronic Toll Collection System ，簡稱ETC系統(tǒng)）是在無人值守的收費(fèi)車道，應(yīng)用無線電射頻識(shí)別及計(jì)算機(jī)等技術(shù)自動(dòng)完成對(duì)通過車輛的識(shí)別、收費(fèi)操作、車道設(shè)備控制和收費(fèi)數(shù)據(jù)處理的收費(fèi)方式。它的工作方式為：當(dāng)車輛通過車道的時(shí)候，司機(jī)不必停車交費(fèi)，安裝在汽車擋風(fēng)玻璃上的“電子標(biāo)簽”自動(dòng)與安裝在路側(cè)或門架上的微波天線進(jìn)行信息交換，收費(fèi)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)根據(jù)電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息識(shí)別出車輛信息，并根據(jù)車輛的行駛情況從其支付卡中記賬或扣除通行費(fèi)，成功后放行車輛，并生成交易流水作為事后收費(fèi)結(jié)算的依據(jù)。其最大特點(diǎn)是車輛可以以較高的速度通過收費(fèi)口，無須在收費(fèi)站停車交費(fèi)。該技術(shù)在國外已有較長的發(fā)展歷史，美國、歐洲等許多國家和地區(qū)的電子收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。我國以IC卡、磁卡為介質(zhì)，采用人工和半自動(dòng)收費(fèi)方式為主的公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)方式無疑也受到這一潮流的影響，從九十年代末期，我們國家就開始嘗試應(yīng)用了。
2 、ETC在國外的應(yīng)用
國際上，歐美及日本很早就針對(duì)不停車收費(fèi)系統(tǒng)的研發(fā)枝術(shù)、工程實(shí)施、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行了深入研究，并向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交了有關(guān)不停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的草案，歐洲和日本提出的標(biāo)準(zhǔn)較為成熟，獲得了較廣泛的廠商支持。
在美國，電子不停車收費(fèi)方式已經(jīng)成為美國回收公路投資和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的高效率手段，最著名的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是E-pass系統(tǒng)。從E-Pass系統(tǒng)開通起，ETC的交易量持續(xù)增長，僅1年半的時(shí)間，共計(jì)23條專用ETC車道的電子不停車收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)就承擔(dān)了整個(gè)月平均交易量的43%，高峰時(shí)段甚至達(dá)到55％~60％。網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)效益和吸引力充分體現(xiàn)出來。E-Pass系統(tǒng)采用了專用車道，混合車道兩種模式，都有收費(fèi)員值班。E-Pass專用車道規(guī)定時(shí)速不超過5英里，并有相應(yīng)的標(biāo)志牌提示，以便于給收費(fèi)人員和道路使用者一個(gè)安全的收費(fèi)環(huán)境。另外美國基本上是采用開放式收費(fèi)制式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
葡萄牙的Via Varde電子收費(fèi)系統(tǒng)可以算作歐洲具有代表意義的聯(lián)網(wǎng)電子收費(fèi)系統(tǒng)之一，由葡萄牙最大的公路運(yùn)營商BRISA公司管理。收費(fèi)系統(tǒng)采用封閉式和開放式相結(jié)合的模式。事實(shí)已證明，Via Varde電子收費(fèi)系統(tǒng)是既有利于道路使用者又有利于道路運(yùn)營商的有效收費(fèi)手段。根據(jù)運(yùn)營報(bào)表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，人工收費(fèi)車道(MTC)的平均通行能力為200輛／小時(shí)，不停車收費(fèi)車道的平均通行能力為1500輛／小時(shí)，1條ETC車道的通行能力是MTC車道通行能力的7倍。ETC車道的顯著特點(diǎn)是沒有自動(dòng)欄桿，車輛能以不低干80km／h的速度通行。
盡管國外ETC系統(tǒng)運(yùn)行很成功，具有一定特色，但有些技術(shù)特點(diǎn)和運(yùn)營方法能否適合中國，需要結(jié)合我國道路使用者的行為特點(diǎn)深入分析、研究。以車道部分為例，有專用車道、混合車道兩種模式，有收費(fèi)員值班管理和無人值班管理兩種模式，有設(shè)高速欄桿和不設(shè)欄桿兩種模式，有低速通行模式和高速通行模式。從違章逃費(fèi)行為的處理看，有現(xiàn)場處理和圖像抓拍事后處理兩種模式。
3、 ETC在國內(nèi)的應(yīng)用
1995年，國家技術(shù)監(jiān)督局正式批準(zhǔn)交通部承擔(dān)ISO/TC204國內(nèi)歸口工作，秘書處設(shè)在交通部公路科學(xué)研究所。1996年，交通部成立了中國交通工程設(shè)施（公路）標(biāo)委會(huì)。1998年，國家計(jì)委立項(xiàng)委托交通部公路科學(xué)研究所開展“交通工程標(biāo)準(zhǔn)化體系研究”，并要求盡快制定本領(lǐng)域急需的20多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，其中就包括“公路不停車收費(fèi)應(yīng)用技術(shù)條件”的編制工作。從1992年起，香港的Auto toll系統(tǒng)在十多條主要公路干線以及隧道上進(jìn)行不停車收費(fèi)，每天為香港20多萬有RFID不停車收費(fèi)卡的用戶提供服務(wù)。1999年，山東、四川率先提出全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。廣東省在2004年底開通150條高速公路不停車收費(fèi)車道。2007年長三角高速公路“電子不停車收費(fèi)”試點(diǎn)正式啟動(dòng)。2008年12月31日，長三角高速公路電子不停車收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)正式開通試運(yùn)行，上海市30個(gè)高速公路收費(fèi)站的80條車道和江蘇省的14個(gè)收費(fèi)站23條車道，率先同時(shí)啟動(dòng)不停車收費(fèi)系統(tǒng)。同時(shí)，山東省去年底初步建成了ETC系統(tǒng)，在10個(gè)地級(jí)市的主要收費(fèi)站，包括濟(jì)南周邊的濟(jì)南西、濟(jì)南東、天橋、華山、機(jī)場、港溝、崮山收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)了不停車收費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，裝有車載單元（OBU）的車輛僅需3－5秒就能通過ETC收費(fèi)道口，通行速度大為提高。
4、ETC發(fā)展的基礎(chǔ)
ETC發(fā)展基礎(chǔ)來源于應(yīng)用的剛性需求。高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)是“國家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目，國家綜合智能交通技術(shù)集成應(yīng)用示范”的研究成果。在項(xiàng)目示范工程的推動(dòng)下，京律冀和長三角跨8個(gè)省市實(shí)現(xiàn)了跨省市聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)，并帶動(dòng)了國內(nèi)ETC系統(tǒng)建設(shè)。截至2011年1月，全國已開通ETC車道的省市有17個(gè)，開通車道1930多條，使用車載機(jī)不停車收費(fèi)用戶約120萬個(gè)，非現(xiàn)金支付卡用戶達(dá)60多萬個(gè)，自建客戶服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)341個(gè)。
事實(shí)證明，采用ETC系統(tǒng)的高速路口平均6秒可以通過一輛汽車，采用半自動(dòng)收費(fèi)平均要，30秒才可以通過一輛汽車。采用ETC后可以實(shí)現(xiàn)快捷通過卡口，有效緩解高速公路路口收費(fèi)排隊(duì)的現(xiàn)象，尤其是在一些繁忙的高建路段，引入ETC不停車收費(fèi)是一個(gè)必然的趨勢。高速公路以及道橋收費(fèi)引發(fā)了市場對(duì)ETC的剛性需求，從而帶動(dòng)了車載單元的應(yīng)用，國內(nèi)某些領(lǐng)軍企業(yè)在智能交通ETC領(lǐng)域車載單元生產(chǎn)總量已經(jīng)達(dá)到100萬個(gè)，但是對(duì)于中國龐大的汽車擁有量而言，還有很大的市場潛力。
總體來看，剛性需求的出現(xiàn)，以高速公路，路橋收費(fèi)應(yīng)用為點(diǎn)，帶動(dòng)了國內(nèi)ETC市場的發(fā)展。但是，如果把ETC應(yīng)用僅僅局限于高速公路以及路橋收費(fèi)應(yīng)用，ETC市場前景有限，隨著城市智能交通建設(shè)的啟動(dòng)，如果雙片卡在城市內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量普及應(yīng)用，必然為ETC發(fā)展帶來更大的機(jī)遇和發(fā)展空間。
5、ETC技術(shù)發(fā)展趨勢和前景
隨著我國高速公路網(wǎng)絡(luò)的逐步形成，社會(huì)對(duì)收費(fèi)系統(tǒng)的技術(shù)要求將越來越高，自動(dòng)化程度較高的收費(fèi)技術(shù)必然逐步取代傳統(tǒng)的人工和半自動(dòng)作業(yè)方式。實(shí)施ETC收費(fèi)的成本要低于收費(fèi)站為提高通過能力而進(jìn)行車道擴(kuò)展的費(fèi)用。
盡管以自動(dòng)識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)的ETC系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但由于開發(fā)運(yùn)營成本較高、復(fù)雜度大，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，致使其發(fā)展前景不容樂觀；而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和全球衛(wèi)星定位（GPS）芯片技術(shù)融合了短程無線通訊技術(shù)、微電子傳感器、嵌入式系統(tǒng)、太空衛(wèi)星與通訊等新技術(shù)，將逐漸被用于智能交通系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域，成為公路網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)。
基于IEEE802.15.4規(guī)范的ZIBEE技術(shù)，具有低成本、低功耗、自組網(wǎng)能力且適合大量終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，能較好的適合ETC系統(tǒng)應(yīng)用。利用該技術(shù)，車載終端設(shè)備由GPS芯片和無線通信模塊構(gòu)成。無線通信模塊保存車輛和銀行信息，GPS芯片負(fù)責(zé)對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤和定位。
6、結(jié)束語
高速公路停車收費(fèi)所帶來的問題限制了高速公路功能的充分發(fā)揮，不停車收費(fèi)技術(shù)是目前國際上最為先進(jìn)的收費(fèi)方式。近年來先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)有效綜合應(yīng)用于公路運(yùn)輸管理系統(tǒng)，促進(jìn)了智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，使得高速公路不停車電子收費(fèi)發(fā)展日趨成熟，有力的促進(jìn)了我國高速公路網(wǎng)的迅猛發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
1.概況
汽車電子技術(shù)是“機(jī)電結(jié)合”的技術(shù)，“機(jī)”的部分和“電”的部分要同步開發(fā)，相互之間的匹配技術(shù)非常復(fù)雜，技術(shù)上的開發(fā)難度比較大［1］。
近年來，汽車技術(shù)的創(chuàng)新80%來自于電子技術(shù)的應(yīng)用。汽車設(shè)計(jì)工程師把汽車電子技術(shù)作為開發(fā)新車型、改善和提高汽車性能所采用的主要技術(shù)措施，汽車制造商把加快汽車電子化的進(jìn)程、增加汽車電子裝置的數(shù)量作為汽車的新賣點(diǎn)和奪取未來市場的重要手段。進(jìn)入21世紀(jì)，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，汽車電子技術(shù)主要用來解決汽車的節(jié)能、環(huán)保和安全問題；隨著人們消費(fèi)水平的提高，舒適和便捷的汽車電子裝置也在高速增長。相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)制造、機(jī)械傳動(dòng)等領(lǐng)域，中國在汽車電子方面與國際先進(jìn)水平相比要更落后。
2.汽車電子的研究方向
通過近幾年的研究，我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)汽車電子技術(shù)的研究大體上有以下幾個(gè)方向：電子控制系統(tǒng)的研究、混合動(dòng)力車輛的研究、車載電子設(shè)備的研究和智能汽車的研究。
2.1電子控制系統(tǒng)的研究
隨著汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家在汽車的各個(gè)系統(tǒng)中競相采用電子控制裝置。目前比較多見、成熟的汽車電子控制系統(tǒng)主要有發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制、底盤電子控制、車身電子控制、信息傳遞等。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制包括燃油噴射控制、點(diǎn)火時(shí)間控制（ESA）、怠速控制（1SC）、排氣再循環(huán)（EGR）、發(fā)動(dòng)機(jī)爆震控制和其他相應(yīng)的控制，以及自診斷系統(tǒng)、后備系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制能最大限度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，改善發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)盡可能降低汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量。它是電子控制技術(shù)在汽車上應(yīng)用的主要部分。底盤電子控制包括自動(dòng)變速器電子控制（ECT）、防抱死制動(dòng)控制（ABS）、驅(qū)動(dòng)防滑控制（ASR）、懸架系統(tǒng)控制、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向、4輪轉(zhuǎn)向（4WS）控制、巡航控制（CCS）系統(tǒng)等。車身的電子控制包括車用空調(diào)控制、車輛信息顯示、擋風(fēng)玻璃刮水器的控制、燈光控制、汽車門鎖控制、汽車車窗控制、電動(dòng)坐椅控制、防撞與防盜安全系統(tǒng)等。汽車電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以明顯提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、減少油耗，還可以提高汽車的性能，進(jìn)一步降低成本。
2.2混合動(dòng)力汽車的研究
所謂混合電動(dòng)汽車（Hybrid Electric Vehicle，簡稱HEV），是車上裝有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力源［2］。將產(chǎn)生動(dòng)力的部件與電能儲(chǔ)存元件以不同的方式結(jié)合起來，可以形成不同類型的HEV。它較純電動(dòng)汽車有以下優(yōu)點(diǎn)：可以最大限度地發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車的雙重優(yōu)點(diǎn)；輔助動(dòng)力單元（APU）的選用使汽車的續(xù)駛里程和動(dòng)力性能可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)汽車的水平；雖然內(nèi)燃機(jī)會(huì)有排放產(chǎn)生，但由于其排量小，主要工作在最佳工況點(diǎn)附近，而大大減少了汽車變工況（特別是低速、怠速）時(shí)的排放，再由于可回收制動(dòng)能量，可使混合動(dòng)力汽車成為較低排放的節(jié)能汽車；在一些對(duì)汽車排放嚴(yán)格限制的地區(qū)（如商業(yè)區(qū)等），混合電動(dòng)汽車可以關(guān)閉APU，由純電力驅(qū)動(dòng)，成為零排放的電動(dòng)汽車。
2.3車載電子設(shè)備的研究
目前的車載電子設(shè)備包括：車載影音設(shè)備安全防盜、汽車通訊、汽車GPS導(dǎo)航設(shè)備與儀器、車載冰箱、倒車?yán)走_(dá)等，但這并不是全部，例如最近投放市場的新技術(shù)――配光可變型前照燈（AFS），它是一種可以在行駛過程中根據(jù)道路狀況進(jìn)行自動(dòng)照明的系統(tǒng)。研究表明車載電子設(shè)備領(lǐng)域?qū)⒂懈蟮陌l(fā)展空間，近幾年車載電子設(shè)備的普及速度可以用“驚人”來形容。
2.4汽車智能化技術(shù)的研究
智能汽車（Intelligent Vehicle，簡稱IV）是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它包括智能感知與預(yù)警系統(tǒng)、輔助駕駛系統(tǒng)、車輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。汽車智能化系統(tǒng)集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、人工智能與自動(dòng)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、信息與通訊等技術(shù)，它是典型的高新技術(shù)的綜合體，是目前各國重點(diǎn)發(fā)展的智能交通系統(tǒng)中重要的組成部分，也是世界車輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車工業(yè)增長的新動(dòng)力［3］。
3.汽車電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢
近幾年，汽車電子技術(shù)在電子控制系統(tǒng)、混合動(dòng)力車輛、車載電子設(shè)備和智能汽車等方面的發(fā)展勢頭良好，逐年呈上升趨勢，并帶動(dòng)了我國汽車電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
就車載電子的發(fā)展來說，目前車載電子產(chǎn)業(yè)尚處在高速發(fā)展階段，進(jìn)軍該產(chǎn)業(yè)的企業(yè)較少，但用戶市場較為廣泛，收益較多，且有較大發(fā)展空間，市場潛力巨大。車載電子還加入了對(duì)通訊的進(jìn)一步要求，包括衛(wèi)星導(dǎo)航、當(dāng)?shù)胤?wù)、遠(yuǎn)程診斷、緊急援助、安全氣囊展開通知、互聯(lián)網(wǎng)訪問、移動(dòng)電視和藍(lán)牙，等等。其它應(yīng)用還包括提高乘客的舒適性和娛樂性體驗(yàn)的諸多新產(chǎn)品。據(jù)悉，北美和歐洲將在所有的汽車中安裝自動(dòng)繳費(fèi)和緊急援助系統(tǒng)。
汽車智能化技術(shù)是未來汽車電子的未來發(fā)展趨勢。機(jī)器視覺技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、磁性導(dǎo)航技術(shù)、高精度數(shù)字地圖和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是智能汽車的關(guān)鍵技術(shù)。
隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，與其技術(shù)相關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議也將進(jìn)一步得到完善。BMW正在努力研制一種基于IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的汽車電子系統(tǒng)，其目的是要簡化公交系統(tǒng)內(nèi)部的通信聯(lián)絡(luò)方式。
此外，不論是汽車主動(dòng)安全技術(shù)（aetive salty technology），還是汽車被動(dòng)安全技術(shù)（passive safty technology），都對(duì)我國汽車電子技術(shù)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。尤其是主動(dòng)安全技術(shù)，它可以避免人員及車輛的損傷，事后由于交通堵塞引起的間接經(jīng)濟(jì)損失［4］。目前已廣泛采用的汽車主動(dòng)安全技術(shù)主要有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子制動(dòng)力分配裝置（EBD）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）和車距報(bào)警裝置等。研究顯示，Bosch公司生產(chǎn)的電子穩(wěn)定程序（ESP）技術(shù)，可以穩(wěn)定車輛并降低打滑危險(xiǎn)，減少50%的嚴(yán)重交通事故。
4.總結(jié)
隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代汽車技術(shù)與電子技術(shù)、智能化技術(shù)融合在一起，汽車已成為現(xiàn)代科技的載體和結(jié)晶。汽車電子化、智能化是當(dāng)今汽車研究的重點(diǎn)，已經(jīng)成為衡量各國汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
除了大力發(fā)展汽車電子工業(yè)外，還應(yīng)注重對(duì)人才的培養(yǎng)和新技術(shù)的引進(jìn)，并著重于電控系統(tǒng)和電子電器設(shè)備模擬和數(shù)字電路等職業(yè)技能的實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，突出電子技術(shù)的實(shí)用性和先進(jìn)性，培養(yǎng)熟悉汽車電子電器、電控系統(tǒng)故障診斷和維修的高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)：
［1］程振彪.世界汽車電子化及其技術(shù)發(fā)展趨勢［J］.汽車情報(bào)，2008.3，（10）：17-23.
［2］陳清泉，孫逢春，祝嘉光.現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2002.1-22.
電器與電子設(shè)備是汽車的重要組成部分，其性能的好壞將直接影響到汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全、性可靠性及舒適性等。如今的汽車不僅電子技術(shù)含量越來越高，而且已經(jīng)進(jìn)入了電腦控制時(shí)代，在一些高檔豪華轎車上，微電腦的使用量已達(dá)50多個(gè)，占整車成本的50％以上。目前，汽車電子化程度的高低已成為衡量汽車技術(shù)水平的重要標(biāo)志。
一、汽車電子技術(shù)發(fā)展歷史
國際上汽車電子技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展大致經(jīng)歷了四個(gè)階段：
第一個(gè)發(fā)展階段為二十世紀(jì)70年代前，主要生產(chǎn)技術(shù)含量較低的交流發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器、電子閃光器、汽車收音機(jī)、電子點(diǎn)火裝置和數(shù)字鐘等。第二個(gè)發(fā)展階段為二十世紀(jì)70年代中期以及80年代初，以集成電路和16位以下的微處理器在汽車上的應(yīng)用為標(biāo)志。第三個(gè)發(fā)展階段為上個(gè)世紀(jì)80年代，微電腦在汽車上的應(yīng)用日趨可靠和成熟，并向智能化方向發(fā)展。本世紀(jì)初，汽車電子技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入第四個(gè)發(fā)展階段。微波系統(tǒng)、多路傳輸系統(tǒng)、ASKS一32位微處理器、自動(dòng)防撞系統(tǒng)、隨車大燈、夜視系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛與電子地圖技術(shù)得到發(fā)展，特別是智能化汽車的出現(xiàn)，使電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用越來越廣。
而國產(chǎn)汽車的電子技術(shù)應(yīng)用在20世紀(jì)下旬還處于初級(jí)階段。起初只有少數(shù)較為先進(jìn)的汽車生產(chǎn)廠家，開始將電子控制裝置應(yīng)用在汽車的儀表和娛樂系統(tǒng)中。從2006年開始，我國汽車電子產(chǎn)品市場進(jìn)入加速增長階段，汽車穩(wěn)定系統(tǒng)、車載娛樂系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等汽車電子產(chǎn)品將逐漸與汽車儀表、汽車空調(diào)等產(chǎn)品一樣作為汽車的基本配置應(yīng)用到汽車產(chǎn)品中。汽車電子市場這種加速增長的局面將一直持續(xù)到2010年，由于電子市場規(guī)模已達(dá)到飽和，而且中國汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期，汽車電子市場規(guī)模增長速度放緩，但仍保持相當(dāng)高的水平。2010年，中國汽車電子產(chǎn)品市場規(guī)模已達(dá)到1500億元。
二、汽車電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
從汽車的組成結(jié)構(gòu)看，汽車電子技術(shù)的應(yīng)用主要可分為以下四個(gè)方面：
(一)動(dòng)力電子控制系統(tǒng)：主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制(汽油EFI和柴油CRDI)、自動(dòng)變速器控制(ECT、CVT／ECVT等)以及動(dòng)力傳動(dòng)總成的綜合電子控制等。其主要是保證汽車在不同的工況下均能處在最佳狀態(tài)，降低油耗和排放，減少動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊，同時(shí)簡化駕駛員的操控，減輕駕駛員的疲勞，提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。
(二)底盤電子控制系統(tǒng)：主要包括制動(dòng)防滑與動(dòng)態(tài)車身控制系統(tǒng)(ABS／ASR、ESP／VDC)，牽引力控制系統(tǒng)、懸架及車高控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)(如4WS)、巡航控制系統(tǒng)(CCS)、輪胎監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)(如4WD)等。其主要用于提高汽車的安全性、舒適性和動(dòng)力性等。
(三)車身電子控制系統(tǒng)：主要包括安全氣囊(SRS)、自動(dòng)座椅、自動(dòng)空調(diào)、中央防盜門鎖、自動(dòng)門窗、自動(dòng)刮水器、視野照明控制、車內(nèi)噪音控制、自動(dòng)防撞系統(tǒng)以及滿足不同用電設(shè)備的電源管理系統(tǒng)。主要是用來增強(qiáng)汽車的安全性、舒適性和方便性。
(四)多媒體娛樂、通訊系統(tǒng)：主要包括車載多媒體系統(tǒng)、駕駛員信息系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)(ITS)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS!DGPS等)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)側(cè)與故障診斷系統(tǒng)等。主要用于聯(lián)結(jié)“人―汽車我―外界環(huán)境信息”，以及協(xié)調(diào)整車各部分的電子控制功能。
三、汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢
當(dāng)前，汽車電子技術(shù)進(jìn)入了“人―汽車―外界環(huán)境信息”的整體關(guān)系優(yōu)化階段，隨著更高性能ECU、更先進(jìn)的傳感器、更快速的執(zhí)行器、智能化管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、第三代移動(dòng)通訊技術(shù)等在汽車上的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車正朝著更加智能化、自動(dòng)化和信息化的機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，從而達(dá)到“人―汽車―外界環(huán)境信息”的完美協(xié)調(diào)。汽車電子技術(shù)成就汽車工業(yè)的未來，未來汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(一)電子元件多功能化：由于技術(shù)進(jìn)步，“集成化、多路傳輸、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、模塊化”這是今后另一個(gè)大有發(fā)展前景的領(lǐng)域。未來的電子元件不僅具有功能強(qiáng)大，而且具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號(hào)的質(zhì)量不受影響，即使在特別嚴(yán)酷的使用條件下仍能保持較高的精度；另外，為了提高可靠性，減小體積，減輕質(zhì)量，減少機(jī)械特性的影響，分散的部件將組合成一個(gè)整體(模塊)，就像發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)集成為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。下一步就是將電子變速和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)集成為一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)控制系統(tǒng)，將ABS／TCS以及EPS都組合成一體。汽車上的電子元件將向多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā)展。
(二)微處理器(ECU)高速化：由于汽車用ECU對(duì)可靠性、信息處理能力、實(shí)時(shí)控制能力及成本上的特殊要求，基于通用芯片開發(fā)出的ECU已經(jīng)很難滿足汽車電子控制系統(tǒng)的要求，因此，開發(fā)出具有多路同步實(shí)時(shí)控制、自帶A／D與D／A、自我診斷、高輸入／輸出等功能的汽車專用ECU系統(tǒng)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。隨著汽車電子控制系統(tǒng)進(jìn)入到了新的高速發(fā)展階段，汽車電子控制日趨集中化，ECU需要處理的信息量不斷增加，為了更準(zhǔn)確快速的處理安全、環(huán)保、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、速度控制和故障診斷中的信息，因此，高位處理器將成為未來汽車用ECU的首選。預(yù)計(jì)在今后幾年需求量將增加50％以上、逐步成為車用ECU的主流。
(三)操控系統(tǒng)電動(dòng)化：現(xiàn)在有一個(gè)新叫法，“用電線操縱”即電子操縱機(jī)械結(jié)構(gòu)，汽車上已經(jīng)應(yīng)用的有“電控轉(zhuǎn)向”，“電控油門”，“電控懸架”，自適應(yīng)汽車前照燈、智能化的無鑰進(jìn)入系統(tǒng)、可視和雷達(dá)倒車系統(tǒng)等。目前，汽車上所使用的執(zhí)行器主要有電磁式、電動(dòng)式和氣動(dòng)／液動(dòng)式。電磁和電動(dòng)式的執(zhí)行器是具有體積小、重量輕、響應(yīng)速度快、耗能小的特點(diǎn)，但是，與氣動(dòng)／液動(dòng)式執(zhí)行器相比，輸出驅(qū)動(dòng)能力則不足，無法滿足未來汽車控制領(lǐng)域大驅(qū)動(dòng)輸出的需要。但是，隨著新材料、新工藝、新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的采用，尤其是在未來汽車普遍更換42V新型電源系統(tǒng)之后，輸出驅(qū)動(dòng)能力將大幅度提升，電磁和電動(dòng)式執(zhí)行器將逐漸取代氣動(dòng)／液動(dòng)執(zhí)行器，成為今后電子技術(shù)大有發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域。
(四)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化：多通道傳輸技術(shù)及總線技術(shù)的采用，將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來，從而構(gòu)成汽車內(nèi)部局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息資源共享。但是隨著下一代高速、具有容錯(cuò)能力的時(shí)間觸發(fā)方式的“x―by―Wire”線控技術(shù)的發(fā)展，將逐漸代替高速CAN的位置，在未來5～10年之內(nèi)使傳統(tǒng)的汽車機(jī)械系統(tǒng)將變成高速通訊總線與高性能CPU相連的電控系統(tǒng)，其主要代表有TIP／c和FlexRayo。同時(shí)汽車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件，為滿足多種硬件的要求，開發(fā)出通用的高水平軟件，并可能要求進(jìn)一步計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，以使計(jì)算機(jī)能完成越來越復(fù)雜的任務(wù)。另外，由于汽車用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)量日益增多，采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)日益顯得必要，光導(dǎo)纖維的優(yōu)勢就凸顯出來，隨著光導(dǎo)纖維的成本不斷降低，光纖憑借其高傳輸速率和抗干擾能力，越來越廣泛的用作高速信號(hào)傳輸介質(zhì)。
中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）20-0363-02
1 引言
隨著科技的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，在交通方面，智能交通系統(tǒng)將會(huì)是以后的發(fā)展趨勢，本文將介紹智能交通系統(tǒng)中的高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)。
現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)在飛快的發(fā)展中，而高速公路收費(fèi)系統(tǒng)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而快速發(fā)展，就現(xiàn)階段而言，我國的收費(fèi)大致分為三種，分別為：人工收費(fèi)、半自動(dòng)收費(fèi)和自動(dòng)收費(fèi)，人工收費(fèi)不需要任何管理系統(tǒng)，因此效率非常低，而半自動(dòng)收費(fèi)和自動(dòng)收費(fèi)因?yàn)橛泄芾硐到y(tǒng)的存在，所以效率大大地提高了，半自動(dòng)收費(fèi)和自動(dòng)收費(fèi)大致分為以下幾種：磁卡收費(fèi)、投幣式收費(fèi)、紅外線收費(fèi)和電子不停車收費(fèi)[1]。由于私家車的增多，車道擁擠成了交通面臨的最大問題，同樣在高速公路收費(fèi)站，擁擠問題也是非常的明顯，而且在等待繳費(fèi)的過程中，由于汽車尾氣的不斷排放，對(duì)環(huán)境也造成了不小的污染，要解決高速公路收費(fèi)站擁擠問題的根本措施是提高用戶繳費(fèi)的效率，而在眾多收費(fèi)方式中，不停車收費(fèi)是效率最高的一種，用戶不用停車就能把費(fèi)給交上，這就緩解了交通擁擠問題，而且還能縮減汽車用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此建立高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是十分必要的。
2 電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)有車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，車輛控制子系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)組成。
2.1 車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)
2.1.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)
車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的關(guān)鍵，而自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的核心技術(shù)[2]。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)包括：條碼識(shí)別技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)等，由于射頻識(shí)別技術(shù)有可以工作在微波波段，可以穿透風(fēng)、雪、沙塵等惡劣的環(huán)境因素，可以全天候24小時(shí)進(jìn)行工作，通信距離長等自身的優(yōu)越性，因此把射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)有無可替代的優(yōu)勢。如今的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)大部分都是基于在射頻識(shí)別技術(shù)下的?；綬FID系統(tǒng)是由電子標(biāo)簽和讀寫器組成[3]，電子標(biāo)簽與讀寫器互不接觸，利用無線通信傳輸數(shù)據(jù)。
2.1.2 車輛自動(dòng)系別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)由路邊單元（RSU）、車載單元（OBU）、環(huán)路感應(yīng)器、智能控制設(shè)備等組成。
車載單元也就是電子標(biāo)簽，里面存儲(chǔ)著用戶車輛的牌照、車型等一些信息，一般安裝在車輛的擋風(fēng)玻璃的上方，路邊單元由讀寫器，天線，調(diào)制解調(diào)設(shè)備等組成。智能控制設(shè)備完成對(duì)RFID信號(hào)進(jìn)行控制、處理和傳輸?shù)冗^程。電子標(biāo)簽分為主動(dòng)式和被動(dòng)式，主動(dòng)式電子標(biāo)簽是有源的，通訊距離較長。但是價(jià)格非常昂貴，被動(dòng)式電子標(biāo)簽既有有源的，也有無源的，通訊距離較短，但是造價(jià)便宜。綜合我國人民的收入情況來看，選取被動(dòng)式無源電子標(biāo)簽是比較合適的，我們可以通過路邊單元發(fā)出的一系列電磁波對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行充電，以此來充當(dāng)電子標(biāo)簽內(nèi)的電源，從而完成對(duì)EEPROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和修改等操作。
2.1.3 車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的工作原理
車輛自動(dòng)識(shí)別工作原理是當(dāng)車輛進(jìn)入到ETC信號(hào)的覆蓋區(qū)，路邊單元中的讀寫器發(fā)出詢問信號(hào)，經(jīng)過調(diào)制器的調(diào)制，由發(fā)射天線發(fā)出，車載單元接受到讀寫器發(fā)出的信號(hào)之后，經(jīng)過解調(diào)器解調(diào)，送給邏輯控制器，由邏輯控制器來決定對(duì)EEPROM的讀、改等操作，然后經(jīng)過調(diào)制后，將信號(hào)返回給路邊單元，路邊單元將所接受到的信號(hào)送給中心管理系統(tǒng)，中心管理系統(tǒng)根據(jù)所得到的信息，來做進(jìn)一步的操作。
具體工作原理如圖一所示。
2.1.4 車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的工作過程
車輛自動(dòng)識(shí)別的具體過程為：
1 路邊單元中的讀寫器經(jīng)過發(fā)送天線向電子標(biāo)簽（車載單元）發(fā)出一連串固定頻率的電磁波。
2 電子標(biāo)簽經(jīng)過內(nèi)部的接受天線接收到讀寫器所發(fā)出的電磁波，并通過整流電路將所得到的能量轉(zhuǎn)換為直流電壓，再經(jīng)過濾波、穩(wěn)壓電路，得到穩(wěn)定的直流電壓，并將此電壓儲(chǔ)存電容中，也就是圖二中的Vcc，該電壓為邏輯控制器對(duì)EEPROM進(jìn)行讀寫操作提供能量。
3 另一方面，電子標(biāo)簽所接受到的電磁波包含著路邊單元所發(fā)出詢問信號(hào)的信息，在車載單元接受詢問信號(hào)的時(shí)候，要從許多不同頻率的信號(hào)和干擾中選擇出要接受的信號(hào)，并將其高倍數(shù)放大是很困難的，因?yàn)樵诓煌念l段，電路的性能會(huì)有很大的差異，因此在車載單元的接受電路中加了一個(gè)混頻器，將所接收到的調(diào)制信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換到一個(gè)固定的頻率，然后再由放大器進(jìn)行放大，經(jīng)過數(shù)據(jù)解調(diào)器的解調(diào)將信息送到邏輯控制器中，由邏輯控制器來判斷對(duì)EEPROM所進(jìn)行的操作，如果是讀操作，邏輯控制器就從EEPROM中讀取存儲(chǔ)的信息，如果要是修改EEPROM中的信息，就要將Vcc中的電壓提高，以便對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行修改。將從EEPROM中讀取到的信息進(jìn)行BPSK調(diào)制，然后由發(fā)射天線發(fā)射出調(diào)制信號(hào)。
4 路邊單元接收到從車載單元中返回來的信號(hào)，經(jīng)過混頻器轉(zhuǎn)換到一個(gè)固定的頻率，放大器放大，由解調(diào)器解調(diào)出相應(yīng)的信息，將信息送到控制模塊，控制模塊對(duì)信息進(jìn)行處理，并將所處理的信息送到中心管理系統(tǒng)。
具體工作過程如圖二
2.2 車道控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作過程
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)除了車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，車道控制子系統(tǒng)也是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)車輛通過電子收費(fèi)系統(tǒng)的時(shí)候，由車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)來獲取所來車輛的車牌號(hào)、車型號(hào)、以及該車用戶的銀行賬戶等信息，同時(shí)車道控制子系統(tǒng)控制抓拍系統(tǒng)對(duì)所進(jìn)入的車輛進(jìn)行圖像抓拍，經(jīng)過圖像信息化處理，將實(shí)際抓拍的車牌號(hào)與從車載單元所存儲(chǔ)的車牌號(hào)進(jìn)行對(duì)比，看看兩者是否一致，然后根據(jù)兩者的一致性由車道控制子系統(tǒng)來控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)，報(bào)警器的開關(guān)，車道攔截裝置的打開或閉合，抓拍違章車輛等。車道控制子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)如圖三：
車道控制子系統(tǒng)的具體工作過程如圖四：
2.3 中心管理系統(tǒng)
當(dāng)車輛進(jìn)入到電子收費(fèi)車道時(shí)，通過車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，車道控制子系統(tǒng)所，車輛的信息將會(huì)送到中心管理系統(tǒng)，中心管理系統(tǒng)來負(fù)責(zé)對(duì)用戶車輛的收費(fèi)的過程，并自動(dòng)記錄收費(fèi)記錄，中心管理系統(tǒng)與銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信是以加密的形式進(jìn)行傳遞，因此保證電子不停車收費(fèi)的安全。
3 電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的工作流程
電子停車收費(fèi)系統(tǒng)具體流程是車輛進(jìn)入電子不停車收費(fèi)通道時(shí)，車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)獲取車載單元中車輛的相關(guān)信息，如車牌號(hào)、車型號(hào)等，同時(shí)路邊所設(shè)的圖像抓拍系統(tǒng)對(duì)該車輛也進(jìn)行抓拍，獲取車輛的實(shí)際車牌號(hào)，經(jīng)過數(shù)字化圖像處理后與通過車載單元獲取的車牌號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果不一樣，提示進(jìn)入人工收費(fèi)通道，如果一樣，則將信息傳遞給中心管理系統(tǒng)，中心管理系統(tǒng)經(jīng)過銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)扣除本次的費(fèi)用。
具體流程如圖五：
4 結(jié)束語
從效率、緩解交通壓力、節(jié)約成本方面來看，電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)都有著無可比擬的優(yōu)勢，我們大部分政府和公司都在大量發(fā)展電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)上來看，智能交通系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)收費(fèi)的趨勢是不可避免的，我國應(yīng)該抓住這一契機(jī)，加大發(fā)展電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的力度，爭取走在世界的前列。本文對(duì)電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)做了一個(gè)整體上的論述，對(duì)于電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)提供了一些參考。
參考文獻(xiàn)
一、智能交通的歷史及現(xiàn)狀
智能交通起源于通過信息技術(shù)如仿真，實(shí)時(shí)控制以及通訊網(wǎng)絡(luò)來解決來城市交通阻塞問題所作的嘗試。交通阻塞已成為由于城市化和機(jī)動(dòng)化所帶來的世界性問題，并造成交通設(shè)施的低效率，大氣污染及燃油消耗增加。智能交通的突出特點(diǎn)是以信息的收集、處理、、交換、分析、利用為主線，為交通參與者和管理者提供多樣性的服務(wù)。
早在1991年，美國的聯(lián)合地面運(yùn)輸效率法案（ISTEA）開始成立聯(lián)邦項(xiàng)目研究開發(fā)和測試智能交通系統(tǒng)（ITS）并付諸推廣實(shí)施。2006年5月，美國交通部下屬機(jī)構(gòu)研究和創(chuàng)新技術(shù)管理局成為美國ITS管理委員會(huì)的主管部門并成立ITS戰(zhàn)略規(guī)劃組。隨后美國交通部于2009年12月8日美國ITS戰(zhàn)略研究計(jì)劃（2010-2014），該計(jì)劃預(yù)計(jì)在未來5年中達(dá)成美國國內(nèi)綜合地面運(yùn)輸體系的愿景，其特征為將車輛，基礎(chǔ)設(shè)施和交通參與者連結(jié)起來，以撬動(dòng)使安全，機(jī)動(dòng)性和環(huán)境效能最大化的技術(shù)。
美國ITS研究的核心是車連網(wǎng)研究（connected vehicle），旨在建立安全的，可互操作的車-車（V2V），車-路（V2I）以及和交通參與者間的（包括其個(gè)人通訊設(shè)備的）網(wǎng)絡(luò)化的無線通訊。1992年，美國材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）主要針對(duì)不停車收費(fèi)（ETC）業(yè)務(wù)提出專用短程通信（DSRC）技術(shù)。1999年美國聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC分配75MHz頻譜資源在5.850-5.925GHz頻段區(qū)間分配給運(yùn)輸服務(wù)領(lǐng)域?qū)ｉT用于車載短程通信研究，可支持6-25 Mbps傳輸速率，傳輸距離可達(dá)到數(shù)百米。2002年ASTM通過DSRC標(biāo)準(zhǔn)E2213-02，2003年通過其改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)E2213-03。在標(biāo)準(zhǔn)E2213-03的基礎(chǔ)之上，2004年，DSRC標(biāo)準(zhǔn)化工作轉(zhuǎn)入IEEE工作組。IEEE制訂了一套稱為WAVE/DSRC的標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)是使其成為下一代智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，用以改善行車和行人的安全，以及保證在高速車載環(huán)境下?lián)碛凶吭降耐ㄐ判阅?。WAVE是Wireless Access in Vehicular Environments的縮寫。2006年IEEE通過了IEEE 1609.1―1609.4系列標(biāo)準(zhǔn)。2010年7月IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)正式，該標(biāo)準(zhǔn)是DSRC的物理層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)，主要制定了物理層和介質(zhì)訪問控制層規(guī)范。是針對(duì)ITS中的相關(guān)應(yīng)用對(duì)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)充延伸。IEEE 1609工作組基于802.11p標(biāo)準(zhǔn)制定了1609協(xié)議族，此協(xié)議族制定了鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、安全、資源管理規(guī)范。美國ITS部門計(jì)劃于2010年開始全面部署基于WAVE的智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)。美國政府近期的ITS活動(dòng)更加聚焦于國土安全。正在建議的很多ITS系統(tǒng)都包含公路監(jiān)控系統(tǒng)以及大規(guī)模人口撤離的需求。2012年8月美國交通部啟動(dòng)了迄今最大規(guī)模的V2X車輛碰撞避免技術(shù)的路試，其能夠大幅度避免或減少碰撞事故的危害。
歐洲和日本都相應(yīng)制定了相關(guān)的DSRC標(biāo)準(zhǔn)。歐洲D(zhuǎn)SRC標(biāo)準(zhǔn)化工作小組CEN/TC278第9工作組于1994年開始DSRC標(biāo)準(zhǔn)的起草工作，1995年，完成歐洲D(zhuǎn)SRC標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。1997年通過了ENV12253 5.8 GHz DSRC物理層、ENV12795 DSRC數(shù)據(jù)鏈路層和ENN12834“DSRC應(yīng)用層”標(biāo)準(zhǔn)。隨著歐洲ITS的演進(jìn)，歐洲于2002年成立了eSafety論壇，旨在推進(jìn)和加速智能車輛安全系統(tǒng)的開發(fā)和研究。2005年3月，論壇成立通訊工作組以定義歐洲智能車輛安全系統(tǒng)的通訊方面，包括頻譜和通訊標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)同車路系統(tǒng)是eSafety組織下進(jìn)行的一項(xiàng)重要開發(fā)研究項(xiàng)目，目的是設(shè)計(jì)，開發(fā)和測試車路間通訊所需的技術(shù)。1997年日本DSRC標(biāo)準(zhǔn)化工作小組TC204委員會(huì)完成了DSRC標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，2001年和2004年又分別了ARIB STD-T75和ARIB STD-T88兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
日本松下電器在CEATEC JAPAN2006上展出了支持5.8GHz頻段DSRC的新一代ITS車載設(shè)備，這種通信系統(tǒng)將過去一直用于ETC的DSRC應(yīng)用范圍擴(kuò)展到了其他服務(wù)和安全行駛輔助領(lǐng)域，例如，接收交通擁堵信息等等。此外，推出DSRC芯片方案的還有沖電氣工業(yè)、東光和TransCore公司。以TransCore公司研制出的Modem為例，它除了具備專用短距離通信功能之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)長距離GPS和衛(wèi)星通信的功能。據(jù)報(bào)道，該Modem的GPS精確度可達(dá)1米，并提供與汽車之間的多路通信通道，能夠給車輛提供安全服務(wù)，且具有自動(dòng)預(yù)警功能，并不受地域限制。
1992年由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO設(shè)置了TC204，即“運(yùn)輸信息與控制系統(tǒng)（TICS）技術(shù)委員會(huì)”，全面負(fù)責(zé)ITS領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2001年4月在夏威夷召開的ISO/TC204全體會(huì)議上，一致通過將TC204的名稱更改為“智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）技術(shù)委員會(huì)”。2003年9月，經(jīng)中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)成立“全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”（簡稱ITS標(biāo)委會(huì)），對(duì)口國際標(biāo)準(zhǔn)化組織智能運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC204）。
1998年，我國交通部ITS中心向交通部無線電管理委員會(huì)提出將5.8GHz頻段（5.795～5.815GHz：下行鏈路500Kbps，上行鏈路250Kbps）分配給DSRC技術(shù)領(lǐng)域。并于1999年成立國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，與智能交通技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC268）三位一體，構(gòu)成面向全國智能交通運(yùn)輸領(lǐng)域技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)的國家級(jí)高新技術(shù)研發(fā)實(shí)體。
我國在“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目中，把發(fā)展DSRC列為重大攻關(guān)項(xiàng)目。ITSC于2007年GB/T 20851.1～5-2007《電子收費(fèi)專用短程通信》等DSRC相關(guān)系列標(biāo)準(zhǔn)，并推出OBU/RSU樣機(jī)。但是，以上標(biāo)準(zhǔn)都有諸多限制，如：數(shù)據(jù)傳輸速率較低、無法實(shí)現(xiàn)車輛之間的通信、RSU設(shè)備的覆蓋范圍較窄、不易與傳統(tǒng)Internet融合，從而只能實(shí)現(xiàn)有限的智能交通應(yīng)用，如：不停車收費(fèi)（ETC）應(yīng)用等，無法滿足ITS的長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。
二、從智能交通系統(tǒng)到車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢
近年來，汽車電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)得到了迅猛地發(fā)展，以及三者之間的相互滲透和融合奠定了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)信息化的發(fā)展。車輛的爆發(fā)式增長和無處不在的信息需求也日益將通信網(wǎng)絡(luò)和車輛緊密結(jié)合起來，推動(dòng)了以車為節(jié)點(diǎn)的智能交通信息系統(tǒng)―――車聯(lián)網(wǎng)的建立。
國家“十二五”規(guī)劃已明確提出，要發(fā)展寬帶融合安全的下一代國家基礎(chǔ)設(shè)施，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，而在物聯(lián)網(wǎng)的分支中，車聯(lián)網(wǎng)是最容易形成系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、最具備產(chǎn)業(yè)潛力的應(yīng)用之一。車聯(lián)網(wǎng)是繼承了互聯(lián)網(wǎng)文化的技術(shù)產(chǎn)物，強(qiáng)調(diào)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和未來技術(shù)的融合，體現(xiàn)了技術(shù)的多樣性和包容性。在CVIS中，導(dǎo)航數(shù)據(jù)也是多種數(shù)據(jù)源（GPS，DGPS，加速度傳感器，慣性導(dǎo)航，里程表）的數(shù)據(jù)融合。車聯(lián)網(wǎng)所交換的數(shù)據(jù)例如氣象數(shù)據(jù)既可以來自車載設(shè)備（OBU），車內(nèi)傳感器，甚至雨刮器的狀態(tài)，也可以來自路側(cè)設(shè)備（RSU）所配置的傳感器，或者是氣象臺(tái)站提供的數(shù)據(jù)。
三、車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
1、通訊技術(shù)
在車聯(lián)網(wǎng)中，DSRC是智能交通系統(tǒng)所必備的基礎(chǔ)通訊技術(shù)。DSRC基于802.11 WiFi協(xié)議族，應(yīng)用成本低，可實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)視頻、語音和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的雙向傳輸，專門用于車輛和道路、車輛與車輛之間的通信。目前以美國的WAVE/DSRC標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展最為完善。WAVE/DSRC的協(xié)議組成由圖1所示。
IEEE 802.11p是從IEEE 802.11a（OFDM physical layer）及IEEE 802.11e（QoS）等IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充而來的一個(gè)通訊標(biāo)準(zhǔn)，主要用于智能交通系統(tǒng)中車輛設(shè)備的無線通訊等應(yīng)用。使用5.9GHz波段。應(yīng)用層面包括車輛之間（V2V）以及車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間（V2I）的高速數(shù)據(jù)交換。高層標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1609以IEEE 802.11p為基礎(chǔ)。IEEE 802.11p有良好的兼容性，和多種已有的DSRC標(biāo)準(zhǔn)兼容，比如E2213-02、CALM M5和IEEE 802.11a。良好的兼容性使其很容易被推廣。IEEE 802.11p具備高速移動(dòng)性，能夠在高速移動(dòng)中收發(fā)數(shù)據(jù)。IEEE 802.11p還獲得了美國政府的支持，美國運(yùn)輸部將負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。
IEEE 1609.4（Multi-channel Operation）：協(xié)調(diào)控制頻道（Control Channel，CCH）與服務(wù)頻道（Service Channel，SCH）的多頻道操作，比如優(yōu)先級(jí)管理和頻道的切換控制。
IEEE 1609.3（Networking Services）：此模塊是相對(duì)與OSI網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層，以便提供WAVE/DSRC的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可以提供兩個(gè)車輛設(shè)備之間的通訊，或者車輛設(shè)備與路邊設(shè)備之間的通訊。
IEEE 1609.2（Security Services for Applications and Management Messages）：此模塊定義了在WAVE/DSRC系統(tǒng)中的安全消息封包格式，以及安全消息封包的處理方式。也定義了WAVE管理消息和應(yīng)用消息的加密方法，車輛引起的安全消息的異常處理。
IEEE1609.1（Management & Networking Service Extension for Resource Class）：此模塊位于應(yīng)用層，引導(dǎo)信息的交換，定義資源設(shè)備（Resource Class Device）與資源管理設(shè)備（Resource Manager Device）之間的通訊格式和方法，以便數(shù)據(jù)消息、命令消息和狀態(tài)消息等的封包傳送。
同時(shí)應(yīng)關(guān)注802.11的最新發(fā)展以及在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，例如采用第4代無線通訊之多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)的802.11n在車聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的可能性。802.11n是IEEE繼802.11b＼a＼g后全新的無線局域網(wǎng)技術(shù)，速度可達(dá)600Mbps。專有MIMO技術(shù)可改進(jìn)已有802.11a/b/g網(wǎng)絡(luò)的性能。MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）系統(tǒng)是一項(xiàng)運(yùn)用于802.11n的核心技術(shù)，它利用多天線來抑制信道衰落。無線電發(fā)送的信號(hào)被反射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多份信號(hào)。每份信號(hào)都是一個(gè)空間流。使用單輸入單輸出（SISO）的當(dāng)前或老系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個(gè)空間流。MIMO允許多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流。它允許天線同時(shí)傳送和接收。MIMO接入點(diǎn)到MIMO客戶端同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流?？梢钥闯?，此時(shí)的信道容量隨著天線數(shù)量的增大而線性增大。也就是說可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。MIMO已成為4G通訊遠(yuǎn)期演進(jìn)的必選技術(shù)。
2、定位技術(shù)
由于智能交通系統(tǒng)的其它項(xiàng)目的開發(fā)研究，基本上都離不開車輛定位導(dǎo)航技術(shù)，只有在車輛實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位前提下，方能有效地指揮調(diào)度車輛，從而保障車輛安全行駛，提高運(yùn)輸效率。因此從某種意義來講，車輛定位導(dǎo)航技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的主要核心內(nèi)容，具有較高的研究價(jià)值。高精度定位也是車聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，如果位置信息的精確度可以達(dá)到1米之內(nèi)，許多精細(xì)化導(dǎo)航及管理應(yīng)用就可以實(shí)現(xiàn)，這無論是對(duì)于交通參與者和管理者來說都具有重要意義。
目前，可實(shí)現(xiàn)的高精度定位技術(shù)主要包括超寬頻定位，802.15.4定位和差分定位。
超寬帶UWB（UltdeWide Band）定位是近幾年發(fā)展起來的無線定位技術(shù)，UWB信號(hào)具有抗多徑效應(yīng)好、定位精度和刷新率高等優(yōu)點(diǎn)，但UWB一般只能用于進(jìn)行室內(nèi)高精度定位。
ZigBee定位采用飛思卡爾許可證的定位檢測硬件核心，系統(tǒng)需要有最少3-8個(gè)參考節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)無線定位網(wǎng)采用該核心，可以實(shí)現(xiàn)0.25米的定位分辨率和1米左右的定位精度。這個(gè)精度，已經(jīng)大大高于標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星定位服務(wù)（SPS）的精度，定位時(shí)間小于40微秒。但ZigBee技術(shù)并不適用于高速移動(dòng)的行車環(huán)境。
差分全球定位系統(tǒng)（Differential Global Positioning System，簡稱DGPS或差分GPS，是一種應(yīng)用于全球定位系統(tǒng)中用以提高民用定位精度的一種技術(shù)。美國政府在GPS的最初設(shè)計(jì)中，計(jì)劃向社會(huì)提供兩種服務(wù)：精密定位服務(wù)（PPS）和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）。精密定位服務(wù)的主要對(duì)象是美國軍事部門和其它特許民用部門。使用C/A碼和雙頻P碼，以消除電離層效應(yīng)的影響，使預(yù)期定位精度達(dá)到10m。標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的主要對(duì)象是廣大的民間用戶。它只使用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的C/A碼單頻接收機(jī)，預(yù)期定位精度只達(dá)到100m左右。但是，在GPS試驗(yàn)階段，由于提高了衛(wèi)星鐘的穩(wěn)定性和改進(jìn)了衛(wèi)星軌道的測定精度，使得只利用C/A碼進(jìn)行定位的GPS精度達(dá)到14m，利用P碼的PPS的精度達(dá)到3m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于預(yù)期定位精度。美國政府考慮到自身的安全，于1991年7月在BlockⅡ衛(wèi)星上實(shí)施SA和AS政策，就是對(duì)GPS衛(wèi)星的基準(zhǔn)頻率施加高頻抖動(dòng)噪聲信號(hào)，而這種信號(hào)是隨機(jī)的，從而導(dǎo)致測量出的偽距誤差增大，其目的是降低GPS的定位精度。
為克服SA政策的影響，發(fā)展了差分GPS技術(shù)（DGPS），根據(jù)差分GPS定位原理，現(xiàn)已建立和發(fā)展各類型的差分系統(tǒng)。按照DGPS系統(tǒng)所覆蓋的地理范圍，可分為廣域DGPS（WADGPS）和局域DPGS（LADGPS）。
廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）。WADGPS可覆蓋整個(gè)國家，其對(duì)定位精度的改善與用戶和某一基準(zhǔn)站的靠近程度無關(guān)。系統(tǒng)較為復(fù)雜，一般由國家組織投資建設(shè)?，F(xiàn)有WADGPS系統(tǒng)包括美國國內(nèi)的WAAS系統(tǒng)，歐洲境內(nèi)的EGNOS系統(tǒng)，日本和東南亞境內(nèi)的MSAS系統(tǒng)，以及印度境內(nèi)的GA GAN系統(tǒng)。它是利用分布在全世界或全國各地的基準(zhǔn)站對(duì)GPS進(jìn)行連續(xù)觀測，從而計(jì)算出衛(wèi)星軌道改正數(shù)、衛(wèi)星鐘差改正數(shù)和電離層改正數(shù)。利用專用大功率電臺(tái)或?qū)Ｓ眯l(wèi)星將這些改正數(shù)發(fā)送給用戶。用戶利用這些改正數(shù)對(duì)測得的觀測量進(jìn)行修正，最后計(jì)算出點(diǎn)位坐標(biāo)，精度可達(dá)到1m。這樣的差分方式定位精度不受距離限制。
局域差分GPS系統(tǒng)（LADGPS）的覆蓋范圍一般在10～100 km，偽距差分定位精度可以達(dá)到1 m左右，用戶距離基準(zhǔn)站越遠(yuǎn)，改善程度越小，但是實(shí)現(xiàn)過程相對(duì)簡單。這一技術(shù)已經(jīng)成為差分GPS的最主要的技術(shù)手段。為了提高定位精度和保持偽距差分的可靠性，出現(xiàn)了準(zhǔn)載波相位差分GPS，定位精度可達(dá)到50cm。而采用載波相位差分精度可以達(dá)到厘米級(jí)。
RBN-DGPS系統(tǒng)，這是我國交通部在沿海區(qū)域建立的無線電指向標(biāo)/差分全球定位系統(tǒng)（Radio Beacon-Differential Global Position System）。整個(gè)系統(tǒng)由均勻分布在沿海的21個(gè)臺(tái)站組成，為我國沿海提供差分GPS的24h服務(wù)，使用戶在300km海域內(nèi)接收差分信號(hào)，得到5-10m的定位精度。用戶只要擁有一臺(tái)信標(biāo)GPS接收機(jī)，就可利用這一免費(fèi)信號(hào)資源，進(jìn)行實(shí)時(shí)差分定位。此技術(shù)正在得到推廣，但目前國內(nèi)尚無自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DGPS產(chǎn)品，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要依賴進(jìn)口。
最近我國各大城市建立了連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System），如HZCORS，ZJCORS等。CORS系統(tǒng)源于20世紀(jì)80年代加拿大提出的主動(dòng)控制系統(tǒng)， GPS的主要誤差源來自衛(wèi)星星歷，可以通過一批永久性的參考點(diǎn)，通過這些站點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)解算出一定區(qū)域內(nèi)的高精度星歷，并給出該區(qū)域的系統(tǒng)誤差及改正參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更高精度的定位。CORS系統(tǒng)由一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)地向不同類型、需求和層次的用戶自動(dòng)地提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GPS觀測值、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及相關(guān)GPS服務(wù)。
四、結(jié)束語
伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，車輛的爆炸式增長給人們帶來便利的同時(shí)也使得交通擁堵及交通安全問題日益突出，尤其是在大城市地區(qū)，高峰期的交通堵塞為人們的出行帶來極大的不便。傳統(tǒng)的單純依靠現(xiàn)有技術(shù)以及人的經(jīng)驗(yàn)調(diào)度指揮已不能適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)所要求的高效交通系統(tǒng)。因此，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)核心，具備自主組網(wǎng)、自主協(xié)同和分布式協(xié)同為特征的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建立迫在眉睫。
參考文獻(xiàn)
筆者2008年去參觀CES時(shí)，只看到微軟在CBS展館外的露天廣場搭建一個(gè)臨時(shí)棚，里面福特和菲亞特各放一輛樣車，微軟嘗試在樣車的中控臺(tái)顯示屏里安裝其操作系統(tǒng)，以此向其他車企推廣。
隨著后幾年谷歌和蘋果在車機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)力，微軟對(duì)車機(jī)的滲透無疾而終，展館里只有德爾福一家在展示駕駛輔助系統(tǒng)前瞻技術(shù)和車內(nèi)移動(dòng)上網(wǎng)共享技術(shù)。那年破天荒地出現(xiàn)車企掌門人來CES做主旨演講，他是通用汽車董事長瓦格納。不過很快金融危機(jī)爆發(fā)、通用啟動(dòng)破產(chǎn)保護(hù)、瓦格納被逼辭職。八年前汽車業(yè)對(duì)CES的參與和試探很謹(jǐn)慎。
去年和今年的CES上確實(shí)有近十家整車企業(yè)和主要的汽車供應(yīng)商參展，粗略統(tǒng)計(jì)一下，今年CES上，代表世界汽車技術(shù)“三極”板塊的車企巨頭悉數(shù)參展，比如寶馬、戴姆勒、大眾北美、福特、克萊斯勒、豐田、本田、日產(chǎn)、現(xiàn)代；去年參展的通用今年沒來，僅派下屬技術(shù)公司OnStar參展；從事智能與互聯(lián)技術(shù)集成的全球供應(yīng)商巨頭們參展積極性更高，比如博世、大陸、采孚爾、德爾福、偉世通、麥格納、鏡泰、電裝、現(xiàn)代摩比斯、現(xiàn)代技術(shù)、法雷奧等，還有不少像研發(fā)自動(dòng)駕駛和人工智能的新銳技術(shù)Autoliv、NVIDIA、百度等企業(yè)參展。
值得肯定的是，CBS組委會(huì)與時(shí)俱進(jìn)的商業(yè)發(fā)展意識(shí)很強(qiáng)。他們很早就想把CES向汽車產(chǎn)業(yè)滲透，因?yàn)槠囋谘莼^程中不停嫁接進(jìn)電氣、電器、電子設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)等各個(gè)階段的新技術(shù)；近年來汽車下一步演化除了要逐步加大電驅(qū)化比例外，更要大面積奔向智能化和互聯(lián)化。CES依仗著臨近加州的地理優(yōu)勢，相對(duì)與全球IT和DT中心一硅谷較遠(yuǎn)，其組委會(huì)有意識(shí)地強(qiáng)化與汽車產(chǎn)、業(yè)新技術(shù)發(fā)展趨勢的匹配度，挖掘?qū)嵙π酆竦能嚻蠛凸?yīng)商變?yōu)镃BS新的展商來源。
汽車企業(yè)和主流供應(yīng)商，也需要在一個(gè)前瞻技術(shù)領(lǐng)域的公共平臺(tái)上進(jìn)行行業(yè)內(nèi)外的彼此信息交流和商業(yè)拓展，至少在智能化領(lǐng)域（人工智能、智能交通、自動(dòng)駕駛、智慧城市等）和互聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域（V2X、大數(shù)據(jù)、共享模式等），CES不失為一個(gè)現(xiàn)成的好平臺(tái)。至于電動(dòng)汽車，似乎屬于一個(gè)異類，在CES和北美車展兩個(gè)重要展會(huì)平臺(tái)上都難以棲身、靈魂無處安放。
雖然CES中的“汽車元素”與年俱增，但它與北美車展的定位完全不同。CES本質(zhì)上屬于B2B，汽車業(yè)即便積極參與也是為了展示特定方向的技術(shù)趨勢，通俗描述就是展示汽車的“眼睛”和“大腦”技術(shù)發(fā)展，供汽車業(yè)上下游企業(yè)之間交流，不是來向消費(fèi)者展銷新車的。而北美車展本質(zhì)上屬于B2C，向世界第二大車市的全美消費(fèi)者展現(xiàn)新年后心儀的新車型。兩大展會(huì)在汽車交集點(diǎn)上不存在此消彼長的困擾。
樂視在本屆CES上設(shè)有生態(tài)館，館中放有一臺(tái)設(shè)計(jì)超酷的豪華概念車，主要展示其智能與互聯(lián)上的應(yīng)用水平；在樂視超級(jí)汽車美國合作伙伴FF的展臺(tái)上則展出了即將量產(chǎn)的豪華概念車FF91，非常惹眼。它計(jì)劃2018年底前在離展館幾十公里外的新工廠投產(chǎn)。從事智能互聯(lián)電動(dòng)的新創(chuàng)車企往往喜歡前期在CBS上展出新銳產(chǎn)品，等到成熟后未必不會(huì)在北美車展登陸。
北美車展也在自我革新
NAIAS已走過百年歷史，伴隨和見證著根植于底特律的美國本土汽車業(yè)的崛起和壯大。前些年隨著美國車市提振轉(zhuǎn)旺，NAIAS組委會(huì)也有信心立新圖治，新投入幾億美元把COBO會(huì)展中心做了翻新，以適應(yīng)新的會(huì)展業(yè)發(fā)展潮流。
尤其值得稱道的是改建成的atrium（中庭），運(yùn)用大片的自然采光，讓深入地層的中庭透亮，特別適合做大型公共演講區(qū)。從CES演講完再趕到NAIAS演講的日產(chǎn)汽車CEO卡洛斯一戈恩大談日產(chǎn)未來智能互聯(lián)電動(dòng)化的展望，通用的發(fā)言代表也都闡述未來前瞻技術(shù)；看來NAIAS組委會(huì)有意識(shí)地把智能、互聯(lián)、電動(dòng)、共享等前瞻技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)服務(wù)概念盡量多地引入到NAIAS，讓NAIAS也充滿對(duì)前瞻技術(shù)的情懷，盡量抵御CES對(duì)傳統(tǒng)汽車展商的拉攏。
NAIAS除了在主展示廳保持對(duì)車企新產(chǎn)品的展示功能外，另把以前設(shè)在地下層的“密西根廳”與中庭相連，一掃以前地下展廳特有的幽閉感。在本屆北美車展上，特別把此廳冠名為automobile D，把一些供應(yīng)商和小型或初創(chuàng)技術(shù)公司囊入其中，讓傳統(tǒng)車展也顯露出一些對(duì)新生事物的敏感性。不可否認(rèn)，這里面有CES帶來的競爭激勵(lì)。
中圖分類號(hào)：O434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展階段
現(xiàn)代汽車電子技術(shù)顧名思義是現(xiàn)代汽車技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合，涉及兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。汽車電子技術(shù)的出現(xiàn)是汽車發(fā)展過程中一次重要革命性事件，并且成為衡量現(xiàn)代汽車發(fā)展水平的一個(gè)重要技術(shù)標(biāo)志。縱觀汽車技術(shù)發(fā)展史，汽車電子技術(shù)的發(fā)展主要有四個(gè)階段，具體分析分別如下。
（一）20 世紀(jì) 50 年代初期到 1974 年為汽車電子技術(shù)發(fā)展的第一階段，在這一階段，致力于用現(xiàn)代的電子裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械部件，開發(fā)重點(diǎn)在于單一的電子零部件，改善汽車內(nèi)部某些機(jī)械部件的性能。主要產(chǎn)品有電子點(diǎn)火控制器、交流發(fā)電機(jī)、電子式電壓調(diào)節(jié)器，數(shù)字鐘、電子式閃光器等。這是汽車技術(shù)開始與電子技術(shù)出現(xiàn)結(jié)合的第一步，上述電子產(chǎn)品在汽車中的廣泛應(yīng)用開啟了汽車電子技術(shù)時(shí)代的大門，為未來汽車電子技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
（二）1974-1982 年是汽車電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的第二個(gè)階段。在這個(gè)階段，汽車電子的發(fā)展更有目標(biāo)性和方向，汽車工業(yè)開始為了實(shí)現(xiàn)某種特定功能而采用特定的電子技術(shù)和理論，這一時(shí)期較為典型的電子化設(shè)備就是集成電路和 16 位以下的微處理器。在汽車電子技術(shù)發(fā)展的這一階段，集成電路和微處理器在汽車上得到大范圍的使用，為了實(shí)現(xiàn)特定目的，技術(shù)人員基于電子技術(shù)理論研制出各種電子技術(shù)系統(tǒng)，比如汽車內(nèi)部的安全氣囊系統(tǒng)、剎車的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)以及用于控制汽油噴射的電子控制汽車噴射系統(tǒng)等。
（三）1982-1995 年是汽車電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的第三個(gè)階段。這一階段汽車電子技術(shù)得到了巨大發(fā)展，電子技術(shù)開始由普通控制向現(xiàn)代化電子控制系統(tǒng)過度，為現(xiàn)代智能化電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。這一階段汽車電子技術(shù)發(fā)展的明顯特征就是開始出現(xiàn)具有多種控制功能的計(jì)算機(jī)集中管理系統(tǒng)，這個(gè)管理系統(tǒng)以微型計(jì)算機(jī)作為控制核心，逐漸取代了傳統(tǒng)電子技術(shù)的獨(dú)立控制系統(tǒng)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。這一時(shí)期出現(xiàn)的典型電子技術(shù)產(chǎn)品有發(fā)動(dòng)機(jī)集中管理系統(tǒng)、車輛舒適性電子控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)電子控制系統(tǒng)等。
（四）1995 年至今是汽車電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的第四個(gè)階段。這個(gè)時(shí)期最典型的汽車電子技術(shù)就是智能化電子控制系統(tǒng)，并且已經(jīng)在汽車上得到大范圍的使用。主要技術(shù)產(chǎn)品有汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、電子地圖以及自動(dòng)無人駕駛系統(tǒng)等。
二、汽車電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
（一）發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
1、點(diǎn)火提前的電子控制
該系統(tǒng)在 20 世紀(jì)初就被應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，由微機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。其中微機(jī)會(huì)根據(jù)曲軸和凸輪軸處傳感器采集的各種信號(hào)，做出相應(yīng)的處理并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制最佳點(diǎn)火時(shí)刻 。再根據(jù)冷卻液溫度傳感器采集的信號(hào)和進(jìn)氣溫度傳感器采集的信號(hào)來對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)爆震傳感器采集的信號(hào)對(duì)其修正，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)接近最佳理想狀態(tài)，達(dá)到節(jié)約燃料、減少空氣污染的目的。
2、電子控制噴油裝置
隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)已經(jīng)逐步被淘汰，隨之被廣泛應(yīng)用的是電控燃油噴射裝置。在此裝置系統(tǒng)中，由傳感器檢測進(jìn)氣量、曲軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳送到裝置中的電控單元，電控單元根據(jù)需要的信號(hào)計(jì)算出油量。再根據(jù)得到的信號(hào)對(duì)最初的噴油量進(jìn)行修正進(jìn)而確定實(shí)際噴油量。
（二）車身電子控制
車身電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠單獨(dú)使用的電子裝置，和汽車的自身裝置沒直接聯(lián)系。常見的有空調(diào)裝置、信息顯示系統(tǒng)等等。
1、汽車空調(diào)控制
汽車的空調(diào)控制是微機(jī)根據(jù)車內(nèi)外的各種溫度傳感器輸出的信號(hào)，計(jì)算出車內(nèi)應(yīng)該達(dá)到的出風(fēng)溫度。從而對(duì)調(diào)節(jié)器開度、風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)、冷卻器風(fēng)門（或者是加熱器風(fēng)門）等進(jìn)行控制，使車內(nèi)溫度始終保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，進(jìn)而使車中的溫濕度始終位于最佳狀態(tài)，為車內(nèi)人員提供最為舒適的環(huán)境。
2、信息顯示系統(tǒng)
此技術(shù)正處于不斷的發(fā)展與完善階段，由車況監(jiān)測、車載計(jì)算機(jī)、電子儀表組成。車況監(jiān)測是通過液壓溫光等傳感器監(jiān)測汽車的故障。而由車載計(jì)算機(jī)提供來的不同信息，則能提高行車安全、燃油經(jīng)濟(jì)、乘坐舒適等性能。電子儀表則為駕駛員提供了行駛過程中需要的最基本的操作信息。
三、汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢
如今，由于人們對(duì)汽車的安全環(huán)保、以及舒適度等要求的不斷地提高 , 這就要求汽車電子技術(shù)在各方面取得更大的突破，例如環(huán)保、安全等和人們息息相關(guān)的方面，以及微處理程度和對(duì)高新技術(shù)的運(yùn)用。
（一）環(huán)?；?/p>
眾所周知，汽車每年造成的空氣污染占據(jù)污染物中的一大部分，這就要求人類研制出性能更加完善的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置和電子控制系統(tǒng)，使汽車電子系統(tǒng)更加電子化、環(huán)保化。
（二）安全化
在被動(dòng)的安全技術(shù)上，我們已經(jīng)取得了重大的進(jìn)步，如在汽車碰撞時(shí)為車內(nèi)人員提供保護(hù)，如氣囊、安全帶等。然而在主動(dòng)安全性上，還有待開發(fā)。通過采用雷達(dá)、攝像、光學(xué)和超聲波傳感器等技術(shù)，開發(fā)不同的避撞系統(tǒng)與安全系統(tǒng)，甚至是自適應(yīng)自駕駛系統(tǒng)以及對(duì)車的動(dòng)態(tài)控制等等。
（三）微處理化
微處理的出現(xiàn)使得汽車越來越精細(xì)化，帶給了汽車革命性的變化。微處理控制已經(jīng)是汽車電子控制系統(tǒng)中的最為核心的部件。當(dāng)前汽車所用的微處理機(jī)，其速度和精度要求還不如計(jì)算所用的微機(jī)高。但是未來隨著汽車電子控制系統(tǒng)的不斷擴(kuò)增，伴隨著其微處理器數(shù)量的劇增，其計(jì)算的精度和速度也將越來越高，性能也會(huì)越來越好，功能也必將越來越強(qiáng)大。
（四）軟件新技術(shù)化
由于汽車電子技術(shù)的普遍應(yīng)用，對(duì)相關(guān)的軟件需求也將會(huì)增加，計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)更是大勢所趨。這種情況下，采用多種軟件，開發(fā)出高水平語言，便稱為當(dāng)下之需，以滿足多種硬件的要求。汽車上的大部分部件將依據(jù)于軟件，軟件的多元化及其功能的提高，必將使得計(jì)算機(jī)越來越好地完成更加復(fù)雜的任務(wù)。
（五）傳感器技術(shù)
未來汽車電子技術(shù)對(duì)傳感器技術(shù)的要求更高，為了滿足客戶需求與汽車需要，智能化傳感器應(yīng)該擁有智能化、多功能化、集成化以及微型化等特點(diǎn)。具體來講，未來的汽車傳感器應(yīng)具有模擬和處理信號(hào)的功能、對(duì)信號(hào)放大和處理的功能、較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力、自動(dòng)進(jìn)行時(shí)漂、溫漂和非線性的自校正功能等。
（六）多媒體娛樂與智能通訊系統(tǒng)
現(xiàn)階段，汽車在移動(dòng)通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的支持下已經(jīng)可以向司機(jī)和乘客提供各種豐富的多媒體設(shè)施環(huán)境（利用GPS、GSM 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、行車指南、無線因特網(wǎng)以及汽車與家庭等外部環(huán)境的互動(dòng)）和遠(yuǎn)程汽車診斷（緊急時(shí)能夠引導(dǎo)救援服務(wù)機(jī)構(gòu)趕到故障或事故地點(diǎn)）等功能，把汽車變?yōu)橐苿?dòng)辦公室和移動(dòng)的家庭影院，并且能夠把汽車道路和其他遠(yuǎn)程服務(wù)信息結(jié)合起來，構(gòu)建出未來的智能交通系統(tǒng)（ITS）。
總之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，汽車行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，汽車電子化程度的高低成為衡量汽車先進(jìn)水平的重要標(biāo)志，而汽車電子技術(shù)的發(fā)展以及廣泛應(yīng)用，對(duì)提高汽車水平有著重要的作用，對(duì)汽車行業(yè)的健康發(fā)展意義非凡，故正確把握汽車電子技術(shù)未來的發(fā)展方向，加快電子技術(shù)的研發(fā)是我們的當(dāng)務(wù)之急。發(fā)展汽車電子技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)民族汽車產(chǎn)業(yè)的迅速崛起最終占據(jù)未來競爭中的優(yōu)勢位置。
參考文獻(xiàn)：
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IBM研究所向來與貝爾研究所齊名，在世界各地共擁有科研人員3000人，并有5位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。年投入科研經(jīng)費(fèi)達(dá)60億美元以上，主要從事創(chuàng)新研發(fā)，以求取業(yè)務(wù)的差異化。公司在經(jīng)營上采取“選擇和集中”戰(zhàn)略，明確自己當(dāng)前所應(yīng)從事的業(yè)務(wù)和著重于未來有可能興起的大產(chǎn)業(yè)。為此，IBM撤出了已經(jīng)商品化的DRAM、平板顯示器和硬盤業(yè)務(wù)，并把一手培植起來的PC業(yè)務(wù)交給了中國的聯(lián)想集團(tuán)。目前公司的研發(fā)集中在如下四個(gè)方面：下一代半導(dǎo)體技術(shù)、下一代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、云計(jì)算(cloud computing)技術(shù)、利用應(yīng)用數(shù)學(xué)解決復(fù)雜業(yè)務(wù)問題的技術(shù)。這是IBM公司和IBM研究部門的主要領(lǐng)導(dǎo)們每年花費(fèi)幾個(gè)月而討論的結(jié)果，通過研究討論認(rèn)清未來技術(shù)發(fā)展趨勢，擬定Global TechnologyOutlook(GTO)，努力確定IBM今后最大的機(jī)遇或面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)，再經(jīng)由當(dāng)年和前一年的GTO比較，從而選定了這四項(xiàng)技術(shù)。例如在納米電子領(lǐng)域，現(xiàn)在的硅晶體管大約還能繼續(xù)應(yīng)用10年左右，顯而易見，其后摩爾定律是否成立就成了大問題，因此必須研發(fā)不同于硅晶體管的替代產(chǎn)品。
IBM對(duì)研發(fā)戰(zhàn)略的大轉(zhuǎn)移是有信心的。IBM是一家非常卓越的企業(yè)，擁有輝煌的歷史，優(yōu)秀的人才，風(fēng)光的業(yè)績。IBM的業(yè)務(wù)經(jīng)常發(fā)生變化，因而研發(fā)內(nèi)容也必須隨之變化。同時(shí)環(huán)顧世界，技術(shù)領(lǐng)域也在不斷發(fā)生根本變化。對(duì)此，IBM是有實(shí)力和相應(yīng)對(duì)策的。IBM公司高級(jí)副總裁兼研發(fā)部主任JohnE.Kelly III表示：“我們下大力集中了美國、日本、中國、印度各最高學(xué)府最優(yōu)秀的人才，提供了從事研發(fā)的最好環(huán)境，又有最優(yōu)秀的企業(yè)作后盾。我們對(duì)公司的業(yè)務(wù)發(fā)展是非常樂觀的?！?/p>
“更重要的一點(diǎn)是，我們和其他公司一樣，研發(fā)工作日益全球化。我們已在6個(gè)國家擁有8個(gè)研究所(美國3個(gè)，瑞士1個(gè)，以色列1個(gè)，日本1個(gè)，中國1個(gè)和印度1個(gè))，而且還將在新興國家建立更多的研究所。印度和中國等都是大國，在很多領(lǐng)域聚集著優(yōu)秀的人才、大學(xué)和思想的寶庫。我們必須靈活應(yīng)用這些優(yōu)秀的人才和思想，實(shí)現(xiàn)研發(fā)全球化。”
封閉變開放，建立合作研究所
IBM公司正走向研究開發(fā)的新時(shí)代，實(shí)施大變革，打破公司自我封閉的桎梏，在所有領(lǐng)域與其他公司、國家、自治體、大學(xué)開展合作，在世界各地建立研究所。今后，公司為開拓新的研發(fā)領(lǐng)域，將在全球范圍內(nèi)，特別是“金磚四國”(BRIC-――巴西、俄羅斯、印度、中國)建立新的研究所體制，即所謂的Collaboratory(合作研究所)。這是由Collaboration(合作)和Laboratory(研究所)組合成的一個(gè)詞。建立合作研究所有三大目的：
第一，研究所針對(duì)“能源／環(huán)境”、“醫(yī)療”、“智能交通系統(tǒng)(ITS)”等大題目開展合作，合作可能會(huì)持續(xù)3年、5年甚至10年。項(xiàng)目完成，合作解除。合作期間則將任命所長，組織、人事方面與傳統(tǒng)研究所無異。
第二，建立地點(diǎn)以“金磚四國”為中心。IBM決定今后將對(duì)新興市場積極投資，合作研究所建立自無例外。IBM今后將會(huì)在這些地區(qū)將建立研究所，使研究所總數(shù)超越已有的8個(gè)。合作研究所選址會(huì)在最必要的場所，因?yàn)楝F(xiàn)場研究是極為重要的因素。例如，ITS(智能交通系統(tǒng))研究將設(shè)置在實(shí)際交通最為擁堵的地方；由于70％的可可產(chǎn)在非洲，因此對(duì)可可基因的研究無疑適于放在非洲。
第三，對(duì)合作者的選取采取雙贏原則。IBM公司將提供科研人員，對(duì)聘用的本地科研人員進(jìn)行培訓(xùn)，IBM持有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)可以自由使用；合作者將提供資金、設(shè)施和人才。
新開拓的合作科研大課題
IBM新開拓的科研課題都被認(rèn)為是屬于高成長的領(lǐng)域。具體課題諸如：能源／環(huán)境，包括太陽能電池、海水淡化、生物能源、燃料電池；交通系統(tǒng)和都市開發(fā)的基礎(chǔ)ITS；禽流感對(duì)策；包括早老性癡呆在內(nèi)的醫(yī)療電子；包括利于健康壯實(shí)的農(nóng)作物大量生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)科學(xué)等。公司自2008年起相繼了合作研究課題，如與東京應(yīng)化工業(yè)共同開發(fā)下一代太陽能電池制造工藝，與京都大學(xué)合作開發(fā)下一代ITS系統(tǒng)，在醫(yī)療領(lǐng)域和美國非營利醫(yī)療中心Mayo Clinic為發(fā)展醫(yī)用圖像技術(shù)而設(shè)立了研究中心，和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究事業(yè)所以及食品、水果公司Mars開始了合作研究可可基因的排列課題等。IBM公司從事這些課題研究的主要目的不在產(chǎn)品本身，而在增加技術(shù)許可的收入，推廣咨詢服務(wù)和有關(guān)軟件產(chǎn)品，以及擴(kuò)大高性能計(jì)算機(jī)等硬件的銷售。
IBM自身擁有的核心技術(shù)有包括納米技術(shù)在內(nèi)的半導(dǎo)體技術(shù)、下一代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)和云計(jì)算技術(shù)等。2005年12月，公司宣布與索尼和東芝在PowerPC的基礎(chǔ)上成功合作開發(fā)出高性能多核Cell處理器。產(chǎn)品首先用于索尼公司的PS3游戲機(jī)上，后又將Cell Broadband Engine的改進(jìn)產(chǎn)品PowerXCell 8i應(yīng)用于IBM的巨型機(jī)Roadrunner上，共有12240個(gè)處理器同時(shí)工作，奪得了今年上半年業(yè)界第一速度，超過lP(千萬億次)，達(dá)1.026PFLOPS。該產(chǎn)品安裝在從事核武器等研究的Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室，從屬于美國能源部，從2009年起預(yù)定用于極度保密的計(jì)劃。Cell處理器是IBM公司合作研發(fā)的肇始。
下一代先進(jìn)技術(shù)研發(fā)計(jì)劃CNSE
眼下正在成功開展的一項(xiàng)重要研發(fā)課題是將投資42億美元、產(chǎn)官學(xué)合作的重大納米技術(shù)計(jì)劃――CNSEfCollege Of Nanoscale Science and Engineering(見圖1)。CNSE由IBM和紐約州政府、紐約州立大學(xué)共同主導(dǎo)。自2004年成立約4年來，紐約州政府已提供約10億美元資金，并已與250多家公司聯(lián)系，合作的科研人員超過1000人。參與的公司可以適當(dāng)享受科研成果。展望未來，IBM還會(huì)在全球范圍內(nèi)組織類似的計(jì)劃。IBM從事這項(xiàng)計(jì)劃的目的有二：一是針對(duì)從摩爾定律發(fā)展越來越困難的半導(dǎo)體技術(shù)，集中世界最優(yōu)秀的科技人才，探索CMOS晶體管后的新替代產(chǎn)品；二是為減輕公司的科研資金負(fù)擔(dān)。
