摘 要

随着全球城市化进程的不断加快以及各国经济日益繁荣，大量的人口涌入城市，这给世界各国主要城市带来了相当大的交通压力，汽车保有量的提升加剧了交通问题的恶化同时也带来了高事故率的新问题。如何提高交通运输效率，减少交通事故率，使交通运输变得绿色、经济是当前研究的主要问题。

本文主要研究了现代信息技术在汽车运输业的应用，智能交通系统的现状以及发展方向。运输业由于通信信息技术、计算机信息技术以及传感器技术的加入发生了剧变，汽车运输变得更加高效智能。以IVVD、RFID等新技术为例，电子信息技术已广泛应用于汽车客运、货运的整个过程。基于RFID技术的电子不停车收费系统（ETC）已经在全国各地铺设开来，收费站效率由此获得了提升，也节约了大量的燃料。视频车辆检测的应用为交通状况监测、违章拍摄等提供了全时段可视化的解决方案。电子信息技术的应用也使得道路运输效率低下、交通事故多发等问题得到了有效地解决。

随着技术成熟度的提高，智能运输系统（ITS）的概念开始被人们提起，目前已成为世界各国的研究热点，其意在协调整合独立的信息技术应用，使之成为更加便捷高效的整体。不论是电子不停车收费、公路数据收集等独立应用还是交通管理系统、应急管理系统等集群式应用，智能交通系统的应用都有效的缓解了城市道路交通运力不足的问题，减少了交通事故率，节约能源，让交通运输变得更加绿色高效。

在如今的全面互联的时代下，随着物联网、智能传感器、“5G”以及智能网联汽车等技术的发展，各项技术应用间的协调性、整体性将获得前所未有的提升，这也为智能运输系统的发展注入了新的力量，“智慧城市”的雏形开始显现。未来的城市也将变得“智能”，交互式的体验会让人们在城市中的生活变得方便快捷而妙趣横生。

关键词：汽车运输；信息技术；物联网；智能交通系统；智慧城市

Abstract:

With the accelerating process of global urbanization and the increasingly prosperous economy of various countries, a large number of people are flooding into cities. This has brought considerable traffic pressure to major cities in the world. The increase in the number of cars has aggravated the deterioration of traffic problems. Brought about new problems with high accident rates. How to improve the efficiency of transportation, reduce the rate of traffic accidents, and make transport green and economical are the main problems in current research.

This paper mainly studies the application of modern information technology in the automobile transportation industry, the status quo and development direction of the intelligent transportation system. The transportation industry has undergone drastic changes due to the addition of communications and information technology, computer information technology, and sensor technology. The transportation of automobiles has become more efficient and intelligent. Taking new technologies such as IVVD and RFID as examples, electronic information technology has been widely used in the entire process of passenger transportation and freight transportation. RFID-based Electronic Toll Collection (ETC) systems have been deployed throughout the country, which has resulted in an increase in the efficiency of toll stations and a significant amount of fuel savings. The application of video-vehicle detection provides a full-time visualization solution for traffic conditions monitoring and illegal shooting. The application of electronic information technology has also made problems such as low road transport efficiency and frequent traffic accidents effectively solved.

With the increase of technology maturity, the concept of Intelligent Transportation System (ITS) has been brought up by people. It has become a research hotspot in various countries in the world. It is intended to coordinate the integration of independent information technology applications to make it more convenient and efficient. Whether it is independent applications such as electronic toll collection and highway data collection, or cluster applications such as traffic management systems and emergency management systems, the application of intelligent transportation systems has effectively alleviated the problem of insufficient urban road traffic capacity and reduced traffic accident rates. Save energy and make transportation more green and efficient.

In today's era of full-scale interconnection, with the development of technologies such as the Internet of Things, smart sensors, “5G” and intelligent network-linked vehicles, the coordination and integration of various technology applications will be unprecedentedly improved. This is also an intelligence. The development of the transport system has injected new forces and the embryonic form of the “Smart City” has begun to appear. The cities of the future will also become "smart", and interactive experiences will make people's life in the city easier and more fun.

Key words: Automobile transportation; information technology; Internet of things; intelligent transportation system; smart city

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 1

1.2研究内容 2

1.3国内外研究综述 2

1.3.1国外研究综述 2

1.3.2国内研究综述 3

1.4研究目的及方法 3

1.4.1研究目的 3

1.4.2研究方法 4

第2章 汽车运输中使用的信息技术及其优缺点 5

2.1信息技术应用概述 5

2.1.1汽车运输中的计算机信息技术 5

2.1.2汽车运输中的通信信息技术 5

2.1.3汽车运输中的传感器信息技术 6

2.2信息技术应用现况以及优缺点 6

2.2.1全球定位系统（GPS） 6

2.2.2射频识别技术（RFID） 7

2.2.3无线通信 8

2.2.4视频车辆检测（IVVD） 9

2.2.5浮动车数据（FCD） 9

2.3新兴信息技术 10

2.3.1“5G”-第五代移动通信技术 10

2.3.2物联网（IoT） 10

第3章 智能交通系统及其应用场景论述 14

3.1智能交通系统概述（ITS） 14

3.2智能交通系统应用场景 15

3.2.1电子不停车收费（ETC） 16

3.2.2高速公路数据收集（HDC）与车辆数据收集（VDC） 16

3.2.3公交信号优先（TSP） 17

3.2.4交通管理系统（TMS） 17

3.2.5动脉和高速公路管理系统 18

3.2.6应急管理系统（EMS） 18

3.2.7交通信息服务系统（ATIS） 19

第4章 信息技术在汽车运输中应用的未来展望 20

4.1从“M2M”到“D2D” 20

4.2“车路互联”到“车车互联” 20

4.3基于MEMS技术的智能传感器—物联网发展的推动力 21

4.4智慧城市—ITS的终极目标 23

第5章 结语 26

参考文献 27

致 谢 28

第1章 绪论

1.1研究背景和意义

1.1.1研究背景

进入21世纪以来，世界各国城市化的步伐越来越快，城市人口所占比重逐年升高，汽车保有量也节节高升，城市交通运输面临着愈来愈艰巨的任务，城市拥堵已经变成了常态化的事件，且在如今互联网经济日益繁荣，物流订单量巨大且仍在逐年增长的推动下，汽车运输运量的增加也给城市交通带来了极大的压力。以高速公路为例，2017年全国高速整体拥堵较2016年上升22.5%，传统的人工收费模式足以应付二级公路等的小流量的情况，然而，G2京沪高速公路，S20外环高速公路（上海）等高速干线和节假日期间交通流量突然增加是不合格的。特别是对于我国来说，做好交通部署，缓解交通压力降低事故率，提高交通运输效率已迫在眉睫。图1.1、图1.2显示了2018年三月份全国公路客运货运量以及与去年同期相比的变化。

图1.1 2018年3月公路货运量 图1.2 2018年3月公路客运量

1.1.2研究意义

（1）理论意义

国内信息技术在汽车运输业的大面积应用虽然时间不久，但现代信息技术的给汽车运输业带来了方方面面的提升却是显著的，计算机技术，传感器技术，地理信息技术，无线电频率信息识别技术等有效应用于运输准备，现场和现场存储的全过程。使得运输业真正的成为一个整体，车辆、道路、驾驶人之间的联系也在逐渐加强。其中ETC、RFID、NFC等技术在移动支付领域，物流仓储领域以及无线传输中都有着重要应用，为提升人民生活质量、提高社会运作效率做出了极大的贡献。随着技术成熟度的提高，智能运输系统（ITS）的概念开始被人们提起，目前已成为世界各国的研究热点。智能运输系统意在协调整合独立的信息技术应用，使之成为更加便捷高效的整体。在如今的大数据时代下，随着互联网 和共享经济的发展，各项技术应用间的协调性将获得前所未有的发展，智能交通系统也将在这些新兴技术的助力下取得长足的进步。目前，因为国内运输业信息技术的使用以及智能运输系统布局较晚，相关的系统性资料十分匮乏，所以本文在理论总结方面有一定的意义以及参考价值。

（2）现实意义

随着时间的推移，交通运输业面临诸多问题，如事故率高，交通拥堵，碳排放和空气污染。在某些情况下，交通运输业面临着减少交通事故残酷的问题。现代信息技术的应用不仅仅提升了汽车本身带给用户的用户体验，同时也使汽车运输业有了新的发展方向。

童淳强发表在中国智能交通博览会会刊的《我国智能交通产业发展现状与前景分析》一文中指出：智能交通对我国当下严峻的交通问题将是一个重要的治理良方^[1]。以ETC、NFC、RFID等新技术为例，现代信息技术已广泛应用于汽车客运、货运的整个过程。现代信息技术的应用，有效解决了运输效率低、交通事故频繁等问题。智能交通系统的发展将有效解决交通堵塞、事故多发等交通问题。在物联网、“5G”以及人工智能的助力下，智能交通系统在整合现有资源的同时也可以缓解目前城市道路交通的主要矛盾，即日益增长的交通需求与有限的道路资源之间的矛盾。有了智能交通系统，城市道路资源可以得到更充分的应用。因此，对信息技术应用以及智能交通系统的研究对更好的建设智能化交通运输有着一定的现实意义。