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智能交通技術(shù)發(fā)展趨勢

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智能交通技術(shù)發(fā)展趨勢范文第1篇

二、交通事故致因分析(略)

三、減少交通事故的對策

從人、車輛和環(huán)境的主動安全技術(shù)、被動安全技術(shù)及ITS在交通安全中的應用三個方面,探討減少交通事故,保障交通安全的對策。

(一)主動安全技術(shù)

1、人的主動安全性

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(感知交通環(huán)境信息);交通的法律安全(血液酒精濃度檢驗、吸毒檢驗及法律裁決) 。

2、車輛的主動安全

主要內(nèi)容為:行駛安全(避免因駕駛不當或駕駛行為不當,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、振動強度,改善通風和空調(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,道路標志,增加交叉或丁字路口等的信號燈裝備率等);道路管理與建設(shè)(避免將直線路段設(shè)計得過長,霧、雨、風、冰雪、動物經(jīng)常出沒等區(qū)域環(huán)境的改善或預報,事故高發(fā)區(qū)環(huán)境的改善);使交通法規(guī)適應相應的交通運輸?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、主動安全技術(shù)的發(fā)展趨勢

(1)汽車運行過程的各種控制,包括行車路線自動引導系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)(例如,智能運輸系統(tǒng))都可直接提高交通安全和效率。據(jù)專家預測,汽車在市區(qū)和居民區(qū)行駛速度的車外自動控制,將是未來最有效的安全對策,但這種新技術(shù)的實際投放市場,尚需要等待時機。

(2)駕駛員血液酒精濃度檢測是解決酒后駕車的有力對策,未來將出現(xiàn)一種全新的遠距檢測方法,而不必由交通警察攔車進行隨機抽檢。即利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和車輛定位系統(tǒng),預計將發(fā)明一種不影響交通,但對每一個行車駕駛員進行自動酒精檢測的方法。

(3)據(jù)統(tǒng)計,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作的疲勞自動監(jiān)測,可及時檢測汽車駕駛員是否疲勞,以便對困倦的駕駛員進行可靠的監(jiān)測和警告。這種技術(shù)在21世紀為汽車制造廠和用戶接受的可能性極高。

(4)類似雷達探測的避碰系統(tǒng)因其價格高昂,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)動力控制(ASR)和防抱制動系統(tǒng)(ABS),安全帶自動佩帶及鎖止系統(tǒng),路面冰雪預警,高位制動燈(第三制動燈),前大燈燈光自動調(diào)節(jié)和刮水系統(tǒng),行車路線引導系統(tǒng)等。

(二)被動安全技術(shù)

1、人的被動安全

主要內(nèi)容有:安全帶的佩戴意識;發(fā)展救護事業(yè)(快速救護,進行現(xiàn)場救護或迅速將傷員運送醫(yī)院搶救,也包括交通事故通訊,事故救護專業(yè)人員培訓,成立交通事故志愿救護隊等);發(fā)展保險事業(yè)(對事故受害者進行治療和賠償)。

2、車輛的被動安全技術(shù)

主要包括:自保護措施(例如,轎車乘員保護,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);其它保護措施(汽車對車外交通參與者的保護措施,如載貨汽車對轎車、摩托車、自行車碰撞保護)。

3、被動安全的環(huán)境保護技術(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該符合交通視野條件,樹木和防護欄的設(shè)立亦應該避免妨礙交通視線;柔性公路護欄,柔性標志桿燈柱;事故現(xiàn)場保護,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)。

4、被動安全技術(shù)發(fā)展趨勢

(1)汽車被動安全技術(shù)將在未來10年至20年取得下述重要進展: 正面氣囊(用于正面碰撞保護駕駛員和副駕駛員的正面氣囊);側(cè)面氣囊(側(cè)面碰撞時保護轎車乘員頭、胸的側(cè)面氣囊);車中氣囊(用于保護后座乘員); 智能安全帶;兒童約束安全系統(tǒng);行人保護系統(tǒng)(包括兩輪車騎手);車身外形最佳化;協(xié)調(diào)性(即對碰撞對方的保護); 生存空間保護等。

(2)越來越多的復雜傳感器用于汽車碰撞階段,感知汽車碰撞強度參數(shù),包括智能安全帶和氣囊的傳感器。它們將感知的乘員實際坐位、質(zhì)量、性別等,使得控制系統(tǒng)能自動地修正生物力學參數(shù)偏差,在碰撞的最初20ms前對碰撞強度進行分類,調(diào)整安全帶和氣囊的特性參數(shù),在實際碰撞條件下為乘員提供保護。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)定安全帶的預應力、卷帶筒鎖止和限制負荷來實現(xiàn)。被動安全技術(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)行人保護氣囊已有十幾年的試驗研究歷史,但目前存在的問題仍然較多;與此同時,摩托車(包括自行車)保護氣囊也有相當?shù)脑囼炑芯?,某些西歐國家已進入中試階段。

(5)碰撞事故參與者之間的協(xié)調(diào)性,特別是重量級差較大的汽車之間的碰撞是一個棘手的問題。實際上,運動轎車和微型箱式汽車的流行加劇了協(xié)調(diào)性問題的嚴重性。但協(xié)調(diào)性問題研究的重點仍然是轎車和重型商用汽車的碰撞。

(6)目前,汽車設(shè)計的重點已從滿足單項要求逐漸轉(zhuǎn)向滿足多項綜合要求(集約化設(shè)計)過渡。不僅要滿足56.3km/h時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,對不同身高、體重的乘員提供最佳的安全保護。

(7)隨著有限元人體計算機模型取代模擬假人模型的推廣,汽車生物力學領(lǐng)域?qū)⒂兄卮笸黄?。例如,英國實施的生物力學計算機輔助設(shè)計(BIOCAD)項目的執(zhí)行,勢必推動人體組織和器官的工程技術(shù)、生物力學和汽車結(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。可以預見,隨著不同碰撞狀態(tài)和乘員特性的計算機模型的完善,將會使汽車安全設(shè)計的決策依據(jù)更為可靠。

(8)計算機技術(shù)的發(fā)展將使碰撞試驗的記錄更方便,實車碰撞的實驗記錄,如減速度、速度及速度方向的時間歷程將為碰撞持續(xù)時間和受傷后果評價提供更多的信息。雖然,被動安全研究也將重視受傷后社會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損失問題日漸受到社會的關(guān)注。

(三)深化智能交通系統(tǒng)(ITS)在交通安全中的應用

智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System)簡稱ITS,,它將先進的信息技術(shù)、通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)及計算機處理技術(shù)等綜合運用于交通運輸管理體系通過對交通信息的實時采集、傳輸和處理借助各種科技手段對各種交通情況進行協(xié)調(diào)和處理建立起一種實時、準確、高效的綜合交通管理體系從而使交通設(shè)施得以充分利用并提高交通運輸?shù)男屎桶踩罱K使交通運輸服務和管理實現(xiàn)智能化使交通運輸實現(xiàn)集約式發(fā)展。

智能交通技術(shù)發(fā)展趨勢范文第2篇

關(guān)鍵詞: 汽車電子技術(shù) 研究方向 發(fā)展趨勢

1.概況

汽車電子技術(shù)是“機電結(jié)合”的技術(shù),“機”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)的應用。汽車設(shè)計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程、增加汽車電子裝置的數(shù)量作為汽車的新賣點和奪取未來市場的重要手段。進入21世紀,汽車工業(yè)發(fā)達的國家,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。相對于發(fā)動機制造、機械傳動等領(lǐng)域,中國在汽車電子方面與國際先進水平相比要更落后。

2.汽車電子的研究方向

通過近幾年的研究,我們發(fā)現(xiàn),對汽車電子技術(shù)的研究大體上有以下幾個方向:電子控制系統(tǒng)的研究、混合動力車輛的研究、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)達國家在汽車的各個系統(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)動機電子控制、底盤電子控制、車身電子控制、信息傳遞等。發(fā)動機電子控制包括燃油噴射控制、點火時間控制(ESA)、怠速控制(1SC)、排氣再循環(huán)(EGR)、發(fā)動機爆震控制和其他相應的控制,以及自診斷系統(tǒng)、后備系統(tǒng)等。發(fā)動機電子控制能最大限度地提高發(fā)動機的動力性,改善發(fā)動機運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性,同時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)在汽車上應用的主要部分。底盤電子控制包括自動變速器電子控制(ECT)、防抱死制動控制(ABS)、驅(qū)動防滑控制(ASR)、懸架系統(tǒng)控制、電子控制動力轉(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)的應用不僅可以明顯提高汽車發(fā)動機的效率、減少油耗,還可以提高汽車的性能,進一步降低成本。

2.2混合動力汽車的研究

所謂混合電動汽車(Hybrid Electric Vehicle,簡稱HEV),是車上裝有內(nèi)燃機和電動機兩種動力源[2]。將產(chǎn)生動力的部件與電能儲存元件以不同的方式結(jié)合起來,可以形成不同類型的HEV。它較純電動汽車有以下優(yōu)點:可以最大限度地發(fā)揮內(nèi)燃機汽車和純電動汽車的雙重優(yōu)點;輔助動力單元(APU)的選用使汽車的續(xù)駛里程和動力性能可以達到內(nèi)燃機汽車的水平;雖然內(nèi)燃機會有排放產(chǎn)生,但由于其排量小,主要工作在最佳工況點附近,而大大減少了汽車變工況(特別是低速、怠速)時的排放,再由于可回收制動能量,可使混合動力汽車成為較低排放的節(jié)能汽車;在一些對汽車排放嚴格限制的地區(qū)(如商業(yè)區(qū)等),混合電動汽車可以關(guān)閉APU,由純電力驅(qū)動,成為零排放的電動汽車。

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導航設(shè)備與儀器、車載冰箱、倒車雷達等,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)道路狀況進行自動照明的系統(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)是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級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警系統(tǒng)、輔助駕駛系統(tǒng)、車輛自動駕駛系統(tǒng)等。汽車智能化系統(tǒng)集中地運用了計算機、人工智能與自動控制技術(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)域研究的熱點和汽車工業(yè)增長的新動力[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,并帶動了我國汽車電子技術(shù)的進一步發(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通訊的進一步要求,包括衛(wèi)星導航、當?shù)胤?、遠程診斷、緊急援助、安全氣囊展開通知、互聯(lián)網(wǎng)訪問、移動電視和藍牙,等等。其它應用還包括提高乘客的舒適性和娛樂性體驗的諸多新產(chǎn)品。據(jù)悉,北美和歐洲將在所有的汽車中安裝自動繳費和緊急援助系統(tǒng)。

汽車智能化技術(shù)是未來汽車電子的未來發(fā)展趨勢。機器視覺技術(shù)、雷達技術(shù)、磁性導航技術(shù)、高精度數(shù)字地圖和衛(wèi)星導航技術(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)的一些標準和協(xié)議也將進一步得到完善。BMW正在努力研制一種基于IP網(wǎng)絡協(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)絡方式。

此外,不論是汽車主動安全技術(shù)(aetive salty technology),還是汽車被動安全技術(shù)(passive safty technology),都對我國汽車電子技術(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)濟損失[4]。目前已廣泛采用的汽車主動安全技術(shù)主要有防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、電子制動力分配裝置(EBD)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)和車距報警裝置等。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,減少50%的嚴重交通事故。

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、智能化是當今汽車研究的重點,已經(jīng)成為衡量各國汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。

除了大力發(fā)展汽車電子工業(yè)外,還應注重對人才的培養(yǎng)和新技術(shù)的引進,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)技能的實踐、實訓和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),突出電子技術(shù)的實用性和先進性,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應用型技術(shù)人才。

參考文獻:

[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,2008.3,(10):17-23.

[2]陳清泉,孫逢春,祝嘉光.現(xiàn)代電動汽車技術(shù)[M].北京:北京理工大學出版社,2002.1-22.

[3]黃珊珊.汽車電子與智能化技術(shù)的應用與發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2008.5,(5):36-37.

智能交通技術(shù)發(fā)展趨勢范文第3篇

【關(guān)鍵詞】智能交通車聯(lián)網(wǎng)DSRC 802.11差分GPS

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,實時控制以及通訊網(wǎng)絡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動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。

早在1991年,美國的聯(lián)合地面運輸效率法案(ISTEA)開始成立聯(lián)邦項目研究開發(fā)和測試智能交通系統(tǒng)(ITS)并付諸推廣實施。2006年5月,美國交通部下屬機構(gòu)研究和創(chuàng)新技術(shù)管理局成為美國ITS管理委員會的主管部門并成立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)略研究計劃(2010-2014),該計劃預計在未來5年中達成美國國內(nèi)綜合地面運輸體系的愿景,其特征為將車輛,基礎(chǔ)設(shè)施和交通參與者連結(jié)起來,以撬動使安全,機動性和環(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(包括其個人通訊設(shè)備的)網(wǎng)絡化的無線通訊。1992年,美國材料與實驗協(xié)會(ASTM)主要針對不停車收費(ETC)業(yè)務提出專用短程通信(DSRC)技術(shù)。1999年美國聯(lián)邦通信委員會FCC分配75MHz頻譜資源在5.850-5.925GHz頻段區(qū)間分配給運輸服務領(lǐng)域?qū)iT用于車載短程通信研究,可支持6-25 Mbps傳輸速率,傳輸距離可達到數(shù)百米。2002年ASTM通過DSRC標準E2213-02,2003年通過其改進標準E2213-03。在標準E2213-03的基礎(chǔ)之上,2004年,DSRC標準化工作轉(zhuǎn)入IEEE工作組。IEEE制訂了一套稱為WAVE/DSRC的標準,目標是使其成為下一代智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡的標準,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判阅堋AVE是Wireless Access in Vehicular Environments的縮寫。2006年IEEE通過了IEEE 1609.1―1609.4系列標準。2010年7月IEEE 802.11p標準正式,該標準是DSRC的物理層和MAC層標準,主要制定了物理層和介質(zhì)訪問控制層規(guī)范。是針對ITS中的相關(guān)應用對IEEE 802.11標準的擴充延伸。IEEE 1609工作組基于802.11p標準制定了1609協(xié)議族,此協(xié)議族制定了鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、安全、資源管理規(guī)范。美國ITS部門計劃于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。

歐洲和日本都相應制定了相關(guān)的DSRC標準。歐洲D(zhuǎn)SRC標準化工作小組CEN/TC278第9工作組于1994年開始DSRC標準的起草工作,1995年,完成歐洲D(zhuǎn)SRC標準的制定工作。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應用層”標準。隨著歐洲ITS的演進,歐洲于2002年成立了eSafety論壇,旨在推進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,包括頻譜和通訊標準。協(xié)同車路系統(tǒng)是eSafety組織下進行的一項重要開發(fā)研究項目,目的是設(shè)計,開發(fā)和測試車路間通訊所需的技術(shù)。1997年日本DSRC標準化工作小組TC204委員會完成了DSRC標準制訂工作,2001年和2004年又分別了ARIB STD-T75和ARIB STD-T88兩項標準。

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應用范圍擴展到了其他服務和安全行駛輔助領(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)報道,該Modem的GPS精確度可達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,且具有自動預警功能,并不受地域限制。

1992年由國際標準化組織ISO設(shè)置了TC204,即“運輸信息與控制系統(tǒng)(TICS)技術(shù)委員會”,全面負責ITS領(lǐng)域的標準化工作。2001年4月在夏威夷召開的ISO/TC204全體會議上,一致通過將TC204的名稱更改為“智能運輸系統(tǒng)(ITS)技術(shù)委員會”。2003年9月,經(jīng)中國國家標準化管理委員會批準成立“全國智能運輸系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會”(簡稱ITS標委會),對口國際標準化組織智能運輸系統(tǒng)技術(shù)委員會(ISO/TC204)。

1998年,我國交通部ITS中心向交通部無線電管理委員會提出將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)交通運輸行業(yè)重點實驗室、全國智能運輸系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC268)三位一體,構(gòu)成面向全國智能交通運輸領(lǐng)域技術(shù)研究和應用開發(fā)的國家級高新技術(shù)研發(fā)實體。

我國在“十五”科技攻關(guān)項目中,把發(fā)展DSRC列為重大攻關(guān)項目。ITSC于2007年GB/T 20851.1~5-2007《電子收費專用短程通信》等DSRC相關(guān)系列標準,并推出OBU/RSU樣機。但是,以上標準都有諸多限制,如:數(shù)據(jù)傳輸速率較低、無法實現(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,從而只能實現(xiàn)有限的智能交通應用,如:不停車收費(ETC)應用等,無法滿足ITS的長遠發(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)、計算機處理技術(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)絡技術(shù)的應用,推動了社會信息化的發(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)絡和車輛緊密結(jié)合起來,推動了以車為節(jié)點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,推進物聯(lián)網(wǎng)的應用,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)標準、最具備產(chǎn)業(yè)潛力的應用之一。車聯(lián)網(wǎng)是繼承了互聯(lián)網(wǎng)文化的技術(shù)產(chǎn)物,強調(diào)對現(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,應用成本低,可實現(xiàn)小范圍內(nèi)視頻、語音和數(shù)據(jù)的實時、準確、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標準發(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標準擴充而來的一個通訊標準,主要用于智能交通系統(tǒng)中車輛設(shè)備的無線通訊等應用。使用5.9GHz波段。應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。高層標準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標準兼容,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具備高速移動性,能夠在高速移動中收發(fā)數(shù)據(jù)。IEEE 802.11p還獲得了美國政府的支持,美國運輸部將負責基礎(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)與服務頻道(Service Channel,SCH)的多頻道操作,比如優(yōu)先級管理和頻道的切換控制。

IEEE 1609.3(Networking Services):此模塊是相對與OSI網(wǎng)絡模型的網(wǎng)絡層與傳輸層,以便提供WAVE/DSRC的網(wǎng)絡服務,可以提供兩個車輛設(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):此模塊位于應用層,引導信息的交換,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。

同時應關(guān)注802.11的最新發(fā)展以及在車聯(lián)網(wǎng)中的應用,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600Mbps。專有MIMO技術(shù)可改進已有802.11a/b/g網(wǎng)絡的性能。MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系統(tǒng)是一項運用于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)送的信號被反射時,會產(chǎn)生多份信號。每份信號都是一個空間流。使用單輸入單輸出(SISO)的當前或老系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個空間流。MIMO允許多個天線同時發(fā)送和接收多個空間流。它允許天線同時傳送和接收。MIMO接入點到MIMO客戶端同時發(fā)送和接收多個空間流。可以看出,此時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通訊遠期演進的必選技術(shù)。

2、定位技術(shù)

由于智能交通系統(tǒng)的其它項目的開發(fā)研究,基本上都離不開車輛定位導航技術(shù),只有在車輛實時準確定位前提下,方能有效地指揮調(diào)度車輛,從而保障車輛安全行駛,提高運輸效率。因此從某種意義來講,車輛定位導航技術(shù)是實現(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到1米之內(nèi),許多精細化導航及管理應用就可以實現(xiàn),這無論是對于交通參與者和管理者來說都具有重要意義。

目前,可實現(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信號具有抗多徑效應好、定位精度和刷新率高等優(yōu)點,但UWB一般只能用于進行室內(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個參考節(jié)點組成一個無線定位網(wǎng)采用該核心,可以實現(xiàn)0.25米的定位分辨率和1米左右的定位精度。這個精度,已經(jīng)大大高于標準衛(wèi)星定位服務(SPS)的精度,定位時間小于40微秒。但ZigBee技術(shù)并不適用于高速移動的行車環(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)計中,計劃向社會提供兩種服務:精密定位服務(PPS)和標準定位服務(SPS)。精密定位服務的主要對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,以消除電離層效應的影響,使預期定位精度達到10m。標準定位服務的主要對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,預期定位精度只達到100m左右。但是,在GPS試驗階段,由于提高了衛(wèi)星鐘的穩(wěn)定性和改進了衛(wèi)星軌道的測定精度,使得只利用C/A碼進行定位的GPS精度達到14m,利用P碼的PPS的精度達到3m,遠遠優(yōu)于預期定位精度。美國政府考慮到自身的安全,于1991年7月在BlockⅡ衛(wèi)星上實施SA和AS政策,就是對GPS衛(wèi)星的基準頻率施加高頻抖動噪聲信號,而這種信號是隨機的,從而導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可覆蓋整個國家,其對定位精度的改善與用戶和某一基準站的靠近程度無關(guān)。系統(tǒng)較為復雜,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站對GPS進行連續(xù)觀測,從而計算出衛(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)對測得的觀測量進行修正,最后計算出點位坐標,精度可達到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到1 m左右,用戶距離基準站越遠,改善程度越小,但是實現(xiàn)過程相對簡單。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)了準載波相位差分GPS,定位精度可達到50cm。而采用載波相位差分精度可以達到厘米級。

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/差分全球定位系統(tǒng)(Radio Beacon-Differential Global Position System)。整個系統(tǒng)由均勻分布在沿海的21個臺站組成,為我國沿海提供差分GPS的24h服務,使用戶在300km海域內(nèi)接收差分信號,得到5-10m的定位精度。用戶只要擁有一臺信標GPS接收機,就可利用這一免費信號資源,進行實時差分定位。此技術(shù)正在得到推廣,但目前國內(nèi)尚無自主知識產(chǎn)權(quán)的DGPS產(chǎn)品,系統(tǒng)實現(xiàn)主要依賴進口。

最近我國各大城市建立了連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System),如HZCORS,ZJCORS等。CORS系統(tǒng)源于20世紀80年代加拿大提出的主動控制系統(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,通過這些站點組成的網(wǎng)絡解算出一定區(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),從而實現(xiàn)更高精度的定位。CORS系統(tǒng)由一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GPS參考站,利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)實時地向不同類型、需求和層次的用戶自動地提供經(jīng)過檢驗的不同類型的GPS觀測值、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及相關(guān)GPS服務。

四、結(jié)束語

伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,車輛的爆炸式增長給人們帶來便利的同時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)驗調(diào)度指揮已不能適應我國現(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

[1] ASTM E2213-03 Standard Specification for Telecommunications and Information Exchange Between Roadside and Vehicle Systems―5 GHz Band Dedicated Short Range Communications (DSRC) Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications -- ASTM, 2010

智能交通技術(shù)發(fā)展趨勢范文第4篇

在《財富》雜志評選的2008年世界500強中,IBM公司排名第15位,在IT行業(yè)內(nèi)是僅次于AT&T和HP的全球第3大企業(yè),其業(yè)務活動遍及170多個國家及地區(qū),營收達968億美元,利潤104億美元。目前,IBM正在實施研究開發(fā)戰(zhàn)略大轉(zhuǎn)移,其目的是成為真正的全球化企業(yè)。

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位諾貝爾獎獲得者。年投入科研經(jīng)費達60億美元以上,主要從事創(chuàng)新研發(fā),以求取業(yè)務的差異化。公司在經(jīng)營上采取“選擇和集中”戰(zhàn)略,明確自己當前所應從事的業(yè)務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,并把一手培植起來的PC業(yè)務交給了中國的聯(lián)想集團。目前公司的研發(fā)集中在如下四個方面:下一代半導體技術(shù)、下一代計算機結(jié)構(gòu)、云計算(cloud computing)技術(shù)、利用應用數(shù)學解決復雜業(yè)務問題的技術(shù)。這是IBM公司和IBM研究部門的主要領(lǐng)導們每年花費幾個月而討論的結(jié)果,通過研究討論認清未來技術(shù)發(fā)展趨勢,擬定Global TechnologyOutlook(GTO),努力確定IBM今后最大的機遇或面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn),再經(jīng)由當年和前一年的GTO比較,從而選定了這四項技術(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,風光的業(yè)績。IBM的業(yè)務經(jīng)常發(fā)生變化,因而研發(fā)內(nèi)容也必須隨之變化。同時環(huán)顧世界,技術(shù)領(lǐng)域也在不斷發(fā)生根本變化。對此,IBM是有實力和相應對策的。IBM公司高級副總裁兼研發(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。我們對公司的業(yè)務發(fā)展是非常樂觀的?!?/p>

“更重要的一點是,我們和其他公司一樣,研發(fā)工作日益全球化。我們已在6個國家擁有8個研究所(美國3個,瑞士1個,以色列1個,日本1個,中國1個和印度1個),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、大學和思想的寶庫。我們必須靈活應用這些優(yōu)秀的人才和思想,實現(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)的新時代,實施大變革,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)組合成的一個詞。建立合作研究所有三大目的:

第一,研究所針對“能源/環(huán)境”、“醫(yī)療”、“智能交通系統(tǒng)(ITS)”等大題目開展合作,合作可能會持續(xù)3年、5年甚至10年。項目完成,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,建立地點以“金磚四國”為中心。IBM決定今后將對新興市場積極投資,合作研究所建立自無例外。IBM今后將會在這些地區(qū)將建立研究所,使研究所總數(shù)超越已有的8個。合作研究所選址會在最必要的場所,因為現(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)置在實際交通最為擁堵的地方;由于70%的可可產(chǎn)在非洲,因此對可可基因的研究無疑適于放在非洲。

第三,對合作者的選取采取雙贏原則。IBM公司將提供科研人員,對聘用的本地科研人員進行培訓,IBM持有的知識產(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;包括利于健康壯實的農(nóng)作物大量生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)科學等。公司自2008年起相繼了合作研究課題,如與東京應化工業(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,推廣咨詢服務和有關(guān)軟件產(chǎn)品,以及擴大高性能計算機等硬件的銷售。

IBM自身擁有的核心技術(shù)有包括納米技術(shù)在內(nèi)的半導體技術(shù)、下一代計算機結(jié)構(gòu)和云計算技術(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游戲機上,后又將Cell Broadband Engine的改進產(chǎn)品PowerXCell 8i應用于IBM的巨型機Roadrunner上,共有12240個處理器同時工作,奪得了今年上半年業(yè)界第一速度,超過lP(千萬億次),達1.026PFLOPS。該產(chǎn)品安裝在從事核武器等研究的Los Alamos國家實驗室,從屬于美國能源部,從2009年起預定用于極度保密的計劃。Cell處理器是IBM公司合作研發(fā)的肇始。

下一代先進技術(shù)研發(fā)計劃CNSE

眼下正在成功開展的一項重要研發(fā)課題是將投資42億美元、產(chǎn)官學合作的重大納米技術(shù)計劃――CNSEfCollege Of Nanoscale Science and Engineering(見圖1)。CNSE由IBM和紐約州政府、紐約州立大學共同主導。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享受科研成果。展望未來,IBM還會在全球范圍內(nèi)組織類似的計劃。IBM從事這項計劃的目的有二:一是針對從摩爾定律發(fā)展越來越困難的半導體技術(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擔。

全世界不斷有企業(yè)參加到CNSE來,參加或有聯(lián)系的企業(yè)當初不過7~8家,現(xiàn)在已超過了250家。參加的主要半導體企業(yè)除IBM外,有AMD、飛思卡爾、意法半導體、東芝等;半導體制造設(shè)備企業(yè)有Apllied Materials、荷蘭的ASML Holding NV、東京電子等公司。2007年末,美國的半導體研發(fā)聯(lián)合體(SEMATECH)也增強了參與籌劃,今后與它有密切聯(lián)系的企業(yè)也很有可能參與進來。這樣,就能集中所有參加企業(yè)的杰出思想,選取最高技術(shù),在半導體及納米領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。

智能交通技術(shù)發(fā)展趨勢范文第5篇

(一)城鎮(zhèn)化率對碳排放的影響

表1中相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)表明安徽省碳排放量與人口數(shù)量變化方向一致,說明隨著人口數(shù)量增長,較多的人口必然導致能源消費總量的提升,如電力、建筑、交通運輸?shù)确矫娴男枨?,碳排放量也隨之增加。根據(jù)1995~2010年的經(jīng)驗數(shù)據(jù),人口數(shù)量每增加一個百分點,碳排放數(shù)量將增加22個百分點;在人口年齡結(jié)構(gòu)中,15~65歲的人群比重有所上升,2010年比重達到72%,正常情況下中青年比例的提升將導致能源消費量的提升以及碳排放的增長,但對相關(guān)數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析時并未發(fā)現(xiàn)顯著正相關(guān)。故嘗試從城市化進程即農(nóng)村人口遷移的角度來分析人口因素對碳排放的影響,結(jié)果如圖1所示。隨著安徽省城市化水平的不斷提升,碳排放總量也不斷增加,這是因為城市居民生活行為消耗的能源和排放的碳遠遠高于農(nóng)村居民,其中能源消費是農(nóng)村居民能源消費的2.96倍。

(二)能源消費對碳排放的影響

研究表明,碳排放量隨著能源消費增多而不斷加,能源消費結(jié)構(gòu)和能源強度是影響碳排放的重要因素。[8]分析安徽省1995~2010年的相關(guān)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)安徽省能源消費與碳排放之間顯著正相關(guān)(圖2)。安徽省煤炭資源非常豐富,油氣資源相對貧乏(圖3)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料顯示,2009年安徽省煤炭資源基礎(chǔ)儲量為83.7億噸,位居全國第7位,華東地區(qū)第1位;石油基礎(chǔ)儲量為180.9億噸,遠低于全國平均水平9513.5億噸;安徽省天然氣資源極度匱乏,遠遠無法滿足區(qū)域工業(yè)發(fā)展需求。受能源稟賦制約,目前安徽省煤炭占一次能源消費比例90%以上。相對于石油與天然氣,煤的碳密集程度很高,單位能源燃煤釋放的二氧化碳是天然氣的近兩倍。因此,以煤炭資源為主的能源結(jié)構(gòu)必然會產(chǎn)生較高的二氧化碳排放強度。

(三)經(jīng)濟發(fā)展水平對碳排放的影響

2001年,IPCC第三次評估報告指出,經(jīng)濟發(fā)展和溫室氣體排放的關(guān)系非常密切。從圖4的數(shù)據(jù)變化趨勢關(guān)系中我們可以看出1995~2010年隨著安徽省GDP的快速增長,碳排放量呈現(xiàn)出與之相一致的增長形勢。分析計算安徽省1995~2010年的碳排放增長率與GDP增長率二者之間關(guān)系發(fā)現(xiàn),安徽省碳排放系數(shù)在1995~2002年間始終小于1,但呈逐年遞增趨勢,2003年碳排放系數(shù)大于1,即碳排放增長速度超過GDP增長速度,隨后這一數(shù)值開始下降但2010年碳排放系數(shù)再次達到0.96,即安徽省GDP每增加一個百分點,碳排放量將上升0.96個百分點。

安徽省發(fā)展低碳經(jīng)濟存在問題分析

(一)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重型化發(fā)展,高耗能行業(yè)減排壓力較大

安徽省當前正處于由新興工業(yè)省向工業(yè)強省過渡階段,在大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和居民生活水平提高的有力拉動下,安徽省的原材料生產(chǎn)正在飛速發(fā)展?!笆晃濉逼陂g三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)所占比例持續(xù)增長,三大產(chǎn)業(yè)單位產(chǎn)值能耗也隨之上升,工業(yè)占國民經(jīng)濟比重越來越大,同時工業(yè)內(nèi)部主導行業(yè)以高耗能行業(yè)為主且集中度高。2011年上半年,安徽工業(yè)快速發(fā)展,規(guī)模以上工業(yè)實現(xiàn)增加值3192.1億元,比2010年同期增長20%,居全國第9位,中部地區(qū)第3位;工業(yè)對經(jīng)濟貢獻率達66.6%,比2010年同期提高4個百分點;工業(yè)經(jīng)濟效益指數(shù)達286.5%;鋼鐵、有色、建材、石化、化工、電力六大高耗能行業(yè)同比增長了15.3%。[9]

(二)出口結(jié)構(gòu)調(diào)整緩慢,受歐美發(fā)達國家市場影響較大

哥本哈根會議之后,世界貿(mào)易結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化,各國出口產(chǎn)品開始更多地迎合“綠色貿(mào)易”的發(fā)展潮流;金融危機之后,歐美一些發(fā)達國家開始將發(fā)展低碳技術(shù)作為新的經(jīng)濟增長點,在取得一定技術(shù)領(lǐng)先之后開始傾向于使用“碳關(guān)稅”來進一步獲得國際貿(mào)易的競爭優(yōu)勢,降低新興經(jīng)濟體的貿(mào)易發(fā)展空間。[10]與國內(nèi)一些發(fā)達省市相比,安徽省目前仍然處于工業(yè)化發(fā)展初期階段,在國際、國內(nèi)市場分工體系中均處于中低端位置,出口產(chǎn)品單一化、重化工化,附加值和競爭力都比較低。柳紅波、朱飛認為,2009年安徽省規(guī)模以上出口工業(yè)產(chǎn)值為34096482萬元,但是消耗的煤炭卻達到89651622.5噸標煤,能耗比2.63噸標煤/萬元,出口產(chǎn)品碳排放量超過0.3億噸。如果國外據(jù)此征收碳關(guān)稅,我省出口工業(yè)產(chǎn)業(yè)將面臨嚴峻的考驗。[11]

(三)低碳技術(shù)研究水平相對落后

低碳技術(shù)是指涉及電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發(fā)、二氧化碳捕獲與埋存等領(lǐng)域開發(fā)的有效控制溫室氣體排放的新技術(shù)。[9]提升低碳技術(shù)研發(fā)與應用水平可有效提高能源利用率并增大無碳或低碳能源供給,降低碳排放總量。安徽省在2010年出臺的《低碳技術(shù)工作方案》中明確提出安徽省在以下幾方面存在不足:低碳技術(shù)整體研發(fā)水平不強,建筑節(jié)能和能耗監(jiān)測技術(shù)開發(fā)亟待加強;重點行業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新機制不夠完善,部分技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備嚴重依賴進口,核心技術(shù)尚未突破,產(chǎn)業(yè)化共性技術(shù)平臺缺失;技術(shù)成果轉(zhuǎn)化體系也尚未真正構(gòu)建,缺乏區(qū)域性良性互動和合作共建技術(shù)平臺,融資服務體系不完善,低碳科技人才嚴重缺乏。

安徽省低碳經(jīng)濟發(fā)展對策

發(fā)展低碳經(jīng)濟的基本思路是在保持經(jīng)濟平穩(wěn)增長、人民生活福利水平不下降的前提下加大對低碳技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)和使用,進一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)使之趨向合理化發(fā)展,從而加快實現(xiàn)區(qū)域節(jié)能減排目標和低碳經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略,推動建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。安徽省近年來著力發(fā)展低碳技術(shù),并逐步對產(chǎn)業(yè)、能源、技術(shù)、貿(mào)易等政策進行重大調(diào)整,以搶占先機和產(chǎn)業(yè)制高點。依托合肥國家科技創(chuàng)新型試點市、合蕪蚌自主創(chuàng)新綜合試驗區(qū)和國家技術(shù)創(chuàng)新工程試點省的優(yōu)勢,安徽省逐步開展低碳關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新。目前安徽省在太陽能光伏、生物質(zhì)能以及核聚變等清潔能源技術(shù)領(lǐng)域具備一定研發(fā)實力,智能電網(wǎng)、電動汽車以及環(huán)保設(shè)備制造技術(shù)也在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。2009年12月安徽省科技廳在調(diào)研分析我省低碳技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)化前景、低碳關(guān)鍵技術(shù)和存在問題的基礎(chǔ)上,起草編制了《安徽省低碳產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》;2010年6月份安徽省出臺《低碳技術(shù)發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》,10月份安徽省在“十二五”規(guī)劃中已明確提出大力推進生態(tài)文明建設(shè),加快低碳技術(shù)研發(fā)和應用,逐步建立碳排放交易市場。2010年1月,作為中國首個國家級承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū),2011年8月,中國首個國際標準的低碳功能區(qū)-Z區(qū)在安徽江南產(chǎn)業(yè)集中區(qū)項目正式啟動,Z區(qū)將打造成綜合性低碳功能區(qū)域,總投資預計400億元。以下筆者結(jié)合安徽省低碳經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀以及制約因素,提出低碳經(jīng)濟發(fā)展對策。

(一)加快政府職能轉(zhuǎn)變,構(gòu)建“三位一體”治理模式

眾多學者認為,在中國,發(fā)展低碳經(jīng)濟應發(fā)揮政府、企業(yè)、社會公眾(市場)三類主體的作用。政府在以身作則的同時要肩負低碳經(jīng)濟發(fā)展的領(lǐng)導與管理功能:各級人民政府可通過財政補貼和稅收優(yōu)惠以及加大對國家強制淘汰不符合要求高耗能設(shè)備和產(chǎn)品的行政執(zhí)法工作力度來發(fā)展低碳經(jīng)濟,同時政府還應建立完善的能源和耗能相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督制度,以營造有利于低碳經(jīng)濟發(fā)展的外部環(huán)境。企業(yè)應該成為低碳產(chǎn)業(yè)和低碳產(chǎn)品的開發(fā)主體,只有企業(yè)提供了低碳節(jié)能的消費品,全民低碳消費方式才有可能早日實現(xiàn)。對于社會公眾(市場)而言,應在政府的積極倡導之下,主動參與低碳經(jīng)濟實踐,在經(jīng)濟實力尚可的前提下主動消費低碳產(chǎn)品或服務,同時社會公眾(市場)還應發(fā)揮其監(jiān)督政府、企業(yè)低碳經(jīng)濟實踐的主體作用。

(二)構(gòu)建安徽省低碳經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)體系

一是推動部分新興產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。安徽省在“十二五”規(guī)劃中已明確提出要把戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為搶占未來發(fā)展制高點的重要突破口,科學判斷未來市場需求變化和技術(shù)發(fā)展趨勢。在安徽省重點培育發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)中,智能電網(wǎng)技術(shù)、電動汽車技術(shù)以及環(huán)保設(shè)備制造技術(shù)研發(fā)與利用水平較高,在國內(nèi)處于領(lǐng)先位置。目前安徽省在智能電網(wǎng)規(guī)劃與可靠性技術(shù)、電力電子技術(shù)、配電網(wǎng)自動計數(shù)以及分布式儲能技術(shù)等領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先;電動汽車技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應用也走在全國前列。為了刺激新興產(chǎn)業(yè)如新能源汽車的長久發(fā)展,政府應給予更多的財政和信貸支持,如對混合動力汽車研發(fā)企業(yè)降低稅率以及對節(jié)能汽車消費者給予購買補貼等政策優(yōu)惠,這樣做既可以幫助企業(yè)更好地進行自主創(chuàng)新與技術(shù)、人才的引進,形成更為長效穩(wěn)固的研發(fā)優(yōu)勢以面對日益激烈的市場競爭,同時逐步形成一定的消費者市場,鼓勵民眾去了解、支持新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,新興產(chǎn)品的市場化。

二是鼓勵重點行業(yè)、高耗能行業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)與應用。安徽省高耗能行業(yè)主要集中在鋼鐵、有色、建材、石化、化工、電力六大塊。鼓勵重點行業(yè)、高耗能行業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)與應用是改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有效途徑,按照規(guī)?;⒌吞蓟膶騼?yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu),從而改善品種質(zhì)量,增強產(chǎn)業(yè)核心競爭力。未來安徽省需加大對傳統(tǒng)行業(yè)、高耗能行業(yè)的政策、資金支持,支持馬鋼集團在燒結(jié)余熱、轉(zhuǎn)爐汽化蒸汽發(fā)電技術(shù)等方面的進一步提升;加大對海螺集團在利用純低溫廢氣余熱回收技術(shù)的政策、資金扶持力度。企業(yè)也需要相應承擔一定的社會責任,積極參與節(jié)能減排技術(shù)研發(fā),部分出口企業(yè)面對日益萎縮的國際市場以及歐美發(fā)達國家對于新興經(jīng)濟體“高碳”產(chǎn)品的進口標準的日益提升,更應該加大對低碳產(chǎn)品研發(fā)的力度,減少與發(fā)達國家的低碳技術(shù)研發(fā)差距,轉(zhuǎn)變國際貿(mào)易中的不利地位。

三是支持現(xiàn)代服務業(yè)的進一步發(fā)展。提高第三產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中所占的比重是發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要途徑。安徽省在“十二五”規(guī)劃中也明確提出要把推動服務業(yè)發(fā)展作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的戰(zhàn)略重點。在旅游資源方面,安徽省擁有黃山、九華山、天柱山等10個國家級旅游風景名勝區(qū)、近30個省級旅游風景名勝區(qū);在交通運輸體系建設(shè)方面,安徽交通發(fā)達,水網(wǎng)密布,公路密度居全國前列,公路客車營運班線14857條,總營運里程271.692萬公里;2011年在全省服務業(yè)大會上安徽省提出以商貿(mào)服務業(yè)、物流業(yè)、金融業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)為六大支柱產(chǎn)業(yè),力爭到2015年全省服務業(yè)增加值將超過9000億元,比2010年增長一倍以上,占GDP比重提高至40%以上。未來安徽省應建設(shè)皖江外向型現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)帶,使之成為輻射周邊、服務全國、溝通國際的現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)高地;支持合肥建設(shè)全國金融綜合服務基地和區(qū)域性金融中心、蕪湖建設(shè)皖江金融中心;打造世界級旅游目的地,完善旅游景點周邊基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),把壯大旅游產(chǎn)業(yè)與促進皖南、皖西大別山區(qū)又好又快發(fā)展和加快皖北振興結(jié)合起來。

(三)構(gòu)建安徽省低碳經(jīng)濟能源體系

一是加強低碳經(jīng)濟能源研發(fā)與市場投入。加快新能源和可再生能源的開發(fā)利用將有效減緩安徽省在未來一定時期內(nèi)發(fā)展過程中所面臨的資源環(huán)境的進一步制約,有利于調(diào)整安徽省能源結(jié)構(gòu)中對于煤炭資源的過度依賴,大幅度減少溫室氣體排放。未來安徽省應強化在某些關(guān)鍵與優(yōu)勢領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā),抓緊時機將科研成果市場化。目前安徽省在太陽能光伏、生物質(zhì)能以及核聚變技術(shù)領(lǐng)域存在一定研發(fā)優(yōu)勢:合肥工業(yè)大學光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)及裝備、高效能量轉(zhuǎn)換技術(shù)與裝置、光伏系統(tǒng)專用高效配套裝置等技術(shù)達到國際先進水平,已在北京、新疆、等地建立了光伏并網(wǎng)電站,未來安徽省需進一步推廣這種低碳技術(shù)的市場化應用;另外,2011年以來安徽省生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,產(chǎn)量超過20萬噸,相當于替代12萬噸標煤,并初步形成以安徽曄城、安徽鼎梁、合肥天焱等萬噸級龍頭企業(yè)為首的產(chǎn)業(yè)鏈,未來安徽省應將這種產(chǎn)業(yè)鏈模式進一步推廣。安徽省未來一定時期內(nèi)應加大對新能源優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的政策支持和投資力度,強化核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),鼓勵企業(yè)積極自主創(chuàng)新和技術(shù)引進,發(fā)展一批有實力、有競爭力的環(huán)保企業(yè),使之成為具有良好經(jīng)濟效益和社會效益的新興支柱企業(yè)。

二是調(diào)整城市能源結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究表明,我國城市化水平的提高是能源消費增加的重要原因。安徽省應該認真分析全省中小城市能源結(jié)構(gòu),建立相應評價指標體系以合理評價其能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,繼而有效調(diào)整城市能源結(jié)構(gòu)。在提高城市化水平的同時,要鼓勵和推動城市居民轉(zhuǎn)變生活方式,倡導綠色消費和綠色出行。政府應制定車輛的燃油稅收或者發(fā)展公共交通模式,在大中城市內(nèi)嘗試建立智能交通系統(tǒng)(ITS);同時應引導城市居民減少能源消費的增加,居民生活用能趨向氣體燃料和電力等優(yōu)質(zhì)能源,增加天然氣消費。

(四)逐步建立碳交易與碳金融市場

碳交易市場的存在是由于不同企業(yè)在降低碳排放量的邊際成本方面存在巨大差異而產(chǎn)生的一種碳排放權(quán)的交易活動。2011年11月,國家發(fā)改委辦公廳下發(fā)了《關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點工作的通知》,批準北京、天津、上海、重慶4大直轄市,外加湖北(武漢)、廣東(廣州)、深圳等7省市,開展碳排放權(quán)交易試點工作。