基本信息
- 項目名稱：
- 現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)基于C/S架構(gòu)，應(yīng)用Internet，通過移動3G、GPRS和GPS等技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)道路導(dǎo)航、智能停車誘導(dǎo)、實時道路警示以及便利生活信息提供等功能，從兩個方面創(chuàng)建綠色城市交通：一是通過智能交通控制，尋找最優(yōu)路徑，減少車輛的滯留時間，做到節(jié)能減排；二是喚醒人們節(jié)能減排意識，切實做到全民減排，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。
- 詳細介紹：
- 1 系統(tǒng)主題 全球氣候變暖導(dǎo)致災(zāi)難性氣候頻發(fā)，水資源失衡、農(nóng)業(yè)歉收、生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞、地球臭氧層遭受破壞、溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類，冰川融化、地震、海嘯在全球肆虐！ “2012年的預(yù)言”真的要來了嗎？ 全球氣候變暖的罪魁禍首主要是人類活動中大量排放的二氧化碳?？茖W家預(yù)測：如果地球表面溫度持續(xù)升高，到2050年南北極地冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，海水將使紐約，上海，東京和悉尼成為一個又一個“威尼斯”。 目前，溫室效應(yīng)已經(jīng)成為全球熱點問題，國際社會為了應(yīng)對氣候變暖，制訂了《京都議定書》，召開了“哥本哈根氣候大會”和“坎昆氣候大會”。在哥本哈根會議上，中國政府承諾到2020年中國單位GDP二氧化碳排放要比2005年下降40%~45%。這些足以說明全球?qū)Χ趸紲p排的關(guān)注。實現(xiàn)“減排”無疑是當前人類所亟需解決的關(guān)鍵問題，為應(yīng)對挑戰(zhàn)，建立以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的“低碳”發(fā)展模式已成為國際社會的共識。 奧斯陸氣候和環(huán)境國際研究中心發(fā)表的一份研究報告稱，交通工具所產(chǎn)生的碳排放占溫室氣體排放量的30%以上，它是造成目前全球變暖的主要原因之一。 近年來，中國所擁有的汽車數(shù)量急劇增長，但交通管理滯后導(dǎo)致現(xiàn)代城市交通堵塞嚴重。數(shù)據(jù)表明，在交通堵塞時，汽車燃油消耗將比正常時高12%，而車速越慢，油耗越高。 在中國，由于人們節(jié)能減排的意識淡薄，并沒有做到全民減排。針對現(xiàn)代城市交通的種種問題，我們決定采用科技手段解決全球交通碳排放的問題。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》從以下兩個方面去創(chuàng)建綠色城市交通： a)旨在喚醒人們節(jié)能減排意識，做到全民減排。 b)通過該系統(tǒng)達到智能交通控制，計算最優(yōu)路徑減少車輛的滯留時間，提高平均車速以及提供目的地的詳細信息來減少CO2的排放量。 2 解決方案 2.1 系統(tǒng)構(gòu)想 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》是基于C/S架構(gòu)，應(yīng)用Internet，通過移動3G、GPRS和GPS等技術(shù)，為現(xiàn)代城市車載提供了道路擁堵信息、人們出行的便利信息，以及各條道路和每輛汽車的CO2排放信息。切實，提高人們的節(jié)能減排意識和實現(xiàn)交通系統(tǒng)的節(jié)能減排。 該系統(tǒng)以車載終端為基礎(chǔ)，車主啟動汽車后，車載終端即開始監(jiān)測車輛的CO2排放情況，同時將車輛的GPS位置信息和CO2排放信息通過GPRS發(fā)送至城市交通指揮中心服務(wù)器。 城市交通指揮中心服務(wù)器實時接收各條道路車輛信息并進行處理，計算出各條道路的擁堵情況、CO2排放信息等，然后將這些信息通過互聯(lián)網(wǎng)廣播至車載終端和道路警示牌，讓車主和行人了解CO2的排放情況，喚醒人們節(jié)能減排的意識。 城市交通指揮中心服務(wù)器收集停車場的車位和旅游景點和酒店等信息，車載終端根據(jù)車主的出行需求，為車主提供一條最優(yōu)路線，減少車輛在道路上的滯留時間，從而減少CO2的排放，實現(xiàn)低碳出行。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》車載終端是基于LAB-8902嵌入式平臺，其CPU采用Intel? Atom D510 雙核處理器，它對尺寸、功耗、實時性、穩(wěn)定性、成本、擴展性和兼容性方面都有嚴格的要求，該平臺內(nèi)存，網(wǎng)絡(luò)接口，串行接口等資源十分充足，符合本系統(tǒng)在信號采集、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)等方面的要求。Windows Embedded XP是微軟公司的嵌入式操作系統(tǒng)平臺，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，并且圖形用戶界面相當出色。所以我們決定采用LAB-8902作為嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺、Windows Embedded XP作為系統(tǒng)的軟件平臺來實現(xiàn)我們的這個方案。 2.2 具體系統(tǒng)功能模塊劃分為五個部分，各部分功能如下： 2.2.1 車載終端 1）實時采集本車CO2排放信息和GPS信息 2）上傳本車CO2和GPS信息到城市交通指揮中心服務(wù)器 3）從城市交通指揮中心服務(wù)器接受各條道路擁堵信息和CO2信息 4）計算最優(yōu)路徑 5）顯示城市各條道路的擁堵情況，最優(yōu)路徑和CO2排放信息 2.2.2 智能誘導(dǎo)停車場 1）實時采集車位信息 2）通過GPRS上傳停車場信息到城市交通指揮中心服務(wù)器 3）顯示本車場車位信息 4）誘導(dǎo)車輛出入本埠 2.2.3 基于GPRS的道路警示牌 1）通過GPRS接收從城市交通指揮中心服務(wù)器發(fā)來的信息 2）實時更新本路段CO2排放量信息 3）顯示從城市交通指揮中心服務(wù)器接收來的公告 2.2.4 便利生活信息平臺 1）采集各商埠（如購物中心、旅游景點、酒店等）信息，并通過Internet發(fā)送至城市交通指揮中心服務(wù)器 2.2.5 城市交通指揮中心服務(wù)器 1）接收車載終端的GPS、CO2排放量等信息 2）接收各停車場、商埠和旅游景點等信息 3）計算出各條道路的擁堵情況和CO2排放統(tǒng)計信息 4）向車載終端和道路警示牌發(fā)布相關(guān)信息 3 結(jié)論 創(chuàng)建綠色交通，享受低碳生活，建立以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的“低碳”發(fā)展模式已成為國際社會的共識。特別是作為最大的發(fā)展中國家、碳排放量居世界第一的中國，在節(jié)能減排方面應(yīng)做出更多更積極的貢獻。身為當代中國大學生，由此我們提出了《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》,旨在喚醒全民節(jié)能減排意識，切實做到節(jié)能減排，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。 使用本系統(tǒng)后，每輛車的二氧化碳排放量將大幅減少，智能導(dǎo)航最大限度的減少城市堵車，也可車主以節(jié)省駕車時間和經(jīng)濟成本，讓人們在方便了自己的同時也提供信息資源，讓每一個人都為創(chuàng)建綠色‘低碳’社會做出貢獻。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》可升級為一個集購物、娛樂、重大事件和其他信息發(fā)布的綜合平臺。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 過量二氧化碳的排放導(dǎo)致全球氣候變暖，嚴重影響了人類的生活和發(fā)展。奧斯陸氣候和環(huán)境國際研究中心發(fā)表的一份研究報告稱：交通工具所產(chǎn)生的二氧化碳是目前造成全球氣候變暖的主要原因之一。哥本哈根、坎昆會議指出：過去10年全球二氧化碳排放總量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增長率卻達25%。近年來我國交通工具的數(shù)量急劇增長；交通管理手段滯后；人們的節(jié)能減排意識淡薄。針對這樣的情況，我們決定運用科技手段解決現(xiàn)代城市交通碳排放問題并喚醒人們的節(jié)能減排意識，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》從兩個方面創(chuàng)建綠色城市交通： a)喚醒人們節(jié)能減排意識，做到全民減排。 b)通過該系統(tǒng)達到智能交通控制，切實做到節(jié)能減排。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測減排系統(tǒng)》基于C/S架構(gòu)，應(yīng)用Internet，通過移動3G、GPRS和GPS等技術(shù)，為現(xiàn)代城市車載提供了道路擁堵信息、人們出行的便利信息，以及各條道路和每輛車的CO2排放信息。切實提高人們的節(jié)能減排意識和實現(xiàn)交通系統(tǒng)的節(jié)能減排。 本作品利用科技手段解決全球最棘手的環(huán)境問題，將減排、導(dǎo)航、娛樂和生活結(jié)合在一起，在喚醒人們節(jié)能減排意識的同時，切實做到節(jié)能減排、享受綠色低碳生活。
科學性、先進性
- 目前導(dǎo)航系統(tǒng)的信息是靜態(tài)的，不能實時地更新車載地圖。本系統(tǒng)的信息是動態(tài)的，可以在線下載地圖。 以往的路徑導(dǎo)航是通過計算最短路來實現(xiàn)的，即通過算法計算出從該點到達目的地實際距離上的最短路徑。本系統(tǒng)加入了綜合考慮各種因素的算法，我們所導(dǎo)航的路程，不是最短路徑，而是最優(yōu)路徑。具體到我們的算法：我們的系統(tǒng)通過將各條路的堵車程度，實際的道路長度結(jié)合考慮，運用將不同因素統(tǒng)一單位的思想，將統(tǒng)一單位后的值相加后得到新的權(quán)值，最后通過動態(tài)規(guī)劃方法將新的權(quán)值帶入，計算出一個結(jié)合堵車程度以及實際距離的“最短路徑”。經(jīng)過這樣計算出的結(jié)果，既能減少堵車等待的時間，又能行走較為近的路線，從時間和空間上為用戶減少開支，真正做到了節(jié)能減排的目的。 現(xiàn)有的導(dǎo)航系統(tǒng)是獨立存在的，本系統(tǒng)將交通指揮中心、城市停車場、交通監(jiān)控及誘導(dǎo)系統(tǒng)、軌道智能管理系統(tǒng)及城市公交管理系統(tǒng)等有機的結(jié)合成一體。在最大程度整合信息的過程中將原本獨立的信息所能產(chǎn)生的效益最大化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該設(shè)計構(gòu)想在微軟“Imagine Cup 2011”全球?qū)W生大賽嵌入式系統(tǒng)組中排名全球前150名，并收到官方邀請參加復(fù)賽。 該作品在本屆挑戰(zhàn)杯校內(nèi)選拔賽中獲得了由碩士生導(dǎo)師組成的評審團的一致認可與好評。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面談
作品可展示的形式
- 實物，圖紙，現(xiàn)場演示，圖片，錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)在車輛啟動后只需車主輸入出行目的地名稱后，即可自行實現(xiàn)檢測、統(tǒng)計、分析與顯示信息等功能。 車載終端是基于LAB-8902嵌入式平臺，其CPU采用Intel? Atom D510 雙核處理器，它對尺寸、功耗、實時性、穩(wěn)定性、成本、擴展性和兼容性方面都有嚴格的要求，該平臺內(nèi)存，網(wǎng)絡(luò)接口，串行接口等資源十分充足，符合本系統(tǒng)在信號采集、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)等方面的要求。Windows Embedded XP是微軟公司的嵌入式操作系統(tǒng)平臺，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，并且圖形用戶界面相當出色。 “車－路”信息系統(tǒng)一直是智能交通發(fā)展的重點領(lǐng)域。在國際上，美國的IVHS、日本的VICS等系統(tǒng)通過車輛和道路之間建立有效的信息通信，已經(jīng)實現(xiàn)了智能交通的管理和信息服務(wù)。而Wi-Fi、RFID等無線技術(shù)近年來也在交通運輸領(lǐng)域智能化管理中得到了應(yīng)用。本系統(tǒng)綜合了以上各領(lǐng)域的核心思想并融入了我們在能源環(huán)境方面的創(chuàng)新思路，為未來物聯(lián)網(wǎng)（車聯(lián)網(wǎng)）的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
同類課題研究水平概述
- 在全球氣候問題備受關(guān)注的國際大背景下，在經(jīng)濟發(fā)展的同時，降低經(jīng)濟增長所帶來的CO2排放量已經(jīng)成為全球的共識。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署將2008年世界環(huán)境日的主題定為“轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，推行低碳經(jīng)濟，要求各國政府、企業(yè)、社區(qū)關(guān)注如何采取措施以減少溫室氣體的排放。一直以來，各國都在為解決氣候問題而努力，為減少溫室氣體的排放在全球?qū)用嫦嗷ソ涣?、合作并積極探索適合自己的“碳減排”之路。由于工業(yè)化進展較早，國際上一些發(fā)達國家在減少碳排放及低碳發(fā)展方面已有了一定的實踐和經(jīng)驗。 英國是最早提出“低碳”概念并積極倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟的國家。倫敦市低碳城市建設(shè)采取的主要措施有：通過引進碳價格制度，征收二氧化碳稅，大力發(fā)展電動汽車；改善現(xiàn)有和新建建筑的能源效益，推行“綠色家居“計劃；推行智能電網(wǎng)，發(fā)展低碳及分散的能源供應(yīng)；發(fā)展小型可再生能源裝置（風能和太陽能）等。德國正在全德范圍內(nèi)建設(shè)電動汽車充電站，以推動“電動交通”的普及。日本于2006年啟動了道路服務(wù)系統(tǒng)“Smartway”。其核心是通過先進的通信技術(shù)，將道路與車輛鏈接成為一個整體，車輛既是信息的應(yīng)用者，也是信息的提供者。2009年3月，完成大規(guī)模測試后，開始在3個都市區(qū)部署應(yīng)用。 美國城市道路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)取得了長足的發(fā)展，道路網(wǎng)已初具規(guī)模，形成了以快速路為主骨架的道路交通網(wǎng)絡(luò)，但仍不及交通量的增長。電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和自控技術(shù)的發(fā)展，為解決交通問題提供了新的思路，即不僅應(yīng)該修建更多的道路基礎(chǔ)設(shè)施，而且更應(yīng)該采用現(xiàn)代化的技術(shù)手段來對城市交通進行更有效的控制和管理，提高交通的機動性、安全性，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有道路系統(tǒng)的交通效率。 中國近年來交通工具的急劇增加導(dǎo)致碳排放總量增加的速度非?？?，能源消費數(shù)量也很巨大，人均碳排放也相應(yīng)地提高。中國作為碳排放大國，可見肩上的責任無比沉重。2009年11月中國指出控制溫室氣體排放的行動目標：到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。根據(jù)相關(guān)研究，我國交通運輸能源消耗的70%為石油，電能占20%，其余部分為天然氣、乙醇等。 我國目前雖然制定了政策，但是并沒有一個完整的、切實可行的方案。
