題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)基于C/S架構(gòu)，應(yīng)用Internet，通過(guò)移動(dòng)3G、GPRS和GPS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)道路導(dǎo)航、智能停車誘導(dǎo)、實(shí)時(shí)道路警示以及便利生活信息提供等功能，從兩個(gè)方面創(chuàng)建綠色城市交通：一是通過(guò)智能交通控制，尋找最優(yōu)路徑，減少車輛的滯留時(shí)間，做到節(jié)能減排；二是喚醒人們節(jié)能減排意識(shí)，切實(shí)做到全民減排，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
- 詳細(xì)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(yán)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(lái)了嗎？ 全球氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)字饕侨祟惢顒?dòng)中大量排放的二氧化碳。科學(xué)家預(yù)測(cè)：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(gè)又一個(gè)“威尼斯”。 目前，溫室效應(yīng)已經(jīng)成為全球熱點(diǎn)問(wèn)題，國(guó)際社會(huì)為了應(yīng)對(duì)氣候變暖，制訂了《京都議定書》，召開了“哥本哈根氣候大會(huì)”和“坎昆氣候大會(huì)”。在哥本哈根會(huì)議上，中國(guó)政府承諾到2020年中國(guó)單位GDP二氧化碳排放要比2005年下降40%~45%。這些足以說(shuō)明全球?qū)Χ趸紲p排的關(guān)注。實(shí)現(xiàn)“減排”無(wú)疑是當(dāng)前人類所亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題，為應(yīng)對(duì)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(guó)際社會(huì)的共識(shí)。 奧斯陸氣候和環(huán)境國(guó)際研究中心發(fā)表的一份研究報(bào)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(lái)，中國(guó)所擁有的汽車數(shù)量急劇增長(zhǎng)，但交通管理滯后導(dǎo)致現(xiàn)代城市交通堵塞嚴(yán)重。數(shù)據(jù)表明，在交通堵塞時(shí)，汽車燃油消耗將比正常時(shí)高12%，而車速越慢，油耗越高。 在中國(guó)，由于人們節(jié)能減排的意識(shí)淡薄，并沒(méi)有做到全民減排。針對(duì)現(xiàn)代城市交通的種種問(wèn)題，我們決定采用科技手段解決全球交通碳排放的問(wèn)題。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)》從以下兩個(gè)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(shí)，做到全民減排。 b)通過(guò)該系統(tǒng)達(dá)到智能交通控制，計(jì)算最優(yōu)路徑減少車輛的滯留時(shí)間，提高平均車速以及提供目的地的詳細(xì)信息來(lái)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(cè)減排系統(tǒng)》是基于C/S架構(gòu)，應(yīng)用Internet，通過(guò)移動(dòng)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(shí)，提高人們的節(jié)能減排意識(shí)和實(shí)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(dòng)汽車后，車載終端即開始監(jiān)測(cè)車輛的CO2排放情況，同時(shí)將車輛的GPS位置信息和CO2排放信息通過(guò)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(shí)時(shí)接收各條道路車輛信息并進(jìn)行處理，計(jì)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(guò)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(shí)。 城市交通指揮中心服務(wù)器收集停車場(chǎng)的車位和旅游景點(diǎn)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(shí)間，從而減少CO2的排放，實(shí)現(xiàn)低碳出行。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)》車載終端是基于LAB-8902嵌入式平臺(tái)，其CPU采用Intel? Atom D510 雙核處理器，它對(duì)尺寸、功耗、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、成本、擴(kuò)展性和兼容性方面都有嚴(yán)格的要求，該平臺(tái)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(hào)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(tái)，它是一個(gè)開放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，并且圖形用戶界面相當(dāng)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(tái)、Windows Embedded XP作為系統(tǒng)的軟件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的這個(gè)方案。 2.2 具體系統(tǒng)功能模塊劃分為五個(gè)部分，各部分功能如下： 2.2.1 車載終端 1）實(shí)時(shí)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(jì)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(chǎng) 1）實(shí)時(shí)采集車位信息 2）通過(guò)GPRS上傳停車場(chǎng)信息到城市交通指揮中心服務(wù)器 3）顯示本車場(chǎng)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(guò)GPRS接收從城市交通指揮中心服務(wù)器發(fā)來(lái)的信息 2）實(shí)時(shí)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(lái)的公告 2.2.4 便利生活信息平臺(tái) 1）采集各商埠（如購(gòu)物中心、旅游景點(diǎn)、酒店等）信息，并通過(guò)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(chǎng)、商埠和旅游景點(diǎn)等信息 3）計(jì)算出各條道路的擁堵情況和CO2排放統(tǒng)計(jì)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(guó)際社會(huì)的共識(shí)。特別是作為最大的發(fā)展中國(guó)家、碳排放量居世界第一的中國(guó)，在節(jié)能減排方面應(yīng)做出更多更積極的貢獻(xiàn)。身為當(dāng)代中國(guó)大學(xué)生，由此我們提出了《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)》,旨在喚醒全民節(jié)能減排意識(shí)，切實(shí)做到節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。 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(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，讓人們?cè)诜奖懔俗约旱耐瑫r(shí)也提供信息資源，讓每一個(gè)人都為創(chuàng)建綠色‘低碳’社會(huì)做出貢獻(xiàn)。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)》可升級(jí)為一個(gè)集購(gòu)物、娛樂(lè)、重大事件和其他信息發(fā)布的綜合平臺(tái)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 過(guò)量二氧化碳的排放導(dǎo)致全球氣候變暖，嚴(yán)重影響了人類的生活和發(fā)展。奧斯陸氣候和環(huán)境國(guó)際研究中心發(fā)表的一份研究報(bào)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(huì)議指出：過(guò)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(zhǎng)率卻達(dá)25%。近年來(lái)我國(guó)交通工具的數(shù)量急劇增長(zhǎng)；交通管理手段滯后；人們的節(jié)能減排意識(shí)淡薄。針對(duì)這樣的情況，我們決定運(yùn)用科技手段解決現(xiàn)代城市交通碳排放問(wèn)題并喚醒人們的節(jié)能減排意識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)》從兩個(gè)方面創(chuàng)建綠色城市交通： a)喚醒人們節(jié)能減排意識(shí)，做到全民減排。 b)通過(guò)該系統(tǒng)達(dá)到智能交通控制，切實(shí)做到節(jié)能減排。 《現(xiàn)代城市交通碳排放智能監(jiān)測(cè)減排系統(tǒng)》基于C/S架構(gòu)，應(yīng)用Internet，通過(guò)移動(dòng)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(shí)提高人們的節(jié)能減排意識(shí)和實(shí)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(wèn)題，將減排、導(dǎo)航、娛樂(lè)和生活結(jié)合在一起，在喚醒人們節(jié)能減排意識(shí)的同時(shí)，切實(shí)做到節(jié)能減排、享受綠色低碳生活。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前導(dǎo)航系統(tǒng)的信息是靜態(tài)的，不能實(shí)時(shí)地更新車載地圖。本系統(tǒng)的信息是動(dòng)態(tài)的，可以在線下載地圖。 以往的路徑導(dǎo)航是通過(guò)計(jì)算最短路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)算法計(jì)算出從該點(diǎn)到達(dá)目的地實(shí)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(guò)將各條路的堵車程度，實(shí)際的道路長(zhǎng)度結(jié)合考慮，運(yùn)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(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法將新的權(quán)值帶入，計(jì)算出一個(gè)結(jié)合堵車程度以及實(shí)際距離的“最短路徑”。經(jīng)過(guò)這樣計(jì)算出的結(jié)果，既能減少堵車等待的時(shí)間，又能行走較為近的路線，從時(shí)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(dú)立存在的，本系統(tǒng)將交通指揮中心、城市停車場(chǎng)、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(jī)的結(jié)合成一體。在最大程度整合信息的過(guò)程中將原本獨(dú)立的信息所能產(chǎn)生的效益最大化。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該設(shè)計(jì)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(qǐng)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(píng)審團(tuán)的一致認(rèn)可與好評(píng)。
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(shí)物，圖紙，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)在車輛啟動(dòng)后只需車主輸入出行目的地名稱后，即可自行實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析與顯示信息等功能。 車載終端是基于LAB-8902嵌入式平臺(tái)，其CPU采用Intel? Atom D510 雙核處理器，它對(duì)尺寸、功耗、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、成本、擴(kuò)展性和兼容性方面都有嚴(yán)格的要求，該平臺(tái)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(hào)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(tái)，它是一個(gè)開放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，并且圖形用戶界面相當(dāng)出色。 “車－路”信息系統(tǒng)一直是智能交通發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。在國(guó)際上，美國(guó)的IVHS、日本的VICS等系統(tǒng)通過(guò)車輛和道路之間建立有效的信息通信，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能交通的管理和信息服務(wù)。而Wi-Fi、RFID等無(wú)線技術(shù)近年來(lái)也在交通運(yùn)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?cè)谀茉喘h(huán)境方面的創(chuàng)新思路，為未來(lái)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(wèn)題備受關(guān)注的國(guó)際大背景下，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，降低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)所帶來(lái)的CO2排放量已經(jīng)成為全球的共識(shí)。聯(lián)合國(guó)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(jì)，要求各國(guó)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(lái)，各國(guó)都在為解決氣候問(wèn)題而努力，為減少溫室氣體的排放在全球?qū)用嫦嗷ソ涣鳌⒑献鞑⒎e極探索適合自己的“碳減排”之路。由于工業(yè)化進(jìn)展較早，國(guó)際上一些發(fā)達(dá)國(guó)家在減少碳排放及低碳發(fā)展方面已有了一定的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)。 英國(guó)是最早提出“低碳”概念并積極倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的國(guó)家。倫敦市低碳城市建設(shè)采取的主要措施有：通過(guò)引進(jìn)碳價(jià)格制度，征收二氧化碳稅，大力發(fā)展電動(dòng)汽車；改善現(xiàn)有和新建建筑的能源效益，推行“綠色家居“計(jì)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(fēng)能和太陽(yáng)能）等。德國(guó)正在全德范圍內(nèi)建設(shè)電動(dòng)汽車充電站，以推動(dòng)“電動(dòng)交通”的普及。日本于2006年啟動(dòng)了道路服務(wù)系統(tǒng)“Smartway”。其核心是通過(guò)先進(jìn)的通信技術(shù)，將道路與車輛鏈接成為一個(gè)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(cè)試后，開始在3個(gè)都市區(qū)部署應(yīng)用。 美國(guó)城市道路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)取得了長(zhǎng)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(zhǎng)。電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自控技術(shù)的發(fā)展，為解決交通問(wèn)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(lái)對(duì)城市交通進(jìn)行更有效的控制和管理，提高交通的機(jī)動(dòng)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(guó)近年來(lái)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(fèi)數(shù)量也很巨大，人均碳排放也相應(yīng)地提高。中國(guó)作為碳排放大國(guó)，可見(jiàn)肩上的責(zé)任無(wú)比沉重。2009年11月中國(guó)指出控制溫室氣體排放的行動(dòng)目標(biāo)：到2020年單位國(guó)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(guó)交通運(yùn)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(guó)目前雖然制定了政策，但是并沒(méi)有一個(gè)完整的、切實(shí)可行的方案。
