智能交通系統(tǒng) 技術(shù)與應(yīng)用

前言
第一部分　智能交通系統(tǒng)
1　歐洲智能交通架構(gòu)參考2
1.1　概述2
1.2　FRAME：歐洲ITS框架架構(gòu)2
1.2.1　背景2
1.2.2　范圍3
1.2.3　方法與內(nèi)容4
1.3　協(xié)作系統(tǒng)及其對歐洲ITS架構(gòu)定義的影響5
1.3.1　研究項(xiàng)目和措施5
1.3.2　駕駛?cè)撕蛯?shí)地操作試驗(yàn)6
1.3.3　歐洲政策與標(biāo)準(zhǔn)化框架6
1.3.4　對FRAME架構(gòu)的影響7
1.4　ITS架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)7
1.4.1　Cybercars-2：合作控制論運(yùn)輸系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)8
1.4.2　MoveUs 云基礎(chǔ)平臺(tái)架構(gòu)11
參考文獻(xiàn)13
2　美國ITS架構(gòu)參考15
2.1　概述15
2.2　美國國家ITS架構(gòu)15
2.3　美國國家ITS架構(gòu)的起源16
2.4　美國國家ITS架構(gòu)定義16
2.4.1　開發(fā)過程17
2.4.2　用戶服務(wù)18
2.4.3　邏輯架構(gòu)18
2.4.4　物理架構(gòu)19
2.4.5　服務(wù)21
2.4.6　標(biāo)準(zhǔn)映射21
2.5　對美國國家ITS發(fā)展的影響22
2.5.1　架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)管理22
2.5.2　ITS計(jì)劃23
2.5.3　ITS項(xiàng)目開發(fā)24
2.5.4　工具26
2.6　美國國家ITS架構(gòu)體系的演化28
參考文獻(xiàn)29
第二部分　無線車載通信
3　車載環(huán)境下的無線通信32
3.1　車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展背景和歷史起源32
3.2　車載網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法38
3.3　車載自組織網(wǎng)絡(luò)40
3.3.1　車輛與基礎(chǔ)設(shè)施間的通信41
3.3.2　車輛與車輛間的通信42
3.3.3　綜合車輛與車輛以及車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信43
3.3.4　混合式車載網(wǎng)絡(luò)44
3.3.5　LTE及其液體應(yīng)用44
參考文獻(xiàn)45
4　基于路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的無限車載通信案例48
4.1　概述48
4.2　車輛安全應(yīng)用通信方面的MAC方案51
4.2.1　基于基礎(chǔ)設(shè)施的無沖突MAC協(xié)議53
4.2.2　RT-WiFi-TDMA層55
4.2.3　車輛確定接入（VDA）55
4.2.4　自組織時(shí)分多址（STDMA）55
4.2.5　MS-Aloha56
4.3　車輛的柔性時(shí)間觸發(fā)協(xié)議57
4.3.1　高速公路上的RSU部署模型57
4.3.2　RSU基礎(chǔ)設(shè)施窗口（IW）58
4.3.3　V-FTT協(xié)議概述60
4.3.4　同步OBU窗（SOW）63
4.4　V-FTT協(xié)議的詳細(xì)信息64
4.4.1　觸發(fā)信息尺寸64
4.4.2　同步OBU窗長（lSOW）65
4.4.3　V-FTT協(xié)議：IEEE 802.11p/WAVE/ITS G-566
4.5　結(jié)論68
參考文獻(xiàn)69
5　智能交通系統(tǒng)和車載網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)分析71
5.1　概述71
5.2　汽車網(wǎng)絡(luò)安全漏洞72
5.2.1　信息安全72
5.2.2　電磁漏洞72
5.3　標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則73
5.3.1　風(fēng)險(xiǎn)評估概念73
5.3.2　功能安全標(biāo)準(zhǔn)74
5.3.3　信息技術(shù)安全標(biāo)準(zhǔn)74
5.3.4　安全和信息安全綜合分析75
5.4　威脅識(shí)別75
5.4.1　使用案例75
5.4.2　安全行為者76
5.4.3　暗視場景（Dark-side方案）和攻擊樹77
5.4.4　確定安全要求79
5.5　意外安全風(fēng)險(xiǎn)與蓄意安全風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)一分析80
5.5.1　嚴(yán)重程度等級(jí)80
5.5.2　概率等級(jí)81
5.5.3　可控性等級(jí)83
5.5.4　風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)83
5.5.5　攻擊樹風(fēng)險(xiǎn)評估84
5.5.6　優(yōu)先考慮安全功能要求85
5.5.7　安全保證和安全完整性要求86
5.6　網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)管理88
5.7　結(jié)論88
參考文獻(xiàn)89
6　車輛與電磁場的相互作用及對智能交通系統(tǒng)（ITS）的影響92
6.1　概述92
6.2　車載電磁場調(diào)查和通道表征93
6.3　現(xiàn)場仿真工具和技術(shù)95
6.4　車內(nèi)電磁場測量99
6.5　場分布和天線的模擬放置優(yōu)化102
6.6　占用場暴露和可能的現(xiàn)場緩解方法105
6.6.1　人體暴露于電磁場105
6.6.2　現(xiàn)場緩解方法107
6.7　結(jié)論110
致謝110
參考文獻(xiàn)111
7　新型車載集成和車頂天線113
7.1　概述113
7.2　廣播電臺(tái)的天線113
7.2.1　車頂天線113
7.2.2　隱藏的玻璃天線115
7.2.3　隱藏和集成天線116
7.3　天線的遠(yuǎn)程信息處理117
7.3.1　車頂?shù)倪h(yuǎn)程信息處理天線117
7.3.2　隱藏的遠(yuǎn)程信息處理天線119
7.3.3　遠(yuǎn)程信息處理天線的未來發(fā)展趨勢119
7.4　智能交通系統(tǒng)中的天線120
7.4.1　Car2Car通信天線120
7.4.2　緊急呼叫（E-call）天線122
7.4.3　其他的ITS天線122
7.5　智能天線123
7.5.1　用于無線廣播的智能天線123
7.5.2　全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)智能天線124
7.6　結(jié)論124
參考文獻(xiàn)125
第三部分　ITS傳感器網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)視系統(tǒng)
8　基于物聯(lián)網(wǎng)的視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)中支持ITS服務(wù)的中間件解決方案128
8.1　概述128
8.2　視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議130
8.2.1　視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)130
8.2.2　物聯(lián)網(wǎng)132
8.3　基于物聯(lián)網(wǎng)的視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)中的中間件架構(gòu)134
8.3.1　RESTful網(wǎng)絡(luò)服務(wù)135
8.3.2　配置管理器136
8.3.3　資源處理引擎136
8.4　停車場監(jiān)控案例中的中間件137
8.4.1　案例場景、公開資源及其交互137
8.4.2　中間件的實(shí)現(xiàn)139
8.5　結(jié)論139
參考文獻(xiàn)140
9　城市環(huán)境下用于智能交通系統(tǒng)的智能攝像頭142
9.1　概述142
9.2　城市場景中的應(yīng)用程序143
9.3　嵌入式視覺節(jié)點(diǎn)146
9.3.1　可用視覺節(jié)點(diǎn)的功能146
9.3.2　嵌入式節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)視覺147
9.4　在智能交通系統(tǒng)的嵌入系統(tǒng)實(shí)施計(jì)算機(jī)視覺邏輯149
9.4.1　交通狀態(tài)和服務(wù)水平149
9.4.2　停車監(jiān)控151
9.5　傳感器節(jié)點(diǎn)的原型153
9.5.1　視覺板154
9.5.2　網(wǎng)絡(luò)板155
9.5.3　傳感器155
9.5.4　能源收集和存儲(chǔ)155
9.5.5　電路板布局156
9.6　應(yīng)用場景和實(shí)驗(yàn)結(jié)果156
9.7　結(jié)論158
參考文獻(xiàn)159
第四部分　ITS中的數(shù)據(jù)處理技術(shù)
10　通過模糊邏輯和遺傳算法預(yù)測擁堵162
1