1. 方案概述
随着社会经济的快速发展，中国正在加速进入汽车社会。以京津冀为例:截至2014年底，京津冀汽车数量已超过1800万辆(北京约560万辆居全国第一，河北省1000多万辆，天津200多万辆)，约占全国12%，司机2800多万辆。汽车所有权的快速增长促进了京津冀地区的经济和社会发展，但也带来了道路交通拥堵、废气污染、停车困难、假标志严重、公共安全风险增加等一系列新的社会问题。传统的汽车管理方法已不能满足发展需要，从根本上解决交通问题。
本项目以北斗导航定位和汽车电子标志“北斗+汽车电子标志”)以技术为核心，建设综合车辆交通大数据平台，建设行业应用方案，利用北斗卫星导航、物联网、动态地理信息系统等关键技术，全面收集道路、车辆、人群信息，建立准确的交通信息收集和处理系统，为解决上述交通问题提供科学的解决方案，在车辆交通一体化过程中发挥重要作用。
1.1.项目目标
围绕车辆交通一体化战略需求，建设基于“北斗+汽车电子标志”车辆交通大数据服务平台。通过平台运营，加强交通信息和车辆数据的综合应用，为公安车辆管理、交通监管、环境监督、危险化学品储运等特种车辆管理、个人消费导航提供准确的公共服务和行业解决方案，建设安全可靠、方便高效、经济实用、绿色交通综合管理体系，提高政府履行职责的能力，促进行业健康发展，促进经济快速增长，逐步推动城市向知识、信息、智能枢纽的智慧城市转型，革命性地改变和创新交通管理和服务模式，促进社会进步。
1.2 项目特点
该方案以车辆运输运输为核心，结合政府和企业的行业应用，探索数据的商业价值和应用价值，具有以下特点：
1) 公共服务型：强调公共基础服务理念，重点让人民群众感受到平台带来的便利。
2) 特许经营类型：取得各级地方政府、公安、交通部门的支持，取得特许经营权；
3) 资源型：车辆交通大数据涉及国民经济各行各业，一经开发属于国家战略信息资源，资源性质高；
4) “双承载”：承担政府公益服务和社会企业商业运营数据服务。
2.车辆交通大数据平台技术方案
2.1 系统组成
如图所示，该平台由车载终端、数据处理系统和信息支持系统组成。
图 交通物联网公共基础服务平台框图
车载终端由RFID芯片及RFID由天线、北斗模块、北斗天线、移动网络通信模块、车电总线通信模块组成。
软件平台由系统架构数据中心和多个行业应用处理平台组成。该系统以大数据处理系统为中心，通过数据分析和挖掘形成行业应用。
信息支持系统包括北斗地基增强站、移动通信基站RFID阅读基站等。北斗基础增强站实时提供北斗区伪差信号，协助北斗模块完成高精度定位；移动通信基站协助完成车载终端信息回复；RFID读取基站安装在道路卡口的龙门架上，读取卡口车辆数据。
2.2 技术方案
以车载终端和数据处理平台为核心数据处理平台为核心。车载终端采用北斗载波相位(RTK)和伪距(RTD)结合差分技术实现高精度定位，导航卫星信号灵敏度高，北斗+GPS双模定位及和MEMS组合导航技术，低功耗模式；RFID根据《汽车电子标志》征求意见稿的相关要求，芯片采具有较高的读写灵敏度，读写次数超过10万次，独立的数据安全加密用于数据区域的不同位置。
基于接入量大、膨胀速度快的数据平台Hbase基于数据统计的聚类、推荐、分类和机器学习引擎，可以实时处理交通流大数据，全面解决存储、计算和查询问题。基于系统信息安全的需要，从安全管理和技术防范两个方面的信息安全建设，本着分层设防、层层保护、综合检查、管理的宗旨，采取总体规划、关键保护、分布完善的建设理念，最终实现积极防御、统一监控和管理的信息安全建设目标。
图 系统应用构成图
从技术上讲，该平台包括三个层次：一是位置服务和数据处理平台，为个人、行业和政府各个领域建立应用数据库API、WebService、XML、为应用程序开发人员提供有偿数据服务，实现用户端数据的收集和沉淀。二是数据服务平台，即通过调用开放式应用服务界面，为个人、行业和政府构建个性化应用。三是行业应用，在数据平台服务和应用软件服务的基础上，为政府和企业提供智能交通、反恐稳定维护、节能环保、物流监控、危险品车辆管理等行业应用解决方案。
图 平台整体技术框架
按层次划分系统总体方案，分为基础设施层、数据层、系统应用层、应用性能层、服务层五个层次。各层内容如下:
基础设施层包括北斗和RFID整合车载终端信源基础设施，北斗基础增强基站位置增强服务基础设施，移动通信基站通信基础设施，RFID读基站设施，ETC、电子警察、公安卡口等交通管理设施；
数据层：基于基础设施，包括北斗定位测速时数据RFID识别车辆数据(属地、型号、颜色、注册日期等）、车辆电信数据（油耗、排量、里程、车辆故障数据、维护、保险数据等）、车辆管理数据（违规、轨迹、视频监控数据等）、个人驾驶数据（驾驶行为数据、消费行为数据、导航数据等）；
系统应用层：包括公安应用管理系统、交通应用管理系统、环保应用系统、车辆管理系统、个人消费系统。
应用性能层：包括电子许可证分配子系统、公安车辆管理子系统、车辆尾气监控子系统、道路停车管理子系统、特种车辆管理子系统、车辆调度管理子系统、车辆保险子系统、消费应用子系统等；
服务层：主要服务范围为公安管理、交通管理、环保应用、车辆管理、个人消费等。
3.行业应用方案
车辆交通大数据平台的行业应用几乎可以应用于公安管理、智能交通和智能城市建设、车辆尾气环保、社会行业应用和个人汽车后服务应用等各行各业，以下是几个常见的应用行业，解释车辆交通大数据的应用。
3.1 公安行业应用方案
在公共安全管理领域，“北斗+汽车电子标志”能够充分满足公安部门的需要“实时监控、网络控制、自动报警、快速响应、科学高效”进一步整合电子警察、道路监控、公安卡口、雷达测速等现有管理资源，对过往车辆进行通行记录，为公安部门更好地维护社会秩序，提供车辆驾驶信息管理相关服务。
具体来说“平台”应用于公共安全可以实现以下功能：
a.车辆识别牌车辆识别
当载有电子车牌标签的车辆经过时，阅读和写作基站收集和分析电子车牌标签信息。同时，具有车牌识别功能的摄像机捕捉车牌号码图像并进行识别。与电子车牌标签中的信息交叉比较，确定是否为假车牌/套牌车辆。
b.识别交通违章（违章）行为
通过汽车电子标志的点读和北斗导航的连续位置识别，实现车辆的有效管理，实现车辆违章记录和查询服务，支持车辆历史轨迹记录和查询结果的数据分析功能。
c.非法、限号上路车辆识别
电子汽车标志就像汽车“二代身份证”，一旦安装“北斗+电子识别标识”，公安部门可以通过阅读电子标志准确阅读车辆身份信息，从而不可靠地识别黄标车辆、非法车辆和限行车辆。
d.收集动态交通信息
基于北斗+电子车牌系统车辆识别精度高，不易受环境影响，能准确全面地获取自行车状态信息和路网交通状况。
e.超速车辆监控(区间测速)
北斗+电子车牌识别装置能准确记录超速车辆；这样，超速车辆就可以得到更严格的监控，使车辆在没有测速装置的路段始终受到监控。
f.预/报警电子围栏
划定触发条件范围，实现车辆进出划定区域的自动感知。
3.2.智能交通和智能城市应用方案
“北斗+汽车电子识别”车辆交通大数据是智慧城市建设中不可忽视的重要组成部分。“平台”交通大数据可以融入交通管理的范畴，其海量、实时、结构化的动态数据特征，扩展和扩展智能交通管理系统的应用深度和应用领域，促进智能交通管理系统向新一代智能交通的转变，促进交通管理模式向精细管理、大数据决策支持、准确的功能预测，为优化城市交通功能、完善城市交通网络、完善交通组织和战略提供准确的科学依据。
具体来说“平台”应用智能交通可实现以下功能：
a.采集精确的交通流量(拥堵模型)
通过平台位置和身份的实时准确收集，可以获得任何区域的动态驾驶数据，准确掌握道路交通流量和车辆运行规律，结合交通道路建设（车道数量、道路位置、周边车辆所有权等），可以建立准确的交通流量模型。
b.发布动态交通信息strong>
结合先进的通信、电子、多媒体和计算机网络技术，为旅行者提供道路交通系统、公共交通系统等与旅行相关的重要信息，提高交通系统的整体运行效率。
c.道路交通拥堵分析及预警
根据“北斗车标”系统可以获得整个路网的交通流参数，分析和评估整个路网的交通运行状态，提前判断可能的交通拥堵区域，然后采取一定的控制措施或交通诱导，消除可能的交通拥堵。
d.调整收取城市拥堵费
通过设定的收费策略，自动准确识别进入城市拥堵路段的车辆，自动从北斗标的银行相关账户中扣除费用，实现车辆自由流拥堵收费，缓解城市交通拥堵。
e.交通诱导和事故快速处理
采取相应的交通指导措施或计划，为驾驶员安全快速驾驶提供良好的服务；一旦发生紧急交通事故，“平台”提供快速定向推送，并立即发布处计划，引导车辆避开事故现场，尽量减少事故的影响。
f.公交专用车道识别和公交优先
基于电子车牌系统的公交优先信号灯管理可以准确判断车辆的身份，使绿灯在公交车到达十字路口或到达十字路口后不久打开，确保公交车的优先通行，减少对其他车辆的影响。
3.3.环保应用方案
平台系统主要用于汽车尾气排放监测、超标报警、车辆排放实时统计、城市空气质量预测。“平台”建成后，为省、市、县环保部门提供基于道路汽车尾气排放的监测统计，引导城市交通向低污染转移，控制交通污染总量，将汽车尾气排放与城市交通“出行范围”、“出行强度”和“聚集密度”相关联。
具体来说“平台”应用环保可实现以下功能：
a. 车辆排放监测查询
“平台”通过收集道路汽车尾气排放，可以查询任何自行车尾气排放，也可以统计指定区域或路段的汽车尾气实时排放，模拟空气污染程序分析，报告一段时间内的排放，分析相关尾气排放区域、时间规律。
b. 车辆排放超标报警
“平台”通过对车辆实时尾气排放的查询和监测，可以及时发现车辆排放超标，管理部门通知车主到指定地点进行维修，并对车主进行警告、罚款、扣留，并根据车辆维修后的实际效果进行跟踪检查；每辆车累计尾气排放总量，“平台”可为阶梯油价提供精确的数据支撑。
c. 空气质量预测
通过计算城市多条道路的污染物排放规律，科学准确地分析和预测城市或某一地区的空气质量，也可以规划最佳的空气路径。
d. 尾气排放控制方案
“平台”对汽车尾气排放的监测将有助于实现最新的尾气排放标准，“平台”根据一段时间内各路段尾气排放统计报表，制定相应的调控方案，达到尾气排放调控的目的。
e. 在线检测交通排放污染
结合使用频率高、污染大的重型车辆和特种车辆OBD，车辆实时排放检测采用在线监测传感器；
3.4. 社会工业应用解决方案
对于公交管理、物流管理等车辆应用，“北斗车标”它是智能交通的基础，可以帮助交通管理部门实现车辆的精细管理，推动综合交通管理系统的升级。
3.4.1 道路交通收费管理
道路交通收费管理包括路桥收费(人工、高速公路)、停车收费、违法收费、未来拥堵收费和排放收费。
通过绑定银行账户，平台用户可以通过“平台”即使车辆在时速180，监控功能与电子围栏相结合Km/h还可以实现准确的识别和收费。城市拥堵的道路识别和快速收费，以及车辆非法快速实时收费。
收费功能也可应用于大型停车场的自动化管理和路边停车位的统一规范化管理。对于自动计算自动计算，可以在离开停车场或停车位时实现不停车费，可以使道路费用无纸化、无现金管理，可以从根本上消除收费票的损失，解决道路费用中的财务管理混乱。此外，实施非停车收费系统还可以节省基础设施成本和管理成本。
图 平台车辆识别及收费应用
3.4.2 车辆保险管理
传统商业保险存在各种先天缺陷，但UBI(User Behavior Insurance)即基于驾驶员各方面驾驶行为的差异化汽车保险产品正成为汽车保险业的发展趋势，为车主提供个性化、差异化的汽车保险服务。UBI其理论基础是通过收集和分析驾驶行为，准确评估车辆的驾驶风险，制定更科学合理的收费标准，鼓励安全驾驶员获得更多的保费折扣，促进社会公平。
目前，我国汽车保险市场规模保持年增长率15%，UBI预计2020年渗透率将达到25%。通过区分不同驾驶行为的车主，制定不同的保费标准，使保险公司与车主之间的利益关系更加合理。
图 平台保险UBI行业应用
UBI两个重要功能是：汽车保险承保索赔（防止保险欺诈）：提取车辆速度、方向、位置等数据，防止保险欺诈；通过车辆驾驶数据统计和驾驶行为分析，个性化保险业务定制和收费，即基于驾驶员各方面驾驶行为的差异化汽车保险产品，其理论基础是良好的驾驶行为司机应获得更多的保费折扣，未来的保费将通过实际驾驶时间、地点、具体驾驶方式等指标综合考虑。
3.4.3 企业车辆管理
平台可应用于政府和企业公务车辆、物流车队、校车管理应用领域，及时、全面、准确掌握车辆或车队运行，提高车辆使用效率，降低车辆运营成本，提高企业竞争力，提高车辆管理行业信息水平和驾驶安全。
该平台具有车辆导航、动态跟踪、线路偏移提醒、电子狗、调度、路径规划、油耗监测、里程统计等功能。实现物流车辆的智能控制，在运输路径、材料监控、车辆调度等方面提供完善的解决方案；校园车辆管理可以通过驾驶数据统计和驾驶员驾驶行为分析，实时发布校车驾驶状态信息，使家长了解校车状况，使校车更安全可靠；通过后台管理系统监控公务车辆或车队，实现对公务车辆的正规化监管，实现实时调度，使公务车辆发挥更高效的作用。
3.4.4 优化城市功能规划，完善交通网络结构
“北斗+汽车电子标志”记录了城市车辆的行驶轨迹和活动范围，每一段都是城市交通的起点和终点(OD)样本。城市交通规划经理，通过城市范围内的车辆轨迹OD分析、研究和了解市民的出行需求，为城市功能规划和交通网络改手资料，为城市科学管理和规划提供参考。
3.5.个人应用方案
平台面向大众应用手机APP以车辆售后服务的形式：
1) 北斗高精度导航服务
北斗导航服务主要为终端车主提供与导航或位置相关的各种服务，包括一键导航、避堵路径规划、群体导航、地图导航、中央网络导航、自驾导航、周边查询、位置共享、实时路况、电子狗等。
2) 停车服务
停车服务主要为终端车主提供快速方便的路边停车相关服务，包括停车位搜索、停车时间（成本）计算、一键车辆搜索等功能。
3) 车辆安全服务
车辆安全服务主要为终端车主提供车辆维护和保险信息，使车主随时随地掌握车辆健康状况，减少不必要的维护费用；同时车辆重大安全问题预警，减少紧急情况造成的损失，主要包括车辆体检、透明维护、车辆保险、车辆救援等功能。
4) 车辆消费服务
主要包括加油服务、出租车服务、附近（上门）洗车、维修、租车服务等功能。
4结束语
车辆交通大数据的应用可以广泛应用于社会的各个角落。车辆交通大数据的建设是社会文明的必然产物，其应用水平也是社会文明程度的重要体现。基于我的才能有限，不可能一一描述；对于文章中的一些行业应用程序，也可能存在遗漏和不足。展望未来：我们对车辆交通大数据的应用充满信心。它不仅是智能社会车辆信息管理的转变，也将引领深刻的社会革命，有效促进人类历史的发展。