1.项目概况

该平台以国家物联网重大应用示范工程项目“集成一体化车载通用感知终端设备的研发”、国家“863”计划项目“基于无线传感网络的危险品在途（公路）监测技术研究”和国家自然科学基金项目“车联网环境下融合多源交通信息的车辆行为辨识与安全性评估方法”为依托，自行研制了道路交通物联网虚拟仿真平台，可对学生开展半实物仿真实验。实验系统包括双向六车道高速公路沙盘模型，设计参考相关国家标准，并按1：200比例进行微缩，还配备了实验车（配备DSRC模块）、RSU机柜、线阵CCD摄像机、情报板和控制平台等设备，每隔2米布置一个路侧设备、可变情报板。图1-图3分别为沙盘模型布局的侧视图、俯视图和实物图。

图1 沙盘模型布局侧视图

图2 沙盘布局的俯视图

图3 沙盘实物图

系统的网络拓扑结构如图4所示。整个系统由智能终端、处理中心、监控中心和其它数据交换接口四部分组成。每辆小车均后置安装智能终端，由感知模块(GPS接收机、摄像头)、信息处理模块、通信模块(DSRC无线通讯模块)和报警模块组成；处理中心由通信服务器、数据库服务器、Web服务器、GIS服务器、数据分析服务器和流媒体服务器组成；监控中心包括固定监控终端和移动监控终端，固定监控终端由呼叫中心坐席、调度终端和电视墙组成；其它数据交换接口包括气象平台、交警支队车辆管理部门、路政管理部门等开放的接口，通过气象平台提供的接口，可以根据驾驶员的地理位置，提供准确的天气实况和预报服务。为学生熟悉交通行业应用及交叉学科的研究提供技术条件。

图4 系统网络结构图

2.系统功能

系统具有以下仿真功能：①能模拟常见的交通现象，如：车辆跟驰、车辆变道、车流冲突、拥堵传播效应等；②能正确通过不同的方式进行交通信息采集，如：通过视频的方式进行车流量监控、通过车辆自组网信息交换的方式进行交通安全状况实时监测等；③能模拟高速公路入口处不停车收费功能，并通过监控终端软件进行信息查看；④能模拟车-车、车-路之间的协同通信，进而达到控制车辆行为的目的；⑤能够模拟后台监控系统信息发布功能，如：后台服务软件发布道路拥堵信息给车辆，接收到信息的车辆能够在车载终端进行显示；⑥能够利用所采集车辆的速度、位置等实时信息进行车辆行为分析，以及交通事故的检测；⑦可以获取车辆和路况的详细信息，便于系统有实时向附近的驾驶员播报路况信息。

3.效果与特色

1）全景呈现，真实感强。采用道路交通物联网虚拟仿真系统，可在实验室中模拟常用的物联网应用场景，具有虚拟现实开发、高性能图像生成及处理、虚拟现实显示、虚拟现实交互、虚拟现实集成应用等功能，同时结合了视频和音频，使学生可以耳闻目睹实验运行整个过程，感受深刻，效果直观。

2）系统提供RSU模块、CCD视频采集、信息交换处理等道路交通物联网重点专项技术实验内容，并基于阶梯式实验设计提供原理验证、应用实训、综合设计、自主创新等多种实验模式。学生通过虚拟仿真实验，掌握物联网系统的工作过程，理解物流网重点环节的基本原理，并在此基础上设计优化整体系统，全方位提高学生的理论基础及应用能力。

3）系统提供丰富的扩展应用接口，方便学校定制添加功能模块，同时提供开发API 及部分源代码，支持校企合作进行实验系统的二次开发。