17、交通中的网络物理系统与智能交通信号灯架构解析

交通中的网络物理系统与智能交通信号灯架构解析

1. 网络物理系统概述

网络物理系统（CPS）从“控制论”起源发展到如今“CPS时代”的愿景，研究热情随着大趋势迅速提升。为了更好地理解和利用CPS，建立了许多理论，例如“3C概念”（计算、通信和控制）和“5C架构”（连接、转换、网络、认知和配置）。

在交通网络物理系统（TCPS）中，采用了多种技术：
- “5层结构” ：包括传感器/执行器、用户设备、路侧单元、局部区域和云处理。
- 车载云计算 ：涵盖车内、通信和云三个部分。
- 协作式车载边缘计算 ：包含移动边缘计算、雾计算和云微数据中心。

然而，尽管科学带来了巨大的变革，但CPS仍面临诸多挑战，如可用性、效率、可靠性和安全问题。以下是一些应对挑战的解决方案：
|挑战|解决方案|
| ---- | ---- |
|网络可用性|频谱共享和综合人工智能（本地、联合和端到端的人工智能）|
|通信效率|分割计算和CCSRL|
|传输可靠性|基于区块链的MABOS|
|系统安全|加密和非加密方法|

未来的研究预计将集中在以下几个方面：
1. 标准化协议
2. 大规模可用性
3. 通信效率和可靠性
4. 网络安全和隐私

理想的TCPS或智能交通系统（ITS）需要新的网络拓扑与现有的异构网络和谐共存，同时，机器学习和网络安全机制等关键技术也需要进一步优化，只有实现这些突破，人们才能在现实生活中享受完全自动驾驶车辆和智