物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用研究

李 蕾

（1.貴州大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550004；貴州省財政學(xué)校，貴州 貴陽 550004）

[專題研究與新論]

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用研究

李 蕾

（1.貴州大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550004；貴州省財政學(xué)校，貴州 貴陽 550004）

論文旨在提高收費(fèi)站信息傳輸?shù)膶崟r性，加強(qiáng)對過往車輛管理。并利用RFID技術(shù)的自身優(yōu)勢，將GPS技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)同射頻識別技術(shù)有機(jī)地進(jìn)行結(jié)合，同時結(jié)合人工管理與自動識別認(rèn)證管理，集成一個為收費(fèi)站提供科學(xué)管理、控制與服務(wù)的服務(wù)性信息平臺。并且設(shè)計初步的系統(tǒng)技術(shù)方案。該系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)實時跟蹤過往車輛，而且還能夠為各級監(jiān)管部門人員提供一個較好的公共操作平臺。

收費(fèi)站；RFID技術(shù)；電子標(biāo)簽；智能交通系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)。如今，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為全世界最密切關(guān)注的詞語，物聯(lián)網(wǎng)本身則被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。

物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，可用于公共安全、工業(yè)生產(chǎn)、倉儲物流、智能交通、智能家居、健康監(jiān)測等多個領(lǐng)域。專家預(yù)測，未來十年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及。如果物聯(lián)網(wǎng)順利普及，就意味著幾乎所有的電器、家居用品、汽車制造都需要更新?lián)Q代，一個上萬億元規(guī)模的高科技市場就會誕生。屆時，人們將享受到更加安全輕松的生活。作為物聯(lián)網(wǎng)重要應(yīng)用的智能交通系統(tǒng) (Inteligent Transportion System,ITS)是21世紀(jì)現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系的發(fā)展方向。

ITS將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、視頻檢測識別技術(shù)、GPS技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等綜合運(yùn)用于整個交通運(yùn)輸管理體系，通過對交通信息的實時采集、傳輸和處理，借助各種科技手段和設(shè)備，對各種交通情況進(jìn)行協(xié)調(diào)和處理，建立起一種實時、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸管理體系，從而使交通設(shè)施得以充分利用，并能夠提高交通效率與安全，最終使交通運(yùn)輸服務(wù)和管理智能化，實現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)募s式發(fā)展。

從以上敘述可以看出，智能交通無處不在利用物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑?。智能交通與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是必然的，智能交通行業(yè)被公認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展落實到實際應(yīng)用的最能夠取得成功的優(yōu)先行業(yè)之一，必將能夠創(chuàng)造出巨大的應(yīng)用空間和市場價值。

不停車收費(fèi)系統(tǒng)是智能交通的重要組成部分。隨著交通車輛的不斷增加，傳統(tǒng)人工收費(fèi)方式的缺點(diǎn)逐漸凸顯，嚴(yán)重影響收費(fèi)站的通行能力?？萍嫉陌l(fā)展使得聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)成為可能，不停車收費(fèi)的呼聲越來越高。

一、不停車收費(fèi)系統(tǒng)

不停車收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection,ETC），又稱電子收費(fèi)系統(tǒng)。是一種能實現(xiàn)不停車收費(fèi)的全天候智能型分布式計算機(jī)控制、處理系統(tǒng)，是電子技術(shù)、通信和計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)、交通工程和系統(tǒng)工程的綜合產(chǎn)物，是典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。當(dāng)車輛通過有ETC系統(tǒng)的收費(fèi)站時，ETC系統(tǒng)自動完成所過車輛的登記、建檔、收費(fèi)的整個過程，在不停車的情況下收集、傳遞、處理汽車的各種信息。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不停車收費(fèi)系統(tǒng)解決方案

ETC的關(guān)鍵是車載智能識別卡與收費(fèi)站車輛自動識別系統(tǒng)的無線電收發(fā)之間，通過電波進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，獲取車輛的類型和所屬用戶等相關(guān)數(shù)據(jù)，并由計算機(jī)系統(tǒng)控制車輛通行，其費(fèi)用通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從用戶所在數(shù)據(jù)庫中專用賬號自動繳納。

ETC車道主要由天線、地感線圈、自動欄桿、收費(fèi)額顯示牌、信號燈等組成。

ETC系統(tǒng)的工作流程為:

（1）車輛進(jìn)入通信范圍時，首先壓到地感線圈，啟動天線。

（2）天線與車載單元進(jìn)行通信，判別車載單元是否有效，則進(jìn)行交易；如無效（無效卡、無卡、假卡、低值卡等），則報警（通信信號燈變紅）并保持車道關(guān)閉，進(jìn)行人工收費(fèi)。

（3）如交易成功，系統(tǒng)控制欄桿抬升，通信信號燈變綠，收費(fèi)額顯示牌顯示交易信息。

（4）車輛通過落桿線圈后，欄桿自動回落，通信信號燈變紅。

（5）系統(tǒng)保持交易記錄，并把交易信息上傳到收費(fèi)站服務(wù)器中，等待下一輛車進(jìn)入。

三、整個ETC系統(tǒng)的組成

整個ETC系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、后臺數(shù)處理模塊三個部分。

（1）數(shù)據(jù)采集模塊：采用RFID技術(shù)，主要由RFID車載超高頻無緣射頻標(biāo)簽和電子讀頭設(shè)備、高速長距離超高頻閱讀器組成。RFID可以采取非接觸式的射頻通信方式，通過讀寫器與標(biāo)簽的無線通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，識別標(biāo)簽載體的身份等特征。

（2）數(shù)據(jù)傳輸模塊：以高速公路光纖網(wǎng)作為基礎(chǔ)、無線網(wǎng)絡(luò)為補(bǔ)充的數(shù)據(jù)傳輸方案。

（3）后臺數(shù)據(jù)處理模塊：負(fù)責(zé)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理、系統(tǒng)的安全管理、費(fèi)用運(yùn)算、路徑運(yùn)算、通行費(fèi)拆分、系統(tǒng)相關(guān)報表管理等，以及與車載電子標(biāo)簽聯(lián)名卡的辦理、代扣通行費(fèi)等金融方面的服務(wù)。

系統(tǒng)的三個模塊有機(jī)結(jié)合在一起，形成一個完整的物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)ETC。

將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計算機(jī)處理技術(shù)綜合，有效地運(yùn)用于公路運(yùn)輸管理系統(tǒng)，構(gòu)成強(qiáng)大的交通“物聯(lián)網(wǎng)”，將成為21世紀(jì)現(xiàn)代化運(yùn)輸體系的基本模式和發(fā)展方向，也是交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志。

[1]田利民，楊草山.基于無線射頻識別技術(shù)應(yīng)用的物流管理[J].商場現(xiàn)代化，2009，（1）：143-144.

[2]單承徐，單玉峰，姚磊等.射頻識別原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]王春峰.基于RFID的汽車制造企業(yè)生產(chǎn)物流的研究[D].南京:南京林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

[4]周曉光，王曉華.射頻識別技術(shù)原理與應(yīng)用實例[M].北京:人民郵電出版社，2006.

U1

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1673-0046（ 2012）2-0152-02