基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)應(yīng)用研究

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通的應(yīng)用能提高智能交通管控水平和信息化服務(wù)能力，能為交通信息的管控水平及管理模式的轉(zhuǎn)變提供了強(qiáng)大的科技保障，同時(shí)也能降低能耗并改善環(huán)境提供先進(jìn)的技術(shù)支撐，會(huì)帶來(lái)巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文章就智能交通體系框架和誘導(dǎo)系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要的介紹和評(píng)析，并提出發(fā)展智能交通車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能交通；物聯(lián)網(wǎng)；交通管理模式

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 20-0000-02

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的代表，它是全球技術(shù)發(fā)展的方向，物聯(lián)網(wǎng)是信息化與工業(yè)化融合的重要途徑和載體，也是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。而智能交通作為國(guó)家“十二五”期間重點(diǎn)扶持的新興產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)也是最迫切需要融合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的領(lǐng)域之一，面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇。很顯然，ITS（智能交通）離不開(kāi)各類傳感器對(duì)交通數(shù)據(jù)的采集，離不開(kāi)局域、網(wǎng)絡(luò)的交通信息共享，離不開(kāi)智能系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)具“信息、和智能”兩大特征，其在城市智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用，必將引領(lǐng)城市交通的管理和服務(wù)發(fā)生革命性的變革。智能交通行業(yè)中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑悄芙煌ㄏ到y(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的相互融合，必能促進(jìn)中國(guó)智能交通系統(tǒng)的大發(fā)展。

智能交通系統(tǒng)著眼于提高交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行效率，立足解決交通擁堵、交通事故以及與交通運(yùn)輸業(yè)密切相關(guān)的能源和環(huán)境等問(wèn)題，借助于電子信息以及科技等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用各種高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)人、車輛、道路以及交通與運(yùn)輸?shù)闹悄芑O(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)感知道路的各種信息（交通擁堵、重大事件、公交、停車信息、環(huán)境（尾氣）與天氣等；采用互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、3G天線網(wǎng)絡(luò)等三網(wǎng)融合的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、地點(diǎn)的實(shí)時(shí)道路狀況及數(shù)據(jù)的交互與傳輸；充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息有效價(jià)值，將數(shù)據(jù)信息分層分類及時(shí)發(fā)送到相應(yīng)的部門(mén)和用戶群體；為機(jī)動(dòng)車駕駛員和市民提供最佳的出行路線；為政府及有關(guān)職能部門(mén)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和交通道路指揮及未來(lái)發(fā)展提供決策參考與依據(jù)。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通體系框架的研究

傳統(tǒng)的交通信息采集方式落后并且手段單一，不能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的實(shí)時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)際情況以及道路擁堵疏通和突發(fā)交通事件的實(shí)時(shí)處置能力有有限的情況下，我們采用基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能交通體系，采用多種交通信息采集手段，結(jié)合出租車和公交以及其車輛的日常運(yùn)營(yíng)，采用搭載車載定位裝置和無(wú)線通訊系統(tǒng)的浮動(dòng)車檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信息要素的全天候?qū)崟r(shí)獲取。通過(guò)路網(wǎng)流量分析預(yù)測(cè)和交通狀況研判，為路網(wǎng)建設(shè)和交通控制策略調(diào)整及相關(guān)交通規(guī)劃提供輔助決策和反饋。

智能交通體系框架下的智能交通體系通過(guò)實(shí)時(shí)全天候采集和智能分析并結(jié)合車載無(wú)線定位裝置等多種通訊方式，實(shí)現(xiàn)了車輛路徑規(guī)劃、動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)和區(qū)域路網(wǎng)交通管控，能夠使整個(gè)交通信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，為交通指揮中心信息平臺(tái)提供實(shí)時(shí)信息。為情報(bào)分析和指揮決策提供數(shù)據(jù)支持。在目前智能交通體系中車輛信息采集方式有固定式采集和浮動(dòng)車式采集。固定式采集方式通過(guò)安裝檢測(cè)設(shè)備，從而對(duì)機(jī)動(dòng)車信息進(jìn)行檢測(cè)。而浮動(dòng)車將采集所得的位置和時(shí)間數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理中心，由數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、預(yù)處理，然后利用相關(guān)模型算法將數(shù)據(jù)匹配到電子地圖上，計(jì)算或預(yù)測(cè)車輛行駛速度、旅行時(shí)間等參數(shù)，對(duì)路網(wǎng)和車輛實(shí)現(xiàn)“可視化”管控。浮動(dòng)車采集技術(shù)是固定點(diǎn)采集技術(shù)的重要和有益的補(bǔ)充，它實(shí)現(xiàn)全流程的信息采集，結(jié)合固定點(diǎn)式采集，能夠?yàn)槁肪W(wǎng)數(shù)學(xué)模型的建立提供更全面豐富的數(shù)據(jù)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要利用屏信息發(fā)布，對(duì)駕駛員提供誘導(dǎo)。駕駛員通過(guò)信息板實(shí)時(shí)發(fā)布對(duì)應(yīng)交通節(jié)點(diǎn)下游的部分路網(wǎng)交通狀態(tài)，來(lái)選擇交通行駛路線。并能夠?qū)煌ü芾泶胧┨峁└櫡答仭＝煌ㄕT導(dǎo)屏信息發(fā)布子系統(tǒng)主要功能包括：

2.1 提供在線車輛誘導(dǎo)、緊急事件的通告信息。交通誘導(dǎo)信息包括道路擁堵信息發(fā)布、快速路出口匝道擁堵信息、以及根據(jù)天氣狀況、路面及路面設(shè)施檢修狀況、特殊情況需要封閉道路等各種交通警示信息等，即時(shí)通知駕駛員，以提高其警覺(jué)性，實(shí)現(xiàn)車流的合理導(dǎo)向，緩解車流分配不均對(duì)交通造成的影響，保障車輛的安全行駛。

2.2 智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的控制模式。智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)包括自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制模式，系統(tǒng)可以自由的在自動(dòng)和手動(dòng)之間切換。誘導(dǎo)系統(tǒng)在自動(dòng)情況下，系統(tǒng)自動(dòng)向交通誘導(dǎo)屏發(fā)出顯示道路交通狀況的信息，紅色表示堵塞、黃色表示擁堵、綠色表示暢通。在手動(dòng)的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)向交通誘導(dǎo)屏發(fā)出顯示道路交通狀況的信息需經(jīng)操作員手工確認(rèn)方可發(fā)布，同時(shí)操作員可手工向交通誘導(dǎo)屏發(fā)送文字信息。

2.3 可變動(dòng)態(tài)文字警示信息顯示。智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中的信息標(biāo)志牌不應(yīng)該固定不變的文字信息，應(yīng)該發(fā)布重要的路況信息、警示信息，以便提高交通誘導(dǎo)屏的可讀性。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用

城市交通的發(fā)展涉及多個(gè)部門(mén)，需要建立統(tǒng)一高效的協(xié)調(diào)機(jī)制。物聯(lián)網(wǎng)目前處于概念設(shè)計(jì)期，希望政府、研究機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)里能夠重視對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究，這是一次非常難得的創(chuàng)新機(jī)會(huì)；RFID是物聯(lián)網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)最為重要的核心技術(shù)之一，城市交通領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大；車聯(lián)網(wǎng)將成為城市智能交通發(fā)展的核心。國(guó)家發(fā)改委已經(jīng)先期啟動(dòng)基于物聯(lián)網(wǎng)的城市（廣州）智能交通試點(diǎn)示范，這些工作的開(kāi)展必將帶動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“車聯(lián)網(wǎng)”是面向物聯(lián)網(wǎng)的城市智能交通發(fā)展的一條創(chuàng)新之路。汽車具有數(shù)量大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，一直是城市交通管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。車與車、車與人、車與道路的協(xié)調(diào)一致是智慧城市的重要體現(xiàn)。車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)最具有發(fā)展前景的典型應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)以及智能汽車兩大領(lǐng)域的重要交集，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來(lái)智能交通拓展的方向?！败嚶?lián)網(wǎng)”更具體、更容易落地實(shí)施；車聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成不僅僅是汽車，還包括道路、行人等，涉及整個(gè)城市交通系統(tǒng)。

3.1 車聯(lián)網(wǎng)的幾大特性。所有車輛都是具有獨(dú)立身份和獨(dú)立思考能力的智能體，就像一個(gè)智能機(jī)器人，能自動(dòng)判斷路況，不需人駕駛；所有車輛都可以實(shí)時(shí)感知自身、以及與其相關(guān)的物體的身份和狀態(tài)，借助無(wú)線通訊，城市內(nèi)車與車之間，車與建筑物之間，以及車與城市基礎(chǔ)設(shè)施之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；所有車輛所在的系統(tǒng)呈現(xiàn)出物體協(xié)同運(yùn)作、系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)的自組織運(yùn)行模式，車輛如深海中的魚(yú)群快速地游動(dòng)卻彼此永不相撞。

3.2 車聯(lián)網(wǎng)面臨的四大挑戰(zhàn)。（1）規(guī)模。與汽車保有量的迅猛增長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的是，汽車相關(guān)的信息采集的種類也從單一的車輛身份信息逐步拓展至汽車的身份信息、運(yùn)行信息、狀態(tài)信息和事件信息等，數(shù)據(jù)規(guī)模將突破幾十甚至幾百PB級(jí)，迫切需要海量信息的傳輸、存儲(chǔ)和處理技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)將依托汽車智能平臺(tái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)級(jí)的海計(jì)算分層自組織形成局部智能，解決90%的感知數(shù)據(jù)處理。車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)階段將支持百萬(wàn)級(jí)車輛的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。（2）性能。汽車具有數(shù)量眾多、個(gè)體分散、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、牽涉面廣等特點(diǎn)，需要支持復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景、高速移動(dòng)狀態(tài)下的信息感知技術(shù)。（3）安全。從互聯(lián)網(wǎng)的虛擬空間拓展到車聯(lián)網(wǎng)的物理空間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界車輛的攻擊，信息安全和危機(jī)處置將面臨的更大的挑戰(zhàn)。（4）隱私。車聯(lián)網(wǎng)可使每輛車成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。海量的涉車信息自動(dòng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，一切都將越來(lái)越“透明”，信息管理的權(quán)限設(shè)定將涉及基本的法律問(wèn)題，甚至道德倫理問(wèn)題，需要信息分級(jí)權(quán)限技術(shù)、隱私保護(hù)技術(shù)。

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[科研項(xiàng)目]吉林省教育廳科研項(xiàng)目（吉教科【2012】380）

[作者簡(jiǎn)介]王銳（1980-），女，碩士，講師。