基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速公路交通流監(jiān)控的開發(fā)及具體方案研究

■喬虎虎 ■山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理總公司，山西 太原 030012

由于我國高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，所以高速公路交通流監(jiān)控的重要性越來越受到人們重視。然而高速公路上車輛數(shù)量在不斷增加，導(dǎo)致相關(guān)交通事故發(fā)生率也急劇上升，在這種緊急特殊的情況下，如果不能對高速公路交通流進(jìn)行良好的監(jiān)控，那么不但影響著高速公路交通良好的運(yùn)行，還會對高速公路上駕駛員的生命安全產(chǎn)生威脅，所以通過科學(xué)的技術(shù)對高速公路交通流進(jìn)行有效監(jiān)控，可以最大限度保證高速公路的良好運(yùn)行［1］。

1 高速公路交通流的基本特點(diǎn)

1.1 交通流的形成快

在高速公路上交通流形成的速度非?？欤@是因為高速公路整體設(shè)計具有路面情況較好、且封閉、車速運(yùn)行較快等特點(diǎn)，這就導(dǎo)致了駕駛員在高速公路行駛的過程中，不會受到外界因素的影響，可以在較短時間內(nèi)達(dá)到想要去的目的地。正式由于高速公路交通的便捷性，使得其交通流能夠在短時間內(nèi)形成。

1.2 交通流運(yùn)行的速度快

由于高速公路主要的特點(diǎn)就是可以使得車輛在其路面上可以高速行駛，汽車的運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通路面車輛的運(yùn)行速度，在一般情況下，私家小型車在高速公路上規(guī)定的行駛速度在100 千米每小時左右，而大型車輛則會被控制在80 千米每小時，所以高速公路交通流另一個特點(diǎn)就是車輛運(yùn)行的速度較快。

1.3 交通流的線路長

由于高速公路主要是為使的車輛快速行駛而設(shè)立的，而車輛一般要行駛的距離都比較長，這就使得高速公路在設(shè)計的過程中，需要對線路的長度進(jìn)行良好的把控，一般情況下，高速公路交通路線都是比較長的，這就使得高速公路交通流的線路也相對較長。

1.4 交通流的車輛類型較少

由于高速公路主要是為車輛服務(wù)的，然而縱觀高速公路上運(yùn)行的車輛而言，車輛類型還是比較固定的，一般情況下主要是小型客車、大型客車和運(yùn)貨車這三類。但是在節(jié)假日的情況下，高速公路上的交通流一般為小型私家客車。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路交通監(jiān)控中運(yùn)用的原理

應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層、是物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)，通過每個結(jié)構(gòu)之間的配合和管理，使得系統(tǒng)在一定程度上能夠真正形成“物物相連”的模式，從而可以提供物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)。

2.1 感知層

感知層在運(yùn)行的過程中，主要是通過對一些有關(guān)的基本信息進(jìn)行采集，在對高速公路交通流監(jiān)控的過程，可以對相關(guān)的聲音、溫度、壓力等相關(guān)信息就行收集，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，為科學(xué)的判斷做出依據(jù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

在對高速公路交通流相關(guān)信息進(jìn)行收集之后，還應(yīng)該使得這些數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，從而實現(xiàn)對交通流進(jìn)行監(jiān)控的作用［2］。在相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，應(yīng)該保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性，一般情況下可以使用互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)，或是移動通信傳輸技術(shù)等先進(jìn)的科技，實現(xiàn)對感知層信息的高效傳輸。

2.3 應(yīng)用層

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最重要的一個方面就是應(yīng)用層，因為感知層和網(wǎng)絡(luò)層存在就是為應(yīng)用層服務(wù)的。應(yīng)用層把從網(wǎng)絡(luò)層中傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并為高速公路交通流的管控人員提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，便于其作出相關(guān)決策，在這個層面，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)的最為高級的層面。

具體來說，通過物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)對高速公路交通流監(jiān)控的過程中，可以通過使用無線射頻的方式，實現(xiàn)相關(guān)交通信息的傳輸。射頻技術(shù)在實施的過程中，應(yīng)該實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)的同步傳輸，每一輛在高速公路上運(yùn)行的車輛都是一個個體，通過射頻識別技術(shù)將每一個車輛的具體信息都傳送到高速公路計算機(jī)管理系統(tǒng)中，這樣就使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)中得到運(yùn)用。

3 高速公路交通流監(jiān)控的具體建設(shè)

3.1 高速公路交通流監(jiān)控的系統(tǒng)預(yù)設(shè)方案

將在高速公路上運(yùn)行每臺車輛的車窗前貼設(shè)具有該車輛獨(dú)特信息的可識別電子標(biāo)簽。電子識別標(biāo)簽可以設(shè)置車主及車輛的一些必要信息，比如通過對可識別電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描能夠清楚知道車主的姓名、年齡、車牌號、車型號等基本信息。然后在高速公路的入口和主要干道設(shè)置可識別電子標(biāo)簽進(jìn)行自動辨別，當(dāng)車輛駛?cè)敫咚俟返臅r候就對其進(jìn)行辨別，并將識別信息通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時傳到交通管理部門的電腦系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過對整體信息的搜集、匯總，并實時監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，例如，某個區(qū)域突然發(fā)生車輛擁堵現(xiàn)象，就會及時派相關(guān)人員進(jìn)行處理，最大限度保證高速公路運(yùn)行的效率和安全［3］。

3.2 高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)的具體構(gòu)成

軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)是高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)最重要的兩個組成部分。具體來講，硬件系統(tǒng)主要包括可識別電子標(biāo)簽、電子標(biāo)簽識別器、射頻天線、服務(wù)器以及相關(guān)的設(shè)備，它們之間正是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從而可以更好的構(gòu)成一個整體。而軟件系統(tǒng)則是指使硬件系統(tǒng)可以良好運(yùn)行的不同應(yīng)用程序，從而使得管理人員可以對高速公路運(yùn)行的車輛進(jìn)行實施監(jiān)控，并可以進(jìn)行實時定位操作，從而實現(xiàn)對高速公路交通的監(jiān)控作用。

運(yùn)用閉環(huán)信息處理流程，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對高速公路的交通情況(車流量的多少)、環(huán)境情況(氣候、能見度等)和緊急事件等相關(guān)信息通過匯總、收集，上傳到高速公路監(jiān)控調(diào)度的軟件中進(jìn)行分析、計算。如果在高速公路中發(fā)生了相關(guān)異常的現(xiàn)象，那么系統(tǒng)可以自動將附近的攝像機(jī)調(diào)制到事發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控查看，同時還能夠得出配套的應(yīng)激措施，從而保證高速公路的順暢運(yùn)行，使得通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使得高速公路交通流監(jiān)控相關(guān)方面，如數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析、交通的控制，形成一個完整的閉環(huán)信息系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，高速公路管理部門對高速公路交通監(jiān)管系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)同時也在提高。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使用先進(jìn)技術(shù)對高速公路交通流進(jìn)行良好的監(jiān)控，既可以提高高速公路運(yùn)行的效率，又可以降低交通事故發(fā)生的概率，從而使得人民群眾的生命財產(chǎn)得到保障。在未來的發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對高速公路交通流監(jiān)控有著重要的影響。

［1］陳軍.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速公路交通流監(jiān)控研究［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12(35):9773 -9776，9787.

［2］李曉莉.不同交通流運(yùn)行狀態(tài)下的行程時間可靠性分析［J］.交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報，2013(1):79 -85.

［3］李陽.高速公路電子監(jiān)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用［J］.交通世界(運(yùn)輸車輛)，2013(7):100 -101.