智能交通中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

陳靜

摘 要：我國城市現(xiàn)代化發(fā)展速度大大超越了城市交通的運(yùn)輸能力， 為了滿足公民對(duì)城市交通的需求， 大力發(fā)展智能化交通建設(shè)， 提高運(yùn)輸服務(wù)能力， 把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到城市交通中，是發(fā)展智能交通的新思路。文章以智能交通的概念入手，闡釋了感知層、傳輸層、處理層、應(yīng)用層等物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在智能交通中的作用，描述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能交通；電子收費(fèi)系統(tǒng)

1 智能交通的概念

智能交通是一個(gè)運(yùn)用現(xiàn)代電子信息技術(shù)面向交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)系統(tǒng)。它最大的特點(diǎn)是將信息進(jìn)行收集，然后對(duì)信息進(jìn)行處理、發(fā)布、交換、分析、利用，最終為交通的參與者提供多樣性的服務(wù)。換句話說，就是在高科技的支持與幫助下，讓傳統(tǒng)的交通模式變得更加智能化，更加安全、節(jié)能、高效率。

在未來城市的發(fā)展中，無線信息將成為車輛與交通設(shè)施之間、車輛與車輛之間的橋梁，未來的交通技術(shù)將利用電力化、車聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛來實(shí)現(xiàn)城市交通設(shè)備、信息等各方面資源的整合，完成城市智能交通系統(tǒng)的構(gòu)建。未來的智能交通系統(tǒng)可以讓車流就像海中的魚群一樣，在馬路上快速的游動(dòng)但卻又彼此不會(huì)相撞。

智能交通在中國主要應(yīng)用于以下三大領(lǐng)域。

（1）公路交通信息化，主要是指高速公路建設(shè)、省級(jí)國道公路建設(shè)、公路交通領(lǐng)域。公路收費(fèi)是現(xiàn)在的熱點(diǎn)項(xiàng)目，而這個(gè)項(xiàng)目又以軟件為主。聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件和計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)是公路收費(fèi)的兩個(gè)組成部分。

（2）城市道路交通管理服務(wù)信息化。城市道路交通管理服務(wù)信息化的主要問題是兼容和整合，所以，這一領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)就是選擇一個(gè)綜合性的信息平臺(tái)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)兼容和整合。

（3）城市公交信息化。根據(jù)目前的情況來看，公交系統(tǒng)信息化在國內(nèi)城市中應(yīng)用的比較少，也比較落后，而智能公交調(diào)度系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展還基本處于空白階段。不過在一些一線城市以及南方沿海地區(qū)，都已經(jīng)開始重視智能交通的發(fā)展了。

2 智能交通系統(tǒng)

交通問題是國計(jì)民生問題，而交通擁堵現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問題。針對(duì)這種情況，提高交通的智能化功能是當(dāng)前解決問題的一個(gè)有效方法。因此，智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為城市交通發(fā)展的必由之路。

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）是通過將傳感器技術(shù)、RFID 技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、視頻檢測識(shí)別技術(shù)、GPS 技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等綜合應(yīng)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系中，從而建立起實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸控制和管理系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)的工作流程是：首先通過布設(shè)各種傳感器，獲取需要的交通信息；然后使用有線或者無線的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；將獲取的交通信息進(jìn)行傳輸和匯集；最后將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，從而達(dá)到監(jiān)控和管理交通基礎(chǔ)設(shè)施以及交通流量的目的，為交通使用者及管理者提供服務(wù)。

3 智能交通的體系結(jié)構(gòu)

智能交通作為物聯(lián)網(wǎng)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，遵循物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。智能交通系統(tǒng)由五大子系統(tǒng)組成，分別是：交通信息采集、互聯(lián)通信、交通狀況監(jiān)視、交通控制和信息發(fā)布。要想形成一個(gè)智能化的交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車與路之間、車與人之間以及人與人之間的互相連通，那么必須依靠智能交通前端的感知技術(shù)、中間的傳輸技術(shù)以及后端的信息處理技術(shù)。

ITS 系統(tǒng)使用大量的嵌入式設(shè)備用于雷達(dá)測速、運(yùn)輸車隊(duì)遙控指揮、車輛導(dǎo)航等方面，同時(shí)通過大量的傳感器采集、存儲(chǔ)公路城市交通各個(gè)路段的交通數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和顯示，以供交通管理部門了解交通狀況，對(duì)擁堵路段進(jìn)行疏通，也便于司機(jī)進(jìn)行合理的避讓。

如在有些路段，?？梢钥匆娨恍┐蟮腖ED 顯示屏，顯示某路段車流擁堵或者交通事故，請(qǐng)繞行之類的提示。同時(shí)ITS 系統(tǒng)內(nèi)集成的GPS 車輛監(jiān)控子系統(tǒng)，將各種交通、天氣等信息在中心站和各子站之間通過無線通信的方式進(jìn)行傳輸，從而使得各子站的GPS 接收機(jī)能夠接收到車輛當(dāng)前的位置、時(shí)間等數(shù)據(jù)，然后再通過無線通信方式傳輸給中心站；中心站將匯總的各子系統(tǒng)位置信息，送往電子地圖，顯示各子站的運(yùn)動(dòng)軌跡，最后通過無線通信調(diào)度指揮各子站，利用系統(tǒng)監(jiān)控軟件完成對(duì)各子站的狀態(tài)監(jiān)控。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)各子站的監(jiān)控管理。

智能交通系統(tǒng)具有典型的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，由感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)智能處理層和應(yīng)用層組成。

感知層包括信息采集和末梢網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)子層。傳感器、條形碼、二維碼、RFID、智能裝置等作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，將采集到的數(shù)據(jù)通過末梢網(wǎng)絡(luò)上傳給網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)采集設(shè)備將采集出行者、車輛和道路等多方面的交通信息，然后通過末梢網(wǎng)絡(luò)將采集到的這些交通信息傳輸給網(wǎng)絡(luò)層。

傳輸層是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來的，主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸、匯聚功能。在物聯(lián)網(wǎng)中，要求傳輸層能夠把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送。在智能交通系統(tǒng)的傳輸層中，目前主流的電話通信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)都是重要的核心網(wǎng)絡(luò)；主要使用的應(yīng)用技術(shù)是接入技術(shù)以及各種延伸網(wǎng)等交通信息傳輸技術(shù)。

數(shù)據(jù)智能處理層是要對(duì)多種數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，然后組合出高效、符合用戶要求的信息的過程。

應(yīng)用層的主要功能是把感知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，實(shí)現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)。這一層解決的是信息處理和人- 機(jī)界面的問題。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection，ETC）又稱不停車收費(fèi)系統(tǒng)，是ITS 的重要組成部分。ETC 系統(tǒng)一種能實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)的全天候智能型分布式計(jì)算機(jī)控制、處理系統(tǒng)，是電子技術(shù)、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)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)車輛通過擁有ETC 系統(tǒng)的收費(fèi)站時(shí)，ETC 系統(tǒng)將在車輛通過的瞬間自動(dòng)完成所過車輛的登記、建檔和收費(fèi)的整個(gè)過程，在不停車的情況下收集、傳遞、處理該車輛的各種信息。

高速公路ETC 系統(tǒng)由車載單元（OBU）、路邊裝置（RSU）、ETC 管理中心及后端的銀行結(jié)算系統(tǒng)4 個(gè)部分組成。車載單元一般使用IC 卡加CPU 單元組成的"雙片式"結(jié)構(gòu)，其中IC 卡存儲(chǔ)賬號(hào)、余額等信息，CPU 單元存儲(chǔ)車主、車型等物理參數(shù)并為車載單元與路邊設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)交換提供保障。路邊裝置負(fù)責(zé)完成與車載單元的高速通信，實(shí)時(shí)讀取通過車輛中車載單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)行合法性判斷后，發(fā)送控制信號(hào)，并將車輛通信信息發(fā)送到管理中心。ETC 管理中心對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，與銀行收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行通信和業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)交換。后端的銀行收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)收到的扣費(fèi)請(qǐng)求進(jìn)行結(jié)賬和對(duì)賬處理。

5 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用以及發(fā)展，城市交通的智能化程度也將會(huì)大幅度提升，從而全面提升了道路管理部門對(duì)智能交通的管理和控制水平以及信息服務(wù)水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將使城市的智能交通朝著大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化、集成化和面向服務(wù)化發(fā)展，最終成為智慧城市的重要組成部分。

參考文獻(xiàn)：

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