基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能交通系統(tǒng)應用研究

蔣偉

摘 要：文章主要介紹物聯(lián)網(wǎng)的涵義及系統(tǒng)工作原理，并重點關注物流網(wǎng)技術在城市智能交通領域的實際應用方式。同時物聯(lián)網(wǎng)技術也成功解決了交通治安、車輛收費、交通運輸和信息采集中的突出問題，為智能交通管理和服務系統(tǒng)的建立提供了強大的信息支撐和保障。

關鍵詞：物流網(wǎng)；智能交通；應用研究

中圖分類號：F50 文獻標識碼：A

Abstract： This paper mainly introduces the meaning of the internet of things and the working principle of the system， and focus on logistics network technology in the practical application in the field of urban intelligent transportation way. At the same time， the internet of things technology is also successfully solves the traffic security， traffic fee， transportation and information collection of outstanding problems， for the establishment of the intelligent traffic management and service system provides powerful information support and assurance.

Key words： logistics network； intelligent transportation； application research

隨著社會經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，人們購買私家車的數(shù)量越來越多，由于城市規(guī)劃和道路建設還不夠完善，這就造成了城市的道路交通越來越擁堵、交通事故頻繁發(fā)生、環(huán)境污染嚴重、能源消耗較高等諸多現(xiàn)象，為了緩解這些現(xiàn)象提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的城市智能交通系統(tǒng)的應用方案。

1 物聯(lián)網(wǎng)介紹

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術、全球定位系統(tǒng)、紅外線感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡。也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)具有的特點

物聯(lián)網(wǎng)的目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、管理和控制。和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。

首先，它是各種感知技術的廣泛應用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。

其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)技術的重要基礎和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應各種異構網(wǎng)絡和協(xié)議。

再次，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應用領域和應用模式。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)的工作原理

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID技術，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構想中，RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品（商品）的識別，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。

2 智能交通介紹

2.1 智能交通的涵義

所謂的智能交通系統(tǒng)是指將先進的信息技術、電子通訊技術、自動控制技術、計算機技術以及網(wǎng)絡技術等有機地運用于整個交通運輸管理體系而建立起的一種實時、準確、高效的交通運輸綜合管理和控制系統(tǒng)。它是由若干子系統(tǒng)所組成的，通過系統(tǒng)集成將道路、駕駛員和車輛有機地結(jié)合在一起，加強三者之間的聯(lián)系。借助于系統(tǒng)的智能技術將各種交通方式的信息及道路狀況進行登記、收集、分析，并通過遠程通訊和信息技術，將這些信息實時提供給需要的人們，以增強行車安全，減少行車時間，并指導行車路線。同時管理人員通過采集車輛、駕駛員和道路的實時信息來提高其管理效率，以達到充分利用交通資源的目的。

2.2 智能交通的特點

智能交通系統(tǒng)具有以下兩個特點：一是著眼于交通信息的廣泛應用與服務，二是著眼于提高既有交通設施的運行效率。與一般技術系統(tǒng)相比，智能交通系統(tǒng)建設過程中的整體性要求更加嚴格。這種整體性體現(xiàn)在：（1）跨行業(yè)特點。智能交通系統(tǒng)建設涉及眾多行業(yè)領域，是社會廣泛參與的復雜巨型系統(tǒng)工程，從而造成復雜的行業(yè)間協(xié)調(diào)問題。（2）技術領域特點。智能交通系統(tǒng)綜合了交通工程、信息工程、控制工程、通信技術、計算機技術等眾多科學領域的成果，需要眾多領域的技術人員共同協(xié)作。（3）政府、企業(yè)、科研單位及高等院校共同參與，恰當?shù)慕巧ㄎ缓腿蝿辗謸窍到y(tǒng)有效展開的重要前提條件。（4）智能交通系統(tǒng)將主要由移動通信、寬帶網(wǎng)、RFID、傳感器、云計算等新一代信息技術作支撐，更符合人的應用需求，可信任程度提高并變得“無處不在”。

3 智能交通體系應用

作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分，智能交通具有行業(yè)市場成熟度較高，行業(yè)傳感技術成熟，政府扶持力度大的特點，在建設“數(shù)字城市”和“智慧城市”的口號中，智能交通系統(tǒng)在許多城市已經(jīng)開始規(guī)模化應用，市場前景廣闊，投資機會巨大，將成為未來幾年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領域。

3.1 高速公路電子收費系統(tǒng)（ETC）

ETC是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載器與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術與銀行進行后臺結(jié)算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的，且所交納的費用經(jīng)過后臺處理后清分給相關的收益業(yè)主。在現(xiàn)有的車道上安裝電子不停車收費系統(tǒng)，可以使車道的通行能力提高3～5倍。

該系統(tǒng)的使用可大大提高公路的通行能力；公路收費走向電子化，可降低收費管理的成本，有利于提高車輛的營運效益；同時也可以大大降低收費口的噪聲水平和廢氣排放。由于通行能力得到大幅度的提高，可以縮小收費站的規(guī)模，節(jié)約基建費用和管理費用。另外，不停車收費系統(tǒng)可以避免月票制度和人工收費的眾多弱點，有效提高這些市政設施的資金回收能力。

3.2 交通信息服務系統(tǒng)（ATIS）

ATIS是建立在完善的信息網(wǎng)絡基礎上的。交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設備，向交通信息中心提供各地的實時交通信息；ATIS得到這些信息并通過處理后，實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息；出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。更進一步，當車上裝備了自動定位和導航系統(tǒng)時，該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動選擇行駛路線。

該系統(tǒng)的應用大大提高道路網(wǎng)通行能力、設施效率與有效調(diào)控交通需求；提高交通安全水平，降低事故、避免事故、減輕事故損害程度和減輕堵塞；降低汽車運輸環(huán)境影響。

3.3 公共交通系統(tǒng)（APTS）

APTS的主要目的是采用各種智能技術促進公共運輸業(yè)的發(fā)展，使公交系統(tǒng)實現(xiàn)安全便捷、經(jīng)濟、運量大的目標。如通過個人計算機、閉路電視等向公眾就出行方式和事件、路線及車次選擇等提供咨詢，在公交車站通過顯示器向候車者提供車輛的實時運行信息。

該系統(tǒng)在公交車輛管理中心的應用，可以根據(jù)車輛的實時狀態(tài)合理安排發(fā)車、收車等計劃，提高工作效率和服務質(zhì)量。

3.4 緊急救援系統(tǒng)（EMS）

EMS是一個特殊的系統(tǒng)，它的基礎是ATIS、ATMS和有關的救援機構及設施，通過ATIS和ATMS將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機構聯(lián)成有機的整體，為道路使用者提供車輛故障現(xiàn)場緊急處置、拖車、現(xiàn)場救護、排除事故車輛等服務。具體包括：（1）車主可通過電話、短信、翼卡車聯(lián)網(wǎng)三種方式了解車輛具體位置和行駛軌跡等信息；（2）車輛失盜處理：此系統(tǒng)可對被盜車輛進行遠程斷油鎖電操作并追蹤車輛位置；（3）車輛故障處理：接通救援專線，協(xié)助救援機構展開援助工作；（4）交通意外處理：此系統(tǒng)會在10秒鐘后自動發(fā)出求救信號，通知救援機構進行救援。

3.5 車輛控制系統(tǒng)（AVCS）

目前還處于研究測試階段，從當前發(fā)展看，可以分為兩個層次：一是車輛輔助安全駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)有以下幾個部分：車載傳感器（微波雷達、激光雷達、攝像機、其他形式的傳感器）、車載計算機和控制執(zhí)行機構等，行使中的車輛通過車載的傳感器測定出與前車、周圍車輛以及與道路設施的距離和其他情況，車載計算機進行處理，對駕駛員提出警告，在緊急情況下強制車輛制動。二是自動駕駛系統(tǒng)，裝備了這種系統(tǒng)的汽車成為智能汽車，它在行使中可以做到自動導向，自動檢測和回避障礙物，在智能公路上，能夠在較高的速度下自動保持與前車的距離。必須指出的是，智能汽車在智能公路上才能發(fā)揮出全部功能，如果在普通公路上使用，它僅僅是一輛裝備了輔助安全駕駛系統(tǒng)的汽車。

3.6 交通管理系統(tǒng)（ATMS）

ATMS有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)，但是ATMS主要是給交通管理者使用的，用于檢測控制和管理公路交通，在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。它將對道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進行實時的監(jiān)視，依靠先進的車輛檢測技術和計算機信息處理技術，獲得有關交通狀況的信息，并根據(jù)收集到的信息對交通進行控制，如信號燈、發(fā)布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。該系統(tǒng)的廣泛應用有利于為出行者指示下游道路的交通狀況，讓出行者選擇合適的行駛道路，既為出行者提供了出行誘導服務，同時調(diào)節(jié)了交通流的分配，改善交通狀況。

總之：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能交通已成為星火燎原之勢?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能交通將使交通基礎設施發(fā)揮最大的效能。隨著政府的大力扶持與技術和標準的成熟，智能交通物聯(lián)網(wǎng)會是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要領域，將朝著大規(guī)模網(wǎng)絡化、集成化和面向服務化發(fā)展，成為智慧城市的重要組成部分。

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