電子信息技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)方面的應(yīng)用

曹思嫻

（山東省聊城市第一中學(xué)，聊城 252000）

1 引言

隨著社會的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，信息交流成為我們生活不可避免的一個環(huán)節(jié)，電子信息技術(shù)也漸漸滲透到生活的各個方面。為了滿足人們對生活水平的更高要求，促進(jìn)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，運(yùn)輸業(yè)結(jié)合電子信息的相關(guān)技術(shù)，逐漸形成了綜合型智能運(yùn)輸系統(tǒng)，不僅提高了交通運(yùn)輸?shù)男剩€大大增強(qiáng)了保障安全和保護(hù)環(huán)境的可能性。此外，在便利了人們生活的同時，也促進(jìn)了我國交通運(yùn)輸行業(yè)的重大變革。電子信息技術(shù)是智能運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，智能交通運(yùn)輸又促進(jìn)了電子信息技術(shù)的發(fā)展，二者相互融合，相互促進(jìn)。由此，本文對電子信息技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中相關(guān)技術(shù)應(yīng)用做了簡要分析。

2 電子信息技術(shù)和智能運(yùn)輸系統(tǒng)

2.1 電子信息技術(shù)

電子信息技術(shù)是一種應(yīng)用計算機(jī)等現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行電子信息控制和信息處理的技術(shù)，其以現(xiàn)代電子技術(shù)為主體，結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)，利用計算機(jī)以及集成電路等先進(jìn)技術(shù)對電子信息進(jìn)行處理和控制。

電子信息技術(shù)主要研究獲取與處理信息。其最初的研究內(nèi)容主要是對電子設(shè)備與信息系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成。如計算機(jī)集成電路、電話信息傳輸、聲音和圖像傳輸?shù)?。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子信息技術(shù)得到越來越廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，以圖像、聲音為主的電子信號傳輸、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷寂c電子信息技術(shù)密切相關(guān)。

目前，電子信息技術(shù)正朝著移動化、集成化、智能化、小型化的方向發(fā)展?，F(xiàn)代的電子信息技術(shù)已經(jīng)具有高效處理和控制各類信息的能力，并且已經(jīng)打破并超越了行業(yè)的界限，形成了新的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)核心。在當(dāng)今社會信息時代的大背景下，電子信息技術(shù)在國內(nèi)外普遍發(fā)展，以一種最活躍、最具活力的狀態(tài)滲入到各個行業(yè)。

2.2 智能運(yùn)輸系統(tǒng)

智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）是由日本、美國等發(fā)達(dá)國家為了解決交通運(yùn)輸問題而進(jìn)行的道路交通運(yùn)輸智能化的研究試驗(yàn)，并由最初的對道路功能和車輛的智能化的研究，不斷深入，逐漸拓展到交通運(yùn)輸?shù)母鱾€領(lǐng)域以及其他相關(guān)部門。

智能運(yùn)輸系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容主要包括先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（Advanced Traf fi c Management System，簡稱ATMS）、先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)（Advanced Traf fi c Information Service，簡稱ATIS）、商用車輛運(yùn)營系統(tǒng)（Commercial Vehicle Operation，簡稱CVO）、電子收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection System，簡稱ETC）、公共交通運(yùn)營系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)等。

其中，交通管理系統(tǒng)通過各先進(jìn)的子系統(tǒng)，對路面、交通流進(jìn)行監(jiān)控以及相關(guān)數(shù)據(jù)、信息的采集、處理，并將這些交通信息提供給相關(guān)交通部門和駕駛者。該系統(tǒng)包括公路管理系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、公共交通優(yōu)先系統(tǒng)等。

交通信息服務(wù)系統(tǒng)提供給出行者路況、天氣、施工、突發(fā)事件等交通信息，以便于其制定出行路線、選擇出行時間、進(jìn)行路徑規(guī)劃以及及時采取措施應(yīng)對突發(fā)狀況。該系統(tǒng)有效地緩解了交通擁堵，提高了道路網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

商用車輛運(yùn)營系統(tǒng)通過衛(wèi)星、電子地圖、道路信息標(biāo)桿、車輛自動識別分類和動態(tài)稱重幫助運(yùn)輸企業(yè)及時掌握車輛的位置、負(fù)荷、移動路徑，有利于提高商業(yè)車輛的運(yùn)營效率和安全性，幫助企業(yè)提高盈利。

電子收費(fèi)系統(tǒng)，也叫不停車收費(fèi)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動收費(fèi)，是世界上目前為止最先進(jìn)的收費(fèi)系統(tǒng)。

2.3 電子信息技術(shù)與智能運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)系

智能運(yùn)輸系統(tǒng)本質(zhì)上就是將先進(jìn)的信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等學(xué)科成果綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸行業(yè)，使車輛、道路和使用者之間的聯(lián)系得到加強(qiáng)，從而創(chuàng)建是一個定時、準(zhǔn)確、高效的新型綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。

在智能運(yùn)輸過程中，電子信息技術(shù)的應(yīng)用十分普遍。在產(chǎn)品的運(yùn)輸配送時往往需要利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)和傳感器技術(shù)，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的自動運(yùn)輸，還可以實(shí)現(xiàn)對人為監(jiān)測和控制的運(yùn)輸過程，從而減少運(yùn)輸過程中的錯誤和損失。在產(chǎn)品運(yùn)輸途中，進(jìn)行產(chǎn)品的儲存和倉庫管理離不開條形碼技術(shù)，大量的運(yùn)輸產(chǎn)品依靠條形碼的識別能夠得到條理有效的分裝。到達(dá)中轉(zhuǎn)站和目的地時的產(chǎn)品裝卸同樣需要條形碼技術(shù)和射頻識別技術(shù)的支持。貫穿整個智能運(yùn)輸過程中的線路規(guī)劃所需的路徑信息也是由相關(guān)的電子信息技術(shù)系統(tǒng)提供。由此可見，電子信息技術(shù)與智能運(yùn)輸二者相互融合，密切相關(guān)。

3 智能運(yùn)輸系統(tǒng)中相關(guān)的電子信息技術(shù)

3.1 條形碼技術(shù)

當(dāng)今社會迅速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，物質(zhì)生活更加豐富，商業(yè)產(chǎn)品和生活用品種類不斷增多，為了對各種物品進(jìn)行信息編輯和整理，條形碼技術(shù)得到迅速發(fā)展。條形碼技術(shù)誕生在二十世紀(jì)二十年代——在Westinghouse的實(shí)驗(yàn)室里，Kermode發(fā)明了最早的條碼標(biāo)識。條形碼技術(shù)主要包括條碼編碼技術(shù)、條碼標(biāo)識符號設(shè)計、快速識別技術(shù)和計算機(jī)管理技術(shù)。條形碼技術(shù)是實(shí)現(xiàn)計算機(jī)管理和電子數(shù)據(jù)交換必不可少的信息采集技術(shù)。而在智能運(yùn)輸方面，通過對物品上條形碼的快速識別，可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)輸商品的識別，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對商品的分類。尤其是在對快遞的分裝過程中，條形碼技術(shù)更是“功不可沒”。在物流中轉(zhuǎn)站，人們利用條形碼技術(shù)對快遞進(jìn)行自動的目的地分類，使龐大的物流量成為可能。

3.2 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)（英文：Radio Frequency IDenti fi cation，縮寫：RFID）是一種無線通信技術(shù)，可以識別特定目標(biāo)并通過無線電訊號讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。與條碼掃描不同，射頻識別技術(shù)不需要利用光信號，而是通過接收識別特定目標(biāo)上附著的標(biāo)簽所發(fā)出的無線電波，來自動辨識與追蹤物品的。射頻識別本質(zhì)上是一種簡單的無線系統(tǒng)，由多個詢問器和應(yīng)答器組成。應(yīng)答器最初是指能夠發(fā)送回復(fù)信息的電子模塊，近些年，射頻識別技術(shù)迅速發(fā)展，現(xiàn)在一般應(yīng)答器就是指智能標(biāo)簽，即標(biāo)簽；詢問器也可叫閱讀器，主要的作用是識別、寫入標(biāo)簽信息。

射頻識別技術(shù)應(yīng)用到智能運(yùn)輸，如將標(biāo)簽附著在車輛上，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的車輛身份識別和自動收費(fèi)。在運(yùn)輸管理方面，給產(chǎn)品包裝加上標(biāo)簽，就可以在產(chǎn)品裝卸時自動讀取、采集相關(guān)信息，對產(chǎn)品進(jìn)行有效的監(jiān)測，產(chǎn)品流向還可以記錄在芯片中。

3.3 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)

全球定位系統(tǒng)（global positioning system，縮寫GPS）是指利用衛(wèi)星群來獲取地面經(jīng)緯度坐標(biāo)及其高程等信息并用于定位和導(dǎo)航的系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)融合了世界航空航天技術(shù)、無線電通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，是地理信息技術(shù)的核心技術(shù)之一。

全球定位系統(tǒng)包括三大子系統(tǒng)：空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶設(shè)備系統(tǒng)。空間衛(wèi)星系統(tǒng)包括24顆平均分布在6個軌道上的衛(wèi)星?？臻g衛(wèi)星系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)保證了地面上任何時間、任何地點(diǎn)都可以觀測到4顆以上衛(wèi)星，并接收到來自衛(wèi)星上所攜帶的無線電發(fā)射機(jī)的GPS導(dǎo)航信號。地面監(jiān)控系統(tǒng)由計算參數(shù)、調(diào)度衛(wèi)星的主控站、采集數(shù)據(jù)的監(jiān)控站和將信息注入衛(wèi)星的信息注入站組成。用戶設(shè)備系統(tǒng)的主要組成部分是GPS數(shù)據(jù)處理軟件和GPS衛(wèi)星接收機(jī)。該系統(tǒng)接收到GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理即可完成導(dǎo)航和定位功能。全球定位系統(tǒng)具有海、陸、空全方位、全天候、高效益、高精度、自動化等其他定位系統(tǒng)無法比擬的特點(diǎn)。GPS通過工作衛(wèi)星發(fā)送自身計算的星歷參數(shù)和時間信息，用戶接收到衛(wèi)星傳來的信息后，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理便可以獲得所在地的三維位置、三維方向以及運(yùn)動的速度和時間等信息。

GPS在民用方面主要用于航空器的定位導(dǎo)航以及交通車輛的導(dǎo)航管理。GPS的最大用戶是航海。在航海導(dǎo)航方面，GPS向用戶提供所在位置、航行速速、航行放向和時間信息。此外，GPS還可以顯示航跡等。在港口管理上，GPS主要用于整理進(jìn)出船舶的高度和引導(dǎo)船舶進(jìn)港，提高了航行的安全性，保證了航行的秩序。GPS的空中導(dǎo)航有利于管理飛行路線和空中的交通流量以及合理地劃分管理空域。通過GPS接收設(shè)備，各飛行航班能準(zhǔn)確安全著陸，并及時出入停機(jī)坪，提高機(jī)場的利用效率。更重要的是，GPS空中導(dǎo)航推動空中交通管制朝著更安全、更靈活的方向發(fā)展。

相關(guān)部門和企業(yè)的管理者通過全球定位系統(tǒng)可以掌握車輛、船舶、各飛行航班的運(yùn)輸使用情況，從而掌握產(chǎn)品位置、重量、數(shù)量等信息。

3.4 通信技術(shù)

通信技術(shù)，又稱通信工程，主要研究信息的傳輸以及信號的處理。通信技術(shù)利用電磁波、光波或聲波等，將信息從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮芏?。通信技術(shù)在生活中已得到普遍應(yīng)用，如QQ、微信等，人與人之間的信息交流從最初簡單的文字、聲音逐漸擴(kuò)展到圖片、視頻。通信技術(shù)加強(qiáng)了各部門之間的及時通信，提高了數(shù)據(jù)的共享率，通過對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時分析與處理，制定合理的運(yùn)輸路徑，選擇合適的運(yùn)送車輛，可以提高線路工作效率。

3.5 傳感器技術(shù)

傳感器是指能夠感受諸如光、溫度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、力、聲、物體形變量、化學(xué)成分等物理量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的另一個物理量（通常是電壓、電流等電學(xué)量），或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的一類元件。利用傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以方便人們對這些非電學(xué)量進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制。傳感器種類很多，有磁性傳感器、粉塵傳感器、溫度傳感器、液體傳感器、地磅傳感器、超聲波距離傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器等。傳感器獲得信號后，通過轉(zhuǎn)換電路將信號放大，或帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動其他元件工作，或通過指針式電表、液晶板、數(shù)字屏等顯示所測量的數(shù)據(jù)，或由計算機(jī)系統(tǒng)處理所測量的數(shù)據(jù)，發(fā)出更復(fù)雜的指令。

上海洋山港四期碼頭2350米的岸線內(nèi)，自動化引導(dǎo)小車裝載集裝箱，實(shí)現(xiàn)集裝箱的自動操作，小車上安裝的傳感器負(fù)責(zé)感知路面障礙。無人快遞車等也正是應(yīng)用了傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過程中障礙物的識別和躲避。

4 總結(jié)與展望

當(dāng)下，電子信息技術(shù)不斷深入發(fā)展，我國交通運(yùn)輸行業(yè)也在進(jìn)行重大變革，上文對電子信息技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的具體應(yīng)用做了研究分析。一個新的時代已經(jīng)到來，在信息安全、運(yùn)算速度、測量精度等方面，經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸已被量子通信打破，“量子號”搶占量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)，為我國量子通信研究奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。相信，量子通信，作為人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全的通訊方式，一定可以引領(lǐng)電子信息技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，從而促進(jìn)電子信息技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用。