基于車聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)簡(jiǎn)述

鐘德健

摘? 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家的綜合實(shí)力不斷地增長(zhǎng)，直接促進(jìn)了交通領(lǐng)域的重大革新，尤其是基于車聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)得到了人們的廣泛關(guān)注，并且已經(jīng)逐漸地應(yīng)用到了實(shí)踐工程當(dāng)中，極大地方便了人們的日常出行，不僅提高了車輛交通運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，還有效地減少了交通事故發(fā)生的概率。文章主要系統(tǒng)性地闡述了基于車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)的固有屬性，并綜合性地分析了智能交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成框架，根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀提出了存在的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題，能夠?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)智能交通領(lǐng)域的發(fā)展提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng);智能交通;系統(tǒng);研究

中圖分類號(hào)：U495? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）24-0064-02

Abstract： With the rapid development of social economy in our country， the comprehensive strength of our country is increasing continuously， which directly promotes the great innovation in the field of transportation， especially the intelligent transportation system based on vehicle network has been paid more and more attention. And it has been gradually applied to practical projects and greatly facilitates people's daily travel， which not only improves the stability and safety of vehicle traffic， but also effectively reduces the probability of traffic accidents. This paper mainly systematically expounds the inherent attributes of intelligent transportation system based on vehicle network， and comprehensively analyzes the main framework of intelligent transportation system. According to the present situation of the development of vehicle network intelligent transportation system， the key technical problems are put forward， which can provide some reference for the development of intelligent transportation field of vehicle network.

Keywords： vehicle networking; intelligent transportation; system; research

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展和快速進(jìn)步，汽車已經(jīng)成為了人們出行的主要交通工具，在人們的日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。目前，我國(guó)車輛總數(shù)已經(jīng)躍居世界第一位，在汽車數(shù)量不斷增加的同時(shí)，還應(yīng)該為汽車提供強(qiáng)大的智能化系統(tǒng)，基于車聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，能夠提供更為舒適的體驗(yàn)感。車聯(lián)網(wǎng)智能化交通技術(shù)本質(zhì)上是先進(jìn)的應(yīng)用模塊，同時(shí)也是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通領(lǐng)域應(yīng)用的具體體現(xiàn)，車聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)設(shè)計(jì)的根本目的是用來(lái)對(duì)車輛和交通情況進(jìn)行全方位的有效監(jiān)控，這樣就能夠有效地避免交通事故的發(fā)生，還可以極大地緩解交通堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而為客戶提供安全、舒適的駕車環(huán)境。

1 基于車聯(lián)網(wǎng)的智能化交通系統(tǒng)的概述

現(xiàn)階段，隨著先進(jìn)傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)和自組織互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了巨大的發(fā)展，這就為車聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展環(huán)境，使得車聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)具有廣闊的發(fā)展環(huán)境，對(duì)于提高人們的生活質(zhì)量和生活水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。智能化交通系統(tǒng)的組成是多樣化的，通常包括車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、交通信號(hào)管制系統(tǒng)、道路可變顯示系統(tǒng)、車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、高速攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)、交通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)集成系統(tǒng)等，為了進(jìn)一步地優(yōu)化和完善基于車聯(lián)網(wǎng)的智能化交通系統(tǒng)，就需要建立強(qiáng)大的車聯(lián)網(wǎng)體系。

1.1 基于車聯(lián)網(wǎng)智能化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模宏大

通常情況下，車聯(lián)網(wǎng)是非常復(fù)雜和龐大的交通系統(tǒng)，一般含有數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，主要包括了車輛和道邊設(shè)備等具體的交通信息數(shù)據(jù)，即便是在單道邊設(shè)備信號(hào)的范圍內(nèi)，也能夠含有幾千個(gè)甚至上萬(wàn)個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此，基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較宏大。

1.2 基于車聯(lián)網(wǎng)智能化系統(tǒng)的拓?fù)渥兓容^快

當(dāng)基于車聯(lián)網(wǎng)的智能化交通系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，那么設(shè)置在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的車載通信軟件將會(huì)隨著車輛的正常使用發(fā)出不同階段的數(shù)據(jù)信號(hào)，并且相關(guān)的交通數(shù)據(jù)信號(hào)的傳遞速度是非常快的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)傳播速度，這就使得智能化交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?shù)據(jù)環(huán)境、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)參數(shù)均會(huì)隨著車輛使用的時(shí)間變化而發(fā)生相應(yīng)的變化[1]。

1.3 基于車聯(lián)網(wǎng)智能化系統(tǒng)的移動(dòng)軌跡可見(jiàn)

汽車在使用的過(guò)程中，主要是在道路上運(yùn)行使用，那么汽車的運(yùn)行速度就需要控制在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，由于汽車車流具有一定的規(guī)律性，加載車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)后就可以根據(jù)汽車的歷史行駛數(shù)據(jù)來(lái)推測(cè)車輛的移動(dòng)軌跡。

綜上所述，只有將車聯(lián)網(wǎng)智能化系統(tǒng)中的人工智能技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電子傳感器技術(shù)充分地結(jié)合起來(lái)，才能夠從根本上保證車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的使用功能，從而更好地應(yīng)用在智能化交通領(lǐng)域當(dāng)中，這樣也更有利于基于車聯(lián)網(wǎng)的智能化交通系統(tǒng)在大范圍內(nèi)發(fā)揮全方位的作用，便于進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通信號(hào)預(yù)測(cè)和發(fā)布，這些都是基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)需要關(guān)注的重點(diǎn)。

2 基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架

2.1 車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的框架

目前，基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的基本框架主要含有基礎(chǔ)交通的感知層次，并且關(guān)于具有對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行共享的網(wǎng)絡(luò)傳播單元，為了能夠更好地發(fā)揮智能化交通系統(tǒng)的作用，還建立有面向?qū)嶋H系統(tǒng)應(yīng)用的應(yīng)用層，下面對(duì)集中主要的層次進(jìn)行分析：第一，基礎(chǔ)交通感知層?；A(chǔ)交通感知層主要是通過(guò)使用傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、車輛定位技術(shù)和交通數(shù)據(jù)處理技術(shù)來(lái)對(duì)車輛的行駛狀態(tài)、道路情況和道路設(shè)施進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)相關(guān)的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這樣就能夠?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供比較全面、科學(xué)的交通數(shù)據(jù)信息;第二，信息共享網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要是通過(guò)使用動(dòng)態(tài)車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議技術(shù)來(lái)將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)感知層的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和上傳車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并通過(guò)云計(jì)算技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)分析研究機(jī)器學(xué)習(xí)方法的內(nèi)涵，從而對(duì)龐大的交通數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化的分析和處理，有助于提高車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)對(duì)實(shí)際交通狀態(tài)的感知效果，有利于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)快速地做出相關(guān)的決策和控制。此外，還根據(jù)已有的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分地將各個(gè)資源調(diào)動(dòng)起來(lái)，這樣就能夠?yàn)橹悄芑煌ㄏ到y(tǒng)的順利使用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐;第三，實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用層。實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用層主要是對(duì)汽車系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浠墓芾砟Ｊ?，增大了智能化交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能，對(duì)于快速地推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，這樣就便于實(shí)現(xiàn)智能化交通管理、車輛安全智能化控制、交通事故預(yù)警系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和安全系統(tǒng)的應(yīng)用，同時(shí)還能夠?yàn)槠囉脩籼峁┙煌顩r信息網(wǎng)絡(luò)查詢功能，極大地提高了人們駕車的舒適感和安全性[2]。

2.2 車聯(lián)網(wǎng)多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)是云計(jì)算的使用，云計(jì)算技術(shù)主要是通過(guò)使用虛擬化技術(shù)將分散的計(jì)算數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，這樣就能夠形成全面的邏輯資源系統(tǒng)，并對(duì)云計(jì)算平臺(tái)和動(dòng)態(tài)云資源進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而為汽車用戶提供具有靈活性、可變化的服務(wù)體驗(yàn)。此外，霧計(jì)算技術(shù)也在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)得到了大規(guī)模的應(yīng)用，霧計(jì)算技術(shù)主要是將汽車用戶和車聯(lián)網(wǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并在兩者的中間設(shè)置霧層，這樣就能夠使用距離較近的霧層客戶的相關(guān)數(shù)據(jù)為遠(yuǎn)程客戶提供相關(guān)的交通狀況數(shù)據(jù)，還能夠計(jì)算各層次汽車用戶的系統(tǒng)性交通信息。

2.3 車聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)的應(yīng)用

車載云系統(tǒng)主要是將車輛通信數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)的計(jì)算資源全面地整合起來(lái)，極大地提高了車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的利用效率，并且能夠?yàn)槠囉脩籼峁┗谲浖到y(tǒng)、平臺(tái)系統(tǒng)和基礎(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)服務(wù)，通常情況下主要包括三個(gè)層次：第一，車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是實(shí)時(shí)地反映汽車用戶的健康和情緒情況，并及時(shí)地顯示汽車的溫度和壓力等關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù);第二，數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)。車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)主要由車車之間通信數(shù)據(jù)和車地之間通信數(shù)據(jù)組合而成，并將車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)收集到的行駛數(shù)據(jù)傳遞到車聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng);第三，云服務(wù)器。云服務(wù)器主要是用于對(duì)汽車交通數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算并為汽車用戶提供系統(tǒng)性的服務(wù)。值得注意的是，如果僅僅地使用云計(jì)算，由于交通數(shù)據(jù)的終端是設(shè)置在云端，那么將會(huì)造成汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)和云端之間的交通信息占用大量的通信數(shù)據(jù)資源，并且云服務(wù)器并不能夠提供車輛的全部數(shù)據(jù)信息，這樣會(huì)使得單純依靠云計(jì)算提供的數(shù)據(jù)是不安全的[3]。

綜上所述，基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)是將人、路、車、環(huán)境有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存和共享，實(shí)現(xiàn)了由單一的車輛安全逐步進(jìn)化到集成一體化的駕乘系統(tǒng)，顯著地提高了汽車用戶在駕駛過(guò)程中的安全性、舒適性和便捷性。

3 基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題

從本質(zhì)上講，車聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中的數(shù)據(jù)信息只有通過(guò)動(dòng)態(tài)路由的模式才能夠?qū)崿F(xiàn)共享，那么相關(guān)的路由協(xié)議就成為了目前研究的熱門話題，但是由于車聯(lián)網(wǎng)自身的復(fù)雜性，使得實(shí)際的應(yīng)用需求受到了一定的制約，最終導(dǎo)致車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的綜合保障功能受到了挑戰(zhàn)。此外，車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)應(yīng)該解決車主的安全和隱私保護(hù)問(wèn)題，現(xiàn)階段車聯(lián)網(wǎng)的研究重點(diǎn)主要集中在車車通信環(huán)境中，雖然現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)功能已經(jīng)能夠滿足車主的需要，但是由于沒(méi)有充分地考慮到車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還存在著諸多的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和道邊設(shè)備的制約，使得上述相關(guān)節(jié)點(diǎn)具有不可忽視的差異性，造成車主的安全和隱私問(wèn)題受到了極大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)于具體車輛的使用節(jié)點(diǎn)和道邊設(shè)備共同作用的模式下，只有不斷地完善現(xiàn)有安全和隱私保護(hù)系統(tǒng)中的不足，才能夠從根本上促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)的跨越式發(fā)展，從而提高人們駕車的安全性，更好地發(fā)揮基于車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的優(yōu)越性和先進(jìn)的功能，實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，本文系統(tǒng)性地分析了智能化交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和功能，對(duì)于豐富人們的日常生活，提高人們駕車的安全性和舒適性具有重要的導(dǎo)向意義，只有不斷地優(yōu)化和完善車聯(lián)網(wǎng)的整體性功能，才能夠更好地服務(wù)于人類。

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