物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能交通系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)及架構(gòu)研究

蔡亞永

摘要：本文探討了智能交通系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)，分析了物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)論述，研究了物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能交通系統(tǒng)模型及架構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：交通系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng);模型架構(gòu)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）08-0084-01

0 引言

智能交通是物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)大產(chǎn)業(yè)中重要的一份子，智能交通有著很多特點(diǎn)，在日常生活中的運(yùn)用占比較高，政府對這一行業(yè)較為重視。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展能夠改變交通行業(yè)的系統(tǒng)架構(gòu)和各種模式，在未來的市場上會是一大熱點(diǎn)。

1 智能交通系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)

1.1 智能交通系統(tǒng)

我國開始ITS相關(guān)的研究是在上個(gè)世紀(jì)九十年代，在當(dāng)時(shí)這項(xiàng)研究被稱為交通工程。在學(xué)者不斷研究與分析討論之下，我們發(fā)現(xiàn)了ITS的重要性。與是，長期不懈的研究相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，頂著各方面的壓力走到今天，收獲頗多。在智能交通的體系中涵蓋了制造商、提供商和使用人、交通安全管理部門、交通信息部門。提供商涵蓋應(yīng)用供應(yīng)商、服務(wù)相關(guān)的行業(yè)等，使用人范圍更廣，涉及與交通相關(guān)的比如公交公司、私家車主，汽車的制造廠家等等。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)

我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前也是有著傲人的成績。目前，很多大學(xué)都開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)這門課程，而相關(guān)的研究則主要集中在南京郵電大學(xué)和北京郵電大學(xué)。物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的范圍很大，傳感、光通信、無線通信、計(jì)算機(jī)、自動化等等。物聯(lián)網(wǎng)研究院是在南京郵電大學(xué)成立，相關(guān)研究已經(jīng)多年，目前是成績不菲。在大國研究的基礎(chǔ)上又有很多省參與了相關(guān)的研究，慢慢地開始有了各省特色的體系，每個(gè)省的目標(biāo)都是不一樣的，譬如北京就是追求打造中國物聯(lián)網(wǎng)中心。

2 物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)論述

物聯(lián)網(wǎng)是信息大時(shí)代的最新浪花，它包含了無線射頻技術(shù)，電子產(chǎn)品代碼，互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍的涉及越來越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)所追加的是力求人與其相關(guān)的四周能夠和諧共處，所以感應(yīng)設(shè)備就十分重要，它是聯(lián)系物體與物體之間的橋梁，然后在最終呈現(xiàn)出所需要的內(nèi)容。還有智能系統(tǒng)是物與人之間的聯(lián)系，所以物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容是十分豐富的[1]。而物聯(lián)網(wǎng)的工作原理如下：

物聯(lián)網(wǎng)最中心的就是傳送信息，信息的源頭就是對接觸物體的感知過程。通過感知，做出對物體屬性的判斷，再轉(zhuǎn)換成合適的格式進(jìn)行傳輸。這些信息是兩個(gè)方位，一個(gè)就是給人，由人做出判斷后再將指令發(fā)送所控制的物。所以，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵就在于人，物，載體的鏈接。

3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能交通系統(tǒng)模型及架構(gòu)設(shè)計(jì)

在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)支持之下，IST是一個(gè)十分復(fù)雜，又十分大眾化的體系。所以，IST具有所有開放的、復(fù)雜的系統(tǒng)的問題。要建立相關(guān)的ITS模型，就要了解它的幾個(gè)要素：建立智能模型、人和機(jī)器的關(guān)系處理、人為的可能性、模型中信息的所占比例。對于以上的幾個(gè)問題，本文以目前的相關(guān)的模型做基礎(chǔ)，設(shè)置出新的架構(gòu)[2，3]。

3.1 智能交通系統(tǒng)模型

根據(jù)目前的數(shù)據(jù)得出交通系統(tǒng)的一些特征，發(fā)現(xiàn)ITS控制主要是三個(gè)方面：采集的數(shù)據(jù)、將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析、分析的結(jié)果進(jìn)行反饋，可以說是一個(gè)循環(huán)圈。智能系統(tǒng)架構(gòu)是一個(gè)整體，從體系、規(guī)格方面來決定這個(gè)系統(tǒng)的組合方式，來確認(rèn)各個(gè)板塊之間的接觸和協(xié)議。這之中有一項(xiàng)是用戶服務(wù)，意思是在ITS架構(gòu)中，某一誘導(dǎo)最終為用戶所提供的服務(wù);服務(wù)主體是服務(wù)的源頭和做出服務(wù)的人，與用戶是被動的關(guān)系。

在一般情況下，智能交通系統(tǒng)的架構(gòu)有邏輯和物理兩個(gè)架構(gòu)。其中的邏輯層面是輔助實(shí)體和關(guān)系的一種工具，它的重點(diǎn)是功能和信息的處理，若能把最完整的邏輯框架做出就有利于把智能交通系統(tǒng)的功能和信息處理清楚，還能滿足各方面的功能需求。邏輯層次的功能方面有很多，比如不停車電子收費(fèi)，安全輔助駕駛等，而物理層架構(gòu)則是與邏輯完全不同的，它的根本是視圖，也就是說物理框架的運(yùn)行是系統(tǒng)要為用戶所需要的服務(wù)提供相關(guān)的描述。物理框架把邏輯架構(gòu)的信息處理發(fā)送到實(shí)體上以此來確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，相關(guān)的要求是制定標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的基礎(chǔ)。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的交通構(gòu)架

在目前的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對以上的物理及邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，又增加了物聯(lián)網(wǎng)下的功能服務(wù)和網(wǎng)路鏈接架構(gòu)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普金之下，智能交通所提供的服務(wù)領(lǐng)域更加的廣泛。新增的服務(wù)模型相比之前會更加的完善，可以根據(jù)用戶更細(xì)致的指令完成用戶所需的服務(wù)，能最大程度的利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，提高效率。ITS的中心主要負(fù)責(zé)交通流量的控制，車輛的識別、停車的統(tǒng)一管理、停車時(shí)間的規(guī)劃。在應(yīng)用方面主要是服務(wù)、控管、維護(hù)建設(shè)。其中心點(diǎn)是信息收集、信息及時(shí)發(fā)布，比如發(fā)布路面狀況、天氣情況。管控主要是物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)重要組成，重點(diǎn)是車輛的行為管理，車輛運(yùn)輸路線的計(jì)劃，也對車輛運(yùn)行安全提出要求。網(wǎng)絡(luò)鏈接功能主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，很多的相關(guān)的設(shè)施開始出現(xiàn)，包括路邊的傳感器，這些均屬于感知層，為了充分利用各個(gè)設(shè)施，信息的相通就有了十分中亞的作用，這些是通過網(wǎng)絡(luò)這一層來完成的，可以根據(jù)用戶的需求對一些未知的功能進(jìn)行新的探索。

3.3 智能架構(gòu)

智能很明顯是能夠把一些信息自己整合，但是在日常生活中可以發(fā)現(xiàn)車輛的大量增長，這些相關(guān)的信息是一個(gè)十分龐大的數(shù)目，所以對于整合的系統(tǒng)來說是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。新的智能系統(tǒng)就可以信息合理分類，再進(jìn)行整合，最后利用，這種是可以協(xié)調(diào)駕駛者和行駛環(huán)境的協(xié)調(diào)。信息高速公路是智能系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)載體，交通信息作為輔助，實(shí)實(shí)在在的將駕駛者、駕駛工具、道路合理的聯(lián)系起來，從根源上提升了安全性。

智能架構(gòu)也是三個(gè)方面，即感知、網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用。感知方面，這是整個(gè)大系統(tǒng)的神經(jīng)組織，是物聯(lián)網(wǎng)在智能架構(gòu)中的基本要求，它可以給控制中心提供事件的數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)收集和傳感又顯的尤為重要。所需要的數(shù)據(jù)包括各個(gè)方面，交通標(biāo)識、音源、視頻等等，不同的內(nèi)容需要不同的手段來收集。傳感器主要是傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器，傳感器把信息選擇后傳送到網(wǎng)絡(luò)層中才可以遠(yuǎn)距離傳送。應(yīng)用是根據(jù)感知傳送的信息，規(guī)范各種交通類的子系統(tǒng)，完善服務(wù)。這個(gè)小節(jié)分析了現(xiàn)有的技術(shù)，夠創(chuàng)建了新的物聯(lián)網(wǎng)交通模型，把理論和實(shí)際結(jié)合進(jìn)行論述，設(shè)置出功能層和網(wǎng)絡(luò)層，依照當(dāng)前環(huán)境下的ITS系統(tǒng)，形成新的交通系統(tǒng)架構(gòu)。

4 結(jié)語

總之，在物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代大潮流中，智能交通系統(tǒng)在不斷的研究與突破向著完善的方向邁進(jìn)。智能交通是物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要成員，在技術(shù)上已經(jīng)成為了一種經(jīng)濟(jì)態(tài)勢。物聯(lián)網(wǎng)是未來的趨勢，一定要抓住機(jī)會，潛心研究，爭取突破一些技術(shù)上的難關(guān)，讓我國有自主產(chǎn)權(quán)和可以不間斷的競爭能力。物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用可以提高我國的交通運(yùn)輸能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 史其信，熊輝.展望21世紀(jì)智能交通系統(tǒng)（ITS）的發(fā)展[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（1）：52-56.

[2] 張浩.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能交通系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)及架構(gòu)研究[D].北京交通大學(xué)，2011.

[3] 劉兆云.物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)關(guān)鍵技術(shù)與模式探討[J].廣東通信技術(shù)，2009（12）：2-7.

Research on Model Design and Architecture of Intelligent Transportation System in Internet of Things

CAI Ya-yong

（Xinjiang Institute of Engineering College of Information Engineering，Urumqi Xinjiang? 830023）

Abstract：This paper discusses the intelligent transportation system and the Internet of Things， analyses the related discussion of the Internet of Things， and studies the intelligent transportation system model and architecture design under the Internet of Things environment.

Key words：transportation system; Internet of things; model architecture