基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通控制系統(tǒng)研究

尉糧蘋 馬澤正

【摘 ?要】作為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)通過信息傳感設(shè)備，把互聯(lián)網(wǎng)與任何物品相連接，為構(gòu)建智能交通信號控制與采集的體系提供了可能。論文從基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)整體框架入手，并著重分析其在交通控制和信號采集兩個子系統(tǒng)中的運用，指出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將全面提升交通管理水平。

【Abstract】As the internet connected to things， the internet of things connects the internet to any object through information sensing devices， making it possible to build a system of intelligent traffic signal control and acquisition. This paper starts with the overall framework of the intelligent transportation system based on the internet of things， and emphatically analyzes its application in the two subsystems of traffic control and information acquisition， and points out that internet of things technology will improve the level of traffic management in an all-round way.

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);技術(shù);智能交通系統(tǒng)

【Keywords】internet of things; technology; intelligent transportation system

【中圖分類號】TP273+.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）01-0164-02

1 引言

從字面簡單理解，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，其英文名稱是“The Internet of Things”。我們可以這樣理解：互聯(lián)網(wǎng)仍然是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心，物聯(lián)網(wǎng)在一定程度上，其實是因特網(wǎng)的一種特殊形式，或者說是在其基礎(chǔ)上，又進行了不斷擴展和持續(xù)延伸的網(wǎng)絡;進一步擴展和延伸了客戶端，也就是可以理解為只要是兩個以上的物品之間，甚至更多的物品互相能夠進行即時通信，或者是自由進行信息交換。伴隨著激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器和射頻識別（RFID）等技術(shù)的快速發(fā)展，按照事前制定的協(xié)議，物聯(lián)網(wǎng)通過一定的傳感設(shè)備，把因特網(wǎng)與不同的物品相互連接，不斷進行它們之間的信息交換，從而可以智能化識別物品，多方位進行管理、監(jiān)測、定位和跟蹤的一種網(wǎng)絡。FORRESTER是美國的權(quán)威咨詢機構(gòu)，根據(jù)他們的預測分析，預計2020年，世界上跟人與人通信的業(yè)務相比，物物互聯(lián)的業(yè)務將達到30∶1，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的產(chǎn)業(yè)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通框架設(shè)計

目前常見的交通系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的方式落后，采集信息的手段單一，對車輛動態(tài)誘導和道路擁堵疏通的多種手段還不能達到更高要求，實時有效處置突發(fā)事件，應急能力整體上處于較差水平。智能交通系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)的框架來進行設(shè)計的，采用無線通訊系統(tǒng)的浮動車檢測技術(shù)和搭載車載定位裝置，結(jié)合線圈、地磁檢測、視頻和微波等采集交通信息的固定式多種手段，從而可以實時收集整個城市內(nèi)的交通和車輛信息，通過超級計算中心，對最優(yōu)的車行路線和交通指揮方案進行動態(tài)計算。

3 智能交通的子系統(tǒng)設(shè)計

3.1 交通控制系統(tǒng)

交通信號控制系統(tǒng)的體系架構(gòu)，具體包括以下幾個層次：系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)為三級，從下而上分別是路口級、區(qū)域級、中心級。信號控制中心設(shè)備主要包括客戶端、通信服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、中央控制服務器和區(qū)域控制服務器等。一些通信網(wǎng)絡和光端機構(gòu)成通信的主要部分。檢測、機器信號等則構(gòu)成主要的路口部分設(shè)備。具體的功能劃分進一步描述如下。

控制中心級：這一類主要用在城市和全區(qū)域范圍內(nèi)，順利完成交通控制，積極增強管理功能，主要包括設(shè)定主要的參數(shù)、控制合理的服務、全面監(jiān)測整體區(qū)域，等等。

控制區(qū)域級：主要完成對交通的區(qū)域信息采集，包括對信號處理機的預測優(yōu)化，然后分發(fā)到控制路口去執(zhí)行具體的方案。對本區(qū)域路口進行完善優(yōu)化，同時區(qū)域控制服務器還負責信號機控制和監(jiān)測信號。

控制路口級：采集和上傳完整的數(shù)據(jù)信息，快速履行控制中心的相應方案。同時積極根據(jù)實際交通路口的需求，科學智能調(diào)整綠燈時間，以便有效達到全局優(yōu)化，使信號的時序達到最大的臨界區(qū)間，路口情況在最大程度上達到較高的適應，從而可以有效保證暢通程度達到最佳。

3.2 信號采集系統(tǒng)

采集車輛信息的主要方式比較多，但在目前運用廣泛的只有兩種：一種是固定式采集，通過超聲波檢測儀器、安裝地磁檢查儀器、微波檢測儀器、環(huán)形線圈、視頻檢測儀器、電子標簽閱讀器等專業(yè)的檢測設(shè)備，多方位、多角度開展檢測，有效采集道路斷面的機動車各種信息[1]。因此，為了實現(xiàn)能夠全天候、實時有效采集大量的交通信息，必須使用多種綜合技術(shù)，并實施多傳感器的信息采集，對多源信息在后臺運行，進行結(jié)構(gòu)化描述、數(shù)據(jù)融合等預處理工作，從而可以為進一步的分析提供標準化格式的數(shù)據(jù)。

4 面對的安全問題

紅外感應器和射頻識別，英文簡稱為RFID，是物聯(lián)網(wǎng)目前的主要傳感技術(shù)，這個芯片可以嵌入任何產(chǎn)品，是可以被任何人有效感知到的，對于相關(guān)產(chǎn)品的擁有者來說，有了這樣的一個系統(tǒng)，就意味著可以輕松駕馭和方便管理。這就需要在安全技術(shù)環(huán)節(jié)上狠下工夫，整合出一套強大并且有力的安全系統(tǒng)?？墒窃诂F(xiàn)在智能交通的研究階段，哪些安全問題有可能會出現(xiàn)，這些安全問題如何進行有效解答，如何進行信息屏蔽等，這些問題其實都非常復雜，甚至遠遠不夠清晰，因為在不斷發(fā)展中可能會出現(xiàn)更多的新情況。但是并不意味著這些問題就可以不去解決，尤其是對于管理平臺的這些供應商而言。如果解決安全技術(shù)問題不太理想，那么物聯(lián)網(wǎng)或許將成為提供信息的一個方便平臺，但不過是來供競爭對手使用的，那么它的價值必然就會遭遇到非常大的質(zhì)疑，當然再也不會有企業(yè)敢于并且愿意進一步去使用。

根據(jù)自身的特點屬性，除了面對移動通信網(wǎng)絡超越了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡安全問題之外，“物體與物體之間的互聯(lián)網(wǎng)”在安全方面必然還有著一些特殊的要求，并且完全不可能等同于已有移動網(wǎng)絡的安全。這是因為物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成元素都是大量的機器和設(shè)備，自然缺乏有效的監(jiān)測裝置，并且設(shè)備的集群往往異常龐大。正是這些相關(guān)設(shè)備的屬性造成了物聯(lián)網(wǎng)在安全問題上的特殊要求。這些問題主要有以下幾個方面。

感知節(jié)點和物聯(lián)網(wǎng)機器的本地安全問題。由于“物體與物體之間的互聯(lián)網(wǎng)”在一定意義上可以取代人類，經(jīng)常完成一些相對機械、極度危險和十分復雜的工作。所以感知節(jié)點和物聯(lián)網(wǎng)機器在多數(shù)情況下，肯定是不需要人去監(jiān)控的，那么在“缺乏人類”的場景部署中，黑客攻擊者接觸這些設(shè)備非常容易，從而輕松對他們進行控制，造成極大的損害，甚至取代本地計算機的硬件和軟件。

感知網(wǎng)絡信息傳輸和安全問題。在通常情況下，一般設(shè)計對傳感節(jié)點功能設(shè)計將比較簡單，并且其自身能量通常使用電池，這樣就不可能擁有相對復雜的安全保護能力[2]。從水文監(jiān)測到溫度的測量，從自動控制到道路的導航，物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸和消息方面并不具有同樣的標準，所以特定的安全保護體系只能是“不幸的家庭各有各自不幸”。

網(wǎng)絡信息傳輸?shù)暮诵陌踩珕栴}。核心網(wǎng)絡的安全保護通常是相對完善的、嚴密的，但是由于物聯(lián)網(wǎng)存在海量的節(jié)點，如果有人故意造成大宗機器同時發(fā)送信息，將可能造成網(wǎng)絡閉塞不堪，嚴重的情況甚至可能造成整個網(wǎng)絡的崩潰，從而使得整個網(wǎng)絡處于被攻狀態(tài)，所有的各項服務都遭受拒絕，其所造成的損失非常大。智能交通的通信網(wǎng)絡從安全結(jié)構(gòu)的宏觀層面來看，都是仿照人類傳播的方式而進行事先設(shè)計的，當然在一定程度上，并不一定就完全適用于機器語言。在邏輯上，會對現(xiàn)有的安全機制帶來巨大的影響，將會造成整個網(wǎng)絡機器和機器之間的聯(lián)系被強制分割和斷裂，這是網(wǎng)絡設(shè)計者在以后所不得不慎重考慮的一個重要問題。

5結(jié)語

經(jīng)過上文的分析，在智能交通控制領(lǐng)域大量應用物聯(lián)網(wǎng)的各種技術(shù)，將加強智能交通控制標準，并提升相應的信息服務，從而帶來現(xiàn)場的物理實體控制情報分析和交通管理的巨大變化。從基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)整體框架來看，在交通控制和信號采集兩個子系統(tǒng)中，盡管存在網(wǎng)絡信息傳輸?shù)暮诵陌踩⒏兄W(wǎng)絡信息傳輸、感知節(jié)點和物聯(lián)網(wǎng)機器的本地安全等問題，但是我們可以欣喜地看到，物聯(lián)網(wǎng)將為構(gòu)建智能化的交通管理系統(tǒng)帶來革命性的變革，對于人類社會發(fā)展而言，也能夠使綠色GDP概念進一步被廣泛接受，環(huán)境污染將得到更好的治理，這場變革所帶來的巨大的經(jīng)濟效益和社會效益值得我們進一步關(guān)注。

【參考文獻】

【1】曠利平，黃藝娜.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通信號燈控制系統(tǒng)[J].南方農(nóng)機，2019，50（18）：152.

【2】胡哲源，宛巖.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應用探索[J].信息記錄材料，2019，20（03）：102-103.