物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

孫力強(qiáng) 郝建華 張現(xiàn)龍 李大力 劉理

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和信息時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息時代背景下的新興技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其對交通領(lǐng)域的影響也尤為強(qiáng)烈，對城市智能交通的建設(shè)起到了關(guān)鍵性作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合了射頻識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)和傳感器技術(shù)，能夠采集、識別、定位和跟蹤監(jiān)控車輛的相關(guān)信息，為交通部門提供實時準(zhǔn)確的車輛信息、路況信息等。保障了城市交通系統(tǒng)的安全，進(jìn)一步加快了智慧城市的建設(shè)腳步。

一、引言

交通系統(tǒng)是城市建設(shè)的一部分，而隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，私家車數(shù)量逐漸增大，對城市交通系統(tǒng)造成很大的壓力，如何有效地提高城市交通系統(tǒng)的管理效率是交通領(lǐng)域面臨的重要問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為交通管理帶來了極大的方便。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立智能交通系統(tǒng)，在一定程度上提高了交通系統(tǒng)的全面性，并逐漸形成具體分支，例如服務(wù)分支、管理分支和車聯(lián)網(wǎng)分支，促進(jìn)了交通行業(yè)的發(fā)展。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能交通概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)而產(chǎn)生的，通過對智能節(jié)點的監(jiān)測和控制，以實現(xiàn)智能化跟蹤、監(jiān)控的目的。在實際應(yīng)用過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)物理層信息感知和采集，然后將采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給智能終端，并能夠執(zhí)行從智能終端發(fā)來的指令，從而形成管理系統(tǒng)，將現(xiàn)實世界與網(wǎng)絡(luò)連接，而實現(xiàn)物與物的信息共享。

（二）智能交通

智能交通是基于信息技術(shù)、自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)以實現(xiàn)智能化監(jiān)控并控制城市交通的技術(shù)體系。智能交通包括了智慧交通管理系統(tǒng)、智能公路管理系統(tǒng)、信號燈采集系統(tǒng)等，對交通路況、車輛行駛情況進(jìn)行實時監(jiān)控和管理，提升交通部門的管理效率、減少交通擁堵現(xiàn)象、降低交通事故發(fā)生的概率，節(jié)省出行人的出行時間和出行成本。所以，智能交通的應(yīng)用對促進(jìn)現(xiàn)代化城市的發(fā)展具有積極的作用。

三、智能交通應(yīng)用的意義

（一）滿足人們對城市交通的需求

目前，人們的生活質(zhì)量不斷提高，使人們對出行方式也有了更高的要求，汽車已成為當(dāng)代國人首選的出行方式。此外，現(xiàn)代社會競爭壓力越來越大，生活節(jié)奏也不斷加快，合理利用時間已成為了影響人們生活質(zhì)量的決定性因素，因此，對交通路線、交通流量以及實時交通情況的掌握程度等會影響出行方案的合理性?，F(xiàn)階段，手機(jī)上的各種地圖APP，會為用戶提供耗時最短、換乘次數(shù)最少的出行路線等，基本滿足了用戶的基本需求，接下來應(yīng)提高智能交通系統(tǒng)的融合性和適應(yīng)性，以滿足各類平臺的需求。此外，智能交通系統(tǒng)還應(yīng)為用戶提供人性化服務(wù)，比如線上退票、改簽、違章查詢和處理等。

（二）滿足城市管理的需求

智慧交通系統(tǒng)具有很多分支，在滿足日常出行需要的同時，也為交通部門提供了方便快捷的管理方式。傳統(tǒng)的交通領(lǐng)域管理方式需要投入大量人力到交通指揮、交通事故處理和交通違章管理工作中，人力成本較高，且人工判斷的準(zhǔn)確性不高，也容易造成交通管理混亂的局面。此外，良好的交通運轉(zhuǎn)情況，為城市的其他建設(shè)方面也提供了基礎(chǔ)的保障。具體體現(xiàn)在對車輛進(jìn)行實時的監(jiān)控，該措施是智慧交通的基礎(chǔ)，對車輛進(jìn)行監(jiān)控才能掌控整體的交通情況，以實現(xiàn)采集車輛行駛信息、調(diào)控公共交通系統(tǒng)車輛，及時對事故進(jìn)行分析和處理，從而滿足城市管理需求。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

（一）RFID技術(shù)

車輛安裝了相對應(yīng)的電子標(biāo)簽后，在經(jīng)過安裝了閱讀器的區(qū)域時，例如十字路口，車輛上的RFID電子標(biāo)簽會被閱讀器所發(fā)射的射頻信號激活，產(chǎn)生感應(yīng)電流，繼而發(fā)送數(shù)據(jù)，閱讀器便獲取到車輛行駛信息。系統(tǒng)在接收數(shù)據(jù)后，會對其進(jìn)行分析和處理，做出對應(yīng)的指令，科學(xué)調(diào)整交通信號燈的轉(zhuǎn)換周期等。在此過程中，RFID技術(shù)主要負(fù)責(zé)解析數(shù)據(jù)，并傳輸至管理平臺進(jìn)行處理，從而發(fā)揮其作用，保證交通安全和車流量的合理控制。

（二）傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中重要分支之一，也是智能交通建設(shè)的基礎(chǔ)?；趥鞲衅骷夹g(shù)的智能交通系統(tǒng)可實現(xiàn)交通信息采集和道路監(jiān)控管理。其具體實施過程如下：將傳感器線圈等設(shè)備安裝在路面，當(dāng)有車輛通過時，傳感器會被觸發(fā)，產(chǎn)生電感變化，輸出信號，車輛駛離線圈時，信號隨之減弱，因此傳感器會形成波形信號，通過波形計數(shù)，就會計算出某一時間段內(nèi)某一區(qū)域的車流量。在路面每隔一段距離安裝兩個傳感器，在車輛行駛過程中，分別對兩個傳感器進(jìn)行脈沖計數(shù)，經(jīng)過計算可得車輛速度。從而輔助車輛管理工作的展開，并提高工作效率。

（三）嵌入式技術(shù)

嵌入式技術(shù)是由系統(tǒng)硬件與系統(tǒng)軟件有機(jī)組成，具有高可靠性和實時性的可控系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，其對各種智能設(shè)備的使用提出了較高的要求，而嵌入式技術(shù)因其具有高度靈活性而備受好評。嵌入式硬件平臺可以采集和處理現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，在智能交通中，嵌入式技術(shù)主要用于十字路口LED顯示屏，可以實時顯示道路交通情況和相關(guān)的路況信息，為交通參與者提供不同的行駛線路，以供選擇，從而避免出現(xiàn)交通堵塞現(xiàn)象。

五、在智能交通中合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的措施

（一）智能交通管理系統(tǒng)

智能交通管理系統(tǒng)主要包括交通事故處理、交通指揮和交通監(jiān)控三部分。交通事故的發(fā)生不僅會造成經(jīng)濟(jì)損失還會影響交通情況， 因此，及時處理交通事故是交通行業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。智能交通管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以復(fù)制交通部門在交通事故發(fā)生后，進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并判斷事故原因，以便及時到達(dá)現(xiàn)場，并采取合理的措施進(jìn)行處理，再實施相關(guān)規(guī)定。在交通指揮方面，交通部門應(yīng)針對不同路段進(jìn)行不同的策劃。在路口區(qū)域，要為交通信號燈設(shè)置合理的交替時間，并設(shè)置準(zhǔn)確的交通信號，以保證交通的安全性和通暢性。在智能交通監(jiān)控方面，主要利用各種傳感器對車輛行駛情況和道路擁堵情況進(jìn)行監(jiān)控，并對可能出現(xiàn)問題的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防，加強(qiáng)易發(fā)生事故的區(qū)域的監(jiān)控力度。

（二）智能公路管理系統(tǒng)

智能公路管理系統(tǒng)主要應(yīng)用了射頻識別技術(shù)和傳感器技術(shù)。其作用在于監(jiān)督和限制車輛的違規(guī)行為。在高速公路進(jìn)出口時，應(yīng)用不停車收費系統(tǒng)（ETC）提高車輛繳費的效率，避免產(chǎn)生阻塞情況。針對一些違規(guī)的車輛，交通部門可利用智能公路管理系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控和查找，增強(qiáng)駕駛?cè)藛T的安全意識。此外，交通部門也可利用智能公路管理系統(tǒng)對超載、疲勞駕駛的車輛進(jìn)行排查和監(jiān)督，以保障公路交通安全。

（三）路面檢測系統(tǒng)

路面質(zhì)量檢測的范圍包括路面平整度和車轍深度，主要采用了傳感器技術(shù)。目前，在交通領(lǐng)域較為廣泛使用的路面檢測技術(shù)是激光多探頭的路面橫斷面多點檢測技術(shù)，簡單來說就是激光傳感器技術(shù)。其主要測量路面與檢測橫梁之間的間距，由此可獲得路面橫斷面剖面的尺寸，再通過計算機(jī)對路面橫斷面剖面進(jìn)行處理，從而獲得路面車轍深度數(shù)據(jù)。在路面平整度檢測中，主要使用了激光傳感器和加速度傳感器。

六、結(jié)束語

綜上所述，智能交通控制系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)范圍較廣，需要結(jié)合實際的交通情況進(jìn)行設(shè)計，而且還會用到各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其中使用最為廣泛的技術(shù)有傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、嵌入式技術(shù)等，是交通信號燈模糊控制系統(tǒng)、智能交通管理系統(tǒng)、智能公路管理系統(tǒng)和路面檢測系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用不僅緩解了交通擁堵的問題，還能夠改善交通環(huán)境，使人們的出行更加方便、快捷。同時，全面、高效率的交通管理方式，使交通運輸環(huán)境更加安全、有保障，促進(jìn)了社會的智能化發(fā)展。

作者單位：孫力強(qiáng)、劉理 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司 黑龍江分公司

郝建華 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司 河南分公司

張現(xiàn)龍、李大力 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司 江蘇分公司