物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

江雪蕓

（蘭州博文科技學(xué)院，甘肅蘭州730000）

0 引言

近幾年，我國(guó)許多城市開(kāi)始將智慧交通設(shè)施融入城市交通中，應(yīng)用信息技術(shù)來(lái)改善交通狀況，緩解交通管理因人口激增、汽車(chē)數(shù)量增多、城市交通阻塞、交通事故頻發(fā)、環(huán)境破壞、能源短缺等因素引發(fā)的難題。為了讓城市建設(shè)、群眾生活兩方面的需求得到滿(mǎn)足，把物聯(lián)網(wǎng)與交通系統(tǒng)融合到一起，提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用率，把所有交通設(shè)施接入該系統(tǒng)之中，使彼此之間有機(jī)融合，解決城市交通面臨的問(wèn)題及不足。

1 基本概念

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、傳感器以及相關(guān)的器件，根據(jù)實(shí)際需要，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接，然后通過(guò)信息共享的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能，比如定位、跟蹤等。目前學(xué)術(shù)界在此方面已經(jīng)進(jìn)行了深入研究，且引入了相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)，使得人與人、人與機(jī)器等之間的銜接更加高效、快捷[1]。因發(fā)達(dá)國(guó)家比較早地遇到汽車(chē)數(shù)量增加、城市交通阻塞、交通事故頻發(fā)、環(huán)境破壞、能源短缺等難題，所以更早的應(yīng)用了信息技術(shù)來(lái)改善交通狀況和管理。智慧交通是在智能交通的基礎(chǔ)上，集成運(yùn)用各種有效的技術(shù)來(lái)提高其自動(dòng)化水平，其中比較常見(jiàn)的技術(shù)有通信傳輸技術(shù)、智能傳感技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代IT 技術(shù)，能匯聚交通信息，提供實(shí)時(shí)交通信息服務(wù)。智慧交通大量使用了很多現(xiàn)代化的科技，然后通過(guò)不同技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)了交通的系統(tǒng)性、廣泛性等功能。智慧交通系統(tǒng)（ITS）的構(gòu)建過(guò)程中，主要是引入了目前較為先進(jìn)的信息技術(shù)、電子傳感技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)等，而使用的設(shè)備可以通過(guò)信息共享的方式有效銜接，進(jìn)而使人、車(chē)、路三者密切配合達(dá)到和諧統(tǒng)一的狀態(tài)。

2 國(guó)內(nèi)外智慧交通系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)80年代中期，西方國(guó)家提出車(chē)輛安全道路結(jié)構(gòu)計(jì)劃（DRIVE），并在該領(lǐng)域中投入大量的物力和財(cái)力；同時(shí)在一定聯(lián)合基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了歐洲高效安全交通系統(tǒng)計(jì)劃(PROMETHEUS)[2]。美國(guó)運(yùn)輸部1994年開(kāi)始發(fā)布了關(guān)于ITS 項(xiàng)目效益評(píng)價(jià)的多份報(bào)告表明，先進(jìn)交通系統(tǒng)的應(yīng)用，在較大程度上減少了停車(chē)次數(shù)，而相關(guān)資料顯示，引入此類(lèi)系統(tǒng)后，出行時(shí)間減少2%～20%，延誤減少14%～44%；除此之外，由于使用了具有高智能水平的違章監(jiān)視系統(tǒng)，使交通違章降低了20%～75%；還需指出的是，由于車(chē)輛上設(shè)置有相應(yīng)的出行信息設(shè)備，使得出行時(shí)間降低8%～20%，同時(shí)也滿(mǎn)足了人們節(jié)能降耗方面的要求；各種有害物質(zhì)的排放量顯著降低，比如VOC 排放降低25%，HC 排放降低33%；在交通領(lǐng)域中使用公共交通管理系統(tǒng)后，也在很大程度上降低了出行時(shí)間并獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

我國(guó)智能交通系統(tǒng)從20世紀(jì)80年代開(kāi)啟探索之路，2010年～2015年智能交通技術(shù)體系已經(jīng)比較成熟，達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家2005年ITS 發(fā)展水平?？傮w來(lái)看，國(guó)內(nèi)從事智能交通行業(yè)的企業(yè)超過(guò)兩千家，現(xiàn)階段這一數(shù)量還在不斷增長(zhǎng)。一些龍頭企業(yè)在高速公路機(jī)電系統(tǒng)、高速公路智能卡、地理信息系統(tǒng)和快速公交智能系統(tǒng)方面占據(jù)了重要的地位。

3 建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的必要性

交通運(yùn)輸部在交通事業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提出了“四個(gè)交通”的思路，要進(jìn)一步突顯平安、綠色、智慧、綜合的優(yōu)越性。其中，最關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容即為“智慧交通”。2006年，我國(guó)對(duì)2020年之前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展制訂了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，對(duì)交通領(lǐng)域的發(fā)展提出了“六個(gè)優(yōu)先”，智能交通系統(tǒng)建設(shè)列為重點(diǎn)內(nèi)容。

智慧交通以物聯(lián)網(wǎng)為基點(diǎn)，為企業(yè)在新市場(chǎng)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。有相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，2018年1月-6月城市智慧交通千萬(wàn)項(xiàng)目市場(chǎng)規(guī)模約80 億,同比增長(zhǎng)了2.6%，與2017年同期基本持平。智慧交通的技術(shù)特征主要突出在五個(gè)方面的實(shí)現(xiàn)：全面感知、泛在互聯(lián)、協(xié)同控制、深度融合、人性服務(wù)。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)思路

4.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)原則

從現(xiàn)有的情況看，該系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中仍存在著一些不足和問(wèn)題，不管是軟件系統(tǒng)還是硬件設(shè)備，要想更好地滿(mǎn)足交通管理的需求，需要及時(shí)進(jìn)行升級(jí)、優(yōu)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，有利于在交通系統(tǒng)之內(nèi)及時(shí)高效地采集信息，除了基礎(chǔ)信息以外，還包括動(dòng)態(tài)生成的實(shí)時(shí)信息，而且快速傳遞與深入分析信息，能更好地增強(qiáng)交通信息的交互性，為政府和交管部門(mén)提供科學(xué)有效的決策分析所需信息，并提高管理能力和效率。在智慧交通系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中，要秉承實(shí)用性、安全性、可靠性、準(zhǔn)確性、保密性、資源共享性等方面的標(biāo)準(zhǔn)原則。

基于物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)：一是，利用物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通系統(tǒng)有效的采集實(shí)時(shí)交通信息的工作，完成分析和掌握具體交通情況；二是，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)在對(duì)各個(gè)交通場(chǎng)景與應(yīng)用功能進(jìn)行分析時(shí)，要具備全局觀，也要立足于整個(gè)體系展開(kāi)研究，杜絕浪費(fèi)資源等問(wèn)題；三是，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)要符合AI 提出的要求，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，爭(zhēng)取在交通管理領(lǐng)域中更加充分地發(fā)揮出智慧交通系統(tǒng)的價(jià)值，全面而持續(xù)地對(duì)交通動(dòng)態(tài)有所把控；四是，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)在自動(dòng)化方面應(yīng)充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)和各類(lèi)傳感器等設(shè)備的作用，盡量減少人工和資源方面的占用，在保證系統(tǒng)的正常使用的前提下完成相關(guān)信息的分析，確保決策的準(zhǔn)確性和可靠性的要求[3]。

4.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的部件和信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)部件主要有基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)輸通道、載運(yùn)工具。交通系統(tǒng)部件借助于一系列前沿化的技術(shù)、設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)等，增強(qiáng)了交通運(yùn)輸?shù)摹爸悄堋被潭?，也?chuàng)建了局部交通物聯(lián)網(wǎng)，例如“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”等，構(gòu)成智慧交通的交通系統(tǒng)部件，完成交通中控制系統(tǒng)指令。信息網(wǎng)絡(luò)是新一代光纖網(wǎng)絡(luò)貫通城市公共交通道路、全國(guó)的城際間道路和主要的鄉(xiāng)村道路沿線(xiàn)，承擔(dān)著傳輸交通信息的重要任務(wù)；移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)在城鄉(xiāng)地區(qū)實(shí)現(xiàn)了無(wú)死角覆蓋，為每一個(gè)交通部件分配了IPV6 地址，在物聯(lián)網(wǎng)、傳感器的共同作用之下，與互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫銜接[4]。

4.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通云計(jì)算的新型業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通云計(jì)算的新型業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，交通數(shù)據(jù)中心通過(guò)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施的公共服務(wù)，各種計(jì)算平臺(tái)、各業(yè)務(wù)應(yīng)用通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)來(lái)提供個(gè)性服務(wù)。在整個(gè)系統(tǒng)中，云計(jì)算平臺(tái)是非常重要的組成部分；除此之外，采用智能物體構(gòu)成云端，然后將各種設(shè)備通過(guò)計(jì)算機(jī)集成，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度共享；虛擬數(shù)據(jù)資源池構(gòu)成云計(jì)算的數(shù)據(jù)載體，為智能交通系統(tǒng)的建設(shè)提供有效的支撐；業(yè)務(wù)流程和服務(wù)基于云平臺(tái)提供服務(wù)。

4.4 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)

智慧交通系統(tǒng)的構(gòu)建，得到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有力支撐，系統(tǒng)中蘊(yùn)含著龐大的數(shù)據(jù)、繁多的知識(shí)、豐富的信息，涉及運(yùn)載工具、通行流量、效率、基礎(chǔ)設(shè)施利用情況之類(lèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)形成了緊密聯(lián)系，以知識(shí)、數(shù)據(jù)等內(nèi)容為核心構(gòu)建了資源庫(kù)。

5 蘭州市基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展建議

蘭州市2010年啟動(dòng)“數(shù)字蘭州”和智慧城市計(jì)劃，在當(dāng)時(shí)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。此后相繼出臺(tái)了一系列政策，在市政府主導(dǎo)下各方參與的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包括：建設(shè)全市交通大數(shù)據(jù)分析研判平臺(tái)、升級(jí)智能交通指揮中心，建設(shè)交通運(yùn)行協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)。蘭州市利用基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)對(duì)交通擁堵這一問(wèn)題進(jìn)行治理，重點(diǎn)做好五項(xiàng)工作：一是以智能化的方式控制交通信號(hào)；二是擁堵點(diǎn)的交通仿真及解決方案；三是交通違章等行為的抓拍；四是違章車(chē)輛等的布控?cái)r截；五是公眾出行的信息服務(wù)等。蘭州市在該方面建設(shè)也存在一些問(wèn)題，起步晚、經(jīng)驗(yàn)欠缺，與國(guó)內(nèi)外發(fā)達(dá)城市的發(fā)展相對(duì)較滯后。不足表現(xiàn)在：其一，“信息孤島”現(xiàn)象；其二，相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)急需突破；其三，交通信息功能有待提高；其四，智慧交通系統(tǒng)的宣傳意識(shí)不足。

對(duì)現(xiàn)階段蘭州市基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)建設(shè)方面的建議，主要有五方面內(nèi)容：第一，統(tǒng)籌安排，制定科學(xué)的智慧交通系統(tǒng)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃；第二，建立各行業(yè)之間信息互聯(lián)互通的智慧交通體系；第三，政府提供有力的財(cái)政保障，提供智慧交通系統(tǒng)設(shè)施建設(shè)經(jīng)費(fèi)；第四，發(fā)展并推動(dòng)交通創(chuàng)新科技能力；第五，專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍的建設(shè)、人才培養(yǎng)等工作。

6 結(jié)語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)建設(shè)中可實(shí)現(xiàn)城市交通管理的自動(dòng)化，使得交通管理更加方便、高效?？萍紤?yīng)用范圍的不斷拓展，各個(gè)國(guó)家在交通事業(yè)發(fā)展中都極力發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)、控制技術(shù)、通信等的優(yōu)越性。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有力支撐之下，智慧交通系統(tǒng)得以形成，在交通管理體系中的各個(gè)方面發(fā)揮出了有效作用，增進(jìn)了人、車(chē)、路、環(huán)境之間的契合度，形成了和諧統(tǒng)一的氛圍，綜合管理系統(tǒng)也是在這樣的情況下應(yīng)運(yùn)而生的。智慧交通系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)為基點(diǎn)，對(duì)其推廣與利用能讓城市交通發(fā)展中遇到的難題得到有效解決，例如不能及時(shí)獲取信息、互聯(lián)互通應(yīng)用低效、城市道路擁堵、各類(lèi)資源的浪費(fèi)等諸多問(wèn)題，從而不斷推動(dòng)交通行業(yè)的發(fā)展。