物聯(lián)網(wǎng)在智慧公路中的應(yīng)用

何林興

（無錫市公路事業(yè)發(fā)展中心 江蘇省無錫市 214031）

在信息技術(shù)體系不斷成熟的背景下，依托與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度也在不斷提高，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、商業(yè)等領(lǐng)域，為人們的生活帶來了諸多便利。通過梳理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧公路系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用要點(diǎn)，不僅可以提升公路交通運(yùn)行環(huán)境的安全性，而且對(duì)于加快行業(yè)信息化、智能化發(fā)展速度有著積極地意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1 技術(shù)基礎(chǔ)

1.1.1 道路設(shè)施智慧化

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，建立道路設(shè)施智慧化體系，體系中的內(nèi)容包括感知交通信號(hào)、傳輸交通信號(hào)，搭配著沿線設(shè)置的標(biāo)識(shí)標(biāo)牌、隔離柵、電子監(jiān)控、照明設(shè)備等進(jìn)行道路交通狀況信息的采集和傳輸。對(duì)道路進(jìn)行區(qū)段劃分，如路面、隧道、橋梁的整體劃分和按里程數(shù)對(duì)路面的局部劃分，通過沿線感知設(shè)備的信息搜集，到區(qū)段信息中轉(zhuǎn)站的篩分和過濾，最終將各類信息分類傳輸?shù)焦芸仄脚_(tái)，進(jìn)行信息處理和指令下達(dá)。

1.1.2 車輛設(shè)備智能化

車輛設(shè)備智能化是高速公路智慧化的重要組成部分，是智慧公路體現(xiàn)其“智慧”的載體。通過車輛配置終端顯示信號(hào)接收器，獲得道路、車輛位置和障礙物信息，及時(shí)提供給車主道路通行情況，規(guī)避危險(xiǎn)源，選擇最佳的行車路線，尤其面臨道路突發(fā)狀況時(shí)，可提前預(yù)知，提前采取有效措施。尤其在夜間行車，道路出現(xiàn)不明障礙物、動(dòng)物、行人時(shí)，通過車車協(xié)同、車路協(xié)同體系，主動(dòng)提醒并規(guī)避危險(xiǎn)源。通過車車協(xié)同，可判別臨近車輛行駛狀況，對(duì)車速異常、行車路徑異常的車輛提前做出防范。

1.1.3 應(yīng)對(duì)措施最優(yōu)化

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以建立相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)管控平臺(tái)，同時(shí)對(duì)于所采集的路況內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)性處理，借此來提升道路運(yùn)營(yíng)管理的合理性。在決策指令下達(dá)過程中，其內(nèi)容包括服務(wù)目標(biāo)選擇、服務(wù)狀態(tài)評(píng)價(jià)、系統(tǒng)狀態(tài)推演等內(nèi)容。在目標(biāo)選擇過程中，需要考慮到安全因素、袋高效率因素、綠色化因素、經(jīng)濟(jì)因素，并且以宏觀角度來對(duì)道路目前運(yùn)行狀況、車流運(yùn)行狀況等內(nèi)容進(jìn)行整理，而且也會(huì)從微觀角度上對(duì)車輛之間間距、道路上的障礙物信息等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)整理，及時(shí)擬定相應(yīng)的處理策略，提升管理過程的有序性。另外，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，也需要對(duì)車輛空間相對(duì)位置、交通運(yùn)行參數(shù)、車輛運(yùn)行軌跡等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)性推演，這樣也可以規(guī)避70%以上的常見交通事故，提升道路交通運(yùn)行環(huán)境的安全性。

1.2 技術(shù)組成

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，其主要由以下幾部分構(gòu)成：

（1）感知層，主要借助全球定位系統(tǒng)、無線傳感器、射頻識(shí)別器、電子標(biāo)簽等技術(shù)來對(duì)道路基本構(gòu)造、道路設(shè)施分布、道路交通分布狀態(tài)等內(nèi)容展開數(shù)據(jù)采集，以獲取到相應(yīng)的價(jià)值參數(shù)。

（2）承載層，利用無線網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、傳感器設(shè)備來組建穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，從而確保該區(qū)域信息的順利傳輸，同時(shí)也能夠提升信息傳輸過程的共享性。

（3）平臺(tái)層，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)建立一體化應(yīng)用系統(tǒng)，搭配著大數(shù)據(jù)技術(shù)、專家系統(tǒng)、云計(jì)算技術(shù)對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)展開綜合分析，分析結(jié)果也會(huì)存儲(chǔ)到GIS軟件、BIM制作軟件中，為智能決策活動(dòng)的推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

（4）應(yīng)用層，所建立的應(yīng)用平臺(tái)能夠?qū)^(qū)域交通流展開科學(xué)性預(yù)測(cè)，而且也會(huì)對(duì)交通事故展開及時(shí)預(yù)警，借此來提升系統(tǒng)的智慧化發(fā)展。

（5）門戶層可支持大屏、PC、手機(jī)、IPAD等多終端進(jìn)行信息顯示，提供諸多的便利條件。

1.3 必要性分析

1.3.1 服務(wù)對(duì)象需求

智慧公路系統(tǒng)在應(yīng)用中的主要服務(wù)對(duì)象為公路用戶，用戶為了得到出行時(shí)的最佳時(shí)間、出行時(shí)的最佳出行路徑、到達(dá)目的地的便利性，一般會(huì)借助移動(dòng)端設(shè)備進(jìn)行信息檢索，常用客戶端包括手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、電臺(tái)設(shè)備等，從而提升所有信息獲取過程的及時(shí)性，同時(shí)結(jié)合目前的運(yùn)行狀態(tài)，合理安排個(gè)人的出行計(jì)劃。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用背景下，也可以利用已有技術(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備，從而對(duì)公路運(yùn)行信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)獲取，并且結(jié)合實(shí)際需求對(duì)其進(jìn)行加工處理，以獲取到對(duì)應(yīng)的執(zhí)行指令，為用戶出行提供便利條件。

1.3.2 運(yùn)營(yíng)企業(yè)需求

運(yùn)營(yíng)企業(yè)在工作過程中，為了提升公路運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性，也需要對(duì)一些自然災(zāi)害、突發(fā)交通事故所引起的交通事件進(jìn)行整理，從而為后續(xù)應(yīng)用措施的擬定奠定基礎(chǔ)。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，也需要依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來完成感知信息的獲取，據(jù)此來擬定相應(yīng)的處理措施、養(yǎng)護(hù)措施等，從而提升管理過程的精細(xì)化水平，確保公路交通運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。而且從應(yīng)用情況來看，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身具備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠建立可靠的調(diào)度系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)管系統(tǒng)，從而對(duì)道路上的客流量情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知，并根據(jù)感知結(jié)果來擬定可靠的道路調(diào)度方案，確保道路交通運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。

1.3.3 管理部門需求

除上述提到的應(yīng)用內(nèi)容外，在實(shí)際發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也滿足管理部門需求，能夠有效提升交通運(yùn)輸部門的管理效率。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，管理部門在工作過程中，可以充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于交通流時(shí)間、空間分布形態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行綜合化處理，而且為了有效提升交通系統(tǒng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性，也會(huì)對(duì)其展開精細(xì)化管理，從而提升系統(tǒng)感知過程的應(yīng)用效果。而且系統(tǒng)在運(yùn)行期間還可以對(duì)一些道路故障進(jìn)行科學(xué)預(yù)警，并且提供相應(yīng)的應(yīng)急救助方案，從而提升了狀態(tài)監(jiān)督水平，滿足管理部門的發(fā)展需求。

2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧公路中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 公路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中有著非常良好的應(yīng)用，在系統(tǒng)具體應(yīng)用過程中，會(huì)利用基礎(chǔ)信息平臺(tái)來完成基礎(chǔ)信息采集，內(nèi)容包括系統(tǒng)設(shè)備目前的自然形態(tài)、施工情況、設(shè)計(jì)狀態(tài)、使用情況、氣候條件等，隨后針對(duì)公路目前的運(yùn)行狀態(tài)來完成自動(dòng)檢測(cè)，搭配獲取的監(jiān)測(cè)結(jié)果來完成預(yù)警信息的靈活應(yīng)對(duì)，提升交通運(yùn)行過程的有效性。而且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用背景下，也可以對(duì)交通目前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)督，同時(shí)對(duì)交通流狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，以提升公路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的使用價(jià)值。

2.2 道路救援服務(wù)系統(tǒng)

智慧交通管理系統(tǒng)在應(yīng)用期間，如果出現(xiàn)了交通事故，需要相關(guān)救援人員能夠在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來采取恰當(dāng)?shù)膽?yīng)急處理措施，在及時(shí)救助受傷人員的同時(shí)，也可以縮減道路交通的擁堵時(shí)間，為其他活動(dòng)的順利展開奠定基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用過程中，可以對(duì)事故問題的發(fā)生位置、受損傷人員數(shù)量等內(nèi)容展開監(jiān)督，并以此為基礎(chǔ)來完成交通控制、應(yīng)急處理保障、數(shù)據(jù)服務(wù)管理等工作，這樣也能夠有效提升交通網(wǎng)絡(luò)的智能化、可視化特征，使其可以滿足常態(tài)化狀態(tài)下智慧化管理，同時(shí)也會(huì)為公路暢通提供有效保障[1]。

2.3 不停車收費(fèi)系統(tǒng)

在不停車收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著良好的應(yīng)用價(jià)值，借助路測(cè)天線和車輛電子標(biāo)簽所建立的專用通信工程，這樣司機(jī)并不需要停車便可以順利完成收費(fèi)工作，從而縮減停車時(shí)間，提升單位時(shí)間車輛流動(dòng)效率。在具體的應(yīng)用過程中，會(huì)在車輛上設(shè)置電子標(biāo)簽，而所在地區(qū)也會(huì)布設(shè)不同類型的場(chǎng)外掃描、記錄設(shè)備，從而完成車輛信息的順利記錄，所記錄的信息也可以借助通訊工程實(shí)時(shí)進(jìn)行傳遞，而收費(fèi)站管理系統(tǒng)也會(huì)對(duì)此類信息進(jìn)行集中整理，從而提升所整理信息的使用價(jià)值[2]。

2.4 車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，其具備了良好的大數(shù)據(jù)分析功能，這樣也有利于信息的綜合管理，并且搭配車輛識(shí)別系統(tǒng)來完成業(yè)務(wù)的綜合性處理。從目前的實(shí)踐情況來看，車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)除了在收費(fèi)系統(tǒng)、事故調(diào)查等環(huán)境得到了良好應(yīng)用，而且在打擊犯罪方面也有著良好的應(yīng)用。在車輛識(shí)別系統(tǒng)的建設(shè)中，會(huì)依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來輔助信息處理，并且對(duì)于道路上正在行駛、停靠在道路上的車輛進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，從而在較短時(shí)間內(nèi)快速鎖定嫌疑車輛位置，加快案件的偵破效率[3]。

2.5 道路維護(hù)管理系統(tǒng)

上文中已經(jīng)簡(jiǎn)單提到，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具備了良好的大數(shù)據(jù)分析功能，這樣也有利于信息的高效利用，并且搭配維護(hù)管理系統(tǒng)來提高道路的生命周期。從目前的實(shí)踐情況來看，道路維護(hù)管理系統(tǒng)在道路日常運(yùn)行管理中有著良好的應(yīng)用。在道路維護(hù)管理系統(tǒng)的建設(shè)中，會(huì)依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來完成基礎(chǔ)信息采集、處理、存儲(chǔ)，并且對(duì)于道路使用過程中存在的病害問題進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，從而在較短時(shí)間內(nèi)快速鎖定病害問題的具體位置、具體內(nèi)容，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、加固處理，從而提升道路工程的使用壽命[4]。

2.6 智慧調(diào)度管理系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，也可以對(duì)智慧調(diào)度管理系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行細(xì)化，這樣也有利于信息的綜合管理，為道路調(diào)度運(yùn)行調(diào)度工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。從目前的實(shí)踐情況來看，智慧調(diào)度管理系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件、日常道路交通管理中，都得到了良好的應(yīng)用。而且在智慧調(diào)度管理系統(tǒng)的建設(shè)中，會(huì)依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來完成基礎(chǔ)信息采集、處理、存儲(chǔ)，并且對(duì)于道路上所存在的一些問題進(jìn)行及時(shí)識(shí)別，同時(shí)規(guī)劃出相應(yīng)的解決方案，這樣也可以縮減問題處理時(shí)間，提高潛在問題的處理速度[5]。

3 實(shí)際案例分析

3.1 工程概況情況分析

本次示范路段為 342 省道的一部分，東起常熟交界（翁家莊橋），西至常州交界，共計(jì) 52.75 公里，其中與 312 國(guó)道共線段 13 公里，共線段東起錫虞立交西至洛新高架。示范路段路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)工作取得顯著成績(jī)，初步形成了一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、快速反應(yīng)、即時(shí)管理的公路智能感知系統(tǒng)。

3.2 技術(shù)應(yīng)用情況分析

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）建立智慧公路一體化決策平臺(tái)，內(nèi)容包括全息內(nèi)容感知、養(yǎng)護(hù)決策處理、虛擬仿真工作、人工智能處理、運(yùn)行維護(hù)管理等，從而提升了公路基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用過程的數(shù)字化水平[6]。

（2）對(duì)養(yǎng)護(hù)巡查系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所采集的基礎(chǔ)信息，對(duì)于現(xiàn)有巡查系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，增加微信小程序，從而滿足更多用戶的發(fā)展需求。

（3）完善信息發(fā)布系統(tǒng)，完成服務(wù)信息的編輯、審核、推送等處理，以提升信息本身的共享性。

3.3 應(yīng)用效果整理

根據(jù)系統(tǒng)融入情況來看，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所搭建的決策平臺(tái)，能夠順利完成數(shù)據(jù)信息的深入挖掘與分析，而且在應(yīng)用中也可以順利完成深層次發(fā)展規(guī)律，同時(shí)也具備了良好的圖形化模擬展示功能，提升數(shù)據(jù)信息應(yīng)用過程的直觀性。另外，此次試驗(yàn)段的應(yīng)用系統(tǒng)在應(yīng)用中，可以為其他系統(tǒng)的應(yīng)用提供有效輔助，而且也可以為綜合業(yè)務(wù)的順利開展提供信息化支持，從而為決策活動(dòng)的順利進(jìn)行提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，滿足相應(yīng)的管理需求[7]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在智慧公路系統(tǒng)的建設(shè)過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擁有了良好的應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)橹腔酃废到y(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、管理決策提供有效參考。需要注意的是，目前系統(tǒng)在應(yīng)用中依舊處于探索階段，還存在許多待完善的內(nèi)容，這也是后續(xù)行業(yè)發(fā)展時(shí)需著重關(guān)注的內(nèi)容。