基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能交通系統(tǒng)應(yīng)用研究

陳立新

酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅省酒泉市 735000

1 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機動車保有量的持續(xù)增長，隨之而來的就是交通問題。在物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)時代，復(fù)雜的交通環(huán)境使“智慧交通、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、車載0TA”成為了關(guān)鍵詞，時代的快速變遷催生了智能網(wǎng)聯(lián)、無人駕駛、智能交通燈系統(tǒng)、智慧停車等技術(shù)的高速發(fā)展，5G技術(shù)讓萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時代隨即來臨，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓我們的生活更加智能、行車更加安全，輔助交通管理更加高效。因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將為智慧交通發(fā)展提供強大的技術(shù)支撐。

2 概述

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種全新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它起源于傳媒方面，被稱為第三次信息科技產(chǎn)業(yè)革命的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過多項信息技術(shù)高度融合形成了一個龐大的數(shù)據(jù)信息傳遞與交換的網(wǎng)絡(luò)，在智能交通領(lǐng)域中可以將車輛運行過程中的各種信息收集起來與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，不受時空限制和約束，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度集成與共享。

隨著智慧時代的到來，信息技術(shù)的高速發(fā)展，在這個所見皆可互聯(lián)的時代里，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速推廣應(yīng)用得到了有效保障，使智慧交通、智能制造、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)、智能家居、智慧物流、智慧建筑等新興產(chǎn)業(yè)融入了我們的生活，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓工廠設(shè)備有了會思考的數(shù)據(jù)中心、高速行駛的列車有了告訴它急緩有時的神經(jīng)中樞，即使人在千里之外也能自由的開關(guān)家中的空調(diào)和電燈，智慧站務(wù)、智慧調(diào)度、智能運維的融合為一體的高品質(zhì)智能化的軌道交通撲面而來。天羅地網(wǎng)般覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)為“云計算+AI”的深度融合提供了成長的土壤，5G技術(shù)的的加入讓數(shù)字經(jīng)濟(jì)的動力引擎更強勁有力。

2.2 智能交通

智能交通作為現(xiàn)代智慧城市建設(shè)的分支領(lǐng)域之一，智能交通將傳感器探測技術(shù)、云計算技術(shù)、射頻識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等先進(jìn)的信息技術(shù)融入到交通運輸系統(tǒng)中，構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)，可以實時獲取道路動態(tài)信息，精準(zhǔn)掌握道路上車輛的運行狀況，對于道路中所碰到的問題，可迅速做出預(yù)警處置，降低交通事故發(fā)生率。

3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用對交通管理方面的重要作用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)系統(tǒng)化城市交通管理

傳統(tǒng)的交通路線網(wǎng)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的交通運輸需求，無法及時處理交通擁堵、交通事故等問題。物聯(lián)網(wǎng)背景下的交通關(guān)系系統(tǒng)可隨時對路段狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，對可能存在的交通隱患提前進(jìn)行排查預(yù)警，那么在很大程度上就會減少事故的發(fā)生，交通擁堵現(xiàn)象也會隨之減少。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把每個交通參與者作為一個獨立的信息單元，進(jìn)行統(tǒng)一系統(tǒng)化數(shù)據(jù)管理，來提升道路通行效率。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可高效處理交通管理數(shù)據(jù)

由于智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，最新階段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將逐漸形成并且快速發(fā)展起來。在現(xiàn)代城市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的情況下，針對城市道路擁堵、交通安全、環(huán)境污染、交通違法處置等行業(yè)突出問題，智能交通系統(tǒng)可依賴大量的算法高效處理“海量”交通管理數(shù)據(jù)，全方位管控交通安全，建立動態(tài)反饋和處理機制。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以進(jìn)行人工智能的數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)有研究表明，智能交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理必須依賴人工智能的最新技術(shù)。只有最新技術(shù)才能更準(zhǔn)確有效的掌握交通信息，從而得出有效的道路交通問題處置預(yù)案。近幾年來，人工智能博得了眾多智能交通研究者的眼球，通過對交通運行情況進(jìn)行預(yù)測和建模，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊推崇系統(tǒng)以及一些距離技術(shù)精準(zhǔn)計算出交通流量，對交通風(fēng)險進(jìn)行實時評估并及時干預(yù)。

4 在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上智能交通系統(tǒng)的有效應(yīng)用

4.1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以車內(nèi)網(wǎng)、車載移動互聯(lián)網(wǎng)、車際網(wǎng)三網(wǎng)融合，借助車載傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提取車輛的工作狀態(tài)、動態(tài)信息和靜態(tài)屬性信息，利用數(shù)據(jù)分析平臺可根據(jù)不同的用戶需求完成對車輛有效監(jiān)控管理。隨著傳感器、云計算、移動網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)的飛速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以完成車輛與車輛之間、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間、車輛與后臺服務(wù)器之間的快速信息交換，確保車輛在最經(jīng)濟(jì)模式下運行。

4.2 共享汽車

共享經(jīng)濟(jì)催生了一場新的科技革命，共享單車和共享汽車行業(yè)便快速崛起，引領(lǐng)新一輪交通市場變革，大大提高了交通工具的使用效率，有效緩解了大量的交通問題。汽車與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能結(jié)合起來的跨越式發(fā)展給我們的移動出行帶來了很大的改變，傳統(tǒng)汽車租賃經(jīng)營模式因沒有與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，導(dǎo)致發(fā)展較慢，將逐漸被共享汽車所替代, 因此，汽車租賃企業(yè)應(yīng)充分運用智能化理念去改變傳統(tǒng)運營模式，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將助力汽車租賃行業(yè)以全新的理念服務(wù)人們的高效便捷出行。

4.3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

近幾年來，隨著5G技術(shù)的推廣應(yīng)用，智能網(wǎng)聯(lián)汽車必將成為新一輪科技革命背景下的新興產(chǎn)物，是車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的有機聯(lián)合體，把傳感系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)集成為一體的綜合系統(tǒng)，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與X（車、路、人、云等）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，利用自身感知系統(tǒng)獨立運行，將成為未來解決交通問題的有效方案，同時指明了汽車行業(yè)未來的發(fā)展方向。智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為一種跨技術(shù)、跨產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的新興汽車體系，可有效改善交通安全、實現(xiàn)節(jié)能減排、減緩交通擁堵、提高交通效率。

4.4 智能交通信號燈

傳統(tǒng)交通信號燈已無法滿足智能交通的需求，無法根據(jù)行人和車輛流量動態(tài)調(diào)整工作時間，無形之中增加了道路通行的壓力?，F(xiàn)代智能交通燈控制系統(tǒng)可利用大數(shù)據(jù)技術(shù)根據(jù)行人和車輛的流量進(jìn)行實時動態(tài)調(diào)整，確保時空資源的高效利用，部分城市智能交通信號燈同時具備特殊車輛的檢測功能，如救護(hù)車、消防車、警車等，可實時切換信號燈工作狀況，以確保周圍車輛和行人的安全。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

圖2 智能交通信號燈

4.5 高速公路ETC電子收費系統(tǒng)

傳統(tǒng)的高速路口采用人工收費方式，需通行車輛等候繳費，必然會增加收費路段的通行壓力，既造成了車輛油耗增加和尾氣排放超標(biāo)，又給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染；長時間的人工值守，給收費人員帶來了繁重的工作量。

高速公路ETC電子收費系統(tǒng)是一種能實現(xiàn)不停車收費的全天型智能系統(tǒng)，融合了無線通信、自動控制、傳感技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)及信息處理、圖像識別和匹配等多種現(xiàn)代化高新智能技術(shù)，當(dāng)車輛通過擁有ETC系統(tǒng)的收費站時，車輛在通過的瞬間就會自動的登記車輛的信息，快速完成車輛登記、建檔和收費工作，并對其進(jìn)行各種信息處理，整個過程都不需要人為的參與，有效提高了車輛通行速度快，降低了用工成本，避免了在收費站車輛擁堵的情況，彰顯了智能交通的強大魅力。

4.6 交通信息服務(wù)系統(tǒng)

機動車保有量的增多所帶來的問題不止是堵車這一方面，隨之而來的還有交通事故多發(fā)、能源消耗過多等現(xiàn)象。這些問題的出現(xiàn)會對我們的日常生活造成一定的困擾。交通信息服務(wù)系統(tǒng)的出現(xiàn)，這些問題也就將逐漸減少，車輛的出行信息、道路的安全隱患都可以通過該系統(tǒng)準(zhǔn)確了解，給人們出行安全提供了科學(xué)保障。車輛在運行過程中，通過車輛或者氣象中心的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，這樣更有利于行駛的車輛獲取道路信息。人們在駕車出行的時候。可以結(jié)合這些信息，規(guī)劃好自己的行程路線和掌握出行天氣狀況，如果經(jīng)過交通擁堵地段，可根據(jù)這些有利信息我們可以提前規(guī)劃最優(yōu)的交通路線，可以提前更改出行計劃，選擇不容易堵車的路段，從而減少出行過程中的時間的浪費，車輛的疏散通行，很大程度上使車輛在路段上均勻分布，減少了交通事故的發(fā)生，交通管理部也會更加方便，交通信息服務(wù)系統(tǒng)將盡最大可能為乘客提供高效安全的出行方案。

圖3 交通信息服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用布局

4.7 智能公共交通系統(tǒng)

公共交通系統(tǒng)最主要的還是應(yīng)用到了不同方式的信息技術(shù)從而進(jìn)行高效的交通運輸過程，使公共系統(tǒng)實現(xiàn)更加高效、更加經(jīng)濟(jì)的目的，運量也會隨之增大。隨著物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)在交通方面的推廣應(yīng)用，城市的公共交通運輸方式也越來越先進(jìn)。通過互聯(lián)網(wǎng)、公交的公共電視等，使公眾可以選擇好出行方式，對于相關(guān)路線以及車次方式提供咨詢。在乘客乘坐公交車的過程中，車輛內(nèi)的語音播報功能對路段的情況進(jìn)行播報，這樣乘客就可以了解到車輛的運行進(jìn)程，在到達(dá)自己的目的地之前做好下車準(zhǔn)備。該系統(tǒng)主要運用在公交車輛管理中心，可以根據(jù)公交車輛的運行信息，為客戶推送車輛運行動態(tài)位置信息，并根據(jù)短期內(nèi)的平均客流量做出合理的車輛調(diào)度計劃。這樣既提高了工作效率，也在車輛運行過程中讓乘客們感受到高服務(wù)質(zhì)量。

4.8 緊急救援系統(tǒng)

大多數(shù)車輛都裝有GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)，緊急救援是一種較為特殊的系統(tǒng)，它是建立在救援機構(gòu)基礎(chǔ)之上的。通過ATIS以及ATMS將交通路段實時情況和救援機構(gòu)結(jié)合在一起構(gòu)成一個整體以后，為在行駛中的車輛提供緊急避險車道以及最佳的道路規(guī)劃路線。發(fā)生交通事故的車輛，道路交通管理人員會在接收到訊息后第一時間對車輛進(jìn)行拖車和現(xiàn)場救護(hù)，減少事故車輛。具體的表現(xiàn)為：車輛在遇到交通事故后在允許范圍內(nèi)可根據(jù)電話、短信進(jìn)行了解車輛的具體位置和車輛的行駛軌跡。當(dāng)然交通事故不止是車輛碰撞或者車輛故障，還有車輛丟失這個問題，出現(xiàn)這種問題車主完全可以對丟失的車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，使車輛斷油斷電強行停止，運用定位系統(tǒng)找到車輛目前的位置，并對自己的車輛進(jìn)行追蹤找回。雖然說在出發(fā)前大家都會對自己的車輛進(jìn)行安全檢查，但是車輛故障有時候也是避之不及，那么在我們遇到這種問題時應(yīng)該怎么處理。首先高速路段都會修有避險車道，在條件允許的情況下可將車輛挪至安全地帶，接下來通過撥打救援專線，救援人員會根據(jù)定位系統(tǒng)找到車輛故障地帶并對其展開救援。交通意外是交通事故發(fā)生的一個主要因素，會發(fā)生這種事情的因素有很多。但不論是外界因素還是主導(dǎo)因素造成的交通意外事故。安裝有該系統(tǒng)的車輛會自動識別出發(fā)生了交通意外，那么系統(tǒng)就會在十秒鐘之后自動撥打求助電話或求助信號，通知救援人員對事故發(fā)生地展開緊急救援。

4.9 車輛控制系統(tǒng)

車輛控制系統(tǒng)也是近幾年比較熱門的一個話題，從推出的無人駕駛汽車開始，這股浪潮就一直存在著。人們對于無人駕駛技術(shù)一直保持著關(guān)注熱度，其實這也并非不現(xiàn)實或者是空想，有了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對于車輛的監(jiān)控都是實時檢測，對于路段出現(xiàn)的問題系統(tǒng)會在了解到后控制車輛避開危險。但要注意的是無人駕駛更好的還是應(yīng)用在智能公路上，在普通的公路行駛就僅僅是一輛加了安全輔助系統(tǒng)的普通車輛。這種就是在車輛輔助的情況下的一種安全駕駛模式，給平常的車輛行駛又增添了一層安全保障，它會檢測與周圍車輛的間距，對于與前車出現(xiàn)的不安全距離會對駕駛員提出警告，如果一旦車輛失控或者駕駛員出現(xiàn)疲勞駕駛或酒駕忽視安全警告，那么車輛就會實行強制使車輛停止。

5 結(jié)語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能交通系統(tǒng)廣闊的發(fā)展空間，同時也給我們的生活帶來了很大的幫助。正因為有了更完善、更系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，才有了現(xiàn)在的智能公共交通系統(tǒng)等這些完整的系統(tǒng)。不論是道路狀況監(jiān)測還是智能公共交通系統(tǒng)等都離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下整個交通系統(tǒng)才能夠更加完善和規(guī)范。不止是現(xiàn)在，在未來的城市發(fā)展道路上依然離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用不會因為時間的推移而減退只會大幅度提升，對于交通管理方式和交通控制程度都將會有更高的信息服務(wù)水平。