物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

柯 強(qiáng)

（大理市公安局交警大隊(duì),云南 大理 671000）

0 引言

隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的不斷增加，對(duì)城市交通體系的要求逐漸增高，智能交通管理系統(tǒng)需要持續(xù)升級(jí)。因此，為了提高智能交通管理系統(tǒng)的整體性能，工作人員將工作重心集中于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，積極地將其運(yùn)用在智能交通管理系統(tǒng)之中，從而提升城市交通網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性。

1 智能交通管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)

1.1 智能交通管理系統(tǒng)

智能交通管理系統(tǒng)是通過(guò)先進(jìn)的交通信息收集技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子操控技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)將收集到的與道路交通有關(guān)的信息以及各類(lèi)交通服務(wù)信息傳送至交通控制中心。再由控制中心對(duì)所收集到的各項(xiàng)信息展開(kāi)分析、研究，并結(jié)合交通控制管理優(yōu)化模型來(lái)對(duì)交通控制方案、交通組織控制機(jī)制加以調(diào)整[1]。將交通信息經(jīng)過(guò)分析、處理、整合、歸類(lèi)之后為交通控制方案的制定提供參考，并將此信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)通信傳輸裝置有序、準(zhǔn)確地傳遞至各類(lèi)交通控制設(shè)備、系統(tǒng)的終端用戶(hù)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通的高質(zhì)量控制，也為各種用戶(hù)提供準(zhǔn)確、全方位、可靠的交通信息服務(wù)（如圖1所示）。

圖1 智能交通信息服務(wù)示意圖

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是通過(guò)嵌入式技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能節(jié)點(diǎn)的控制，以達(dá)到跟蹤和監(jiān)控的目的。通過(guò)對(duì)物理層信息的采集，將所收集的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，上傳至智能終端并通過(guò)智能終端執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將現(xiàn)實(shí)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，最終實(shí)現(xiàn)信息的共享[2]。

2 智能交通系統(tǒng)的價(jià)值分析

2.1 滿(mǎn)足群眾對(duì)城市交通的需求

城市交通是城市是否具有吸引力的一項(xiàng)重要標(biāo)志，便利的交通是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要條件之一?？梢栽趲?dòng)其他行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，提升居民的出行效率、幸福感以及生活質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越快的生活節(jié)奏致使人們對(duì)于日常出行的要求也逐漸提高。智能交通系統(tǒng)的運(yùn)用可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)路況、流量和交通路線(xiàn)的把控。通過(guò)對(duì)路況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，合理進(jìn)行交通信號(hào)調(diào)整、車(chē)輛導(dǎo)流，以保持道路通暢，提升人們駕車(chē)出行效率，在此基礎(chǔ)上還可以通過(guò)手機(jī)App規(guī)劃當(dāng)前最佳的出行方案路線(xiàn)等。

2.2 滿(mǎn)足管理需求

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化水平不斷提高，我國(guó)汽車(chē)的保有量也大幅提高，大量農(nóng)村人口向城市遷徙，交通管理難度也隨之增加。如果交通管理系統(tǒng)無(wú)法跟緊城市發(fā)展的腳步，交通問(wèn)題將會(huì)對(duì)人們出行產(chǎn)生極大影響。在傳統(tǒng)的交通管理系統(tǒng)中，通常需要耗費(fèi)大量的人力、物力在交通的監(jiān)管、違章處罰和事故處理中[3]。通過(guò)智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用，首先可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通與車(chē)輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)違章車(chē)輛信息進(jìn)行采集，起到對(duì)駕駛員的約束作用。減少違規(guī)駕駛的同時(shí)還可以有效減少交通事故的發(fā)生，提升通行效率。其次，在發(fā)生交通事故后可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，對(duì)事故周?chē)M(jìn)行疏通，消除事故發(fā)生帶來(lái)的交通擁擠。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通管理系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 RFID技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及RFID技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用需要在車(chē)輛上設(shè)置電子標(biāo)簽。設(shè)置電子標(biāo)簽以后，當(dāng)車(chē)輛移動(dòng)至裝配閱讀器的區(qū)域時(shí)，則標(biāo)簽會(huì)被閱讀器發(fā)送出的射頻信號(hào)激活，由此形成一股感應(yīng)電流，發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)直接被閱讀器接收，進(jìn)而精確了解車(chē)輛當(dāng)前信息。相關(guān)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)信息后，會(huì)對(duì)其實(shí)行進(jìn)一步分析與處理，并發(fā)出相應(yīng)指令來(lái)對(duì)信號(hào)燈周期加以調(diào)節(jié)。RFID技術(shù)主要是面向數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，把經(jīng)過(guò)解析處理之后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_(tái)實(shí)行進(jìn)一步處理，如此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀態(tài)的有效把控，確保車(chē)流量處于城市道路交通體系可承受的范圍內(nèi)。

3.2 傳感器技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種結(jié)合了多類(lèi)技術(shù)的技術(shù)綜合體，傳感器技術(shù)是其中的一個(gè)重要組成部分，也是智能交通系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍的一項(xiàng)技術(shù)。首先，通過(guò)結(jié)合傳感器技術(shù)所創(chuàng)建的智能交通系統(tǒng)可以有效收集各目標(biāo)區(qū)域的交通情況，對(duì)道路安全展開(kāi)全天候監(jiān)控。此技術(shù)的使用主要通過(guò)工作人員在開(kāi)展交通道路施工時(shí)，把裝載了傳感器模塊的各類(lèi)設(shè)備安裝于道路表面。后續(xù)在車(chē)輛駛過(guò)此路面時(shí)，傳感器自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)作，基于發(fā)射的電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的傳輸，此數(shù)據(jù)涵蓋了此車(chē)輛由進(jìn)入直至駛離這一時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際狀況。通過(guò)對(duì)某時(shí)間段的全部數(shù)據(jù)加以分析，輔助智能交通管理系統(tǒng)了解此時(shí)間范圍內(nèi)這一區(qū)域的車(chē)輛行駛狀況[4]。其次，可以在交通道路上以合適間隔裝設(shè)傳感器，通過(guò)不同位置傳感器采集到的信息數(shù)據(jù)，從而掌握車(chē)輛的實(shí)時(shí)車(chē)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)超速違章車(chē)輛的高效、可靠監(jiān)管，以此大幅提升管理部門(mén)的工作效率。

3.3 嵌入式技術(shù)

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，也對(duì)智能設(shè)備的應(yīng)用提出更高的要求，但是嵌入式技術(shù)因?yàn)榫邆漭^強(qiáng)的靈活性而備受好評(píng)。此項(xiàng)技術(shù)憑借系統(tǒng)軟件與硬件來(lái)共同實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，在創(chuàng)建智能交通管理系統(tǒng)時(shí)多數(shù)運(yùn)用在十字路口的LED顯示屏中。通過(guò)對(duì)目標(biāo)交通現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)加以采集與分析，能夠得知實(shí)時(shí)交通道路狀況，并為駕駛員規(guī)劃出最佳交通路線(xiàn)，以免發(fā)生交通阻塞的狀況。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 交通執(zhí)法管理

當(dāng)前，針對(duì)違規(guī)駕駛行為，通常采取圖像捕捉與人工糾察方式，此模式存在可靠性低、隨機(jī)性強(qiáng)等缺陷?？蓪FID技術(shù)融入到智能交通管理系統(tǒng)中，再結(jié)合“電子眼”，有效運(yùn)用地感信號(hào)、時(shí)空差分等技術(shù)來(lái)對(duì)逆向行駛、超速、路口違規(guī)變道等各種違章行為進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)與識(shí)別，基于信息數(shù)字化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通違規(guī)、違章行為的準(zhǔn)確、合理處罰。

在特殊狀況下，公安部門(mén)可對(duì)部分特殊車(chē)輛位于某個(gè)指定區(qū)域中運(yùn)作狀態(tài)實(shí)行全程記錄和行駛狀況的回溯。利用RFID技術(shù)能基于前端基站對(duì)車(chē)載標(biāo)簽加以識(shí)別，并利用后臺(tái)信息系統(tǒng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)加以有效處理，提供準(zhǔn)確、高效的查詢(xún)服務(wù)，還可以提供查詢(xún)歷史通車(chē)記錄信息的功能。

4.2 路面檢測(cè)

為確保交通順暢、減少安全事故，需定期對(duì)路面車(chē)轍深度、路面平整度等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程中可以通過(guò)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)建合理有效的智能檢測(cè)系統(tǒng)。如設(shè)置特定的檢測(cè)車(chē)輛，通過(guò)激光道路多功能檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)路基路面實(shí)體的平整度、構(gòu)造深度、車(chē)轍深度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄并上傳，同時(shí)將其匯報(bào)到有關(guān)部門(mén)，保證其可以及時(shí)對(duì)路面問(wèn)題進(jìn)行維護(hù)修復(fù)。

4.3 智能公交系統(tǒng)

功能更加豐富、健全的公交系統(tǒng)可以為民眾提供便利，提高幸福指數(shù)。智能公交系統(tǒng)是智能交通管理系統(tǒng)中的重要組成部分，此系統(tǒng)的創(chuàng)建可以有效提高公交系統(tǒng)運(yùn)行的合理性，能夠?qū)⒊丝团c道路交通信息結(jié)合起來(lái)，以此形成一個(gè)統(tǒng)一化的調(diào)度平臺(tái)。在傳統(tǒng)公交車(chē)站模式中，乘客很難預(yù)估公交到站時(shí)間，等待時(shí)間未知且一般較長(zhǎng)。智能交通管理系統(tǒng)通過(guò)GPS傳感器等設(shè)備，可以更為準(zhǔn)確地估算出下一輛公交車(chē)的到站時(shí)間。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以做到：

（1）通過(guò)智能停車(chē)標(biāo)志，乘客可以了解自己所等待的公交到站時(shí)間，從而對(duì)時(shí)間進(jìn)行合理安排。

（2）乘客可以利用手機(jī)App迅速查出需要的公交行駛路線(xiàn)軌跡與附近站點(diǎn)從而進(jìn)行合理選擇。

（3）出行前可通過(guò)手機(jī)App為其設(shè)計(jì)科學(xué)合理的出行方案。

4.4 智能收費(fèi)

國(guó)內(nèi)高速公路收費(fèi)普遍采取的收費(fèi)方式是：車(chē)輛駛?cè)胧召M(fèi)站后，停車(chē)取卡，行駛至目標(biāo)收費(fèi)站后停車(chē)?yán)U費(fèi)。此方式需要耗費(fèi)大量人力的同時(shí)存在諸多問(wèn)題，如節(jié)假日出行車(chē)輛較多時(shí)會(huì)出現(xiàn)高速公路入口與出口大量排隊(duì)堵車(chē)現(xiàn)象等。通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，車(chē)輛在進(jìn)入收費(fèi)站時(shí)，傳感器自動(dòng)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行識(shí)別，確定車(chē)輛信息并進(jìn)行記錄。車(chē)輛駛出高速公路收費(fèi)站時(shí)，傳感器再次對(duì)車(chē)輛進(jìn)行識(shí)別，在確定信息不存在問(wèn)題后，自動(dòng)對(duì)車(chē)主所綁定的銀行卡進(jìn)行扣款。在此種收費(fèi)方式下，可以有效降低工作人員工作量的同時(shí)，提升收費(fèi)站的通行效率，增加車(chē)主幸福指數(shù)，對(duì)保障城市交通事業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵作用。

4.5 交通信號(hào)實(shí)時(shí)采集

在智能交通管理系統(tǒng)投入使用以前，大多數(shù)城市在進(jìn)行行駛車(chē)輛信息收集方面所采取的都是靈活性較低的固定采集模式。此模式在對(duì)行駛車(chē)輛進(jìn)行信息收集時(shí)，只能針對(duì)某一固定區(qū)域?qū)嵤?。要想做到?duì)車(chē)輛信息的準(zhǔn)確采集，需要對(duì)城市交通結(jié)構(gòu)全面分析了解，對(duì)各條交通路線(xiàn)進(jìn)行區(qū)域細(xì)分后裝設(shè)信息采集設(shè)備。雖然可以做到對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行采集，但無(wú)法及時(shí)傳輸信息數(shù)據(jù)，需要專(zhuān)門(mén)的工作人員定期收集整理。此模式不僅在實(shí)際應(yīng)用時(shí)面對(duì)較多的限制，同時(shí)也容易受到外界環(huán)境的干擾，存在一定的不穩(wěn)定性[5]。特別是在天氣較為惡劣的情況下，有關(guān)設(shè)備的視頻功能會(huì)受到一定干擾，從而使得檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。另外，此檢測(cè)方式還存在信息采集覆蓋面不全的問(wèn)題。當(dāng)對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行收集時(shí)，不能獲得全面、細(xì)致的信息數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可對(duì)此種模式加以改進(jìn)。工作人員無(wú)需再利用固定信息采集的方式，而是采取信息實(shí)時(shí)采集的方法來(lái)對(duì)車(chē)輛實(shí)行監(jiān)控。主要操作方式為，在每一交通路口設(shè)置信息實(shí)時(shí)采集設(shè)備，以此提升信息采集的有效性，并充分保障信息采集的全面、可靠與及時(shí)性[6]。此外，將這些采集設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，工作人員能夠隨時(shí)隨地通過(guò)終端設(shè)備查看車(chē)輛采集信息，并對(duì)信息加以檢測(cè)分析?？傮w來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到智能交通管理系統(tǒng)，做到了對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛信息收集模式的改進(jìn)，使得交通信號(hào)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的使用更為廣泛。

4.6 車(chē)輛定位功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的短距離微波通信技術(shù)通過(guò)高速采集模式，可以實(shí)現(xiàn)道路上全天候全環(huán)境下的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，即使在特殊天氣下也能夠精準(zhǔn)采集車(chē)輛信息。此技術(shù)通過(guò)車(chē)輛中的射頻讀卡器，可以更好地采集范圍車(chē)輛的行車(chē)信息。在發(fā)生交通事故時(shí)可以快速查詢(xún)獲得車(chē)輛位置，迅速安排區(qū)域內(nèi)警務(wù)人員處理，提高交通管理效率以及事故響應(yīng)能力，助力交通管理的同時(shí)提升事故救援速度。

4.7 交通誘導(dǎo)

交通誘導(dǎo)即在城市道路或是高速公路的關(guān)鍵路口，設(shè)置交通誘導(dǎo)屏，從而為駕駛者提供下游道路交通情況信息，使得駕駛者選取最佳行車(chē)路線(xiàn)，不僅為駕駛者提供了高效、可靠的出行誘導(dǎo)服務(wù)，并且還可以?xún)?yōu)化對(duì)交通流量的分配，讓道路交通更加通暢[7]。

4.8 車(chē)路協(xié)同

車(chē)路協(xié)同即利用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通信與最新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全面進(jìn)行車(chē)輛與車(chē)輛之間、車(chē)輛與道路之間的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息交互共享，而且還能夠在全時(shí)空動(dòng)態(tài)交通信息的收集和整合方面實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛主動(dòng)安全的管控以及道路的協(xié)同化管理。做到了對(duì)行人、車(chē)輛、道路的高效協(xié)同，保障道路交通安全，提升通行效率，以此構(gòu)成安全、高效率、通暢的道路交通系統(tǒng)[8]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上可知，智能交通的建設(shè)已經(jīng)成為城市化發(fā)展必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。在智能交通管理系統(tǒng)中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以為人們的日常交通出行帶來(lái)更多的便利。因此必須加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，打造更為完善、可靠的智能交通管理系統(tǒng)。同時(shí)工作人員應(yīng)根據(jù)城市交通實(shí)際情況以及采集到的數(shù)據(jù)合理安排系統(tǒng)應(yīng)用，提高智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量。