物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用分析

史國(guó)劍

廣東理工學(xué)院 智能制造學(xué)院 廣東省肇慶市 526100

1 引言

先進(jìn)完善的交通系統(tǒng)，不僅能夠?yàn)槿藗兩a(chǎn)生活帶來(lái)諸多便利，還可促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以，不管是對(duì)于任何一個(gè)城市地區(qū)而言，發(fā)展交通都至關(guān)重要。近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越多城市不斷提高了對(duì)智慧交通的關(guān)注度，特別面對(duì)城市人口不斷增多、城市交通壓力加大、交通事故頻繁發(fā)生、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)峻等問(wèn)題，推進(jìn)城市智慧交通建設(shè)，提升城市交通管理效率，為城市發(fā)展提供更有力的支持已是大勢(shì)所趨[1]。而推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與城市智慧交通的有機(jī)融合，不僅可提升城市交通系統(tǒng)的管理效率，還可滿足城市居民的生產(chǎn)生活需求，以及助力城市的有效發(fā)展。因此，本文將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

2 物聯(lián)網(wǎng)與智慧交通的相關(guān)概述

2.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)，主要指的是物質(zhì)與物質(zhì)相互銜接的網(wǎng)絡(luò)，這一概念是2005年信息社會(huì)世界峰會(huì)上，由國(guó)際電信聯(lián)盟正式提出的。某種意義上而言，互聯(lián)網(wǎng)指的是人與人的信息交互，而物聯(lián)網(wǎng)則指的是在一系列信息傳感設(shè)備、技術(shù)支持下，將各種事物與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行銜接，進(jìn)一步達(dá)成人與人、人與物、人與機(jī)器等之間的信息交互?；诖耍锫?lián)網(wǎng)，亦可稱之為實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)，可完成對(duì)所有實(shí)物的有效覆蓋，是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息載體。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)，據(jù)2021年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)發(fā)揮的《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告（2021）》數(shù)據(jù)顯示，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1.7萬(wàn)億元。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，強(qiáng)調(diào)通過(guò)對(duì)實(shí)物裝置射頻識(shí)別等相關(guān)信息傳感設(shè)備以實(shí)現(xiàn)信息交互，以此便于人們對(duì)實(shí)物信息的掌握，進(jìn)而完成對(duì)實(shí)物的智能化識(shí)別、智能化管理。

2.2 智慧交通

智慧交通，亦可稱之為城市交通運(yùn)輸物聯(lián)網(wǎng)，屬于是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的一項(xiàng)典型應(yīng)用。具體而言，智慧交通主要指的是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入至城市交通領(lǐng)域，通過(guò)RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將一系列交通要素與互聯(lián)網(wǎng)相銜接，完成交通要素的互聯(lián)互通，用以實(shí)時(shí)監(jiān)控管理交通要素的運(yùn)行狀態(tài)及功能狀況，進(jìn)一步解決城市交通中可能出現(xiàn)的交通管理、交通擁堵、交通事故等問(wèn)題，并使人們的出行時(shí)間、成本得到有效縮減。因此，智慧交通對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代城市建設(shè)有著十分積極的意義。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧交通建設(shè)的必要性

3.1 滿足城市交通發(fā)展的需求

不論是哪座城市，在其交通系統(tǒng)建設(shè)期間如果存在有種種問(wèn)題，則在實(shí)際使用過(guò)程中這些問(wèn)題勢(shì)必會(huì)不斷被放大，進(jìn)而為城市居民出行帶來(lái)諸多不便，并影響城市對(duì)外來(lái)人口的吸引能力。近年來(lái)，各大城市之間的“人才爭(zhēng)奪戰(zhàn)”愈演愈烈，眾多城市為吸引人才紛紛出臺(tái)了各式各樣的優(yōu)惠政策，以期為城市發(fā)展提供可靠人才支持。而城市交通系統(tǒng)作為城市發(fā)展中必不可少的一環(huán)，也是影響城市對(duì)外來(lái)人口吸引能力強(qiáng)弱的重要因素。便利不僅能夠提升人們的出行效率，還有助于提升人們的生活品質(zhì)。鑒于此，城市交通發(fā)展對(duì)滿足城市居民各方面需求有著十分積極的意義。而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧交通有利于解決城市交通系統(tǒng)建設(shè)中存在的一系列問(wèn)題，包括基于智慧交通以提升城市交通管理效率，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)城市交通路線進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃等，如此一來(lái)將能夠讓城市交通系統(tǒng)高負(fù)載問(wèn)題得到有效緩解，諸如因?yàn)榻煌ㄏ到y(tǒng)設(shè)計(jì)不科學(xué)或城市人口過(guò)量而造成的交通擁堵問(wèn)題也將會(huì)迎刃而解，進(jìn)而為人們出行提供有效便利。

3.2 滿足城市交通管理的需求

隨著城市的不斷發(fā)展，對(duì)于其交通系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行不斷地建設(shè)完善，以確保城市交通系統(tǒng)負(fù)載可滿足城市發(fā)展需求。而如果城市交通系統(tǒng)建設(shè)滯后于城市發(fā)展步伐，則伴隨城市人口的不斷增多，交通問(wèn)題將會(huì)不斷凸顯，城市交通管理難度也會(huì)不斷加大。而智慧交通可完成對(duì)交通車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對(duì)一些不遵守交規(guī)的車輛進(jìn)行信息采集等，以此促進(jìn)行車人員遵守交規(guī)，如此一來(lái)不僅有助于提升城市交通整體運(yùn)行的安全性，還有助于提升城市交通管理的效率。另外，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用，還可對(duì)即時(shí)發(fā)生的交通安全事故予以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展全面合理管控，一方面解決因交通事故造成的交通擁堵問(wèn)題，另一方面為交通事故中的傷員爭(zhēng)取救助時(shí)間。綜上，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧交通不僅可保障城市交通的有序運(yùn)行，還可切實(shí)滿足城市交通管理需求。

4 物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)，不僅是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，還是智慧交通中物聯(lián)網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)有序運(yùn)行的核心技術(shù)，其重要作用于完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳輸?；诖耍蓪FID技術(shù)界定成交通車輛信息及設(shè)備傳輸?shù)囊粋€(gè)重要載體。在車輛行駛至相應(yīng)區(qū)域時(shí)，基于RFID技術(shù)可對(duì)車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)信息予以采集，同時(shí)該部分采集獲取的數(shù)據(jù)信息會(huì)被迅速的解讀并傳輸至對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)予以處理，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)交通車輛的智能化管控，提升交通管理智能化、信息化水平的同時(shí)，使管理人員的工作負(fù)擔(dān)得到有效緩解。值得一提的是，RFID技術(shù)主要由標(biāo)簽、閱讀器、天線等構(gòu)成，其中，標(biāo)簽裝置于車輛上，并經(jīng)由標(biāo)簽、閱讀器、天線相互間的反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸。

4.2 傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)同樣作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，是智慧交通建設(shè)的重要基礎(chǔ)。在智慧交通中，傳感器技術(shù)可實(shí)現(xiàn)十分突出的應(yīng)用效果。比如，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于智慧交通中，可對(duì)道路交通的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，進(jìn)而為道路交通的監(jiān)控管理提供有力支持。具體實(shí)現(xiàn)路徑主要為通過(guò)在道路兩旁或路面上裝置傳感器線圈等設(shè)備，伴隨車輛的行駛通過(guò)，傳感器獲取到觸發(fā)信號(hào)，并經(jīng)由處理后輸出相關(guān)的電流信號(hào)，同時(shí)隨著車輛駛離監(jiān)控區(qū)域后，傳感器獲取的信號(hào)不斷減弱，繼而形成波形信號(hào)，依托波形計(jì)數(shù)可計(jì)算相應(yīng)時(shí)間范圍特定區(qū)域的交通流量。另外，還可在車輛行駛期間對(duì)兩個(gè)傳感器的脈沖予以計(jì)算，得出行車速度，進(jìn)而為城市車輛管理提供有效便利。總體而言，傳感器技術(shù)不僅重要作用于保障城市智慧交通的有序運(yùn)行，還可推動(dòng)智慧交通的不斷發(fā)展完善。如今，城市智慧交通中傳感器技術(shù)的研究方向主要涉及智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)自身檢測(cè)及控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議等方面。

4.3 云計(jì)算技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智慧交通中的云計(jì)算技術(shù)，主要是指借助互聯(lián)網(wǎng)資源，對(duì)實(shí)體進(jìn)行整合計(jì)算，讓每個(gè)參與共享的軟硬件相關(guān)資源及數(shù)據(jù)信息，均可依據(jù)實(shí)際需求提供給其他的計(jì)算機(jī)設(shè)備。

4.4 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中不可或缺的一部分，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要包含網(wǎng)關(guān)技術(shù)、無(wú)線技術(shù)以及有線技術(shù)等。

4.5 嵌入式技術(shù)

嵌入式技術(shù)，主要指的是融合了計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)等技術(shù)設(shè)備的一項(xiàng)復(fù)雜技術(shù)，主要作用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)信息開(kāi)展處理、分類，有著顯著的運(yùn)行穩(wěn)定、實(shí)時(shí)監(jiān)控特征。如今，嵌入式技術(shù)在諸如虛擬現(xiàn)實(shí)、智能機(jī)器人、工業(yè)過(guò)程建模及智能控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在智慧交通中，嵌入式技術(shù)主要應(yīng)用于城市十字路口的顯示屏幕系統(tǒng)中，不僅可對(duì)道路交通運(yùn)行狀況及相應(yīng)道路信息進(jìn)行實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，還可為行車人員提供各式各樣的優(yōu)化行車路線，防止出現(xiàn)交通擁堵問(wèn)題。

5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的具體應(yīng)用

5.1 在車速檢測(cè)中的應(yīng)用

車輛超速是引發(fā)交通事故的一項(xiàng)重要因素，因此，在城市交通管理中，為減少由于車輛超速而引發(fā)的交通事故，應(yīng)對(duì)交通車輛車速予以檢測(cè)管理。基于此，可將交通路口位置設(shè)置的路口停止線作為參照目標(biāo)，對(duì)往來(lái)的車輛速度予以檢測(cè)，而對(duì)于邊緣檢測(cè)，可引入 Canny 邊緣檢測(cè)算法[2]。同時(shí)，還可利用加速度傳感器、壓力傳感器對(duì)車輛通過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)予以采集處理，進(jìn)一步得出車輛速度并開(kāi)展監(jiān)管，保障交通安全。除此之外，交通檢測(cè)器作為道路交通管理及控制系統(tǒng)的重要組成部分，在交通流量信息采集中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。依托數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)測(cè)，可對(duì)道路上的車輛速度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。在實(shí)際運(yùn)行中，交通檢測(cè)器可經(jīng)由信息系統(tǒng)，將檢測(cè)獲取的數(shù)據(jù)信息傳輸至本地控制器或者傳輸至監(jiān)控中心的管理系統(tǒng)，監(jiān)控中心結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)開(kāi)展處理、制定解決方案。因此，交通檢測(cè)器的應(yīng)用效能重要影響著道路的運(yùn)行管理。

5.2 在車流量檢測(cè)中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)道路上車流量的檢測(cè)管理，有助于推進(jìn)對(duì)道路建設(shè)方向、資源的優(yōu)化整合，有效解決交通擁堵問(wèn)題。為達(dá)到這一目的，可引入基于RFID技術(shù)的車流量檢測(cè)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑主要是，一方面在道路兩側(cè)裝置RFID閱讀器，另一方面在車輛上裝置RFID標(biāo)簽。在裝置有標(biāo)簽的車輛行駛經(jīng)過(guò)時(shí)，閱讀器可采集到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，繼而對(duì)兩個(gè)閱讀器區(qū)間的行駛通過(guò)的車輛數(shù)量進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)，同時(shí)每輛車上裝置的標(biāo)簽收錄有對(duì)應(yīng)車輛的信息，RFID可將行駛通過(guò)的車輛數(shù)量及相關(guān)車輛信息等傳輸至交管系統(tǒng)[3]?；诖耍还芟到y(tǒng)便可結(jié)合該部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)掌握各個(gè)閱讀器在各個(gè)路段所檢測(cè)到的車流量狀況。并且，在有諸如消防車、救護(hù)車等特殊車輛通過(guò)時(shí)，閱讀器檢測(cè)其該部分車輛獨(dú)特的標(biāo)簽信息后，可及時(shí)將這些信息傳輸至交管系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各路段信號(hào)燈的實(shí)時(shí)調(diào)控，進(jìn)而為該部分車輛安全高效通行提供有力支持。

5.3 在停車管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)如今城市車輛的不斷增多，使得城市停車問(wèn)題不斷凸顯，與此同時(shí)，傳統(tǒng)人工停車管理系統(tǒng)已難以滿足新時(shí)期發(fā)展要求。面對(duì)該種情形，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車管理系統(tǒng)可為城市停車管理便來(lái)有效便利，在節(jié)省人力投入的同時(shí)，還可顯著提升停車管理質(zhì)量、效率[4]?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車管理系統(tǒng)主要由車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)等部分構(gòu)成。首先，車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車輛探測(cè)器、自動(dòng)識(shí)別裝置等部分，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作用于對(duì)全面系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制，包括數(shù)據(jù)信息采集處理、軟硬件參數(shù)調(diào)節(jié)等，并且還可實(shí)現(xiàn)收費(fèi)統(tǒng)計(jì)、保安管理等功能。車輛探測(cè)器通常裝置于停車場(chǎng)出入口，主要作用于為獲得授權(quán)的車輛提開(kāi)啟車欄桿服務(wù)，同時(shí)可將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)而經(jīng)由電子屏幕實(shí)時(shí)展現(xiàn)停車場(chǎng)剩余車位數(shù)量等信息。自動(dòng)識(shí)別裝置作為車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的重要組成部分，其主要會(huì)應(yīng)用到車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、遠(yuǎn)距離RF射頻卡、條碼卡等技術(shù)。其次，監(jiān)控系統(tǒng)。在車輛駛?cè)胪＼噲?chǎng)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)電視監(jiān)控、圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)車輛各項(xiàng)影像信息予以采集，并傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。在車輛駛離停車場(chǎng)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)又一次采集車輛的對(duì)應(yīng)信息，并與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)信息進(jìn)行比較，以此保障停車場(chǎng)監(jiān)控工作的有序進(jìn)行[5]。最后，收費(fèi)系統(tǒng)。智能停車管理系統(tǒng)中的收費(fèi)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自主計(jì)時(shí)收費(fèi)功能，即為通過(guò)對(duì)車輛駛進(jìn)、駛出停車位時(shí)間的記錄，依照停車時(shí)長(zhǎng)及對(duì)應(yīng)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自主計(jì)算出車輛的停車費(fèi)用。

5.4 在城市公交系統(tǒng)中的應(yīng)用

作為智慧交通的重要組成部分，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市公交系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)乘客、車輛、道路交通等數(shù)據(jù)信息的全面整合，進(jìn)而搭建出一個(gè)集成的公交調(diào)度平臺(tái)。在過(guò)去的城市公交運(yùn)行中，乘客難以準(zhǔn)確掌握公交車到站時(shí)間，而在智慧交通支持下，智慧電子停車標(biāo)志替代過(guò)去的停車標(biāo)志，以此可為乘客更為準(zhǔn)確地呈現(xiàn)公交車的到站時(shí)間，以此可幫助乘客制定更為合理的出行計(jì)劃。除此之外，在智慧交通下的城市公交系統(tǒng)中，還可基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建城市“一卡通”系統(tǒng)，以此在各式各樣城市交通工具使用消費(fèi)中建立一體化消費(fèi)體系，近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越多城市借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進(jìn)了交通一體化建設(shè)，為城市居民出行提供了極大便利[6]。

5.5 在高速交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速交通系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繳費(fèi)、路況調(diào)查、信息推送等一系列功能。首先，在自動(dòng)繳費(fèi)功能實(shí)現(xiàn)方面，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立起車輛與高速公路收費(fèi)站之間的有效聯(lián)系，進(jìn)而高速交通系統(tǒng)對(duì)車輛信息的采集傳輸，以讓過(guò)去的人為繳費(fèi)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，以此不僅可提升行車效率，還可減少高速公路人力成本。其次，在路況調(diào)查及信息推送功能實(shí)現(xiàn)方面，憑借裝置于高速公路兩側(cè)的傳感器，可對(duì)行駛車輛相關(guān)信息予以采集、處理，進(jìn)而為車輛提供相對(duì)理想的行車路線；并且通過(guò)對(duì)車輛信息的采集，還可向行車推送前方交通事故、高速公路維修等突發(fā)信息。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在智慧交通中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可將一系列交通要素與互聯(lián)網(wǎng)相銜接，完成交通要素的互聯(lián)互通，提升交通管理效率，減少各種交通問(wèn)題，推動(dòng)城市交通信息化、智能化發(fā)展，為智慧城市監(jiān)督打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，在今后研究工作中，相關(guān)人員應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用研究，以期推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧交通的有機(jī)融合，推動(dòng)城市交通不斷向信息化、智能化方向發(fā)展的同時(shí)，為智慧城市建設(shè)貢獻(xiàn)一份力。