基于智能交通系統(tǒng)的信息通信系統(tǒng)分析

周哲

（江西方興科技股份有限公司，江西 南昌 330025）

0 引言

智能交通系統(tǒng)作為現(xiàn)代城市交通領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，目的在通過信息通信技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的智能化、高效化和安全化。信息通信系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵的角色，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和應(yīng)用，為交通管理和出行提供強(qiáng)大的支持和便利。本文將著重探討信息通信系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及其在交通流量預(yù)測、智能導(dǎo)航建議和交通違規(guī)檢測等方面的作用。

1 信息通信系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的作用

信息通信系統(tǒng)的高效運(yùn)行直接影響著智能交通系統(tǒng)的安全性、便捷性和智能化水平。一方面，信息通信系統(tǒng)通過交通監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器和其他設(shè)備收集道路流量、車速、事故信息等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被傳送到中央控制中心進(jìn)行分析。基于這些數(shù)據(jù)，交通管理人員可以迅速做出決策，如調(diào)整信號燈時間、改變車道配置或提供實(shí)時交通信息給駕駛員，以緩解擁堵和提高路況安全。另一方面，信息通信系統(tǒng)支持智能交通信號控制，可以根據(jù)交通流量的變化來調(diào)整信號燈，以優(yōu)化交通流動并減少交通阻塞。此外，還為緊急服務(wù)提供了關(guān)鍵的通信渠道，以便在事故或緊急情況下能夠快速響應(yīng)[1]。

2 智能交通系統(tǒng)中信息通信系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

2.1 ZigBee 技術(shù)應(yīng)用

ZigBee 是一種低功耗、低速率、低成本的無線通信技術(shù)，它在短距離范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，適用于智能交通信號系統(tǒng)中。

其一，傳統(tǒng)的交通信號燈控制系統(tǒng)通常有線連接，存在著布線復(fù)雜、維護(hù)成本高等問題。而ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通信號燈之間的無線通信，大大簡化了系統(tǒng)的布線，降低了系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)維成本。同時，由于ZigBee 技術(shù)具有低功耗特點(diǎn)，交通信號燈設(shè)備長時間運(yùn)行在電池供電模式下，減少了對電力資源的依賴，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

其二，在交通信號燈設(shè)備中集成ZigBee 通信模塊，交通管理中心實(shí)現(xiàn)對信號燈的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測。管理中心根據(jù)交通流量、道路情況等信息，實(shí)時調(diào)整信號燈的時序和周期，優(yōu)化交通信號控制。同時，管理中心還利用ZigBee 技術(shù)對交通信號設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和診斷，及時發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行處理，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和管理效率。

其三，在交通信號燈設(shè)備中添加傳感器，實(shí)時采集交通流量、車輛速度、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)，并通過ZigBee 通信技術(shù)將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行摹＿@些數(shù)據(jù)對于交通管理部門來說是非常寶貴的，幫助他們了解交通狀況、分析交通流量，為交通規(guī)劃和決策提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 傳感器技術(shù)

隨著智能交通技術(shù)的發(fā)展，傳感器的應(yīng)用為車輛管理帶來諸多創(chuàng)新和便利，有效提升了交通系統(tǒng)的安全性、智能化和效率。

其一，傳感器技術(shù)在車輛流量檢測方面發(fā)揮著重要作用，在道路上安裝車輛流量傳感器。通過傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測車流量、車速等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)后就會將信息提供到調(diào)度終端實(shí)現(xiàn)交通信息化處理。

其二，傳感器技術(shù)在車輛安全監(jiān)測方面應(yīng)用。例如，安裝車輛碰撞傳感器和距離傳感器，實(shí)時監(jiān)測車輛之間的距離和相對速度，及時發(fā)現(xiàn)交通事故的潛在危險(xiǎn)，并觸發(fā)相應(yīng)的安全警示系統(tǒng)。此外，還通過車輛識別傳感器對交通違法行為進(jìn)行識別和記錄，提高交通違法查處的效率，維護(hù)道路交通秩序。

其三，傳感器技術(shù)在車輛狀態(tài)的監(jiān)測應(yīng)用。例如，車輛狀態(tài)傳感器實(shí)時監(jiān)測車輛的速度、油耗、發(fā)動機(jī)溫度等參數(shù)，幫助駕駛員了解車輛的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)車輛故障，并提供相應(yīng)的維修建議，保障車輛的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

其四，在停車場內(nèi)部署ZigBee 傳感器，實(shí)時監(jiān)測停車位的情況，提供實(shí)時停車位查詢服務(wù)，引導(dǎo)車輛快速找到空余停車位，提高停車場的利用率和效率。例如，在大型商業(yè)中心或機(jī)場等場所，ZigBee 傳感器實(shí)時監(jiān)測停車位的情況，將信息傳輸?shù)酵＼噷?dǎo)航系統(tǒng)，為駕駛員提供停車位導(dǎo)航服務(wù)，提高停車場的利用效率。

2.3 無線通信技術(shù)應(yīng)用

無線通信技術(shù)是一種創(chuàng)新性的通信方式，它以電磁波信號為媒介，將信息從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?，然后還原成可理解的數(shù)據(jù)。這個過程涉及多個重要元素，其中包括發(fā)射器、接收器、信道、編碼解碼、調(diào)制解調(diào)制以及天線等。

發(fā)射端是無線通信系統(tǒng)的起點(diǎn)，它的主要任務(wù)是將原始信息轉(zhuǎn)化為電磁波信號，這通常涉及使用調(diào)制技術(shù)，通過調(diào)整信號的頻率、幅度和相位，將信息編碼成適合傳輸?shù)男问?。不同的通信協(xié)議和頻率范圍要求不同的調(diào)制方式，因此發(fā)射端必須根據(jù)特定要求對信號進(jìn)行處理。隨后，這些編碼后的信號通過無線通道傳輸?shù)浇邮斩?。無線通信技術(shù)依賴空氣或其他傳輸媒介來傳送這些信號，無須物理連接，因此適用于各種遠(yuǎn)程通信需求。這種靈活性使無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)連接等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。接收端的任務(wù)是接收傳來的信號，并將其還原為原始的可理解的數(shù)據(jù)。這需要進(jìn)行解調(diào)、解碼以及信號處理等過程，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。這一步驟在接收端完成，通常涉及將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后將其解碼成原始信息。無線通信技術(shù)有多種形式，常見的技術(shù)類型有下面幾種：無線局域網(wǎng)、蜂窩移動通信、藍(lán)牙、射頻識別（RFID）、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線電廣播等。在智能交通系統(tǒng)中，應(yīng)用無線通信技術(shù)采集數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，各種傳感器、監(jiān)控設(shè)備以及車輛通信裝置形成一個龐大的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，它們協(xié)同工作，實(shí)時捕捉車輛位置、速度、道路狀況、天氣信息和事故數(shù)據(jù)?；跀?shù)據(jù)分析結(jié)果，交通管理者可以制訂決策和計(jì)劃，如交通信號燈的調(diào)整、緊急事件的響應(yīng)、路線建議和路況更新等，以優(yōu)化交通流動和提高安全性。

2.4 光纖通信技術(shù)應(yīng)用

光纖通信技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵的智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，它利用光纖導(dǎo)光原理，將數(shù)據(jù)以光信號的形式高速傳輸，為智能交通系統(tǒng)提供了可靠、高帶寬和低延遲的通信網(wǎng)絡(luò)。在智能交通系統(tǒng)中，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛。其一，它用于實(shí)現(xiàn)交通信號系統(tǒng)的高效通信，確保實(shí)時的信號控制和交通管理。高速傳輸和穩(wěn)定性使信號燈、交通監(jiān)控?cái)z像頭和道路傳感器能夠及時共享數(shù)據(jù)，以優(yōu)化信號調(diào)度、降低交通擁堵和提高道路安全性。其二，光纖通信技術(shù)支持智能交通監(jiān)控系統(tǒng)，將監(jiān)測設(shè)備、交通監(jiān)控?cái)z像頭和道路傳感器的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，以實(shí)時監(jiān)測交通流量、道路狀況和事故情況，幫助交通管理者迅速響應(yīng)問題。光纖通信技術(shù)還在交通管理中心和信號設(shè)備之間建立可靠的通信鏈路，確保監(jiān)測和控制系統(tǒng)的高可用性，減少系統(tǒng)故障和維護(hù)成本。其三，它支持智能交通導(dǎo)航系統(tǒng)，為駕駛員提供實(shí)時的交通信息和導(dǎo)航建議，幫助選擇最佳的路線、減少通勤時間并提高行車安全性[2]。

2.5 視覺識別技術(shù)應(yīng)用

視覺識別技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用日益廣泛。視覺識別技術(shù)對交通場景中的圖像或視頻進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)對車輛、行人等目標(biāo)的自動識別和跟蹤。

其一，安裝攝像頭或其他視覺傳感器，可以對交通道路進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并利用視覺識別技術(shù)對圖像或視頻進(jìn)行分析。這樣可以實(shí)現(xiàn)交通流量統(tǒng)計(jì)、車輛違規(guī)檢測、交通事故識別等功能，提供更準(zhǔn)確、全面的交通信息，為交通管理和決策提供有力支持。其二，對車輛的外觀特征進(jìn)行識別和比對，可以實(shí)現(xiàn)車輛的自動識別、配對和追蹤。這對于交通管理和安全監(jiān)控來說非常重要，比如，可以用于實(shí)現(xiàn)道路巡航監(jiān)控、車輛追蹤和盜搶警示等功能，有助于提高交通安全和打擊犯罪。其三，視覺識別技術(shù)還可以用于對行人在交通場景中的姿態(tài)、運(yùn)動軌跡等進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)行人的自動識別和行為分析。這對于交通事故預(yù)警、行人保護(hù)等方面有著重要作用。在智能交通中，視覺識別技術(shù)還可以與其他技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用。比如，可以聯(lián)動車輛識別和智能信號燈，根據(jù)交通流量實(shí)時調(diào)整信號燈的時間，優(yōu)化路口的交通狀況；可以結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛自動駕駛和智能導(dǎo)航等功能。視覺識別技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，將為智能交通領(lǐng)域帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，推動交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑奶嵘齕3]。

3 智能交通系統(tǒng)中的信息通信系統(tǒng)建設(shè)思路

實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)中的信息通信系統(tǒng)建設(shè)，需要考慮網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)服務(wù)管理方面。

3.1 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

建設(shè)一個高效穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是信息通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在智能交通系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是關(guān)鍵的一步，直接影響著整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。首先，布設(shè)光纖通信網(wǎng)絡(luò)是保障高速數(shù)據(jù)傳輸和穩(wěn)定通信的基礎(chǔ)。光纖通信網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬、低延遲等優(yōu)勢，能夠滿足大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，如高清視頻監(jiān)控、實(shí)時交通信息采集等。其次，無線通信設(shè)備的合理部署也是必不可少的，特別是在廣域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸和通信中。采用適當(dāng)?shù)臒o線通信技術(shù)，如LTE 或Wi-Fi 等，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛與交通基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)動，提升交通信息的傳輸效率和覆蓋范圍。此外，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的一部分。數(shù)據(jù)中心作為信息通信系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲、處理和分發(fā)，需要具備高可靠性和可擴(kuò)展性，以應(yīng)對不斷增長的數(shù)據(jù)量和需求。

3.2 通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)

選擇適用于智能交通系統(tǒng)的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)信息通信系統(tǒng)順暢運(yùn)行的重要步驟。在智能交通系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)之間需要相互進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳遞，因此選擇適合的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。例如，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，通信協(xié)議如MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）、CoAP（Constrained Application Protocol）或 者HTTP（Hypertext Transfer Protocol）等都是常用的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議。這些協(xié)議具有輕量級、低功耗、高效的特點(diǎn)，適合于智能交通系統(tǒng)中大量設(shè)備的通信需求。另外，交通信號控制協(xié)議如UTCIP（Urban Traffic Control Interface Protocol）也是智能交通系統(tǒng)中重要的通信標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了交通信號控制系統(tǒng)與其他交通管理系統(tǒng)之間的通信接口和規(guī)范，保障了交通信號信息的準(zhǔn)確傳遞和響應(yīng)。選擇適用的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，各個子系統(tǒng)能夠順暢地通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳遞和交互，提升智能交通系統(tǒng)的整體效率和可靠性。

3.3 加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

信息通信系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)不僅實(shí)時采集大量數(shù)據(jù)，而且通過對這些數(shù)據(jù)的精確分析和應(yīng)用，能夠發(fā)揮出更大的價值和作用。這個數(shù)據(jù)分析的過程可以提供諸多優(yōu)勢，從預(yù)測和優(yōu)化交通流量到提供智能導(dǎo)航建議等方面。對交通流量數(shù)據(jù)的深入分析允許智能交通系統(tǒng)更好地了解交通狀況，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測和優(yōu)化。通過分析歷史交通流量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以識別出交通高峰時段、擁堵路段和常見的交通模式。這使系統(tǒng)能夠預(yù)測未來交通流量的趨勢，幫助交通管理部門更好地規(guī)劃資源、制定策略，并提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。數(shù)據(jù)分析還有助于優(yōu)化交通信號控制策略，實(shí)現(xiàn)智能交通信號的精確調(diào)控。通過實(shí)時分析即時交通數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以快速響應(yīng)交通狀況的變化，調(diào)整信號燈的時序，以最大程度地減少交通擁堵和提高道路使用效率，這種實(shí)時優(yōu)化能夠在瞬息萬變的交通環(huán)境中提供更加高效和流暢的交通流動。信息通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)也可以用于提供智能導(dǎo)航建議。通過分析實(shí)時交通數(shù)據(jù)和道路狀況，系統(tǒng)可以向駕駛員提供最佳的路線選擇，以避開擁堵、節(jié)省時間和燃料，從而提高行車效率和安全性。智能導(dǎo)航建議可以實(shí)時更新，考慮各種因素，如交通流量、道路狀態(tài)、天氣和事故情況，以提供最合適的駕駛建議[4-5]。

4 結(jié)語

總之，信息通信系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的核心組成部分，在促進(jìn)交通系統(tǒng)的智能化和高效化方面發(fā)揮著重要作用。通過數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析，信息通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了交通流量的預(yù)測和優(yōu)化，為交通管理部門提供決策支持和科學(xué)依據(jù)。同時，智能導(dǎo)航建議和交通違規(guī)檢測等功能也極大地提高了交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率。隨著信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，智能交通系統(tǒng)將不斷完善和優(yōu)化，為城市交通發(fā)展和公眾出行帶來更多便利和舒適。相信在不久的將來，信息通信系統(tǒng)將在智能交通領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，為構(gòu)建智慧城市、推動可持續(xù)交通發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。