物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用

胡 斌

(蘇交科集團(tuán)股份有限公司,江蘇 南京 210000)

0 引言

我國(guó)在智慧交通系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中,相關(guān)部門應(yīng)重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用,制定完善的技術(shù)方案和體系,設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完善智慧交通系統(tǒng)模式,確保在智慧交通引導(dǎo)、車輛識(shí)別和救援中充分發(fā)揮技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值和作用,為我國(guó)智慧交通系統(tǒng)的良好運(yùn)行和發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中應(yīng)用問(wèn)題的分析

近年來(lái),我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人們的生活水平不斷提升,汽車保有量迅速增加,交通管理工作越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)的交通管理方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)目前信息化發(fā)展的時(shí)代。然而,以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)設(shè)計(jì)智慧交通系統(tǒng),不僅能夠?yàn)樘嵘煌ㄟ\(yùn)行管理的效果提供保障,還能促使交通管理工作的智慧化發(fā)展。然而,當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通應(yīng)用過(guò)程中還存在以下些問(wèn)題。

1.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題

目前,雖然我國(guó)已經(jīng)開始重視智慧交通系統(tǒng)的建設(shè),但是在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中,存在大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題。一方面,相關(guān)部門沒有科學(xué)合理地開發(fā)數(shù)據(jù)規(guī)劃系統(tǒng),不能準(zhǔn)確深入規(guī)劃智慧交通中的各類數(shù)據(jù)信息,不利于分析研究智慧交通數(shù)據(jù)信息。另一方面,實(shí)際工作中缺乏完善的數(shù)據(jù)共享平臺(tái),不能科學(xué)合理地進(jìn)行各類智慧交通數(shù)據(jù)的共享和交換。與此同時(shí),沒有根據(jù)不同專業(yè)用戶需求等,采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行智慧交通各類數(shù)據(jù)信息的處理和挖掘分析,不利于智慧交通領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)揮。

1.2 缺乏交通引導(dǎo)模式

在采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中,沒有科學(xué)合理進(jìn)行交通流量的探測(cè)和監(jiān)控分析,未能通過(guò)對(duì)不同交通流數(shù)據(jù)信息的采集,分析和研究等預(yù)測(cè)前方的交通流變化情況,導(dǎo)致交通引導(dǎo)的效果降低,不利于交通擁堵問(wèn)題的預(yù)防和交通事故的防控。有關(guān)部門在采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中切實(shí)根據(jù)智慧交通發(fā)展特點(diǎn)和需求等制定完善且優(yōu)化的交通引導(dǎo)方案,欠缺科學(xué)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升交通引導(dǎo)的效果和水平,對(duì)智慧交通中駕駛員交通引導(dǎo)服務(wù)工作的有效開展造成不利影響。

1.3 缺乏交通車輛識(shí)別功能

當(dāng)前,在智慧交通中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)缺乏關(guān)于交通車輛的識(shí)別功能。一方面,相關(guān)技術(shù)不能準(zhǔn)確識(shí)別交通車輛的車牌號(hào)和車輛信息,難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛行駛速度過(guò)快或是其他的問(wèn)題。另一方面,系統(tǒng)缺少利用車輛信息識(shí)別的方式等科學(xué)合理地監(jiān)控車輛,導(dǎo)致智慧交通管理工作的效果難以提升。

1.4 缺少交通救援功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通領(lǐng)域中的應(yīng)用,由于沒有科學(xué)合理設(shè)置道路監(jiān)控平臺(tái),缺少完善的勤務(wù)指揮和運(yùn)營(yíng)管理等功能,缺少應(yīng)急保障和數(shù)據(jù)服務(wù)功能。使車輛在應(yīng)急狀態(tài)下智慧交通系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)效果過(guò)低,難以為交通救援工作提供智能化和可視化的管理。

1.5 缺少完善技術(shù)模式

首先,缺乏完善的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用模式,相關(guān)系統(tǒng)不能通過(guò)現(xiàn)代化的技術(shù)和系統(tǒng)、設(shè)備等在交通監(jiān)管的過(guò)程中合理采用大數(shù)據(jù)技術(shù),對(duì)智慧交通中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用造成不利影響。其次,系統(tǒng)中缺乏完善的最短路徑分析技術(shù)模式和交通網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù)模式,導(dǎo)致因?yàn)橄到y(tǒng)的技術(shù)模式過(guò)于單一落后,不能為智慧交通提供高質(zhì)量和可控性的服務(wù),不利于智慧交通建設(shè)過(guò)程中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)價(jià)值的發(fā)揮。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用問(wèn)題的對(duì)策

2.1 構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心

為確保在智慧交通系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中,充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用價(jià)值,相關(guān)部門應(yīng)重點(diǎn)構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心,以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換,消除信息孤島,打破橫向各部門之間和系統(tǒng)之間的信息壁壘,縱向進(jìn)行數(shù)據(jù)的基層應(yīng)用、中層監(jiān)測(cè)管控和高層決策,開發(fā)具有數(shù)據(jù)匯集功能、管理功能、服務(wù)功能的數(shù)據(jù)平臺(tái)[2]。首先,開發(fā)關(guān)于數(shù)據(jù)規(guī)劃方面的系統(tǒng),構(gòu)建數(shù)據(jù)中心,對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃處理,協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,編制完善的數(shù)據(jù)報(bào)表和規(guī)則,確保數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)管理和集成管理。其次,開發(fā)數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng),利用導(dǎo)入和交換等方式采集不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù),監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采集的任務(wù),自動(dòng)化進(jìn)行數(shù)據(jù)采集糾錯(cuò)處理。最后,開發(fā)數(shù)據(jù)共享平臺(tái),以SOA架構(gòu)為基礎(chǔ),利用前置機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù),使智慧交通各類子系統(tǒng)能夠良好地進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換協(xié)同,便于有效進(jìn)行平臺(tái)的監(jiān)控和運(yùn)維管理。除此之外,重點(diǎn)開發(fā)數(shù)據(jù)管理分析方面和支持決策方面的系統(tǒng),例如:在數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)方面,以智慧交通專題的形式靈活設(shè)計(jì)不同類型的報(bào)表數(shù)據(jù)、指示數(shù)據(jù),按照不同專業(yè)用戶的需求,統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析配置,保證各類數(shù)據(jù)的綜合分析和應(yīng)用。同時(shí),還需系統(tǒng)的完善數(shù)據(jù)查詢檢索的功能、時(shí)態(tài)分析的功能、數(shù)據(jù)鉆取的功能、可視化展示功能等;在決策支持出具方面,將GIS地圖和報(bào)表等可視化技術(shù)為基礎(chǔ),為決策人員提供智慧交通的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)和決策服務(wù)。

2.2 設(shè)計(jì)交通引導(dǎo)模式

智慧交通中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),相關(guān)人員需要合理進(jìn)行交通引導(dǎo)模式的設(shè)計(jì),將智慧交通的交通引導(dǎo)設(shè)計(jì)成為自動(dòng)發(fā)布通行信息引導(dǎo)和人工引導(dǎo),以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行交通基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)和氣候情況、預(yù)警信息的采集,一旦有交通事故的發(fā)生,系統(tǒng)即可自動(dòng)檢測(cè)分析,利用車載通信系統(tǒng),將事故信息傳輸給駕駛員,為駕駛員提供車輛出行的引導(dǎo)。同時(shí),可通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行交通流狀態(tài)的探測(cè)和監(jiān)視,采集收集不同交通流的數(shù)據(jù)深入對(duì)交通流的特點(diǎn)進(jìn)行分析,自適應(yīng)性和智慧化進(jìn)行交通流變化的預(yù)測(cè),制定完善的應(yīng)對(duì)方案和計(jì)劃,利用各類渠道發(fā)布相關(guān)的信息。交通引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可充分利用道路中的各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采集路況信息和車輛通行信息、氣候信息與風(fēng)速信息,在LED燈上進(jìn)行顯示,發(fā)布交通誘導(dǎo)的信息和動(dòng)態(tài),使智慧交通系統(tǒng)中智能誘導(dǎo)的水平提高,以免發(fā)生交通擁堵的現(xiàn)象或是交通事故。有關(guān)人員可與節(jié)能環(huán)保發(fā)電技術(shù)結(jié)合,利用節(jié)能環(huán)保的技術(shù)解決智慧交通誘導(dǎo)信息供電的問(wèn)題。

2.3 設(shè)計(jì)交通車輛識(shí)別系統(tǒng)

智慧交通發(fā)展的過(guò)程中可采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)交通車輛識(shí)別系統(tǒng),以物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感技術(shù)為基礎(chǔ),在系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)利用非接觸類型的地磁傳感器,定時(shí)進(jìn)行車輛速度和距離數(shù)據(jù)的采集感知。同時(shí),配置電子車牌,在車牌上安裝電子標(biāo)簽,識(shí)別正在行駛或是?？康能囕v信息。一旦車輛進(jìn)入傳感器的檢測(cè)范圍,系統(tǒng)終端節(jié)點(diǎn)即可利用磁力傳感器設(shè)備和雷達(dá)設(shè)備、聲波設(shè)備等進(jìn)行車輛行駛速度數(shù)據(jù)等采集。如果沒有安裝或是缺少有效的電子識(shí)別標(biāo)簽,系統(tǒng)可利用圖像識(shí)別設(shè)備進(jìn)行車輛數(shù)據(jù)的讀取,以RFID技術(shù)構(gòu)建電子車牌系統(tǒng),識(shí)別車牌信息,便于準(zhǔn)確進(jìn)行道路車輛的監(jiān)控,有效完成智慧交通管理工作。

2.4 設(shè)計(jì)交通救援系統(tǒng)

智慧交通救援系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是在道路監(jiān)控平臺(tái)的基礎(chǔ)上維護(hù)交通安全,改善交通服務(wù)的水平。其一,在交通救援系統(tǒng)中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完善系統(tǒng)勤務(wù)指揮功能、運(yùn)營(yíng)管理功能、用戶管理功能、交通控制功能、應(yīng)急保障和數(shù)據(jù)服務(wù)功能等,系統(tǒng)在應(yīng)急事件狀態(tài)下快速進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的處置,做好智慧交通系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng),完成交通救援的智能化管理和可視化管理。其二,智慧交通救援系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)備,完善各類交通設(shè)施和運(yùn)營(yíng)管理功能、交通控制和用戶管理功能,為交通救援的決策提供支持。

2.5 構(gòu)建相應(yīng)的技術(shù)模式

為提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用效果,建議相關(guān)部門構(gòu)建較為完善的技術(shù)模式,應(yīng)用各類關(guān)鍵技術(shù),保證智慧交通管理和服務(wù)的水平,充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的價(jià)值,促使智慧交通系統(tǒng)的良好運(yùn)行,如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中的關(guān)鍵技術(shù)

2.5.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)

近年來(lái),我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施越來(lái)越完善,機(jī)動(dòng)車的數(shù)量不斷增加,交通擁堵問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題受到廣泛重視,為有效解決此類問(wèn)題,在智慧交通系統(tǒng)中應(yīng)采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)時(shí)采集和獲取交通數(shù)據(jù)信息,保證各類數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性,有效解決智慧交通的數(shù)據(jù)問(wèn)題,充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用和價(jià)值。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨于成熟,智慧交通領(lǐng)域中采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳感器設(shè)備和感應(yīng)器設(shè)備,能夠全面采集智慧交通的數(shù)據(jù)信息,通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的分析,可在龐大的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的部分,準(zhǔn)確進(jìn)行道路擁擠情況、氣候情況、事故情況等數(shù)據(jù)的分析。系統(tǒng)可以從多個(gè)維度和多個(gè)層面提供關(guān)于智慧交通管理和服務(wù)的數(shù)據(jù),幫助交通管理部門解決道路擁堵的問(wèn)題和行車安全風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題,提升智慧交通服務(wù)水平[3]。

2.5.2 最短路徑分析技術(shù)

我國(guó)路網(wǎng)數(shù)據(jù)信息持續(xù)增加,關(guān)于道路最短路徑查詢的技術(shù)越來(lái)越完善。Reach的real算法是典型的最短路徑查詢和計(jì)算算法,以reach算法為基礎(chǔ)進(jìn)行最短路徑算法的改進(jìn),有助于提升最短路徑計(jì)算和查詢的時(shí)間,提高智慧交通過(guò)程中的路徑查詢方面服務(wù)質(zhì)量。因此,在智慧交通系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中,需重點(diǎn)采用現(xiàn)代化的最短路徑算法技術(shù),科學(xué)合理地進(jìn)行駕駛過(guò)程中最短路徑的計(jì)算分析,為駕駛員提供高質(zhì)量服務(wù)。

2.5.3 交通網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù)

智慧交通網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù),能夠從多個(gè)維度和角度進(jìn)行交通網(wǎng)格的演化和特征分析,改善交通網(wǎng)格的調(diào)控和管理模式。因此,在智慧交通中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),需重視交通網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù)的應(yīng)用。其一,可通過(guò)交通網(wǎng)絡(luò)演化的技術(shù)使道路網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)先進(jìn)性的特點(diǎn)。其二,可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)演化的技術(shù)使道路網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出葉脈網(wǎng)格的特點(diǎn)。其三,可利用網(wǎng)絡(luò)演化技術(shù)使道路網(wǎng)格呈現(xiàn)血管網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),確保在智慧交通系統(tǒng)中,完善道路網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格形式,滿足交通道路網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的需求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用,不僅能夠改善交通監(jiān)控和管理的效果,還能提升智慧交通服務(wù)水平,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。因此,建議我國(guó)在智慧交通系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用,積極構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心、設(shè)計(jì)交通引導(dǎo)的模式和交通車輛識(shí)別系統(tǒng),開發(fā)交通救援系統(tǒng),構(gòu)建完善的技術(shù)模式,充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)和算法技術(shù)的作用,為智慧交通系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作用和優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮做出貢獻(xiàn)。