物聯網技術在智能交通系統的應用研究

李 蕾

（1.貴州大學職業技術學院，貴州 貴陽 550004；貴州省財政學校，貴州 貴陽 550004）

[專題研究與新論]

物聯網技術在智能交通系統的應用研究

李 蕾

（1.貴州大學職業技術學院，貴州 貴陽 550004；貴州省財政學校，貴州 貴陽 550004）

論文旨在提高收費站信息傳輸的實時性，加強對過往車輛管理。并利用RFID技術的自身優勢，將GPS技術、通信網絡技術與數據庫技術同射頻識別技術有機地進行結合，同時結合人工管理與自動識別認證管理，集成一個為收費站提供科學管理、控制與服務的服務性信息平臺。并且設計初步的系統技術方案。該系統不僅要實現實時跟蹤過往車輛，而且還能夠為各級監管部門人員提供一個較好的公共操作平臺。

收費站；RFID技術；電子標簽；智能交通系統

物聯網是在互聯網的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品，進行信息交換和通信的一種網絡。如今，物聯網已經成為全世界最密切關注的詞語，物聯網本身則被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第三次浪潮。

物聯網用途廣泛，可用于公共安全、工業生產、倉儲物流、智能交通、智能家居、健康監測等多個領域。專家預測，未來十年內物聯網就可能大規模普及。如果物聯網順利普及，就意味著幾乎所有的電器、家居用品、汽車制造都需要更新換代，一個上萬億元規模的高科技市場就會誕生。屆時，人們將享受到更加安全輕松的生活。作為物聯網重要應用的智能交通系統 (Inteligent Transportion System,ITS)是21世紀現代交通運輸體系的發展方向。

ITS將先進的傳感器技術、RFID技術、無線通信技術、數據處理技術、視頻檢測識別技術、GPS技術、信息發布技術等綜合運用于整個交通運輸管理體系，通過對交通信息的實時采集、傳輸和處理，借助各種科技手段和設備，對各種交通情況進行協調和處理，建立起一種實時、準確、高效的綜合運輸管理體系，從而使交通設施得以充分利用，并能夠提高交通效率與安全，最終使交通運輸服務和管理智能化，實現交通運輸的集約式發展。

從以上敘述可以看出，智能交通無處不在利用物聯網來實現交通運輸的智能化。智能交通與物聯網的結合是必然的，智能交通行業被公認為是物聯網產業化發展落實到實際應用的最能夠取得成功的優先行業之一，必將能夠創造出巨大的應用空間和市場價值。

不停車收費系統是智能交通的重要組成部分。隨著交通車輛的不斷增加，傳統人工收費方式的缺點逐漸凸顯，嚴重影響收費站的通行能力。科技的發展使得聯網收費成為可能，不停車收費的呼聲越來越高。

一、不停車收費系統

不停車收費系統（Electronic Toll Collection,ETC），又稱電子收費系統。是一種能實現不停車收費的全天候智能型分布式計算機控制、處理系統，是電子技術、通信和計算機技術、自動控制技術、傳感技術、交通工程和系統工程的綜合產物，是典型的物聯網應用。當車輛通過有ETC系統的收費站時，ETC系統自動完成所過車輛的登記、建檔、收費的整個過程，在不停車的情況下收集、傳遞、處理汽車的各種信息。

二、基于物聯網技術的不停車收費系統解決方案

ETC的關鍵是車載智能識別卡與收費站車輛自動識別系統的無線電收發之間，通過電波進行數據交換，獲取車輛的類型和所屬用戶等相關數據，并由計算機系統控制車輛通行，其費用通過計算機網絡從用戶所在數據庫中專用賬號自動繳納。

ETC車道主要由天線、地感線圈、自動欄桿、收費額顯示牌、信號燈等組成。

ETC系統的工作流程為:

（1）車輛進入通信范圍時，首先壓到地感線圈，啟動天線。

（2）天線與車載單元進行通信，判別車載單元是否有效，則進行交易；如無效（無效卡、無卡、假卡、低值卡等），則報警（通信信號燈變紅）并保持車道關閉，進行人工收費。

（3）如交易成功，系統控制欄桿抬升，通信信號燈變綠，收費額顯示牌顯示交易信息。

（4）車輛通過落桿線圈后，欄桿自動回落，通信信號燈變紅。

（5）系統保持交易記錄，并把交易信息上傳到收費站服務器中，等待下一輛車進入。

三、整個ETC系統的組成

整個ETC系統分為數據采集模塊、數據傳輸模塊、后臺數處理模塊三個部分。

（1）數據采集模塊：采用RFID技術，主要由RFID車載超高頻無緣射頻標簽和電子讀頭設備、高速長距離超高頻閱讀器組成。RFID可以采取非接觸式的射頻通信方式，通過讀寫器與標簽的無線通信實現數據采集，識別標簽載體的身份等特征。

（2）數據傳輸模塊：以高速公路光纖網作為基礎、無線網絡為補充的數據傳輸方案。

（3）后臺數據處理模塊：負責基礎數據的管理、系統的安全管理、費用運算、路徑運算、通行費拆分、系統相關報表管理等，以及與車載電子標簽聯名卡的辦理、代扣通行費等金融方面的服務。

系統的三個模塊有機結合在一起，形成一個完整的物聯網，實現ETC。

將先進的信息技術、數據傳輸技術、電子控制技術以及計算機處理技術綜合，有效地運用于公路運輸管理系統，構成強大的交通“物聯網”，將成為21世紀現代化運輸體系的基本模式和發展方向，也是交通運輸現代化的一個重要標志。

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1673-0046（ 2012）2-0152-02