基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的城市智能交通

彭加欣　李奕金

摘 要：本文把物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)結(jié)合到城市智能交通之中，通過(guò)信息采集，信息處理和建模，來(lái)達(dá)到對(duì)城市各路段交通狀況的監(jiān)控和管理，并設(shè)想了幾個(gè)物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)在智能交通中應(yīng)用的例子，如智能交叉口紅綠燈、城市智能公共停車場(chǎng)等。我們發(fā)現(xiàn)，新的智能交通模式打破了以往交通局域封閉性，信息反饋不及時(shí)性和不同部門隔閡性等缺點(diǎn)，為解決城市交通問(wèn)題，提供了新的思路.

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；智能交通；智能信號(hào)燈；智能停車場(chǎng)

近年來(lái)，我國(guó)汽車擁有量急劇增加，與此同時(shí)由于城市規(guī)劃不完善、道路通行能力不足等原因使得交通擁堵問(wèn)題、交通污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。

已有的智能交通系統(tǒng)在優(yōu)化交通系統(tǒng)管理，提高交通運(yùn)行效率等方面發(fā)揮了較大的作用，但是仍然存在以下缺點(diǎn)：信息采集不準(zhǔn)確、覆蓋面不夠廣、信息處理不夠迅速等等。

本文設(shè)想把物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算運(yùn)用到智能交通系統(tǒng)上去，并實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，則能夠有效的解決原有的智能交通所存在問(wèn)題，從而促進(jìn)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（The internet of things），顧名思義就是一種將各種物體相互聯(lián)系在一起的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)原理如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)信息的采取屬于一人一車模式[2]。一是靜態(tài)車信息采集。每輛車均有一個(gè)唯一編號(hào)的電子標(biāo)簽，其對(duì)應(yīng)的基本信息如車牌號(hào)、汽車類型、車齡等均在此電子標(biāo)簽上，通過(guò)讀取該電子標(biāo)簽即可達(dá)到信息入網(wǎng)。二是浮動(dòng)車信息采集技術(shù)。通過(guò)衛(wèi)星定位裝置，可采集到汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)的物理坐標(biāo)和時(shí)間點(diǎn)。

2.云計(jì)算

云計(jì)算在智能交通上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）在面對(duì)海量的交通信息，如車牌自動(dòng)識(shí)別信息、車輛 GPRS 定位信息、信號(hào)燈倒計(jì)時(shí)信息等，云計(jì)算擁有比大型機(jī)更為優(yōu)秀的計(jì)算和存儲(chǔ)能力。對(duì)于管理部門而言，強(qiáng)大的計(jì)算能力可以迅速幫助建立起精確的動(dòng)態(tài)交通視圖，隨時(shí)從網(wǎng)上調(diào)用海量文件庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于車主而言，云計(jì)算的功能主要體現(xiàn)在對(duì)交通狀況的預(yù)測(cè)和對(duì)最優(yōu)行車路線的誘導(dǎo)。

（2）云計(jì)算提供了一個(gè)綜合處理信息的平臺(tái)，各個(gè)管理部門通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)即可把采集到的信息傳輸?shù)竭@個(gè)平臺(tái)，而經(jīng)過(guò)分析處理得到的所需要的新信息可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)较鄳?yīng)部門。

3 物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算在智能交通中運(yùn)用的例子

3.1 智能交叉口信號(hào)燈

在解決城市交通道路堵塞問(wèn)題的過(guò)程中，采用合理的交叉口紅綠燈配時(shí)是十分重要的一環(huán)。目前信號(hào)燈的控制模型仍然是固定周期長(zhǎng)、固定綠信比，現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，車流是實(shí)時(shí)變化的，因而，必須實(shí)時(shí)地控制信號(hào)燈來(lái)提高交叉口的使用效率。

要實(shí)時(shí)的控制信號(hào)燈必須建立可行的信號(hào)燈控制模型，建立這樣的模型需要三個(gè)條件，一是獲取充足的道路交叉口附近車流信息，二是要有合理的紅綠燈時(shí)間分配數(shù)學(xué)模型，三是要有快速的信息分析處理能力。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以提供建立信號(hào)燈控制模型需要的浮動(dòng)車信息，紅綠燈時(shí)間分配數(shù)學(xué)模型可以采用（F-B）法[3]（F.Webster-B.Cobber）來(lái)建立。云計(jì)算技術(shù)則保證了對(duì)計(jì)算能力的需求。

與現(xiàn)有的固定周期，固定綠信比的交叉口信號(hào)燈相比，智能交叉口信號(hào)燈能更好的契合現(xiàn)實(shí)中不同時(shí)間段對(duì)交叉口通行能力的需求，既避免了汽車多余的等待，又保證了最大通行能力，大大減少了交通堵塞的幾率。

3.2 城市智能公共停車場(chǎng)

隨著人民物質(zhì)生活水平的提高，私家車的使用越來(lái)越普遍，如何找到停車位成了讓車主頭疼的問(wèn)題。本文從提高停車場(chǎng)使用效率入手提出解決方案。

該方案的總體思路是建立一個(gè)將整座城市所有公共停車場(chǎng)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相連，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，將各個(gè)停車場(chǎng)的基本信息如地理位置，停車費(fèi)用，停車位空余情況等發(fā)布給服務(wù)人群。

要建立這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)首先要對(duì)各個(gè)停車場(chǎng)信息進(jìn)行采集，采集方式為物聯(lián)網(wǎng)模式。停車場(chǎng)信息包括靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息。靜態(tài)信息包括停車場(chǎng)所處地理位置、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、車位數(shù)量等。動(dòng)態(tài)信息主要指實(shí)時(shí)停車位的數(shù)量，由于停車位的數(shù)量是不斷變化的，所以需要停車場(chǎng)管理處定時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次更新。信息的分析和處理采用云計(jì)算模式。信息經(jīng)過(guò)分析處理后系統(tǒng)再將信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)發(fā)送給服務(wù)人群的智能終端上（智能手機(jī)，平板等）。

此方案充分發(fā)揮了每一個(gè)停車位的作用，大大提高了停車場(chǎng)的使用效率。這樣既解決了車主尋找車位的難題，又減少了汽車亂停路邊占用道路導(dǎo)致道路擁堵的情況。

物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算在智能交通中應(yīng)用的例子還有許多，比如基于RFID射頻標(biāo)簽技術(shù)的集裝箱跟蹤系統(tǒng)，交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等等，在此不再敘述。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文在既有的智能交通基礎(chǔ)上，引入了物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)。這種管理模式的優(yōu)點(diǎn)在于避免了大量人力物力的投入，提高了管理效率。同時(shí)，這種新型智能交通管理模式還有統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)配的特點(diǎn)，使整個(gè)交通系統(tǒng)整體優(yōu)化，充分發(fā)揮了各種交通資源的最大能效。

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作者簡(jiǎn)介

彭加欣，男，漢族，湖北赤壁人，鄭州大學(xué)道路橋梁與渡河工程2012級(jí)本科生。

李奕金，男，漢族，河南周口人，鄭州大學(xué)道路橋梁與渡河工程2012級(jí)本科生。