基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流探測技術研究

趙靜

摘 要：交通運輸?shù)男首鳛橐豁椨绊懳覈鴩窠洕囊?，需要采用最新的技術手段，提升交通運輸?shù)男?，以降低交通運輸?shù)某杀??；谖锫?lián)網(wǎng)的智能交通流量探測技術是物聯(lián)網(wǎng)與智能交通管理系統(tǒng)的結合，有效利用感知技術、通信技術、信息技術等，改善對交通流的探測。該系統(tǒng)能更有效地獲取數(shù)據(jù)資料，并進行多次的數(shù)據(jù)融合，最終反饋給智能車輛，為其提供有效的建議，進而實現(xiàn)降低交通成本的目的。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能交通流；探測技術

當前的車載自組網(wǎng)對交通運出的探測和分析存在不確定之處，其可靠性與實時性都有待提高。物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）對于解決上述問題具有重要的作用，物聯(lián)網(wǎng)是各種信息傳感設備系統(tǒng)的統(tǒng)稱，通過傳感器、條碼設備、全球定位設備等接入網(wǎng)，進而形成一個更大系統(tǒng)的智能網(wǎng)絡?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能交通流探測系統(tǒng)（ITFDS），能夠通過互聯(lián)網(wǎng)與無線網(wǎng)絡，將交通數(shù)據(jù)進行信息計算和信息交換。下面對該系統(tǒng)做出分析，并闡述該系統(tǒng)模型的構造以及數(shù)據(jù)的收集和分析，最后指明該技術未來的改進方向。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流量探測系統(tǒng)

該系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術在智能交通流探測中的實際應用，其實質綜合利用傳感技術、通信技術、網(wǎng)絡技術、信息處理和智能控制技術等，改善并發(fā)展現(xiàn)有的交通技術，不斷提高交通系統(tǒng)的管理水平。而綜合交通運輸也是現(xiàn)在的發(fā)展趨勢之一，特別是在公路的交通流管理方面，具有顯著的應用優(yōu)勢。但是，流通費用較高依然是當前制約我國國民經濟發(fā)展的因素之一，因此，迫切需要采用更完善的技術和系統(tǒng)改善現(xiàn)有的交通信息流探測系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。構建基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代智能交通管理系統(tǒng)，能有效提高路網(wǎng)的流通性、提升車流運行效率。這對于當前的國民經濟建設意義重大，同時有助于減少為期排放和油耗，促進環(huán)境改善。

物聯(lián)網(wǎng)在我國具有良好的發(fā)展前景，具有巨大的市場價值和商業(yè)價值?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能交通流量探測系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)與交通流探測的結合，是當前交通發(fā)展的迫切需要。智能交通能夠充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)本身的特點，采用基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流量探測系統(tǒng)進行智能交通管理，能把交通、氣象等信息資料提前傳達給車輛，幫助智能化的乘涼避開擁堵的魯鈍和惡劣的天氣。同時，幫助智能車輛選擇最快的路線，達到減少油耗、尾氣排放的目的。

2 系統(tǒng)構建與網(wǎng)絡模型

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流探測系統(tǒng)是由物聯(lián)網(wǎng)的控制機、車載傳感器節(jié)點與匯聚點組成的。其中，車載傳感器節(jié)點存儲著道路地圖信息，每間隔一定的時間，傳感器節(jié)點會把車速向四周廣播至其他節(jié)點。各個車輛節(jié)點廣播數(shù)據(jù)的匯集，組成道路各個路段的交通流。匯聚點設置在交叉路口，將車載節(jié)點的交通流數(shù)據(jù)信息發(fā)送到匯聚點，匯聚點對信息進行融合以后，獲得各個路段的交通流量。而采用互聯(lián)網(wǎng)能夠將各個匯聚點的數(shù)據(jù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中心控制機，在此，各個路段的交通流數(shù)據(jù)匯聚起來，并通過匯聚點將此交通流情況進行廣播，為車輛提供道路選擇的相關信息。

將基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流探測系統(tǒng)中的道路換成網(wǎng)格，對道路交通流進行探測。網(wǎng)格拓撲具有較強的動態(tài)性，能夠對車輛的狀態(tài)進行探測與預測，采用車載節(jié)點獲取信息的方式便于信息的獲取和處理。在匯聚點和互聯(lián)網(wǎng)控制中心，數(shù)據(jù)得到融合與分發(fā)，為車輛選擇道路提供信息。

3 數(shù)據(jù)信息的獲取和計算

首先要探測并計算道路車輛的速度，通過節(jié)點的交通流量、道路交通流量速度、道路的最高限度等數(shù)據(jù)信息，探測并計算道路車速。其次要探測并計算車輛密度，若一個車輛收集到的節(jié)點廣播數(shù)量較多，則說明該車輛周圍的車輛多，交通擁堵的可能性較高。最后，利用車輛經過網(wǎng)格時收集到的數(shù)據(jù)信息對道路網(wǎng)格內的流量數(shù)據(jù)進行計算，結合車輛的速度、車輛的密度等信息，對網(wǎng)格內的交通擁堵程度進行計算。道路網(wǎng)格的長度是一致的，某一網(wǎng)格內數(shù)據(jù)的收集次數(shù)多則表示車輛通過該路段話費的時間長，擁堵的可能性較大。

車輛在經過交叉路口時，節(jié)點的交通信息會發(fā)送到匯聚點，在匯聚點，車輛會把收到的數(shù)據(jù)進行融合，并對網(wǎng)格內的擁堵程度進行計算。為提高道路流量數(shù)據(jù)的有效性，需要每一個匯聚點收集前一路口到該點所在路口之間的道路交通流數(shù)據(jù)信息。

在完成數(shù)據(jù)的收集與融合后，需要對數(shù)據(jù)進行匯總和分發(fā)。在收集數(shù)據(jù)以后，各個匯聚點計算出交通流量數(shù)據(jù)，并將信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)中心控制機。由控制機對信息進行匯總和融合，隨后分發(fā)給車載節(jié)點，為車輛選擇道路提供幫助。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)智能交通流探測技術的改進

在實際的交通當中，交通流量是動態(tài)的，不斷變化著的。表現(xiàn)較為明顯的是城市交通的早高峰與晚高峰。在交通高峰到來時，車輛明顯增加，而在結束階段，車輛會顯著減少。在本次研究的基于物聯(lián)網(wǎng)智能交通流探測技術中，車輛需要耗費一定的時間才能夠行使到下一路口，而車輛將信息發(fā)送至匯聚點并從匯聚點獲得新的信息需要約60s的時間。但在這段事件內，道路的車輛已經發(fā)生了變化，因此，需要對該技術做出進一步的研究，以期縮小車輛所獲取信息的精確度。另外，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通六探測技術系統(tǒng)需要較大的信息承載量和數(shù)據(jù)的收集傳輸能力，在車輛較多、車速較快等情況下，依然能有效收集信息，并對數(shù)據(jù)進行融合，將所得到的信息分發(fā)給車輛。

5 結束語

文章重點介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流量探測技術，對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流量探測技術系統(tǒng)的組成，結構及其分工等進行分析，表明基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通流量探測技術系統(tǒng)是一個由車載節(jié)點、匯聚點和互聯(lián)網(wǎng)計算機控制中心三者共同組成的一個系統(tǒng)。匯聚點和物聯(lián)網(wǎng)控制中心將數(shù)據(jù)信息進行融合以后分發(fā)給車載節(jié)點，方便車輛選擇道路。

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