面向智能交通系統的物聯網體系結構的研究

魯一坤

（西京學院，陜西西安，710123）

面向智能交通系統的物聯網體系結構的研究

魯一坤

（西京學院，陜西西安，710123）

解決城市交通中存在的交通工具使用效率低等問題的一種方法就是應用物聯網技術，設計智能交通系統。本文對智能交通系統和物聯網技術的內涵做了簡單的概述，重點論述了他們當前的發展狀況以及今后的發展趨勢。

物聯網技術；城市交通；智能交通系統

0 引言

汽車的使用雖然便利了人們的生活，但卻帶來了嚴重的交通擁擠、汽車尾氣、空氣污染等問題。為了解決這一問題，政府出臺了多項政策，例如限號出行，搖號購買汽車，提倡乘坐公交車或是騎自行車等，但這些政策只能緩解城市交通問題，并不能從本質上解決城市交通問題，而智能交通系統的構建則能從本質上解決城市交通問題。智能交通系統的設計理念就是提高城市道路的使用效率，而城市道路使用效率的提高則離不開對道路上各種交通車輛的監控。

1 智能交通以及物聯網技術概述

1.1 智能交通系統

利用傳感技術、信息技術、計算機技術、電子技術以及網絡技術來全方位、大范圍、高效、準確、實時地監管城市道路的一種技術就是智能交通系統技術。智能交通系統在城市交通管理上具有重大作用，包括：一是保護城市道路環境；二是解決城市道路擁擠問題；三是保障行車人安全；四是提高城市道路利用效率；五是挖掘城市道路運行潛力。

當前，城市智能交通技術在我國的發展狀況為：由于城市智能交通技術比較落后，城市智能交通系統在設計上存在多方面的不足，無法對道路進行統一規劃管理，監測點過少，智能化和自動化程度都有待提高。

1.2 物聯網技術

物聯網技術是這幾年剛興起的一門技術，還不夠成熟，科學家正在進行物聯網概念的定義、物聯網技術的試驗以及物聯網技術運用規范的制定。由于物聯網技術具有各種功能，因此將來物聯網技術將成為世界經濟產業的一個新的增長點。據統計，2007年世界物聯網產值為七百億美元，2008年世界物聯網產值比2007年增加了三十萬美元，而2015年世界物聯網產值比08年增加了近四倍，大約為三千五百億美元，在短短的九年間，互聯網的產值就增加了近五倍，年增長率達到了25%。據有關專家估計，在今后的二十年內，物聯網技術將處于飛速發展階段。例如，美國提出的“智慧地球”國家發展戰略就是以物聯網技術為中心，該發展戰略得到了美國國會的支持，是美國社會今后一個重要的發展方向。

在物聯網技術中，一項重要的內容就是M2M網絡的建立，“M2M”網絡是構建機器和機器通信的網絡。M2M網絡的建立是未來物聯網技術一種重要的應用形式，在城市管理、車輛管理、交通監管、設備管理、安全管理以及機械維修方面都有重要的應用。

2 基于物聯網技術的城市智能交通系統設計

以物聯網技術為基礎進行城市智能交通系統的建立是當前智能城市網絡建立的重要內容，在智能城市網絡建立的過程中，除了物聯網技術外，還需要數據采集、數據通信、信息網絡、智能傳感等多種技術。汽車自動移動、全監控公里、綜合交通道路規劃、道路交通事件處理、智能車輛設計、智能收費系統設計、智能車輛管理、出行者道路規劃以及智能交通違規處罰是城市智能交通系統所應該包含的內容，而其建立需要物聯網技術的支持。

在利用物聯網技術進行該系統設計時，需要進行交通管理決策系統設計、檢測系統設計、基礎系統設計。這三大系統都需要進行道路運行車輛信息的采集，監控道路所有車輛的運行狀態和道路當前運載情況，這些信息的采集和監測都需要物聯網技術支持。物聯網技術利用道路、車輛以及道路交通中其他因素的感知能力，進行相關信息采集，再利用汽車移動中心對車輛運行狀態、當前道路的運載能力進行分析，從而實現對城市道路的智能監控。

在對行駛車輛進行信息采集時，需要傳感技術、信息技術以及電子技術的交叉運用，需要光裕無線通信設計部、專程無線通信設備以及射頻發射和識別設備。另外，在對道路車輛以及其他設備進行檢測時，需要有專門的監測點，在車輛生產過程中，通常設計了各種不同檢測用途的監測點，例如車內溫度監測點，車輛行駛速度監測點，車輛行駛方向監測點，車輛駕駛人體態形貌監測點等。而道路上其他基礎交通裝置的監測點在進行道路建設時就已經完成了設置，兩個相鄰監測點之間通常具有相同的距離，監測內容為車輛通過該監測點時的速度，一旦發現車輛超速，就會對車輛進行提示，同時利用車輛上按照的電子標識對車輛身份進行確定，然后根據采集到的的車輛標識號碼從車輛管理部門數據庫中進行車輛其他信息的調查和分析，提取車輛駕駛人、車輛車牌號、車輛所屬地區等關鍵信息，對駕駛人處以相應的處罰，例如扣分或者是罰款等。智能道路交通系統的設計能夠實現對車輛的動態監管。車輛動態監管的實現需要物聯網技術的支持，利用物聯網技術在車輛上插入各種傳感器，通過這種方法增加車輛可感知能力，使車輛獲得和檢測系統或者是監測人員之間的雙向交流能力。在這一過程中，監測人員可以隨時對車輛行駛狀況、車輛所在位置、車輛屬性、車主身份等信息進行收集和監測，實現了車輛監測的實時性和全面性。

在進行智能交通系統設計時，工作重點應該集中在以下三個方面：一是智能交通系統硬件設計，在進行這部分設計時，主要應該進行數據處理設備、信號接收設備、計算芯片、信息存儲設備、電源設備的選擇，要求這些設備具有良好的應有性能，滿足智能交通系統設計的需要；二是系統軟件的設計，在進行這部分設計時，主要應該進行系統語音插件、圖形處理插件、信息采集插件、實時操作插件、數據庫系統、車載系統以及管理系統等多種插件、系統和程序的開發；三是應用軟件的設計，在進行這部分設計時，主要應該進行導航軟件、交通管理軟件、道路管理軟件、人員管理軟件、路況提醒軟件、路況規劃軟件、違規處罰軟件的設計和開發。

無線通信技術、短程專用通信技術、傳感技術、信息收集技術、傳感技術是基于物聯網技術的智能交通系統設計中所必需的關鍵技術，在這些關鍵技術的研究和應用上，我國和物聯網技術比較發達的國家相比，還存在一定的差距和不足，在對道路環境信息、車輛信息、人員信息、交通狀況信息收集上還無法滿足智能交通系統建立的要求。另外，由于我國移動通信帶寬的限制，信息在傳遞過程中失真現象嚴重，圖像文件傳輸速度和傳輸質量都比較差。通信成本也是限制智能交通系統發展的一項重要因素。

3 結束語

基于物聯網技術的智能交通網絡是當前物聯網技術在交通領域一項重要的應用內容，也是從根本上解決當前世界各國交通運輸問題的一項重要措施。建立智能交通系統不僅可以減緩道路上車輛的擁堵問題，而且還有助于道路環境的保護，確保道路車輛和行人的安全，提高道路使用效率。利用物聯網技術改革之前的道路管理模式，實現道路管理模式的創新，提高道路管理智能化程度和自動化水平，這是物聯網技術的一項重要應用。和世界其他國家相比，我國在物聯網技術的研究上起步晚，在關鍵技術和核心問題上還沒有取得突破性進展，對國外物聯網技術還有較大的依存性，因此在物聯網技術今后的發展中，科學家必須利用創新突破物聯網技術上的核心技術，提高物聯網技術的自主化程度，加快研制具有核心知識產權的智能交通網絡。

[1]趙靜.基于物聯網的智能交通流探測技術研究[J].科技創新與應用.2016(34)

[2]徐一旻.基于物聯網的新一代智能交通管理系統探析[J].武漢大學學報(哲學社會科學版).2012(06)

Networking architecture for intelligent transportation systems research

Lu Yikun
（Xijing University，Xi'an Shanxi，710123）

solving of urban transportation in vehicles with a low efficiency method is the application of Internet technologies, design of intelligent transportation systems. On intelligent transport systems and a brief overview of the content of IOT technology, focuses on the development of their current status and future development trends.

Internet of things technology; transportation; intelligent transport systems