淺析物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中的應(yīng)用

陳 督

（西京學(xué)院，陜西西安，710123）

淺析物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中的應(yīng)用

陳 督

（西京學(xué)院，陜西西安，710123）

隨著現(xiàn)代化科技逐步深入，智能交通雖然為我們生活提供了便捷，但是仍然不能夠解決我國(guó)嚴(yán)重的社會(huì)交通難題。本文以基于物聯(lián)網(wǎng)理論的智慧交通為研究對(duì)象，深入剖析其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建立和使用領(lǐng)域情況。目的在于改善我國(guó)交通運(yùn)輸問(wèn)題，提高運(yùn)輸設(shè)備智能化、信息化水平。

物聯(lián)網(wǎng)；智慧交通；體系架構(gòu)

0 引言

隨著我國(guó)商品經(jīng)濟(jì)快速深入、發(fā)展，國(guó)內(nèi)因頻繁的交通運(yùn)輸帶來(lái)的巨大能源消耗、環(huán)境污染、城市交通擁堵的環(huán)境、交通等問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，以物聯(lián)網(wǎng)為載體的現(xiàn)代化智能交通為解決上述問(wèn)題提供了新的方法。便捷性、多樣性、安全性是人民群眾對(duì)交通運(yùn)輸?shù)淖罨疽蟆１局鴧f(xié)同經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人民生活的需求的原則，將交通運(yùn)輸與現(xiàn)代化信息技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成為未來(lái)信息化、智能化交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 物聯(lián)網(wǎng)與智慧交通

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

“物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）”最初來(lái)源于傳感網(wǎng)。2005年的世界信息社會(huì)峰會(huì)（WSIS）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，傳感網(wǎng)被賦予新的名字“物聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)就是指借助射頻識(shí)別設(shè)備（RFID）、傳感網(wǎng)等各類(lèi)信息采集設(shè)備，傳感設(shè)備將多數(shù)乃至所有實(shí)體物品與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別并管理實(shí)體物品的目的。換句話來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)指的就是“連接物與物的互聯(lián)網(wǎng)”。

物聯(lián)網(wǎng)的工作機(jī)理是自動(dòng)識(shí)別物品之間的信息，并進(jìn)行智能化分析處理和共享互聯(lián)。首先，自動(dòng)借助傳感器、RFID等對(duì)物體的信息進(jìn)行全面收集和儲(chǔ)存；然后借助多網(wǎng)融合技術(shù)，如通信網(wǎng)、傳感網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等，將這些信息整合在中央控制系統(tǒng)中；最終提供一個(gè)智能化識(shí)別-信息加工與管理-信息共享和交流的物品信息處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)透明化處理所有物品信息。

1.2 智慧交通

隨著我國(guó)的交通能耗、擁堵和污染的問(wèn)題逐漸嚴(yán)重起來(lái)，。同時(shí)智能化技術(shù)，如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等的不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了一種新的交通管理理念，即“智慧交通”。傳感技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用下逐漸產(chǎn)出了智慧交通與智能交通，二者在關(guān)鍵技術(shù)、建設(shè)內(nèi)容、推廣領(lǐng)域等方面差別不大。但又各自具有不同的研究側(cè)重點(diǎn)，前者側(cè)重于對(duì)所有類(lèi)別的交通應(yīng)用進(jìn)行信息整合共享，后者則側(cè)重于對(duì)智能交通和智能化技術(shù)如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等的無(wú)縫耦合，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人工參與的決策制定和完善的系統(tǒng)功能。

智慧交通在交通系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中充分利用了數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)等基數(shù)，從而形成充分保障交通安全、高效利用交通設(shè)施、盡力減小環(huán)境污染的智能化、信息化交通新格局，由此可見(jiàn)未來(lái)的交通系統(tǒng)發(fā)展新方向是智慧交通。

2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中的應(yīng)用

智慧交通是一個(gè)完善的信息收集、傳遞、處理的交通系統(tǒng)，即以多種技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)智能傳感-通信傳輸-數(shù)據(jù)處理-信息網(wǎng)絡(luò)等功能，以采用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較多。物聯(lián)網(wǎng)體系的各個(gè)組成部分都能夠進(jìn)行彼此之間的交流，從而達(dá)到所有交通信息的綜合處理，并為其他各個(gè)組成部分提供所需的重要信息，構(gòu)建了一個(gè)自動(dòng)化智能化的交通系統(tǒng)，方便了在道路上的車(chē)輛駕駛?cè)烁行У厥褂酶黝?lèi)信息服務(wù)。

在智慧交通建設(shè)中充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，可以從這幾個(gè)方面挖掘。

（1）城市公共交通：在城市公共交通領(lǐng)域，智慧交通大有可為。城市中的出租車(chē)、公交車(chē)、地鐵等，可通過(guò)構(gòu)建“一卡通”系統(tǒng)，都被聯(lián)系起來(lái)；借助RFID、人像識(shí)別、GPS、車(chē)輛安裝的監(jiān)控等技術(shù)可構(gòu)建智能化公交調(diào)度平臺(tái)，提供實(shí)時(shí)查詢交通信息；建設(shè)站臺(tái)車(chē)輛信息平臺(tái)，以便公示各種乘車(chē)信息，從而方便乘客查詢，可通過(guò)這些信息來(lái)做出合理的乘車(chē)方式。

（2）物流產(chǎn)業(yè)信息化：將智慧交通應(yīng)用于物流行業(yè)將大大提高其工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以借助相關(guān)設(shè)備對(duì)貨物的各類(lèi)信息進(jìn)行智能化收集和儲(chǔ)存；共享貨物的實(shí)時(shí)運(yùn)輸信息和定位情況，主要借助于地理信息系統(tǒng)的定位技術(shù)、RFID、運(yùn)輸導(dǎo)航、車(chē)載通信。

（3）收費(fèi)過(guò)程電子化：在現(xiàn)實(shí)生活中，ETC（Electronic Toll Collection）已經(jīng)非常流行。該系統(tǒng)在工作時(shí)，過(guò)路車(chē)輛在繳納過(guò)路費(fèi)時(shí)，完全借助電子收費(fèi)系統(tǒng)，故不會(huì)造成道路擁擠情況，提高了通行速率，節(jié)省了行車(chē)時(shí)間。

（4）電子證照：在IC卡電子證件中增加了一種具有邏輯加密功能的RFID芯片，由此，IC卡更加智能化，性價(jià)比、安全性能、可能性能大大提高；汽車(chē)電子牌照等基于射頻識(shí)別的技術(shù)在識(shí)別假牌假證的方面上具有更加積極的作用。

（5）設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)：對(duì)系統(tǒng)管轄內(nèi)的道路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一電子標(biāo)簽標(biāo)記，建立專(zhuān)門(mén)的信息共享方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理每一個(gè)實(shí)體的各類(lèi)屬性信息，采用多種樣式的后臺(tái)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行充分的展示和互聯(lián)，由此建立一個(gè)服務(wù)質(zhì)量好、管理水平高的智能交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)架構(gòu)

智能交通系統(tǒng)雖然針對(duì)各類(lèi)交通信息，提供了完整的信息發(fā)布-獲取-分析-處理-共享-使用的系統(tǒng)，但是該過(guò)程借助了包括通信、控制、電子、計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。系統(tǒng)的復(fù)雜性使得一些技術(shù)難題逐漸出現(xiàn)，比如說(shuō)海量數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)等技術(shù)難題，以解決技術(shù)“瓶頸”，基于智能交通系統(tǒng)，專(zhuān)家學(xué)者們提出了一個(gè)新的思路—“智慧交通”，即形成智慧交通系統(tǒng)。該系統(tǒng)將耦合應(yīng)用包括數(shù)據(jù)融合、智能識(shí)別、云端計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算在內(nèi)的多種技術(shù)，全面激發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的潛能。感知層、傳輸層、支撐層、應(yīng)用層構(gòu)成了智慧交通系統(tǒng)。

（1）感知層

感知層主要運(yùn)用二維碼、RFID、無(wú)線通信、傳感器網(wǎng)絡(luò)和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與采集，準(zhǔn)確、及時(shí)監(jiān)測(cè)交通信息。

（2）傳輸層

傳輸層主要進(jìn)行信息運(yùn)輸工作，將信息傳送到數(shù)據(jù)中心，連接了感知層和支撐層。該過(guò)程需要借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星、Internet等通信設(shè)施。

（3）支撐層

支撐層是在數(shù)據(jù)庫(kù)、云計(jì)算、智能處理及管理系統(tǒng)等資源下，實(shí)現(xiàn)海量信息并行優(yōu)化和處理以及存儲(chǔ)資源動(dòng)態(tài)部署和配置。

（4）應(yīng)用層

將存儲(chǔ)的信息進(jìn)行綜合管理和處理，采用豐富的形式將處理結(jié)果展示給被服務(wù)對(duì)象，對(duì)其決策過(guò)程提供參考。

智慧交通主要系統(tǒng)模塊包括以下幾個(gè)方面。

（1）數(shù)據(jù)采集與收集系統(tǒng)

為獲取精度高、時(shí)效好的實(shí)時(shí)交通信息，可以借助多種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如GPS導(dǎo)航、雷達(dá)檢測(cè)器、射頻識(shí)別采集器。

所采用的各類(lèi)信息采集設(shè)備形成了整體的交通信息采集系統(tǒng)。該過(guò)程中車(chē)流量、車(chē)輛位置、道路監(jiān)控視頻、車(chē)速等信息均被收集，由于采集到的信息類(lèi)型較多，更應(yīng)該對(duì)各類(lèi)信息做好分析處理、融合共享。

（2）信息傳輸系統(tǒng)

主要分為兩種方式：即無(wú)線信息傳輸和有線信息傳輸方式，當(dāng)前常常通過(guò)借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)、通訊網(wǎng)、電視網(wǎng)等采集到安全性能高、真實(shí)性強(qiáng)、及時(shí)性好的交通信息。

（3）交通信息處理、存貯系統(tǒng)

將信息儲(chǔ)存在相應(yīng)的系統(tǒng)位置中，接到傳輸?shù)男畔⒑?，及時(shí)對(duì)信息進(jìn)行處理，包括分類(lèi)整理、數(shù)據(jù)分析等，以供制定決策使用。

（4）信息發(fā)布和控制系統(tǒng)

交通出行的各種信息安全服務(wù)在信息分析、處理、傳輸、收集后的決策中提供，如交通信息發(fā)布系統(tǒng)、交通安全管理系統(tǒng)、停車(chē)位使用情況信息系統(tǒng)、路線導(dǎo)航系統(tǒng)、交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)、緊急事故處理系統(tǒng)等。

獲取各類(lèi)交通信息后，應(yīng)指導(dǎo)交通要道的信號(hào)燈控制情況，制定合理的計(jì)劃，提高道路通行率；同時(shí)幫助駕駛?cè)艘?guī)劃好行車(chē)路線，及時(shí)避開(kāi)擁堵路段，提高出行速度；一旦有車(chē)輛故障發(fā)生，應(yīng)該及時(shí)聯(lián)系交通事故處理部分并實(shí)時(shí)發(fā)布出事道路的交通狀況。

4 總結(jié)

當(dāng)今世界城市交通發(fā)展的一大特征和趨勢(shì)就是發(fā)展基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)，它能夠更加準(zhǔn)確及時(shí)的收集各種交通信息，并對(duì)各類(lèi)交通信息進(jìn)行傳輸、分析、發(fā)布，幫助出行者制定最佳出行路線，大大提高出行速度，提升人們的駕車(chē)體驗(yàn)。

[1]李鶴藝，熊燕舞.交通在行動(dòng)[J].交通建設(shè)與管理，2010，（7）：16-20.

[2]張海亮.智能交通物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展展望[J].中國(guó)交通信息化，2010（12）：30-32.

The application of Internet of things in Intelligent Transportation

Chen Du
（Xijing University，Xi'an Shanxi，710123）

With the development of modern science and technology deeply, although we live for intelligent traffic to provide a convenient, but still can not solve the problem of serious social traffic in our country. Based on the Internet of things based on the framework and application system of basic research category of intelligent transportation. The aim is to improve the transportation problem of our country, improve the intelligent transportation equipment. The level of information.

Internet of things; intelligent transportation; architecture