物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

張成

【摘 要】文章主要研究對象是以物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)支持的智能交通系統(tǒng)，同時(shí)探析了電子收費(fèi)系統(tǒng)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)究竟是如何運(yùn)用的。本文開篇以智能交通的概念為切入點(diǎn)，分別解析了感知層、傳輸層、處理層、應(yīng)用層等四大結(jié)構(gòu)在智能交通里的重要地位，由此體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的具體運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；智能交通；電子收費(fèi)系統(tǒng)

交通這個(gè)名詞我們在生活中經(jīng)常接觸到，人們每天的上學(xué)、上班等出行幾乎都離不開交通，短距離的出行可以借助公交車、地鐵等，而長途旅行則需要火車、飛機(jī)等交通工具的幫助。交通便利人們出行的同時(shí)，也帶來了一些現(xiàn)實(shí)問題，比如車輛過多造成的乘車擁擠、交通堵塞等，基于這種情況，必須把改變當(dāng)前交通狀況，降低交通事故率，防止環(huán)境惡化作為首要解決的問題，在這種大的背景下，智能交通理念由此誕生。

一、智能交通的概念

智能交通概念誕生于上世紀(jì)八十年代，西方各大發(fā)達(dá)國家紛紛提出了自己的設(shè)想，比如美國所提出的智能車輛道路系統(tǒng)，還有歐盟聯(lián)合研發(fā)的歐洲交通信息通訊系統(tǒng)，日本緊隨其后，提出了日本道路交通信息通信系統(tǒng)的概念。這些智能交通系統(tǒng)在細(xì)節(jié)上各有千秋，但是還是存在一些共性，比如將當(dāng)時(shí)先進(jìn)的信息通訊技術(shù)、傳感器相關(guān)技術(shù)和人工智能等多項(xiàng)新興技術(shù)，靈活運(yùn)用于整個(gè)交通體系的服務(wù)、管理和控制上，由此形成一個(gè)系統(tǒng)、高效、精準(zhǔn)的交通運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)，這項(xiàng)系統(tǒng)的研發(fā)旨在解決當(dāng)前存在的交通擁擠、安全事故和環(huán)境污染等問題。

智能交通系統(tǒng)嚴(yán)格來說，是一套以信息技術(shù)為支撐的針對解決交通運(yùn)輸問題的服務(wù)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)所做的工作就是采集信息，而后進(jìn)行相關(guān)信息的處理，最后達(dá)到服務(wù)交通參與者的目的。換一種表述，即是大膽嘗試運(yùn)用新興科技，改變以往傳統(tǒng)單一的交通模式，使其向智能化、人性化、安全節(jié)能的目標(biāo)進(jìn)發(fā)。

智能交通在國內(nèi)主要有三大應(yīng)用場景。

（1）公路交通信息化，這主要針對的公路方面的建設(shè)，涉及高速公路、省市級國道等。就目前而言，公路問題說到底主要還是公路收費(fèi)問題，這個(gè)項(xiàng)目主要是以軟件為核心實(shí)施的。

（2）城市道路交通管理服務(wù)信息化。其處理的關(guān)鍵在于兼容和整合兩點(diǎn)，故而，對于該領(lǐng)域解決方案就是搭建一個(gè)系統(tǒng)的信息平臺，以此來達(dá)成以上兩點(diǎn)目的。

（3）城市公交信息化。對國內(nèi)各大主要城市進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這一點(diǎn)在城市中的使用極其少見，與國外發(fā)達(dá)國家相比確實(shí)十分落后。對于智能公交調(diào)度系統(tǒng)而言，中國對其了解還只是停留在紙上。不過好在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市以及沿海地區(qū)，已然開始重視起來，并投入了相應(yīng)的資金和精力希望有所突破。

二、智能交通系統(tǒng)

毫不夸張的說，交通問題直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，交通擁堵的話題在新聞報(bào)道中屢見不鮮，已然發(fā)展成了一個(gè)重大社會問題。有鑒于此，唯有開發(fā)出一套高效的智能交通系統(tǒng)，才能徹底的解決該項(xiàng)問題。故而，要想城市建設(shè)取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，就必須建立完善智能交通管理系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)（下文簡稱ITS）是一個(gè)復(fù)雜的綜合性極強(qiáng)的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，它不僅涉及了GPS技術(shù)，還有無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等一系列科技，這些技術(shù)協(xié)調(diào)配合共同作用，構(gòu)建一套智能、精準(zhǔn)、高效的交通運(yùn)輸控制和管理系統(tǒng)。

三、智能交通的體系結(jié)構(gòu)

智能交通系統(tǒng)實(shí)際上是物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的典型運(yùn)用，其自然得遵從物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。智能交通系統(tǒng)主要有五大部分構(gòu)成：交通信息采集、互聯(lián)通信、交通狀況監(jiān)視、交通控制和信息發(fā)布。如果要構(gòu)建一套智能化的交通系統(tǒng)，將車、路、人三者緊密聯(lián)系起來，就必須要借助先進(jìn)的感知技術(shù)、傳輸技術(shù)和信息處理技術(shù)。

ITS系統(tǒng)中運(yùn)用了很多嵌入式原理的設(shè)備，他們的主要功能是用于雷達(dá)測速、車輛導(dǎo)航等，于此同時(shí)，還利用傳感器搜集、記錄經(jīng)過路段的交通情況，然后開展大數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，以此來向交通管理部門提供切實(shí)有效的信息，解決擁堵路段的交通問題，同時(shí)司機(jī)也可以根據(jù)信息選擇最佳路線。在行進(jìn)過程中可以看到，公路沿線的布置了大量LED顯示屏，目的就是用來提醒交通擁堵情況的，并提出請繞行等溫馨的建議。ITS系統(tǒng)中內(nèi)置有GPS車輛監(jiān)控子系統(tǒng)，它的作用就是將交通、天氣等信息在中心站與子站間進(jìn)行交互，以此來使得各子站能精準(zhǔn)的掌握各個(gè)車輛的即時(shí)信息，然后傳送給中心站；中心站經(jīng)過處理再傳遞給電子地圖，這樣一來，在電子地圖上就能精確了解各子站的運(yùn)動軌跡了，然后，再借助無線通信技術(shù)對各子站進(jìn)行調(diào)度，對各子站實(shí)時(shí)信息的了解是通過相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)的。以上就是對各子站進(jìn)行監(jiān)控管理的全部流程。

智能交通系統(tǒng)由四大部分構(gòu)成：

感知層又可以細(xì)分為信息采集和末梢網(wǎng)絡(luò)兩部分。我們使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備一般有傳感器、條形碼等，用其收集的信息經(jīng)過末梢網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層。這些設(shè)備主要就是收集各方面的交通信息，然后以末梢網(wǎng)絡(luò)為傳輸平臺傳遞至網(wǎng)絡(luò)層。

傳輸層必須要有一定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，它擔(dān)負(fù)的使命就是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、匯聚功能等。對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言，傳輸層的功能標(biāo)準(zhǔn)就是，要把感知層獲取的信息高效無損傷的進(jìn)行傳送。

數(shù)據(jù)智能處理層主要體現(xiàn)它的數(shù)據(jù)處理能力，它進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的目的就是，要快速高效的得出滿足客戶需求的有用信息。

應(yīng)用層就是用來處理通過感知和傳輸?shù)玫降男畔?，并得出正確的決策，由此達(dá)成智能化的管理目標(biāo)。在這個(gè)地方需要解決的是信息處理和人機(jī)交互問題。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

電子收費(fèi)系統(tǒng)（以下簡稱ETC）還有一種說法就是不停車收費(fèi)系統(tǒng)，它是ITS的核心組件。ETC系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的電子處理系統(tǒng)，它綜合性體現(xiàn)在融合了電子技術(shù)、信息通訊技術(shù)等一大批學(xué)科技術(shù)，它是物聯(lián)網(wǎng)的典型運(yùn)用實(shí)例。當(dāng)一輛汽車經(jīng)過裝有ETC系統(tǒng)的收費(fèi)站時(shí)，該系統(tǒng)在車輛經(jīng)過的一剎那，就會自動完成其登記、存儲和收費(fèi)的全部流程，在不停車的前提下也能完成各項(xiàng)信息收集。

高速公路ETC系統(tǒng)主要有四大部分構(gòu)成，它們分別是：車載單元、路邊裝置、ETC管理中心及結(jié)算系統(tǒng)。車載單元通常由兩部分組成，可細(xì)分為IC卡與CPU單元，CPU單元主要起到存儲作用，內(nèi)部含有車主、車型等物理參數(shù)，它主要為車輛與路邊設(shè)備交互提供數(shù)據(jù)支撐。路邊裝置的作用就是解決與車載單元在較高速度下進(jìn)行通信的問題，使路邊設(shè)備獲取車載單元中的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行合法判定發(fā)出相應(yīng)的控制信號，同時(shí)將車輛信息傳送給管理中心。ETC管理中心的作用就是對系統(tǒng)進(jìn)行整體把握，同時(shí)與銀行收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行交互。后端的銀行收費(fèi)系統(tǒng)則是進(jìn)行賬目的相關(guān)處理。

五、結(jié)語

在智能交通領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，由此使得交通智能化程度也變得越來越高，這也相應(yīng)的提高了道路管理部門對智能交通的管控水平?？梢灶A(yù)見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，將使得城市智能交通系統(tǒng)向著大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化、集成化和服務(wù)化發(fā)展，且終將變成智慧城市的核心部分。

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