面向智能交通系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究

曠利平

摘? ?要：交通在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了關(guān)鍵的作用，便利的交通環(huán)境加快了我國(guó)各區(qū)域之間的聯(lián)系。近年來我國(guó)在交通領(lǐng)域的智能化也在不斷加快腳步，根據(jù)身份信息和車輛信息的匹配，通過信息通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息與數(shù)據(jù)的整合，大大促進(jìn)了交通系統(tǒng)的管理工作，本文也針對(duì)我國(guó)交通系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)發(fā)展，提出了相關(guān)的建設(shè)意見。

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)? 物聯(lián)網(wǎng)? 體系結(jié)構(gòu)? 研究

中圖分類號(hào)：TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）12（a）-0028-02

隨著我國(guó)科技化水平的不斷提升，我國(guó)交通智能化的產(chǎn)業(yè)也得到了飛速的發(fā)展，每年在交通智能領(lǐng)域的投資不斷增加，也給我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了很大的發(fā)展空間。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前交通智能市場(chǎng)已經(jīng)達(dá)到1600億的規(guī)模，通過傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息感知技術(shù)在智能化交通中的應(yīng)用，使交通智能化平臺(tái)越來越先進(jìn)。交通智能化平臺(tái)可以滿足城市中多種運(yùn)輸方式的互相協(xié)調(diào)，有利于解決城市中交通擁堵的狀況，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)普及到交通中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，例如，智能公交、電子停車收費(fèi)、汽車定位和車牌號(hào)識(shí)別技術(shù)等。都已經(jīng)在智能交通領(lǐng)域取得了很好的效果。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)交通新的需求也不斷涌現(xiàn)，所以需要不斷優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，讓我國(guó)智能化交通不斷完善。

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

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是應(yīng)用目前最先進(jìn)的感知技術(shù)，對(duì)事物進(jìn)行感知信息的采集，通過感知設(shè)備的信息采集，再借助于網(wǎng)絡(luò)信息的交易協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的信息收集過程。將收集的信息在物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)和共享。物聯(lián)網(wǎng)是未來世界的的發(fā)展趨勢(shì)，受到世界各國(guó)的重視。在我國(guó)的國(guó)家發(fā)展綱要中，也明確提出要推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)的發(fā)展空間廣闊。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)信息獲取技術(shù)是通過用戶主動(dòng)的輸入獲取，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)獲取信息的壁壘，可以通過感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)獲取信息，突破了參與者時(shí)間和地點(diǎn)的限制，能夠及時(shí)獲取到需要的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)主要的構(gòu)成部分有傳感網(wǎng)、M2M、RFID等。我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還有待完善，應(yīng)用的過程中還存在很多的不足之處，特別是在傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，還沒有完全發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)該加大對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與應(yīng)用，讓我國(guó)的交通更加智能化。

1.2 智能交通系統(tǒng)融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

目前我國(guó)還沒有達(dá)到對(duì)交通資源有效的利用，交通的參與人員和管理人員還存在溝通不及時(shí)的問題，人們?cè)谛熊嚨倪^程中，大部分的行車指導(dǎo)都是通過交通指示標(biāo)志和信號(hào)燈來完成的。近年來我國(guó)的汽車保有量不斷增加，所以城市交通經(jīng)常出現(xiàn)交通擁堵的情況，如果不能及時(shí)的進(jìn)行交通疏導(dǎo)，就會(huì)出現(xiàn)大面積的堵車問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前這個(gè)問題可以通過物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)，能夠識(shí)別出交通運(yùn)行的信息，再通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將交通運(yùn)行信息傳送回交通指揮中心，交通管理部門就會(huì)根據(jù)這些信息進(jìn)行有效的交通指導(dǎo)。交通信息的大數(shù)據(jù)是能夠?qū)崿F(xiàn)智能化交通的基礎(chǔ)。如果沒有有效的交通數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)信息基礎(chǔ)，交通系統(tǒng)就無法正確引導(dǎo)交通，所以交通信息數(shù)據(jù)的獲取，可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)獲取，對(duì)路面的交通情況實(shí)時(shí)的監(jiān)控，可以幫助交通管理部門實(shí)時(shí)的監(jiān)控路面的運(yùn)行情況，對(duì)車流量和車輛密度提前做好規(guī)劃。利用車聯(lián)網(wǎng)的智能感知系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，也能夠促進(jìn)我國(guó)交通系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

2? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用分析

2.1 智能交通物聯(lián)網(wǎng)框架

（1）智能交通的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)框架，需要建立基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行支持，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施需要有硬件和軟件的支持，在物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，硬件是系統(tǒng)的骨架，為整個(gè)交通智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，通過管理中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)終端的感知設(shè)備進(jìn)行管理，在軟件的環(huán)境中，中間件主要采用目前流行的M2M和RFID來支持交通系統(tǒng)的運(yùn)行。

（2）智能交通物聯(lián)網(wǎng)框架的結(jié)構(gòu)中，還應(yīng)該包括信息資源處理層，主要是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理，需要建立對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理的綜合信息庫(kù)。因?yàn)榻K端的不同，所以采集的數(shù)據(jù)也不同，需要統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)整合到一起，以此來提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，也提高了數(shù)據(jù)的可用度。對(duì)于整理后的數(shù)據(jù)需要通過J2EE軟件中間件實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)調(diào)配。通過信息資源層的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交通道路中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，交通管理部門可以通過不同系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)用，了解到路面的實(shí)時(shí)情況，并及時(shí)做出調(diào)整。

（3）智能交通物聯(lián)網(wǎng)框架中，還包括應(yīng)用系統(tǒng)層，為實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，應(yīng)用層是智能交通的主要部分，在交通管理中，有不同的業(yè)務(wù)需求，所以應(yīng)用管理層能夠?qū)崿F(xiàn)不同需求對(duì)交通數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以將交通數(shù)據(jù)的應(yīng)用拓展到多個(gè)領(lǐng)域，根據(jù)用戶的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)出在客戶中心的應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用，以此來提高交通管理水平。所以交通物聯(lián)網(wǎng)主要有三部分組成，一是終端的信息采集系統(tǒng)，主要通過傳感器和二維碼識(shí)別技術(shù)為主，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。二是網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，主要通過專有的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)物與物的相連。三是應(yīng)用系統(tǒng)，通過終端采集的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中，實(shí)現(xiàn)不同用戶對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。

2.2 感知節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

終端的數(shù)據(jù)量比較大，如果所有的數(shù)據(jù)都傳輸?shù)酵粋€(gè)服務(wù)器進(jìn)行處理，服務(wù)器將無法完成如此龐大的數(shù)據(jù)量，因此需要設(shè)置多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)來完成龐大的智能交通系統(tǒng)，如此才能保證傳感器的數(shù)據(jù)得到及時(shí)的處理[1]。各個(gè)感知點(diǎn)可以完成對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的處理，檢測(cè)出符合條件的數(shù)據(jù)，感知節(jié)點(diǎn)在物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中屬于基礎(chǔ)單元，所以需要單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器來支持。數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)可以將傳感器數(shù)據(jù)封裝后再通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議推送給感知節(jié)點(diǎn)處理。

2.3 數(shù)據(jù)解包與并行化處理

數(shù)據(jù)解包和并行處理可以促進(jìn)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的融合，提高系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性，從而提高了工作效率。因?yàn)榻K端的檢測(cè)器類型不同，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包也不同，所以需要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包處理，數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)倪^程中，主要是依靠數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳播，進(jìn)行并行處理主要數(shù)據(jù)幀的隊(duì)列緩沖，防止數(shù)據(jù)傳輸過程中的信息堵塞問題發(fā)生，這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整和有效性。

3? 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化措施

3.1 感知節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合分析

因?yàn)楦兄?jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來自于不同的終端，所以數(shù)據(jù)的信息有不確定性。將每一個(gè)傳感器的信息進(jìn)行融合，可以提高數(shù)據(jù)的可用度，而且為數(shù)據(jù)的檢測(cè)提供了更高的效率，提高了感知信息的完整度，數(shù)據(jù)融合的時(shí)候，需要根據(jù)數(shù)據(jù)的不同形式，設(shè)計(jì)不同的融合系統(tǒng)來完成。

3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸優(yōu)化

感知節(jié)點(diǎn)需要對(duì)終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，因?yàn)閿?shù)據(jù)量比較大，而且不同的傳感器幀存在差異，在打包處理后，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸可能會(huì)出現(xiàn)信息截?cái)嗟那闆r，一旦幀被截?cái)啵唤財(cái)嗟膸枰M(jìn)行合并處理，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，如果出現(xiàn)這種情況，可能會(huì)影響數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，為了減少這種情況的發(fā)生，可以通過軟件層的技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的處理能力，也可以在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)容錯(cuò)機(jī)制。

3.3 中間件多線程優(yōu)化

中間件是實(shí)現(xiàn)交通智能化系統(tǒng)的重要保障，中間件是軟件系統(tǒng)中能夠具備線程處理能力的軟件結(jié)構(gòu)，為了能夠讓交通智能化系統(tǒng)進(jìn)行有效的運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以通過不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用不同的中間件進(jìn)行融合。在實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，因?yàn)槭艿讲煌挠脩粜枨笥绊懀虚g件不能發(fā)揮獨(dú)有的靈活性，所以系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以采用工廠模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)高效、智能的交通智能化系統(tǒng)，提高交通參與者與交通引導(dǎo)者的交流。實(shí)現(xiàn)交通資源的有效利用，大大提高了交通系統(tǒng)的工作效率，也為我國(guó)目前的交通狀況提供了良好的解決方案，所以物聯(lián)網(wǎng)是解決我國(guó)交通系統(tǒng)的必經(jīng)之路，需要交通管理部門給予重視，加大研究力度。

參考文獻(xiàn)

[1] 張自遠(yuǎn).現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)中智能交通的發(fā)展趨勢(shì)及概況[J].通訊世界，2018（10）：29-31.

[2] 葉劍. 智能交通系統(tǒng)架構(gòu)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2018（21）：181-182.

[3] 喬宏飛， 李剛， 陳洋. 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 電子制作， 2018，352（11）：43-44，50.