基于車聯網技術的車路協同系統設計研究

蔡赫

摘 要：通過將多種車路協同系統結構的設計方法結合研究，并以車聯網技術為基準，對比多種等效系統智能車路感知研究分析方法，同時在設計研究過程中添加一部分參數計算，結合智能通信訊息準確收集有關車輛的一系列的信息。由于這種方式所收集的信息會引起較大的偏差問題，為盡可能的減少問題的存在，在可允許的偏差范圍內去對這些信息的收集進行一定的分析，總結出關于車路協同系統設計的一系列方法，本文就如何構建較好的基于車聯網技術的車路協同系統設計展開了研究。

關鍵詞：車聯網技術；車路協同系統；信息采集；感知系統

1 引言

伴隨著車聯網技術的不斷更新，多種車路協同系統設計結構也被廣泛應用起來，關于智能交通領域的車路協同設計方法相對以前已經改善了許多，但仍有許多不合格的地方需要去改進，就智能設計而言，現如今對于這種設計方法仍不成熟，在進行這種設計時所需要的流程還很復雜。因此針對這種結構的設計，仍需要結合多種理論，采用更為智能的車路感知研究方法去進行實驗設計，這種方式相較于現在的結構設計來看非常復雜，應結合部分重要概念去進行改進。目前，相關設計者對于這種系統設計結構的方式掌握程度也得到了較為科學的提升。本文就基于車聯網技術如何設計出較為實用的車路協同系統給出了一系列的措施，并結合一部分具體事例去進行論證。

2 車路協同系統的功能設計

2.1 感知車輛

在進行車路協同系統的設計時，要保證盡可能地感應到各個時間段的道路情況，并針對每一種情況去提供一種解決方案，進而構建較為安全的車路協同系統去協調各個路段的交通問題。而感知車輛即為確保交通順暢的功能設計之一，其通過對車輛進行系統性的定位來對其進行監測，實時感知車輛的行駛狀況，并對該道路的環境信息進行全方位收集，以確保車輛附近無危險情況，通過感知車輛實時狀況去推測出車輛未來時速及其位置會對道路產生的影響，進而減少出現交通事故及障礙的可能性。以感知車輛為基準對各個車輛所行駛的道路進行實時監測，并對各地區道路的天氣情況進行預測，對產生不良天氣的道路提前進行封鎖，提高車輛交通的行駛效率，確保整體的交通網絡能夠順暢的運行。

2.2 交通數據的傳輸

交通數據的傳輸即為在交通網絡運行過程中將出現的各種交通障礙問題進行實時收集并將數據運輸至總交通監控中心，通過對數據的采集推測出即將出現的問題，并提供有效的方案進行控制，進而抑制可能出現的異常情況。在進行交通數據的傳輸過程時，系統實時對各個道路的車輛之間的情況、車輛周邊環境的情況進行收集，以確保所采取的措施能夠有效解決交通問題。車路協同系統在進行交通數據的傳輸時，利用感知車輛的系統去對周邊道路進行監測，并利用計算機處理各種信息，檢測出交通問題后快速傳輸至總控中心，總控中心制定好方案后在傳輸至事故地點，利用最短的時間去實現遠距離控制異常交通問題。

2.3 數據處理與智能決策

通過交通數據的傳輸之后，對各種數據進行多種分類處理，進而作出合理的決策方案。在傳輸多種異常交通問題數據之后，計算機將各種異常問題進行分類，將類似的問題歸納到同種類型，對各種類型的異常交通問題進行數據處理并作出智能解決方案。[1]例如，某個交通區域出現了某種異常交通問題，車載計算機將信息傳輸到總控中心之后，系統進行數據處理并分類，搜尋數據庫中與之相似的問題，進而搜尋與其相似問題的解決方案，結合該路段的交通狀況及氣象問題等因素，將解決方案進行優化改良，作出最有效的智能決策并進行實施。由于各個車輛所對應的交通路段的情況不同，總控中心在進行數據處理時所采取的方案也有所不同，因而在進行智能決策時也就有多種優化方式，計算機會自行計算出各種優化方式的可行性，最終決策出最為有效的解決方案。

2.4 交通狀態顯示和交通異常預警

系統將智能決策的方案運用到異常的交通道路之后，會實時對其進行監測以確保異常問題的解決，若異常問題沒能徹底解決，計算機會將信息直接傳輸到總控中心并發出預警信號，并將各個交通路網的狀況反饋至監控中心，以達到實時對各種交通狀態的監測。例如，某個交通道路上的某個車輛出現了超速違章行為，道路監控將其記錄并反饋至總控中心，總控中心通過車載計算機來進行車輛感知，將其交通狀態顯示至地圖并反饋到該地區的交通管理地區，并對該區域進行交通異常預警，提示車主所造成的違章行為，以確保交通道路的安全。

2.5 信號控制與信息發布

在進行交通道路監測過程中，會將交通區域的可能出現的各種異常問題的數據進行收集處理，在進行數據處理后去計算出異常問題可能發生的概率，進而最高效地對異常問題進行控制。而當交通道路中產生異常問題時，總控中心會將信號傳送至車載計算機中，進而利用信號去實時傳輸各種信息。[2]在某個車輛出現問題之后，系統利用信號控制將信息傳遞至計算機，計算機將信息反饋到車主，使車主通過發布的信息進行操作，引導交通道路的合理運行。在采集道路信息過程中，利用信號控制將多種道路交通信息以信號的形式傳遞至總控中心，總控中心在利用信號去進行與異常交通道路的遠距離控制，實現交通車輛與智能系統的合理配合，進而提供較為合理的平臺去合理的監測道路系統的安全問題。

3 車路協同系統的結構設計

3.1 車路協同系統的物理框架設計

車路協同系統的物理框架設計由多種子系統構成。最為重要的即為車載感知子系統，即在進行設計車輛時在其內部設計一種感知車輛的傳感器，車輛在交通道路行駛過程中利用車載感知進行定位，并采集車輛行駛過程中所產生的異常問題的信息，將信息收集反饋至監控中心，監控中心的智能計算機對其進行數據處理并通過感知車輛的實時狀況提供最有效的解決方案。并且在解決方案提供之前，計算機也會通過信號控制將車輛的異常問題信息傳遞至車主本人，即提醒車主注意車輛。在基于車聯網結構的物理框架設計中，有一些原則問題需要注意：在設計車路各種子系統結構時，要保證其傳感器耐久度較高，且信號較強，即應具有足夠的信號強度，進而在車輛出現交通事故時，能利用其較強的信號強度高效的反饋至監控中心，這也要求了設計車路協同結構時，盡可能地控制子系統設計方式，在保證其具有較為合理的設計結構同時，以其較強的信號強度去快速反饋并得到解決方案以減少交通事故所帶來的損害。其實在設計子系統結構時，不同的子系統結構對應了不同的物理信號強度，所以在設計車路協同系統結構時，要精確計算出各種車輛子系統的運行參數，進而設計出最完美的子系統結構，防止結構遭到破壞。遵循如上的一系列原則，在設計此種系統結構時，也就有了保障，進而設計出最實用的車路協同設計結構。

3.2 車路協同系統的邏輯框架設計

在以車聯網為基準設計車路協同系統結構時，還要考慮其邏輯框架的設計結構，因為車聯網技術設計的因素過多，所以在對系統設計結構也會產生一些動力促進作用，尤其在設計車路協同系統時，這種促進作用極為明顯。因此采取適當的邏輯框架的設計是不可或缺的。車路協同系統的邏輯框架設計大概有以下幾種設計方法：第一在設計車路協同系統結構時，不單單對部分交通區域的穩定性加強，要考慮其整體性，將車輛較少的交通邊緣區域及中心區域相結合來設計出最為合理的系統結構，這樣才會提高整體交通的運行效率。[3]第二在交通系統結構較為容易出現問題的區域進行一些額外的措施，增加數據的處理次數或者對這部分交通道路進行多次監測，杜絕產生交通事故的可能性，也就從側面提高了總體交通系統的穩定性。以上設計方法只是一部分，也只有依照這種設計方法，才能最有效地提高整體交通的穩定性，也是構建車路協同系統設計的必要方法之一。

3.3 智能感知技術

智能感知技術，即通過監控中心的智能計算機對各道路的數據進行處理并利用信號去控制各個車載上的傳感器進而去對車輛、交通道路進行感知并采取一系列的措施。而智能感知技術又有多個種類，第一種即為智能車載感知技術，通過在車輛出廠時對其安裝傳感器，利用這種車載傳感器進行感知車輛的行駛狀況，系統對車輛的各種行駛狀況進行數據分析，與正常合理的數據進行對比，檢驗車輛是否有產生危險的可能性。例如車輛的發動機的運行速率嚴重低于正常車輛發動機的運行速率，系統立即將數據處理并利用信號控制將信息反饋至車主本身，進而提醒車主謹慎行駛車輛至安全區域并進行維修，避免交通事故的產生。第二種即為智能路側感知技術，即在各個交通道路安裝傳感器及監控錄像等，實時感知車輛在行駛過程中所產生的各種問題并對其進行定位，如果車主在行駛過程中產生了違章行為，路側系統會實時將其記錄并反饋至最近的交通中心，若此道路覆蓋有交通錄像設備，即會立刻將車主的車輛和所產生的違章行為直接在錄像中呈現。

3.4 車路協同通信技術

基于車聯網的車路協同設計結構中不可或缺的即為車路協同的通信技術，即通過利用各種通信網絡技術對交通路段實時進行信號控制并傳遞信息。[4]在進行通信技術的實施過程中，云計算機借助各種高效的網絡去對各個路段的交通數據進行處理，并分析各個交通的實時狀態信息，進而計算并模擬各個交通狀態的運行所要產生的影響，為交通信息的傳遞提供最為高效的保障。

4 總結

基于車聯網技術的車路協同系統的設計方法種類頗多，但都要結合以上的各種因素去進行設計，通過多次研究設計，構建出一系列的子系統，結合感知技術及通信技術等，構建出較為合理的物理框架及邏輯框架的車路協同系統設計。同時盡可能地將交通事故的風險縮減到最小，進而設計出最完美的基于車聯網技術的車路協同系統結構，提高交通道路的穩定性，使整體的交通系統得到全面發展。

參考文獻：

[1]趙尊章.淺析汽車多路傳輸系統車聯網技術應用[J].南方農機，2019（03）：222.

[2]陳利紅.基于車聯網技術的交叉口交通信號控制系統研究[J].計算機時代，2019（01）：9-12.

[3]董佛安.基于專利分析的車聯網技術發展現狀[J].北京汽車，2018（06）：18-20.

[4]蔡志理，孫豐瑞，韋凌翔，王楠.基于車聯網技術的車路協同系統設計[J].山東交通學院學報，2011，19（04）：17-23.