物聯網在智慧交通系統中的應用研究

江雪蕓

（蘭州博文科技學院，甘肅蘭州730000）

0 引言

近幾年，我國許多城市開始將智慧交通設施融入城市交通中，應用信息技術來改善交通狀況，緩解交通管理因人口激增、汽車數量增多、城市交通阻塞、交通事故頻發、環境破壞、能源短缺等因素引發的難題。為了讓城市建設、群眾生活兩方面的需求得到滿足，把物聯網與交通系統融合到一起，提高物聯網技術的利用率，把所有交通設施接入該系統之中，使彼此之間有機融合，解決城市交通面臨的問題及不足。

1 基本概念

物聯網是通過射頻識別（RFID）、傳感器以及相關的器件，根據實際需要，把任何物體與互聯網連接，然后通過信息共享的方式來實現各種功能，比如定位、跟蹤等。目前學術界在此方面已經進行了深入研究，且引入了相關的技術進行互聯，使得人與人、人與機器等之間的銜接更加高效、快捷[1]。因發達國家比較早地遇到汽車數量增加、城市交通阻塞、交通事故頻發、環境破壞、能源短缺等難題，所以更早的應用了信息技術來改善交通狀況和管理。智慧交通是在智能交通的基礎上，集成運用各種有效的技術來提高其自動化水平，其中比較常見的技術有通信傳輸技術、智能傳感技術、移動互聯網等新一代IT 技術，能匯聚交通信息，提供實時交通信息服務。智慧交通大量使用了很多現代化的科技，然后通過不同技術的集成，實現了交通的系統性、廣泛性等功能。智慧交通系統（ITS）的構建過程中，主要是引入了目前較為先進的信息技術、電子傳感技術、導航技術等，而使用的設備可以通過信息共享的方式有效銜接，進而使人、車、路三者密切配合達到和諧統一的狀態。

2 國內外智慧交通系統的發展狀況

20世紀80年代中期，西方國家提出車輛安全道路結構計劃（DRIVE），并在該領域中投入大量的物力和財力；同時在一定聯合基礎上開發了歐洲高效安全交通系統計劃(PROMETHEUS)[2]。美國運輸部1994年開始發布了關于ITS 項目效益評價的多份報告表明，先進交通系統的應用，在較大程度上減少了停車次數，而相關資料顯示，引入此類系統后，出行時間減少2%～20%，延誤減少14%～44%；除此之外，由于使用了具有高智能水平的違章監視系統，使交通違章降低了20%～75%；還需指出的是，由于車輛上設置有相應的出行信息設備，使得出行時間降低8%～20%，同時也滿足了人們節能降耗方面的要求；各種有害物質的排放量顯著降低，比如VOC 排放降低25%，HC 排放降低33%；在交通領域中使用公共交通管理系統后，也在很大程度上降低了出行時間并獲得更多的經濟效益和社會效益。

我國智能交通系統從20世紀80年代開啟探索之路，2010年～2015年智能交通技術體系已經比較成熟，達到發達國家2005年ITS 發展水平。總體來看，國內從事智能交通行業的企業超過兩千家，現階段這一數量還在不斷增長。一些龍頭企業在高速公路機電系統、高速公路智能卡、地理信息系統和快速公交智能系統方面占據了重要的地位。

3 建設基于物聯網的智慧交通系統的必要性

交通運輸部在交通事業發展規劃中提出了“四個交通”的思路，要進一步突顯平安、綠色、智慧、綜合的優越性。其中，最關鍵的一項內容即為“智慧交通”。2006年，我國對2020年之前的科學技術發展制訂了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》，對交通領域的發展提出了“六個優先”，智能交通系統建設列為重點內容。

智慧交通以物聯網為基點，為企業在新市場的發展帶來了機遇。有相關統計資料顯示，2018年1月-6月城市智慧交通千萬項目市場規模約80 億,同比增長了2.6%，與2017年同期基本持平。智慧交通的技術特征主要突出在五個方面的實現：全面感知、泛在互聯、協同控制、深度融合、人性服務。

4 基于物聯網的智慧交通系統的建設思路

4.1 基于物聯網的智慧交通系統的建設原則

從現有的情況看，該系統在發展過程中仍存在著一些不足和問題，不管是軟件系統還是硬件設備，要想更好地滿足交通管理的需求，需要及時進行升級、優化。物聯網技術的廣泛運用，有利于在交通系統之內及時高效地采集信息，除了基礎信息以外，還包括動態生成的實時信息，而且快速傳遞與深入分析信息，能更好地增強交通信息的交互性，為政府和交管部門提供科學有效的決策分析所需信息，并提高管理能力和效率。在智慧交通系統建設的過程中，要秉承實用性、安全性、可靠性、準確性、保密性、資源共享性等方面的標準原則。

基于物聯網在智慧交通系統的建設重點：一是，利用物聯網在智慧交通系統有效的采集實時交通信息的工作，完成分析和掌握具體交通情況；二是，基于物聯網的智慧交通系統在對各個交通場景與應用功能進行分析時，要具備全局觀，也要立足于整個體系展開研究，杜絕浪費資源等問題；三是，基于物聯網的智慧交通系統要符合AI 提出的要求，借助于物聯網技術，爭取在交通管理領域中更加充分地發揮出智慧交通系統的價值，全面而持續地對交通動態有所把控；四是，基于物聯網的智慧交通系統在自動化方面應充分發揮物聯網和各類傳感器等設備的作用，盡量減少人工和資源方面的占用，在保證系統的正常使用的前提下完成相關信息的分析，確保決策的準確性和可靠性的要求[3]。

4.2 基于物聯網的智慧交通系統的部件和信息網絡構成

基于物聯網的智慧交通系統部件主要有基礎設施、運輸通道、載運工具。交通系統部件借助于一系列前沿化的技術、設施、網絡等，增強了交通運輸的“智能”化程度，也創建了局部交通物聯網，例如“車聯網”等，構成智慧交通的交通系統部件，完成交通中控制系統指令。信息網絡是新一代光纖網絡貫通城市公共交通道路、全國的城際間道路和主要的鄉村道路沿線，承擔著傳輸交通信息的重要任務；移動寬帶網絡在城鄉地區實現了無死角覆蓋，為每一個交通部件分配了IPV6 地址，在物聯網、傳感器的共同作用之下，與互聯網和通信網實現了無縫銜接[4]。

4.3 基于物聯網的智慧交通云計算的新型業務應用平臺

基于物聯網的智慧交通云計算的新型業務應用平臺，交通數據中心通過虛擬化技術實現交通基礎設施的公共服務，各種計算平臺、各業務應用通過云計算平臺來提供個性服務。在整個系統中，云計算平臺是非常重要的組成部分；除此之外，采用智能物體構成云端，然后將各種設備通過計算機集成，以實現數據的高度共享；虛擬數據資源池構成云計算的數據載體，為智能交通系統的建設提供有效的支撐；業務流程和服務基于云平臺提供服務。

4.4 基于物聯網的智慧交通系統的海量數據

智慧交通系統的構建，得到了物聯網技術的有力支撐，系統中蘊含著龐大的數據、繁多的知識、豐富的信息，涉及運載工具、通行流量、效率、基礎設施利用情況之類的基礎數據，這些數據形成了緊密聯系，以知識、數據等內容為核心構建了資源庫。

5 蘭州市基于物聯網的智慧交通系統的建設發展建議

蘭州市2010年啟動“數字蘭州”和智慧城市計劃，在當時引起了學術界的廣泛關注。此后相繼出臺了一系列政策，在市政府主導下各方參與的一項系統工程，包括：建設全市交通大數據分析研判平臺、升級智能交通指揮中心，建設交通運行協調指揮系統。蘭州市利用基于物聯網的智慧交通系統對交通擁堵這一問題進行治理，重點做好五項工作：一是以智能化的方式控制交通信號；二是擁堵點的交通仿真及解決方案；三是交通違章等行為的抓拍；四是違章車輛等的布控攔截；五是公眾出行的信息服務等。蘭州市在該方面建設也存在一些問題，起步晚、經驗欠缺，與國內外發達城市的發展相對較滯后。不足表現在：其一，“信息孤島”現象；其二，相應的關鍵技術急需突破；其三，交通信息功能有待提高；其四，智慧交通系統的宣傳意識不足。

對現階段蘭州市基于物聯網的智慧交通系統建設方面的建議，主要有五方面內容：第一，統籌安排，制定科學的智慧交通系統戰略發展規劃；第二，建立各行業之間信息互聯互通的智慧交通體系；第三，政府提供有力的財政保障，提供智慧交通系統設施建設經費；第四，發展并推動交通創新科技能力；第五，專業人才隊伍的建設、人才培養等工作。

6 結語

基于物聯網的智慧交通系統建設中可實現城市交通管理的自動化，使得交通管理更加方便、高效。科技應用范圍的不斷拓展，各個國家在交通事業發展中都極力發揮出物聯網、控制技術、通信等的優越性。在物聯網技術的有力支撐之下，智慧交通系統得以形成，在交通管理體系中的各個方面發揮出了有效作用，增進了人、車、路、環境之間的契合度，形成了和諧統一的氛圍，綜合管理系統也是在這樣的情況下應運而生的。智慧交通系統以物聯網為基點，對其推廣與利用能讓城市交通發展中遇到的難題得到有效解決，例如不能及時獲取信息、互聯互通應用低效、城市道路擁堵、各類資源的浪費等諸多問題，從而不斷推動交通行業的發展。