智慧交通視闕下車聯網技術在樂山交通擁堵治理中的應用研究

摘要：為治理樂山交通擁堵現象，本文將圍繞車聯網技術展開研究，主要論述技術基本概念與關鍵功能，后介紹樂山交通擁堵現狀，提出技術應用策略與注意事項。采用文中策略，至少可以在一定程度上緩解樂山交通擁堵情況，優化當地交通環境，且注意相關事項可保障技術作用的長效性。

關鍵詞：智慧交通;車聯網技術;交通擁堵治理

0.引言

隨著智能技術、網絡技術、通信技術等先進技術的發展與普及，智慧交通概念應運而出，此概念下人們需要通過技術系統對交通環境進行管理，同時自主規避一些不必要的影響，全力打造良好的交通環境。這一背景下，樂山因為人口較多，很早就出現了交通擁堵現象，這一現象是當地交通管理部門與城市車輛用戶的一大困擾，所以如何對該現象進行治理是一項值得思考的問題，而智慧交通可以給當地管理部門及車輛用戶提供有效幫助，正確使用智慧交通下的車聯網技術能夠解決問題，至少能有效降低車輛擁堵概率與程度，故為了發揮技術作用有必要展開相關研究。

1.車聯網技術基本概念與關鍵功能

1.1基本概念

車聯網是一種在車輛上安裝無線通信設備，促使車輛可接入網絡的技術，通過該項技術車輛信息就會被實時傳輸到網絡平臺中，再依靠平臺信息可以對車輛情況作出判斷，具體內容如下。

第一，在個人角度上根據信息，駕車人員可規避擁堵路段，并得到導航幫助[1]。

第二，在整體車輛交通角度上所有車輛能提前知道路況，正確選擇行車路線，一方面能盡快脫離擁堵路段，另一方面盡可能避免擁堵因素。從這里可以看出，車聯網技術在交通擁堵方面主要可起到兩大作用，首先是能盡可能避免擁堵形成，其次是避免擁堵惡化，說明通過該項技術可以優化交通環境。

1.2關鍵功能

宏觀上車聯網技術的功能非常豐富，可應用于交通管理的多個方面，諸如車輛安全保護、車輛違章提醒、信息查詢等，而著眼于交通擁堵治理，車聯網技術的關鍵功能有二，具體內容如下。

第一。路況實時監控與播報。因為現代通信技術的信息傳輸速度極快，基本上可以做到零延時，所以車聯網技術能夠實時獲取信息，并完成信息傳輸，實現信息更新。圍繞這一點，利用物理設備可以對路況進行監控，監控所得信息會實時展示在信息平臺上，隨后展示給駕車人員，諸如駕車人員可以在確保安全的情況下查閱信息平臺，尋找快捷路線，或者通過車輛播報功能，用語音播放信息，以便駕車人員實時了解信息，對行車路線作出調整，這種方式不會造成駕駛安全影響[2]。

第二，車輛定位與智能決策功能。即單純依靠路況監控與播報功能給駕車人員提供信息服務，很容易出現大量無用信息，諸如駕車人員本身的形成路線就不會經過擁堵路段，但因為前方擁堵，所以系統將進行播報，這些信息對于該駕車人員而言是無意義的，屬于無用信息。為避免這種情況發生，車聯網技術可以通過車輛定位功能判斷車輛位置，并且根據駕車人員習慣（諸如駕車時間、常走路線與目的地、出發地等）判斷駕車人員是否可能經過擁堵路段，如果經過概率較高才會播報，否則不會對此做出反應。

2.車聯網技術系統設計

2.1總體框架

雖然在不同場合下車聯網技術系統的框架會存在差異，但框架的基本結構一致，具體見圖1。

參照圖1，信息網絡平臺是整個系統的核心，與管理終端、車載端之間分別保持雙向連接關系，這也讓終端與車載端之間存在間接的雙向連接關系，同時平臺還單向接收物理層采集所得信息，這些信息會根據需求向終端或車載端發送。而管理終端主要根據信息網絡平臺信息對事件進行判斷，即假設平臺向終端發送了某路段車流量的信息，管理終端就會根據該路段車流量容量以及車速、當前車流量等關鍵信息對路段擁堵概率作出判斷，如果概率超過標準值就會發出預警指令，指令則通過平臺發送到車載端，通知駕車人員規避。車載端主要是將駕車人員的需求傳遞給平臺，再由平臺將需求傳遞給管理終端，以便管理終端滿足駕車人員需求，諸如駕車人員想要查詢10公里以外某路段的交通情況，就可以通過車載端發出指令，終端將根據指令調度出對應信息，滿足需求[3]。物理層主要有道路監控設備等組成，負責采集信息，并將信息轉化為數字格式，在傳輸給信息網絡平臺，之所以要將信息轉化為數字格式，是因為管理終端與車載端只能讀取該格式數據信息，而監控設備等采集到的信息初始格式是電信號，故必須轉換。

2.2系統實現

第一，信息網絡平臺。因為該平臺在整個系統中相當于中轉站，所以其對信息交互的速度有直接影響，若網絡使得信息交互速度變慢，就可能引起信息實時性不足，不利于系統實用價值，根據這一要求必須慎重選擇平臺網絡環境。一般情況下建議選擇IPSecVPN技術構建專用網絡，形成對應信息網絡平臺，這樣做的好處有二：（1）IPSecVPN專用網絡能夠有效控制用戶人數，避免未下載車載端人員進入網絡占用資源;（2）IPSecVPN專用網絡能夠有效避免外界干擾，能充分發揮資源作用，保障通信質量。

第二，管理終端。管理終端主要承載功能層，需要具備多種功能，其中最重要的信息處理功能。信息處理功能可通過智能技術來實現，即智能技術具有自主識別信息、學習的作用，因此借助該項技術管理終端能夠對來自信息網絡平臺的信息進行識別，從而對事件作出判斷。值得注意的是，智能技術的應用必須建立在大數據基礎上，故為了構建大數據管理終端需要具備量大內置功能：（1）云數據庫功能，即大數據的數量量級龐大，因此帶來了較大的數據儲存需求，而以往數據庫技術容量有限，難以滿足需求，故建議選擇云數據庫，該數據庫容量理論無限，且可控性良好，可滿足大數據儲存需求，只要將采集所得數據導入其中即可;（2）數據分類功能，即大數據另一大特征是數據類型繁多，若不對數據進行分類，可能導致數據混亂，不利于智能分析結果質量，因此可以借助智能技術對數據進行預處理，依照數據特征完成分類，隨后再將數據導入云數據庫。

第三，車載端。車載端相當于用戶端，因此為了給駕車人員提供操作界面，車載端主要以APP的形式呈現，用戶登錄APP后即可進入IPSecVPN專用網絡，連接信息網絡平臺[4]。車載端APP要包含相關應用功能，諸如以上（1.2）提到的三大關鍵功能都屬于應用功能，這些功能主要用編程方法實現，再通過UI設計方法布置在相關界面，駕車人員通過操作可以調出相關功能來使用。

第四，物理層。物理層由監控類設備組成，諸如攝像頭、傳感器等，能夠采集到各種各樣的信息，該層只要將設備安裝在指定位置即可，內容簡單，不多加贅述。

3.車聯網技術交通擁堵治理應用策略與注意事項

3.1交通擁堵現狀

目前，樂山交通擁堵現象主要發生在城區內，情況比較嚴重，但擁堵情況具有明顯的規律性，主要體現在兩個方面，具體內容如下。

第一，擁堵分時段。樂山城區的交通擁堵情況一般發生在特定時段，諸如上下班高峰期、放學時段、節假日等，每當進入任意時段，當地交通擁堵情況就會變得十分嚴重，根據當地交警管理數據顯示，非特定時段僅需要10分鐘左右的路程，在特定時段需要40分鐘，可見擁堵嚴重性。

第二，擁堵地點相對固定。樂山城區交通擁堵地點比較固定，一般是高架橋下方涵洞、主干道轉彎處、學校門口、各大停車場出入口等，這些地點幾乎每日都會出現擁堵，即這些地點在特定時段會出現一些現象，諸如家長集中接孩子放學，導致學校門口車輛密集，占用到了正常交通面積，故正常行駛車輛被迫集中，最后形成擁堵，說明這些地點也是當地交通擁堵主要成因的聚集點。

3.2應用策略

根據樂山交通擁堵現狀，圍繞車聯網技術可以通過三項策略進行優化，具體內容如下。

第一，路況監控。即根據交通規章及法律規定，在任何情況下行人、非機動車都不應當占用機動車道，這不僅是為了避免交通擁堵現象發生，也是為了保障多方安全，但樂山當地交通擁堵地點中的一些特殊現象均存在違規、違法性，諸如家長將車輛停在機動車道邊緣處等孩子放學就是典型的違規行為。針對這種現象，樂山交通部門應當借助路況監控功能進行處理，可通過兩種應用方式解決對應問題：（1）在特定地點安裝監控設備，在特定時間密切觀察交通情況，如果發現違規、違法行為必須讓就近人員前去處理，消除潛在的交通擁堵成因;（2）在發現違規、違法行為后應當第一時間在信息平臺上發布指示信息，提醒后方車輛減速慢行，不要相互搶道，盡可能保持車流順暢，信息會第一時間通過車載播報設備傳遞給駕車人員，這樣就能避免交通擁堵發生，也保障了交通安全。

第二，行車路線引導。即因為一些交通擁堵情況是不可避免的，所以面對這種擁堵，交通管理部門必須盡可能快的疏通，但以往該項工作難度較大，原因在于管理人員一邊疏通，后方車輛一邊加入擁堵車流，故很難在短時間內解決問題。面對這種情況，每當交通部門發現某路段出現擁堵之后，就可以通過信息平臺向通信站點發送信息，站點會將信息分發給正在該路段上行駛的車輛，同時智能終端會根據駕車目的地重新規劃路線，建議駕車人員繞行，引導其選擇其他路線，這樣同時避免了擁堵情況惡化，也避免了后方駕車人員陷入擁堵困境，加之現場工作人員的疏導，能夠在相對短的時間內解決擁堵問題[5]。

第三，道路影像。即實際情況中存在一些突發性的交通事故，這些事故也會導致交通擁堵發生，原因在于事故具有突發性，因此后方車輛可能來不及反應，作出應急動作，而該動作在道路上會可能引起蝴蝶效應，能在短時間內形成交通擁堵。著眼于這一點，借助車聯網技術可以將路況監控影響傳輸給后方車輛，如果前方出現了突發性事故，后方車輛有充裕的時間作出反應，可體現規避影響范圍，這樣就能避免蝴蝶效應發生，一定程度上可降低交通擁堵概率。

3.3注意事項

目前，車聯網技術的發展側重于功能開發，故至少從當下來看該項技術還不夠完善，實際應用存在一些問題，其中最值得注意的問題就是網絡安全問題，即車聯網技術所處環境具有開放性，加之車輛普遍擁有大量的外部信息接口，同時網絡與接口均沒有得到良好的安全保護，因此很容易受到攻擊，導致車輛信息，甚至是駕車人員個人信息泄露[6]。針對這一點，樂山市應當做好網絡安全防護工作，該項工作中建議選擇綜合性安全防護方案，例如先借助云技術建立云端安全檢測系統，該系統能夠對車輛進行記錄，形成車輛日志，根據日志可知車載終端行為是否正常，如果發現異常會通知車主，同時對異常行為進行追蹤，以便打擊犯罪，隨后可建立車聯網證書管理機制，該機制可以對車輛及車主身份進行認證，任何未通過認證的用戶均不能進入車載終端，故車輛與車主的信息得到保護。

4.結語

綜上，智慧交通視闕下樂山交通擁堵情況可以通過車聯網技術進行管理，采用對應策略可以從擁堵原因處進行預防，也能盡快處理不可避免的擁堵情況，說明該項技術具有良好應用價值，值得在樂山交通管理中推廣。同時在技術應用中相關部門要注意網絡安全問題，必須在保障網絡安全的情況下才可使用該項技術。

參考文獻

[1]高愛.車聯網技術在交通擁堵治理中的應用文獻綜述[J].中國市場，2018（30）：185-186.

[2]李晶，謝劍和，鐘煒華.車聯網在贛州市智能交通中的應用研究[J].科技廣場，2016（10）：127-130.

[3]陸承，李智慧.車聯網技術在消防中的應用[J].消防科學與技術.2020，（12）.1751-1754.

[4]周小松.一種基于邊緣計算的智能公交解決方案[J].武漢職業技術學院學報.2019，（6）.95-98.

[5]伍朝輝，武曉博，王亮.交通強國背景下智慧交通發展趨勢展望[J].交通運輸研究，2019，（4）.26-36.

[6]鄭金兵，李科峰，趙小超，等.面向交通狀況智能監測的泛在互聯車聯網研究[J].通信技術，2018，（7）.1631-1636.

樂山市社會科學界聯合會“智慧交通視闕下車聯網技術在樂山交通擁堵治理中的應用研究”，（課題編號：SKL2020D61）

作者簡介：強永軍（1988年2月）男，羌族，四川綿陽人，樂山職業技術學院，講師，碩士，主要從事車輛網、學生管理方面的研究。