物聯網環境下智能交通系統的應用研究

朱濤

摘要：物聯網技術為智能交通提供了巨大的發展空間，也極大地方便了人們的日常生活。正是由于物聯網技術的發展，不管是路況監控，還是公交智能化，都離不開物聯網，整個運輸體系變得更加完善和標準化。不僅是現在，未來的城市發展也離不開物聯網技術，為了適應物聯網未來的發展趨勢，應有效融合各種類型的網絡和定位技術，不斷提高定位應答速度和進度，擴大定位技術的應用范圍。基于此，本文對智能交通系統聯網技術應用進行研究，以供參考。

關鍵詞：物聯網；智能交通；技術

隨著我國社會和經濟的快速發展，汽車數量不斷增加，交通問題也隨之出現。隨著物聯網和大數據時代的到來，交通環境的復雜性使“智能交通”、“物聯網”、“車聯網”等成為人們關注的話題，催生了智能網聯、無人駕駛、智能交通燈系統、智慧停車等技術的高速發展，5G技術迎來了萬物互聯的物聯網時代。因此，在智能交通領域，物聯網技術的發展必然是一個強有力的技術支撐。

一、物聯網技術和智能交通概述

物聯網技術是新一代信息技術的重要組成部分，主要是指科學利用信息傳感設備（如射頻識別、全球定位系統等），并依照有關協議和約定，實現物體和互聯網的科學連接，以便于信息傳遞和通信。物聯網技術的不斷發展和推廣應用，可以實現“萬物”的智能化、實時性的識別、定位、跟蹤、監管，為各行業和領域的生產建設及管理工作提供技術支撐和保障。智能交通是利用現代電子信息技術（如無線信息技術、車聯網、自動駕駛、物聯網技術、傳感器技術、數據處理技術、網絡技術、自動控制技術、GPS技術、信息發布技術、RFID技術等）面向交通運輸的服務系統。加強智能交通建設，有助于提高交通管理水平和服務質量，實現相關信息的快速收集、處理、發布、交換、分析和利用，實現精細化、動態化管理，逐步實現公路交通信息化、道路交通管理服務信息化、城市公交信息化，維護和保障交通運行的安全性和穩定性，有效解決和處理交通擁堵和事故風險問題，更好地滿足人們的需求。

二、智能交通體系結構

我國普遍采用的智能交通系統由多個子系統構成，通過物聯網等先進技術將其有效地連接起來，共同服務于交通建設和交通管理工作。智能交通系統主要由交通信息采集、互聯通信、交通狀況監視、交通控制和信息發布五大子系統構成，強調在這些系統的共同協調配合下實現車與路、車與人、人與人之間信息的有效傳遞、溝通及通信，實現有關數據信息的高度整合和處理。通過對相關數據信息科學、有效地處理，為交通出行和交通管理提供支撐，便于實時了解各路段的交通數據和交通運行情況，指導行車路線的規劃，減少道路擁堵情況，監測和發現異常狀況，保證行車的安全性、穩定性。利用遠程監控技術，監測路段車流運動及交通事故情況，將交通、天氣等信息通過無線通信實現大范圍的傳輸和傳播，并及時發布市民出行信息。智能交通系統具有物聯網構架，由感知層、傳輸層、數據智能化處理層和應用層四大層級組成。

感知層。該層級主要由信息采集和末梢網絡兩個子層級構成，主要利用定位技術、智能傳感器、二維碼、條形碼、智能裝置等，實現人、車輛和道路環境等的實時監測和分析，采集、收集有關資料信息并及時上傳網絡層，為后續交通安全管理、事故和風險隱患評測、交通出行路線規劃設計等工作的開展提供數據支撐和保障。

傳輸層。主要強調借助無線網絡、電話通信網、互聯網、移動通信網、企業內部網、4G及5G等技術，構建一個完善的網絡體系，傳輸層在智能交通體系中承擔著數據傳輸、匯聚的功能和作用，可實現相關數據信息的快速傳遞和溝通、無障礙傳遞，保證信息的完整性、安全性和可靠性。

數據智能化處理層。強調借助物聯網技術、大數據技術等對各子系統反饋的數據信息進行深入處理和挖掘分析，然后組合出高效、符合用戶需求的信息，為交通運輸管理和人們的安全出行提供科學、有效的信息和數據。

應用層。在對數據信息進行深入分析和處理的基礎上，調整和優化交通運輸及出行決策，強調在各子系統的配合下，為交通出行提供綜合化管理、智能化管理及一體化、多方位服務，及時處理交通出行過程中出現的一系列風險和問題。

三、在物聯網環境下應用智能交通系統

（一）車聯網技術

車聯網技術是物聯網技術在交通領域的重要應用之一，車聯網技術以車內網、車載移動互聯網、車際網三網融合，借助車載傳感器和無線網絡通信技術，提取車輛的工作狀態、動態信息和靜態屬性信息；利用數據分析平臺，根據不同的用戶需求，完成對車輛的監控管理。隨著傳感器、云計算、移動網絡通信等技術的飛速發展，車聯網技術可以完成車輛與車輛、車輛與道路基礎設施、車輛與后臺服務器之間的快速信息交換，確保車輛在經濟模式下運行。在智能交通系統中，通過車聯網技術實現車輛之間的信息交換和數據共享，可以實現車輛自動駕駛，提高駕駛的安全性和舒適度，車聯網技術可實現對交通信號的智能控制，通過車輛的實時數據采集和分析，實現交通信號的智能調度和控制，提高交通的流暢度和效率。

車聯網技術可以實現對車輛的實時監控和定位，實時監控車輛行駛中的車輛速度、位置、行駛路線等信息。通過智能交通系統對車輛進行安全管理，避免交通事故，提高道路交通的安全性。通過車聯網技術對車輛進行遠程監測和維護，可實時獲取車輛的健康狀況和故障信息，對車輛進行預防性維護和修復，提高車輛使用的耐久性。總之，車聯網技術在智能交通系統中的應用，可以實現對交通管理和服務的智能化、高效化、便捷化，為未來智能交通系統的發展提供重要的保障。

（二）共享汽車

共享經濟催生了一場新的科技革命，共享單車和共享汽車行業快速崛起，大大提高了交通工具的使用效率，有效緩解了交通問題。汽車與物聯網、大數據、人工智能結合起來的跨越式發展，為移動出行帶來了很大便捷。傳統的汽車租賃經營模式由于沒有與物聯網結合，發展較慢，將逐漸被共享汽車替代。因此，汽車租賃企業應充分運用智能化理念改變傳統運營模式，物聯網技術將助力汽車租賃行業，以全新的理念服務人們的高效、便捷出行。通過共享汽車，用戶可以利用智能交通系統實現智能支付和結算，通過與第三方支付平臺的合作，實現電子支付和結算功能，降低用戶的支付成本和使用門檻，提高共享汽車的便捷性。智能交通系統可實現智能導航和路線規劃，提高車輛的出行效率和準確性。通過實時獲取道路交通信息和車輛位置信息，結合車輛目的地和用戶需求，實現最優的路線規劃和導航服務，縮短車輛行駛的時間和距離，提高用戶的出行體驗和服務質量。

（三）智能網聯汽車

近年來，伴隨著5G技術的普及，智能網聯車必將成為新一輪技術革命的產物，它是車聯網和智能汽車的有機結合，將感知系統、決策系統、執行系統集成綜合系統，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（車、路、人、云等）的智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，利用自身的感知系統獨立運行，將成為未來解決交通問題的有效方案。智能網聯汽車是一種跨技術、跨行業的新型交通系統，它可以提高交通安全、節能減排、緩解交通擁堵、提高交通效率，同時也指明了汽車行業未來的發展方向。

（四）智能交通信號燈

傳統的交通信號燈已無法滿足智能交通需求，無法根據行人和車輛的流量動態調整工作時間，無形中增加了道路通行的壓力。現代智能交通燈控制系統可利用大數據技術，根據行人和車輛的流量進行實時、動態調整，確保空間資源的高效利用，部分城市智能交通信號燈還同時具備特殊車輛的檢測功能，如救護車、消防車、警車等，可實時切換信號燈的工作狀況，以確保周圍的車輛和行人安全。

（五）高速公路電子收費系統

隨著我國市場經濟的發展，交通運輸行業強調做好經濟管理工作，尤其要對高速公路收費進行科學管理，進一步健全和完善公路收費管理制度體系，針對不同級別的公路設置統一的收費標準，并監督各收費口嚴格遵守和執行。高速公路電子收費系統是一種先進的路橋收費方式，通過車載器與收費站高速公路電子收費系統車道上的微波天線間的短程通訊，科學利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算。高速公路電子收費系統的持續完善和健全，車輛在經過收費站時，不需要專門停車繳納費用，極大地提高了收費效率和車輛通行能力。此外，隨著該系統的持續完善和健全，公路收費逐漸向電子化、信息化方向發展，大幅提高了高速公路收費站的收費管理成本及車輛營運效益，也有助于降低收費口的噪聲和廢氣污染，縮小收費站的規模，節約基建、管理和人工費用，提高市政設施的資金回收能力。

（六）交通信息服務系統

車輛管理、車輛運營、風險管控、應急管理、道路擁堵問題的解決等，都離不開相關數據信息的支撐。根據交通管理工作的實際需求，構建完善的信息網絡平臺和系統，并在此基礎上建立交通信息服務系統，可有效提高智慧交通管理水平和效率。通過裝備在道路、車、換乘站、停車場、氣象中心的傳感器和傳輸設備，廣泛獲取和收集數據信息。ATIS在接受這些信息后進行處理和分析，實時向有關部門和人員提供道路交通、公共交通、換乘、交通氣象、停車、出行等方面的信息，便于相關人員選擇適合的出行方式和路線，極大地解決了道路交通擁堵問題，提高了道路通行能力，也滿足了調控交通的需求。

（七）智能公共交通系統

公交系統的最大特點在于，運用各種信息技術實現高效交通，使公交系統的效率和經濟性都得到提高，運力也相應地增加。隨著物聯網技術在交通領域的廣泛應用，公交系統的發展日趨成熟。通過互聯網、公共汽車、公共電視等方式，市民可以選擇正確的交通方式。當旅客乘車時，汽車內部的語音廣播系統會向旅客通報道路狀況，使旅客及時掌握車輛的行駛狀況，并在抵達目的地前做好準備。該系統主要用于公交車輛管理中心，通過對公交車運營情況的分析，對用戶實時定位，并根據用戶的短期平均客流量，制定相應的調度方案。在提升工作效率的同時，讓旅客感受到優質的服務。

（八）交通管理系統

交通管理涉及的內容較多，主體也較多，其強調對交通路線進行科學規劃，對交通運輸進行綜合治理，做好交通事故管理、應急管理等方面的工作，改變以往管理工作中經營主體多、小、弱、散的局面。依托信息化技術和物聯網技術構建的交通管理系統，便于各部門和主體之間的溝通，為其提供科學、有效的支撐。交通管理系統主要是交通管理者用于檢測控制和管理公路交通，在道路、車輛和駕駛員三者之間建立有效的溝通和聯系，提高交通管理的效率和效益。借助該系統，可以實現交通狀況、交通事故、氣象狀況、交通環境等的實時監測和分析，依靠車輛檢測技術、計算機信息處理技術、大數據技術等先進的技術設備，在對有關數據信息進行深入分析的基礎上，準確把握交通狀況，為交通控制提供依據和支撐，如信號燈、發布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等，用以改善和優化交通狀況。

（九）緊急救援系統

大多數車輛都裝有GPS定位導航系統，緊急救援是一種較特殊的系統，它是建立在救援機構基礎上的。通過緊急救援系統，可將交通路段的實時情況和救援機構相結合，為行駛中的車輛提供緊急避險車道及最佳的道路規劃路線。道路交通管理人員會在接收到發生交通事故的車輛發出的訊息后，第一時間對車輛展開救援。具體表現為：車輛在遇到交通事故后，可根據電話、短信了解車輛的具體位置和車輛的行駛軌跡。交通事故不只是車輛碰撞或車輛故障，還包括車輛丟失。系統對丟失的車輛進行遠程操控，使車輛斷油斷電強行停止，并運用定位系統追蹤到車輛所處的位置，將其找回。

在遇到車輛故障時，首先，高速路段都有避險車道，在條件允許的情況下，可將車輛挪至安全地帶，然后撥打救援專線，救援人員會根據定位系統找到車輛故障地帶并展開救援。交通意外是交通事故發生的一個主要因素，但不論是外界因素，還是主因造成的交通意外，系統會自動識別，并在十秒鐘后自動撥打求助電話或求助信號，通知救援人員對事故發生地展開緊急救援。

四、結束語

綜上所述，隨著經濟和社會的發展，人們對交通運輸管理的需求越來越大。因此，必須大力發展智慧交通，推動物聯網等先進技術在交通系統中的運用，使之與車輛管理、車輛運營、風險管控、應急管理、解決道路擁堵問題等方面的工作緊密結合。為了有效提升城市智能交通的建設和管理效率，進一步拓展應用領域，以保證其在城市軌道交通系統中充分發揮作用，逐步向大規模網絡化、集成化和服務化方向發展，滿足人們的多元化需求。

參考文獻：

[1]徐花芬，袁江婷，孟廣學.基于物聯網的智能交通系統設計與實現[J].華北科技學院學報，2021，18（01）：96-100.

[2]秦海.物聯網在智慧路邊停車的應用探析[J].交通與運輸，2021，37（01）：62-65.

[3]劉劍峰.物聯網技術在ETC系統中的應用[J].設備管理與維修，2021，（02）：115-117.

[4]張亦宸.物聯網在智慧交通發展中的運用研究[J].數字通信世界，2021，（01）：201-202.

[5]喬如兵.智慧交通背景下地鐵運營績效的差異化路徑研究[D].天津理工大學，2021.

[6]張天杰.基于物聯網的智能交通指揮控制系統的研究與設計[D].揚州大學，2020.