物聯網技術在智慧交通中的具體運用解析

李 楓

（昆侖芯（北京）科技有限公司，北京 100193）

0 引言

智慧交通是基于智能交通發展起來的一種交通管理模式，以智能交通為基礎，結合大數據、云計算以及物聯網等新興IT 技術。為了滿足人們對車輛進行實時監控、獲得旅行信息等多方面的需求，需要將物聯網技術深度融入智慧交通系統，綜合物聯網平臺豐富的交通數據信息，能夠建立起對交通信息數據的深層挖掘模式，不斷挖掘其隱藏價值。積極推進物聯網技術和交通系統的融合，對我國城市和社會的發展具有積極意義。

1 智慧交通與物聯網技術的相關概述

1.1 智慧交通

智慧交通在城市建設中具有積極推動作用，具體而言，智慧交通可靈活引入物聯網技術，將其運用于不同區域，因此智慧交通也可稱為城市交通運輸物聯網。主要通過傳感技術、嵌入式技術等專業的物聯網技術，將交通道路中的因素有序銜接，使得不同交通要素之間形成互通關系，并且工作人員還能實時監控交通道路的各種情況，并對車輛的運行狀況實施評估，能更加方便迅速地了解交通中出現的擁堵、事故等一系列交通問題，這樣就能節省人們出行的時間成本，提升人們的生活質量。

1.2 物聯網

物聯網也叫實物互聯網，能夠實現所有實物的覆蓋，是以傳統電信網絡和互聯網為信息載體，近些年我國的科學技術蓬勃發展，物聯網技術已經滲透到各行各業，根據相關數據顯示，目前物聯網市場規模已經超過1.7 萬億元。物聯網作為一種物質和物質之間相互銜接的網絡技術，首先是在2005 年的信息社會世界峰會上由國際電信聯盟提出。從根本上講，如果互聯網技術主要是人和人之間的信息交互，那么物聯網則是在不同的信息傳感設備和技術的支持下，將不同事物以互聯網形式銜接到一起，實現不同事物間的信息交互。在物聯網技術背景下，更加強化了實際物體之間的射頻識別裝置，并且通過不同的傳感器進行信息交互，對不同信息的掌握更加迅速和完整，不斷實現對物體的智能化識別和管理[1]。

2 物聯網在智慧交通中應用的關鍵技術

2.1 嵌入式技術

該技術主要將傳感器技術、集成電路技術、計算機軟件和硬件系統等多種技術融為一體，屬于比較復雜的一項技術，能夠對系統接收的數據展開分析、處理和分類，能夠在系統中穩定運行并實時監控車輛信息。在智慧交通中，嵌入式技術在城市十字路口顯示屏系統中運用最多，能夠實現道路交通運行狀況和信息的及時顯現，還能為行人和車輛指引不同的路線，實現路線的最優選擇。另外，還可以構建車聯網產業鏈，如圖1 所示，以物聯網技術為基礎的車聯網技術，保證車輛在最經濟的情況下運行，最大限度避免交通擁堵。如今的嵌入式技術已經相對成熟，能夠實現在智能機器人、虛擬現實以及工業建模等不同行業和領域的運用。

圖1 車聯網產業鏈示意圖

2.2 RFID 技術

該技術屬于物聯網中的重要技術，是保證智慧交通運行效率和質量的關鍵技術，能夠實現智慧交通系統中的核心數據傳輸。值得重視的是，RFID 技術的構成主要包括了閱讀器、天線等，在使用的過程中將該技術的標簽置于車輛上，并經過閱讀器、天線之間的信息交互實現車輛數據信息的傳輸和歸納。由此看來，RFID 是屬于交通車輛信息設備的重要載體，在車輛行駛過程中完成交通數據的采集，并且能夠通過迅速的反應對這些數據進行系統化處理[2]，實現對道路交通以及車輛的智能化管理，能夠減少相關工作人員的工作量，提升效率。

2.3 云計算技術

該技術主要是在物聯網背景下，借助互聯網平臺資源，讓實體中的軟件以及硬件數據都可根據需求進行不同匹配，在不同計算機設備間進行傳輸，實現互聯網資源的充分利用。

2.4 傳感器技術

在道路兩旁或者路面上裝置線圈，在車輛行駛經過時傳感器得到信號，通過數據信息處理輸出需要的電流信息，當車輛離開區域后信號會逐漸減弱，后續會形成波形信號，根據這種波形信號計算出一定時間段內某區域的車流量信息。傳感器技術作為物聯網技術中的一部分，是智慧交通順利運行的基礎，在智慧交通中的運用效果十分明顯。比如，在道路交通數據采集過程中，傳感器技術能夠實現道路交通管理的高效性，為管理提供有力的數據支持。在道路車輛行駛期間，該技術通過脈沖計算，能夠測出車輛行駛速度，實現城市交通管理的便利性。傳感器技術如今在城市中的運用是多樣化的，對于該技術的研究也涵蓋了傳感器自身檢測和控制、傳感器組織結合以及底層協議等多方面，該技術是保證城市智慧交通順暢運行的關鍵，并且今后還需要不斷對其進行完善，促進智慧交通的不斷發展[3]。

3 物聯網技術在智慧交通中的具體應用

3.1 在車流量檢測中的應用

通過物聯網技術檢測道路交通中的車流量，并對其進行有效管理，能不斷推進社會進步，提升道路建設的效率，促進資源的有效整合，有效緩解道路交通阻塞，主要引入的物聯網技術為RFID 技術，在車輛上裝置RFID 檢測標簽或在道路兩側裝置RFID 閱讀器。當裝有標簽裝置的車輛經過時，閱讀器能夠和標簽建立聯系并采集相關數據信息，統計相鄰兩個閱讀器之間經過的車輛信息，通過RFID 技術將這些信息收集起來并直接傳遞至交通管理系統。另外，當有救護車、消防車等特殊車輛需要急速通行時，閱讀器會準確判斷出這類車輛標簽的獨特信息，及時整理這些信息并傳輸到交通管理系統，系統能及時根據實際情況調節交通信號燈，為該類車輛的高效、安全、行駛提供支持[4]。

3.2 在車速檢測中的應用

道路交通中最重要的就是安全行駛，而每年由于車輛超速引發的安全事故卻比較多。在城市交通道路管理中，為了減少由于車輛超速導致的交通安全事故，需要對過往車輛的行駛速度進行檢測。在交通道路的一些路口設置停止線，并以此為參照，對道路上的車輛進行車速檢測，部分邊緣檢測需要運用Canny 邊緣檢測算法。交通檢測器作為道路交通管理和控制系統的重要組成部分，在交通管理中的作用不可小覷，它能實現交通數據的高效采集。在實際交通道路管理中，發揮設備監測、數據采集等功能，能準時收集車輛相關速度信息，并且檢測器自身系統也能將采集到的數據傳輸到控制器或者中心管理系統，監控中心管理人員在獲取信息后，能有針對性地制定解決方案并進行處理，交通檢測器的工作效率很大程度上影響著道路交通管理的效率[5-6]。

3.3 在城市公交系統中的應用

在傳統城市公交系統中，乘客對于公交車到站時間很難準確把握，在智慧公交系統中，電子停車標志替代傳統停車標志，乘客通過這樣的標志，對公交車到站信息更清晰，為乘客制定出合理的出行計劃提供條件。基于物聯網技術的城市智慧交通，解決了乘客、車輛、道路交通等之間的數據信息差，將這些數據進行全面整合，搭建起一個車輛調度平臺。近些年來隨著科技的發展，大部分城市實現了物聯網技術的交通一體化建設，為人們的出行提供了極大的便利。在智慧交通的影響下，很多城市建立起了“一卡通”乘車系統，在不同城市中進行交通消費一體化建設[7]。

3.4 在高速交通系統中的應用

目前，高速交通系統中也逐漸實現了物聯網路況調查、自助繳費、信息傳輸等功能。首先，在路況調查和信息傳輸方面，主要是在高速路兩側安裝傳感器，這些傳感器能夠識別過往車輛并進行數據采集，幫助駕駛員制定最佳行車路線，并且結合道路狀況，能為車輛推送前方維修事件以及交通事故發生情況；其次，在自助繳費功能方面，能實現高速路各個收費站之間的信息互通，實時傳輸車輛信息，不同的收費站之間建立有效聯系，替換傳統的人工繳費，改為網絡平臺自助繳費，不但提升了高速路的行車效率，也提升了收費效率，節省了人力[8]。

3.5 在停車管理系統中的應用

傳統的人工停車操控系統已經不能滿足當下出行的要求，基于這種情況，不斷提升物聯網技術下的智慧停車場管理能力，有利于解決城市停車的大部分問題，為人們的出行帶來更多便利，同時還能改善停車管理質量和效率，節省人力和物力資源，主要體現在車輛監控、識別、收費等方面。首先是基于物聯網的監控系統，當車輛進入停車場后，智慧健康系統能及時采集車輛相關信息，包括車牌等，并將這些信息準時上傳，而當車輛離開停車場，監控系統再次采集信息，并進行前后數據比較，保證車場監控工作有序進行。其次，智慧停車場能實現對停車場車輛自動計時和繳費的功能，準確記錄來往車輛停留的時間，并根據停車時長計算出相應的費用。最后，將車輛探測器裝置在停車場入口，能有效探測有權進入停車場的車輛，識別車輛信息后是否開啟欄桿，將數據傳輸于計算機，并同時展現出停車場車位數量情況。計算機系統在整個過程中進行數據采集處理，并對系統全面調控。自動識別裝置是系統的重要組成部分，主要應用到條碼卡、車牌自動識別等技術。

4 結語

在物聯網技術的影響下，智慧交通的建設和應用將會更加全面，并且有不斷靠近目前城市建設的趨勢。保證物聯網技術在智慧交通建設中的合理利用，不斷優化和完善物聯網技術，通過物聯網技術將各種交通要素和互聯網緊密銜接，實現交通要素之間的互通，可降低交通問題，提升其管理效率。工作人員需要不斷加強對物聯網和智慧交通融合的技術研發，積極推進二者的有效融合，讓城市的車速檢測、車流檢測以及城市公交系統等更好更快發展，不斷推進城市的智慧化發展，為城市建設貢獻力量。