基于物联网环境下智能交通系统应用研究

摘 要：文章主要介绍物联网的涵义及系统工作原理，并重点关注物流网技术在城市智能交通领域的实际应用方式。同时物联网技术也成功解决了交通治安、车辆收费、交通运输和信息采集中的突出问题，为智能交通管理和服务系统的建立提供了强大的信息支撑和保障。

关键词：物流网；智能交通；应用研究

中图分类号：F50 文献标识码：A

Abstract： This paper mainly introduces the meaning of the internet of things and the working principle of the system， and focus on logistics network technology in the practical application in the field of urban intelligent transportation way. At the same time， the internet of things technology is also successfully solves the traffic security， traffic fee， transportation and information collection of outstanding problems， for the establishment of the intelligent traffic management and service system provides powerful information support and assurance.

Key words： logistics network； intelligent transportation； application research

随着社会经济建设的高速发展，人们购买私家车的数量越来越多，由于城市规划和道路建设还不够完善，这就造成了城市的道路交通越来越拥堵、交通事故频繁发生、环境污染严重、能源消耗较高等诸多现象，为了缓解这些现象提出了基于物联网的城市智能交通系统的应用方案。

1 物联网介绍

1.1 物联网的基本内涵

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网是通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

1.2 物联网具有的特点

物联网的目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

再次，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

1.3 物联网的工作原理

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别（RFID技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

2 智能交通介绍

2.1 智能交通的涵义

所谓的智能交通系统是指将先进的信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。它是由若干子系统所组成的，通过系统集成将道路、驾驶员和车辆有机地结合在一起，加强三者之间的联系。借助于系统的智能技术将各种交通方式的信息及道路状况进行登记、收集、分析，并通过远程通讯和信息技术，将这些信息实时提供给需要的人们，以增强行车安全，减少行车时间，并指导行车路线。同时管理人员通过采集车辆、驾驶员和道路的实时信息来提高其管理效率，以达到充分利用交通资源的目的。

2.2 智能交通的特点

智能交通系统具有以下两个特点：一是着眼于交通信息的广泛应用与服务，二是着眼于提高既有交通设施的运行效率。与一般技术系统相比，智能交通系统建设过程中的整体性要求更加严格。这种整体性体现在：（1）跨行业特点。智能交通系统建设涉及众多行业领域，是社会广泛参与的复杂巨型系统工程，从而造成复杂的行业间协调问题。（2）技术领域特点。智能交通系统综合了交通工程、信息工程、控制工程、通信技术、计算机技术等众多科学领域的成果，需要众多领域的技术人员共同协作。（3）政府、企业、科研单位及高等院校共同参与，恰当的角色定位和任务分担是系统有效展开的重要前提条件。（4）智能交通系统将主要由移动通信、宽带网、RFID、传感器、云计算等新一代信息技术作支撑，更符合人的应用需求，可信任程度提高并变得“无处不在”。

3 智能交通体系应用

作为物联网产业链中的重要组成部分，智能交通具有行业市场成熟度较高，行业传感技术成熟，政府扶持力度大的特点，在建设“数字城市”和“智慧城市”的口号中，智能交通系统在许多城市已经开始规模化应用，市场前景广阔，投资机会巨大，将成为未来几年物联网产业发展的重点领域。

3.1 高速公路电子收费系统（ETC）

ETC是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载器与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，且所交纳的费用经过后台处理后清分给相关的收益业主。在现有的车道上安装电子不停车收费系统，可以使车道的通行能力提高3～5倍。

该系统的使用可大大提高公路的通行能力；公路收费走向电子化，可降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益；同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。由于通行能力得到大幅度的提高，可以缩小收费站的规模，节约基建费用和管理费用。另外，不停车收费系统可以避免月票制度和人工收费的众多弱点，有效提高这些市政设施的资金回收能力。

3.2 交通信息服务系统（ATIS）

ATIS是建立在完善的信息网络基础上的。交通参与者通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备，向交通信息中心提供各地的实时交通信息；ATIS得到这些信息并通过处理后，实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息；出行者根据这些信息确定自己的出行方式、选择路线。更进一步，当车上装备了自动定位和导航系统时，该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。

该系统的应用大大提高道路网通行能力、设施效率与有效调控交通需求；提高交通安全水平，降低事故、避免事故、减轻事故损害程度和减轻堵塞；降低汽车运输环境影响。

3.3 公共交通系统（APTS）

APTS的主要目的是采用各种智能技术促进公共运输业的发展，使公交系统实现安全便捷、经济、运量大的目标。如通过个人计算机、闭路电视等向公众就出行方式和事件、路线及车次选择等提供咨询，在公交车站通过显示器向候车者提供车辆的实时运行信息。

该系统在公交车辆管理中心的应用，可以根据车辆的实时状态合理安排发车、收车等计划，提高工作效率和服务质量。

3.4 紧急救援系统（EMS）

EMS是一个特殊的系统，它的基础是ATIS、ATMS和有关的救援机构及设施，通过ATIS和ATMS将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体，为道路使用者提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。具体包括：（1）车主可通过电话、短信、翼卡车联网三种方式了解车辆具置和行驶轨迹等信息；（2）车辆失盗处理：此系统可对被盗车辆进行远程断油锁电操作并追踪车辆位置；（3）车辆故障处理：接通救援专线，协助救援机构展开援助工作；（4）交通意外处理：此系统会在10秒钟后自动发出求救信号，通知救援机构进行救援。

3.5 车辆控制系统（AVCS）

目前还处于研究测试阶段，从当前发展看，可以分为两个层次：一是车辆辅助安全驾驶系统，该系统有以下几个部分：车载传感器（微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式的传感器）、车载计算机和控制执行机构等，行使中的车辆通过车载的传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离和其他情况，车载计算机进行处理，对驾驶员提出警告，在紧急情况下强制车辆制动。二是自动驾驶系统，装备了这种系统的汽车成为智能汽车，它在行使中可以做到自动导向，自动检测和回避障碍物，在智能公路上，能够在较高的速度下自动保持与前车的距离。必须指出的是，智能汽车在智能公路上才能发挥出全部功能，如果在普通公路上使用，它仅仅是一辆装备了辅助安全驾驶系统的汽车。

3.6 交通管理系统（ATMS）

ATMS有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统，但是ATMS主要是给交通管理者使用的，用于检测控制和管理公路交通，在道路、车辆和驾驶员之间提供通讯联系。它将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，依靠先进的车辆检测技术和计算机信息处理技术，获得有关交通状况的信息，并根据收集到的信息对交通进行控制，如信号灯、诱导信息、道路管制、事故处理与救援等。该系统的广泛应用有利于为出行者指示下游道路的交通状况，让出行者选择合适的行驶道路，既为出行者提供了出行诱导服务，同时调节了交通流的分配，改善交通状况。

总之：随着社会经济的飞速发展，物联网应用于智能交通已成为星火燎原之势。基于物联网的智能交通将使交通基础设施发挥最大的效能。随着政府的大力扶持与技术和标准的成熟，智能交通物联网会是物联网发展的重要领域，将朝着大规模网络化、集成化和面向服务化发展，成为智慧城市的重要组成部分。

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