智慧交通系统中物联网技术的应用

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　为解决城市道路堵塞、通行压力大的问题，促进物联网技术在智慧交通系统中的发展，分析了国内外智慧交通管理系统技术发展现状及物联网技术的重要作用，分析了物联网技术在智慧交通系统中的应用，如传感器技术、ＲFID技术、无线组网技术、视频监控与采集技术、GPS技术等。未来，物联网技术将促进交通管理模式由被动式管理向主动式管理转型，交通网络数据收集与分析也将实现智能化发展。

　　关键词:智慧交通系统;物联网技术;应用;平台

　　智慧交通系统(IntelligentTrafficSystem，简称ITS)是在交通管理中运用先进的科学技术，特别是物联网技术中的信息识别技术、网络数据传递技术、传感器技术、ＲFID技术和智慧控制技术等，优化道路交通运输和车辆管理，以加强车辆、道路、使用者三者之间的联系。

　　1国内外智慧交通管理系统技术发展现状

　　目前，日本是智慧交通系统发展最为成熟的国家，其建设的ITS系统是运行非常有效的智慧交通系统，包含汽车信息和通信系统(VICS—用于提供实时道路交通信息)、不停车收费系统(ETC)和先进道路支援系统(AHS)三个子系统。该系统可以及时向车载导航设备提供大量的交通信息和图像，提高通行效率，有效缓解交通拥堵问题，改善驾驶环境。此外，美国和欧洲等国家也在广泛使用智慧交通管理系统。我国的智慧交通系统发展迅猛，以北京市的ITS系统为例，该系统经过多年建设，包含了交通实时检测、路口信号灯协调控制、实时信息发布等平台，高度集成了视频监控、GPS定位、122报警、集群通信等子系统，形成了“一个中心，三个平台，八大系统”的智慧交通系统框架。系统对公共交通运行、出租车运行、路口信号灯控制及紧急事件出警等进行了充分高效的整合，极大提高了交通运行效率。实践证明，ITS系统在交通管理中起到了非常重要的作用，而支撑ITS系统的是物联网技术中的传感器技术、ＲFID技术、无线组网技术等。正是有了物联网技术的支持，ITS系统才能得到快速发展。但是，智慧交通系统的发展存在着规划不统一，城市之间道路通行信息不能共享，部门之间协调差等问题。

　　2物联网技术的作用

　　智慧交通的发展依赖新技术的发展，物联网技术的快速兴起，促进了智能交通系统的跨越式发展。物联网技术与传统的智慧交通系统发展目标在某种程度上吻合，使其在交通运输领域具有良好的适应性。物联网技术具有三层架构:感知层、网络层、应用层。在智能交通的应用中，感知层负责车辆识别、车辆定位和交通流信息数据的采集。网络层负责将感知层采集的各种交通信息进行数据透传，数据透传可以采用有线和无线两种方式。应用层利用接口电路，将网络层传递的信息通过计算机技术、大数据技术等，对交通流数据进行分析、计算和融合等操作，控制相关设备工作，如信号灯实时在线控制，以及报警应急处理等。将物联网技术科学有效地运用于智慧交通系统的构建中，可实现对交通系统动态化、智慧化管理，还可以降低系统建设和运行成本，减少交通事故的发生。

　　3物联网技术在智慧交通系统中的应用

　　智慧交通系统中应用的物联网技术，主要有传感器技术、ＲFID技术、无线组网技术等。其中传感器是能够获取测量数据并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，负责信息采集工作。如路口各个方向的车辆流量和速度监测，路灯自动开启和亮度调节等。ＲFID技术主要用于车辆信息识别、车辆时速的准确计算、电子车牌和ETC不停车收费系统中。无线组网技术的作用是实时传递交通信息，包括数字、视频图像及语音信息等，这些信息通过无线网络传递到指挥中心，并经计算机对数据进行分析，从而对车辆或道路通行进行监管或控制。目前，我国智慧交通系统已从探索阶段进入到实际开发和应用阶段，物联网技术在智慧交通系统中的应用也得到了拓展。如将视频图像和模式识别相结合的视频监控与采集技术，该技术将视频采集设备采集到的连续模拟图像，经相关电路转换成离散的数字图像后，输入计算机，并由软件分析计算和处理后，得到车牌号码、车型、车速、交通流量等参数，再将信息通过有线或无线网络传送至指挥中心。此外，GPS技术也广泛应用于智能交通系统中，用于车辆的位置感知及计算道路行驶速度等。

　　4物联网技术在智慧交通系统中的发展趋势

　　4.1交通管理模式由被动式管理向主动式管理转型

　　智慧交通管理系统通常是将传感器采集的交通信息上传到控制中心，由控制中心自动或辅以人工下达指令，采取分流、限行、执法等方法来疏导交通，以提高道路和车辆的通行效率。这种管理模式是围绕着人、车、路三要素的被动式管理，交通状态的预见性和时效性较差。随着相关技术的发展，基于态势感知的主动式交通管理可以很好地解决这个问题。态势感知是一种基于环境的，动态地、整体地洞悉安全风险的能力，将其应用于智慧交通管理系统中，是以物联网、大数据和5G技术为基础，从全局视角提升系统的预先发现、判断、分析及即时响应处置的能力。主动式交通管理将改变以往模式，代之以信息无处不在、互动无处不有和控制所想所得的前瞻式管理模式，实现车辆安全舒适行驶和道路资源的最大利用，形成道路资源供给与机动车交通需求的动态平衡。

　　4.2交通网络数据收集与分析的智能化

　　随着道路里程和车辆的不断增加，规模庞大、种类繁多的交通信息呈现爆炸式增长。从这些繁杂的信息中提炼出价值较高的、实时更新的信息资源，避免出现信息孤岛或信息烟囱现象，只能依托数据收集与分析的智能化信息处理平台。该平台将收集到的信息数据传递到综合交通运输大数据应用中心平台，平台结合物联网、大数据及云计算等技术，将数据分为静态数据(如电子地图)和动态数据(如营运车辆的GPS位置)，然后对其分析和计算，再向各子平台，如全国营运车辆联网联控系统、全国网约车监管平台、电子地图运营平台等发出指令，统一指挥或协调各子系统的调度或运营，以强化行业数据资源统筹，完善行业大数据开放和共享，提升行业管理和服务水平。

　　5结语

　　基于物联网技术结合大数据、云计算、5G等技术的智慧交通管理系统，有效地加强了驾驶员、道路和交通管理者之间的联系，为车辆出行提供了安全保障，提高了交通管理效率，促进了环境的改善和能源节约。随着智慧交通系统的建设发展，物联网技术也将发挥更大的优势。未来的智慧交通系统必将进入主动管理状态，通过动态感知等技术手段，实现人、车、路三者之间的协同运作，确保车辆安全行驶及道路资源的最大利用。

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　　作者：杨建国 杨明 许诗语