论物联网技术在城市智能交通建设中的应用

武治发

摘要： 人们从物联网概念的兴起到技术运用落地只用了很短的几年时间。如今，人们普遍认为物联网技术是继互联网和移动通信技术之后，人类信息产业中的又一项革命性的技术。随着我国城镇化进程的逐渐深入，城市的人口数量也越来越多，随之而来的汽车数量、城市交通拥堵现象为城市居民的生产生活造成了不良的影响。并且，其环境的污染、能源的大量消耗等问题是世界各个国家所共同需要应对的严峻问题，借助物联网技术建设城市智能交通已经迫在眉睫。

Abstract： We only use several years to achieve the application of Internet of things technology from the rise of the concept. Now， it is generally believed that the Internet of things technology is another revolutionary technology in the human information industry following the Internet and mobile communication technology. With the gradual deepening of China's urbanization process， the city's population is also increasing， and the number of cars， urban traffic congestion phenomenon have caused a negative impact on the production and living of urban residents. Moreover， the pollution of the environment， the consumption of energy and other issues are the common problems that all countries in the world need to deal with， so by means of the Internet of things technology to build urban intelligent transportation is imminent.

关键词： 物联网；智能交通系统；移动通信技术

Key words： Internet of things；intelligent transportation system；mobile communication technology

中圖分类号：F274 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0065-02

0 引言

城市智能交通系统的建立，极大地扭转了城市交通堵塞、减缓交通拥挤的现象，是一项高效、科学的技术措施，当前国内外越来越受重视[1]。不仅如此，利用射频技术、传感器技术、GPS等信息传感设备孕育而生的物联网能够将所有物品和互联网进行智能连接，再利用通讯技术，完成了对网络的物体进行智能化识别、跟踪、定位、监控和管理。

1 建设基于物联网技术的城市智能交通存在的困境

现阶段，智能交通的信息数据还并没有完全实现全天候的提供现场信息的能力。城市智能交通在建设的过程中仍会面临的困境：一是智能交通流的集散点布置过多；二是智能交通流的路线、流量往往时常发生变化，其路线与车辆流量并不稳定；三是交通运输的工具类别不尽相同，其速度也有很大差异大；四是交通客流、车流以及车流之间存在很多交叉，彼此干扰大；五是城市智能交通必须要有大量的附属设施以及交通管理设施；六是城市智能交通的车辆管理牵涉到交通路面包括运输、公安、城建等很多单位部门。但是现阶段并没有妥善处理城市交通拥堵、疏通以及车辆动态诱导行之有效的手段，故而全面加强突发交通事件的应急处理能力成为建设城市智能交通的当务之急。

2 建设基于物联网技术的城市智能交通架构

通过每一种不同方法收集路面交通的信息，充分融入物联网技术，全面交通路面中的公交、出租车以及车辆的日常运营现实水平，通过车载的GPS系统与无线通讯技术的移动车检测手段，完成路网全景式，最终得以呈现交通中的车辆流量、路面占有率、车辆行车的均速，时间等一系列的交通信息，并且实施全方位、全天候的监测。

全方位收取路网的交通信息，用诸如数学建模、数据融合、无线传输、人工智能、警用GIS系统等相关技术，尽可能地完成以公交优先、公众车辆以及特殊车辆优先的最优路径规划[2]，与此同时，完成对路面突发事件的交通管制、动态诱导以及面临交通堵塞的预警功能。利用物联网技术对交通路网的流量进行动态分析预测与对现实交通状况展开判断，给路面交通的控制策略、路网建设还有有关城市交通规划给予意见与建议。

上述是以物联网技术在城市智能交通架构中关于建设路网交通信息采集的相关规范和标准，以便能够更好地整合交通信息，给城市交通信息数据平台提供一个全景式、多角度的整体服务。城市智能交通系统正是通过路网立体式交通信息完成第一时间的全天信息分析与获取，充分结合车载GPS定位设备与各个通讯手段，达到行车路径的最优处理、车辆动态诱导、信号控制的物联网交通管理控制与智能绿波控制。以下为基于物联网技术的城市智能交通架构：

一是中心性子系统。这个系统涵盖了路面交通管理的10个子系统，分别是：维护与工程管理子系统、突发事件管理子系统、收费管理子系统、尾气排放管理子系统、商用车辆管理子系统、提供信息服务的子系统、管理公共交通的子系统、车辆运行和货运调度管理子系统及数据分析管理子系统等。这10个子系统的一致的特点，便是在空间位置的选择上不需要受到实际交通基础设施的限制，有着非常强的空间独立性。

二是旅行者子系统。这个系统主要是以从事旅行服务业的人员以及旅行人员作为设计对象，通过城市智能交通系统中的有关功能完成了对各种存在的旅行模式进行有效服务。

此外，再充分配合个人信息访问子系统以及远距离旅行支持子系统，利用通讯设备和别的类型子系统间实施直接的信息传递。

三是区域型子系统。这个子系统包括道路运行状况、收费、安全监控、停车管理及商用车辆核查等子系统。

四是车辆型子系统。这一系统具体装置于交通行驶的车辆上，按照每一种类型的车辆，可把这一系统划分为公交车辆、出租车辆子、商用车辆、普通车辆、紧急车辆和维护与工程车辆子系统。

3 建设基于物联网技术的城市智能交通的运用

3.1 无线射频识别技术

无线射频识别技术属于一种便于操控简单实用，在进行识别时不需要人工干预，适合用于自动化控制管理的一门应用技术。它的识别功能既能支持只读工作模式，同时也能支持读写模式，无需物体间的接触或瞄准；其性能不会受到油渍、雾霾污染等气候环境的影响，适应环境变化的能力较强；无线射频识别技术产品运用最广泛的领域还是在交通运行管理上，能识别距离较长，例如常用于不停车公路收费和自动识别车牌等。

其实，无线射频自动识别技术独特的优越性，其他识别技术是不可比拟的：

第一， 识别读取数据能力强。在没有光源，甚至物品有外包装的情况下，也能够准确无误地读出相关数据。有效识别的距离较大，当读取自带电源的主动标签时，无线射频自动识别系统有超过三十米的有效识别距离。

第二，识别读取数据的速度快。识别解读器能在第一时间准确读取到进入磁场范围内的车辆信息，也可以同时读取多个标签，实现批量次车辆信息的识别。

第三，技术的使用年限更长，其应用区域更广。具备无线电通信方式，能够使无线射频识别技术应用在放射性环境或遭受粉尘等污染的环境，封闭式的技术路径使其寿命远远超过条形码识别技术。

第四，具有动态更改标签数据的功能。其目的是通过编程器而赋予RFID电子标签实现交互式便携数据文件，写入标签时比打印条形码的速度更快。

第五，正常情况下，标签与解读器的通信频率达到50～100次/秒，所以，只要附着RFC标签的物体在解读器的有效识别范围内，就能实施对该物体的位置和动态进行监控及追踪。

3.2 无线射频技术的模块分析

根据智能交通监控系统的功能属性和数据对象需求，可以把智能交通监控系统分为四种功能型模块：一是数据显示模块。该模块主要展示智能交通监控系统可视化阶段的数据，其通用性很强，是全面展现系统数据信息体现的重要模块。二是信息管理模块。这是具有较好通用性的职能模块，是实现计算机监控系统功能必不可少的模块。三是数据预处理模块。是实现数据显示模块功能的一个辅助型模块，当数据处理对象不断增加，接近饱和状态时，使用数据预处理模块可以有效提升数据检索效率；四是数据设置模块。该业务模块属于物联网中计算机监控系统中的核心模块，根据系统功能设置的相关参数及监控的对象数据都能主要呈现在这个模块中。

3.3 瞬时值监测与历史值监测

物联网技术在智能交通监控系统中的应用，对瞬时值监测其主要目的是实现对监测对象的实时监控，重点关注可视化数据的动态变化特性。对收集的数据信息量并非要进行固定值的静态比较，而是要根据对各个监测对象采集到实时的静态信息，通过肉眼视觉延迟的感受实现对实时信息进行的对比。

对监控系统历史值监测的意义在于观测数据的变化趋势，通过数据的变化过程，来分析判断道路交通流的运行狀况。

因此，如何才能把数据本身与比较信息解释得更为客观全面，是智能交通监控系统功能实现的关键。

3.4 监控系统可视化分析

根据物联网组成元素分析，通过传感层一般是采集到道路路面受力状态的数据，传输层是把预设标准所采集来的电信号通过无线手段传输到计算机监控系统的后台数据库，服务器再把贮存在数据库中的数据进行实时处理，从而来应用层监控客户端发输送的请求，并且把最终的数据情况呈现到屏幕上来。在这过程中，监控系统中的可视化技术重点应用在自后台数据库服务器到前台客户端的环节。

所以，监控重点是客户端的实际呈现的状态，其所见内容一方面涵括了传感器所得到的数据信息，另一方面也涵括了计算机监控计算即时监控到的参数信息，也只有完善的应用配合方可实现在客观角度实现智能的要求。

综上所述，物联网如今被视为继计算机、互联网后，信息产业的第三次浪潮，物联网也是信息产业的全新领域，其发展对普通人群的生产生活和社会经济发展都会产生巨大影响。随着物联网技术的推广应用，必然推动着交通运输业朝着智能化、标准化的方向发展，智能交通必将是交通事业朝着健康可持续发展的必然路径，是交通事业的一场革命。

本文以物联网技术在城市智能交通建设的系统领域中出现的数据类别多、信息量大、数据之间关系庞杂等现实的问题为分析论点，提出了对于解决上述问题所有的积极影响，并展开了相应地验证与实践。

参考文献：

[1]张国伍.城市智能交通物联网建设探讨——“交通7+1论坛”第二十三次会议纪实[J].交通运输系统工程与信息，2011，12（04）：1-9.

[2]兰岚.城市智能交通管理系统方案研究与设计[D].江长安大学，2010.

[3]王东柱，杨琪，王笑京.物联网交通领域应用标准体系研究[J].交通运输研究，2015，5（05）：1-8.

[4]席申娥.基于物联网需求的区域交通信息网络布局与管理研究[D].武汉理工大学，2014.