面向物联网的智能交通流探测与技术分析

2019-01-16周杰

中国设备工程 2019年12期

周杰

（浙江浙大中控信息技术有限公司，浙江杭州 310051）

物联网对于解决提高交通运出探测不确定性和可靠性较低等都有着重要作用。物联网实际上就是不同信息传感设备系统的统称，通过合理的方式将传感器、全球定位系统等各项设备适当地进入网中，最终形成一个智能网络,通过对智能网路的应用，可以在对无线网络与互联网进行应用的基础上，完成交通数据信息的计算与交换，从而改善交通环境。

1 以物联网为基础建设的智能交通流量探测系统

该系统就是在智能交通流探测中对物联网技术进行应用，系统在运行过程中的实际就是通过对传感、网络、通信等各项先进技术的合理应用，对现有的交通技术进行改善，并且促进交通技术的发展，使交通系统管理水平能够得到进一步提高。从目前我国的交通环境看，现代交通运输会不断向综合交通方向发展，特别交通流管理方面，综合交通优势十分明显，可以使管理工作变得更加简单，从而为人们提供一个良好的交通环境。因此，需要通过完整的技术和系统，完成目前交通信息流探测系统，以及相应管理系统的合理改善。以互联网为基础，构建新一代智能交通管理系统，通过对其的应用，能够使路网流通性得到全面提升，并且可以提高公路上车辆的运行效率，这对于促进我国的经济发展来说意义重大，同时，也有助于减少车辆在实际运行过程中的油耗量，降低对生态环境的破坏。

互联网在我国具有良好的发展前景，并且从目前的情况看，其在许多行业的应用也都取得了不错的成绩。基于物联网的智能交通流量探测系统就是将物联网与交通流探测两者进行结合，这也是现阶段我国交通在不断发展过程中需要注意的一项内容。智能交通在具体应用过程中可以使物联网自身的特点得到充分发挥，通过对系统的合理应用，实现对交通的智能化管理，快速、准确地将气象、交通等各项信息都传递给车辆，从而帮助使车辆在行驶过程中智能地避开拥堵路线，合理规避恶劣天气。同时，也可以为车辆行驶规划一个最佳路线，缩短车辆抵达目的地的时间，减少车辆在具体行驶过程中的能源消耗。

2 构建系统，搭建网络模型

车载传感器节点在具体应用过程中起到的核心作用就是对道路中涉及的各项信息内容进行准确存储，每隔一段固定的时长，传感器节点都会将车辆的实际行驶速度向四周传递，最终信息会被传递到周围的节点上。车辆节点可以实现对广播数据内容的有效汇聚，最终形成交通流。在实际问题分析过程中，将汇聚点设置在道路交叉口处，通过对汇聚点的应用，可以将车载节点的交通流数据快速、准确地发送到汇聚点，并且实现对各项信息内容的有效融合，获取交通流量。利用互联网，将不同汇聚点上的各项数据内容都准确的传输到相应的互联网中心控制机上，并且，汇聚不同，路段的交通流数据，通过汇聚点完成对交通流广播，使道路上的驾驶员可以选择最佳的行驶路线。

在实际问题分析过程中，利用网络代替基于物联网的智能交通流探测系统探测道路的具体情况。利用网络拓扑自身可以实现对道路上车辆具体状态探测，并且可以依据探测结果，完成相应的预测，利用车载节点获取信息，处理信息。在互联网控制中和汇聚点，完成对获取到的各项数据的融合，并且将数据分发下去，为车辆进行道路选择提供相应的信息支持。

3 不同位置的数据收集与计算

3.1 车载传感器节点

第一，对道路上行驶的每辆车的速度进行计算，该过程中，应当对道路交通流量速度、节点处交通流量、车辆最高速度等各项数据信息的合理应用，完成对道路上行驶车辆的车速的计算。

第二，计算道路上车辆的具体密度情况。如果道路上某台车辆在实际行驶过程中，收集到的节点广播数量相对较多，此时，表面该车辆周围的车辆较多，这也就表明车辆所在区域容易发生交通拥堵，通过对交通流量数据内容的有效分析，完成对交通情况的判断。

第三，道路上行驶的车辆经过网格时，可以完成对各项数据内容的分析，计算流量数据，并且此基础上，对车辆信息和密度进行应用，准确计算网格内的交通情况。

3.2 汇聚点数据

车辆对道路信息内容的收集可以通过过载传感器节点实现，从而能够精准地反应车辆通过道路时，道路网格的的具体情况。

4 具体仿真实验分析

在具体分析过程中，选取某市的某部分区域作为仿真实验区域，初始化时，应当将车辆随机的防治设为道路网络上的某一点，并且将道路上的另一点设置为车辆行驶的终点，车辆抵达到目的地后，再随机随机选择一个点作为车辆的目的地，不断重复上述操作，直到实验结束。

具体模拟实验期间，为了保证过程的真实可靠，对于车辆最高行驶速度设置应当依据不同路段的情况进行，通常来说，双向4 车道的最高行驶速度为40km/h，为主干路的最高行驶速度则为60km/h。

网格数的增多将会导致网格内平均交通流量值降低，这种现象表明，道路上的汽车的数量与网络平均交通流量值之间是呈负相关。具体问题分析过程中，工作人员可以依据交通路段平度速度判断道路的拥堵情况，通过对仿真实验的应用，完成对某城市交通流的模拟，通过对模拟结果进行分析可以发现，如果在网络中的车的数量达到了3600 辆时，车辆在道路行过程中，为了确保交通的安全性，车辆的平均速度应当控制在35km/h；如果道路上的车增多，数量达到6800 辆时，此时道路已经出一个相对拥挤的状态，为了确保交通安全，应当适当降低道路上车辆的行驶速度，此时，车辆的平均行速度应当控制在25km/h；而当道路上的车的数量达到惊人的9900 辆时，道路已经处于十分拥挤状态，此时，道路上车辆的的平均行速度要控制在15km/h。在本次仿真实验研究期间，需要注意的是，车辆需要规定的时间内，安全地驶到下个路口，而信息的传递需要一段时间，本次试验信息传递需要的时长为60s，在信息传递期间，车辆的行驶速度有可能已经发生了较大变化，可见，为了提高分析的准确性，在条件允许的情况下，应当进一步缩小车辆之间信息的传递时间间隔。

道路上的车辆的行驶速度如果快速上升，并且此时道路处于拥堵状态，合理地设置交通流探测系统的各计算周期，通过对系统的应用，能够快速获取道路上交通流量的具体情况，并且可以将各项数据信息都准确地发送给不同的车辆。此外，如果实际交通环境较差，在1h 内，道路上的车流量会由通畅转变为拥堵，此时，系统内车辆数量会增多。因此，在具体试验过程中，为了方便具体分析工作的开展，问题研究过程中，在1h 内，网格中车的数量会从期初的3500 辆不断增多，最终将会达到惊人的10000 辆，在实际问题分析过程中，通过随机的方式从10000 辆车中选出一辆，然后将该辆汽车作为整个分析的观察对象，对该车辆在道路上行驶过程中进行分析。具体分析内容如下：车辆通经过路口时，可有通过不同的汇聚点获取交通流量平均值，同时，也能够得到此时网格的交通平均值，通过对两项数值进行对比可以发现，该比值会随着道路上车辆的减少而增大。此外，道路上车流量的增多，会导致道路上行驶的车辆的速度变小，此时，在不同汇聚点上，车辆的传播时间也会延长，并且在网络内会不断的有新车辆进入，这也会缩小两者的具体比值[5]。综上所述，在问题分析过程中，虽然道路上车的数量随着时间的改变会不断发生变化，但是，通过对智能交通流量探测系统的合理应用，对不同周期进行设置，仍然可以完成对道路交通流量值的精准计算，并且快速、准确的将计算结果发送给相应的车辆。