物联网在智慧交通系统中的应用研究

江雪芸

（兰州博文科技学院，甘肃兰州730000）

0 引言

近几年，我国许多城市开始将智慧交通设施融入城市交通中，应用信息技术来改善交通状况，缓解交通管理因人口激增、汽车数量增多、城市交通阻塞、交通事故频发、环境破坏、能源短缺等因素引发的难题。为了让城市建设、群众生活两方面的需求得到满足，把物联网与交通系统融合到一起，提高物联网技术的利用率，把所有交通设施接入该系统之中，使彼此之间有机融合，解决城市交通面临的问题及不足。

1 基本概念

物联网是通过射频识别（RFID）、传感器以及相关的器件，根据实际需要，把任何物体与互联网连接，然后通过信息共享的方式来实现各种功能，比如定位、跟踪等。目前学术界在此方面已经进行了深入研究，且引入了相关的技术进行互联，使得人与人、人与机器等之间的衔接更加高效、快捷[1]。因发达国家比较早地遇到汽车数量增加、城市交通阻塞、交通事故频发、环境破坏、能源短缺等难题，所以更早的应用了信息技术来改善交通状况和管理。智慧交通是在智能交通的基础上，集成运用各种有效的技术来提高其自动化水平，其中比较常见的技术有通信传输技术、智能传感技术、移动互联网等新一代IT 技术，能汇聚交通信息，提供实时交通信息服务。智慧交通大量使用了很多现代化的科技，然后通过不同技术的集成，实现了交通的系统性、广泛性等功能。智慧交通系统（ITS）的构建过程中，主要是引入了目前较为先进的信息技术、电子传感技术、导航技术等，而使用的设备可以通过信息共享的方式有效衔接，进而使人、车、路三者密切配合达到和谐统一的状态。

2 国内外智慧交通系统的发展状况

20世纪80年代中期，西方国家提出车辆安全道路结构计划（DRIVE），并在该领域中投入大量的物力和财力；同时在一定联合基础上开发了欧洲高效安全交通系统计划(PROMETHEUS)[2]。美国运输部1994年开始发布了关于ITS 项目效益评价的多份报告表明，先进交通系统的应用，在较大程度上减少了停车次数，而相关资料显示，引入此类系统后，出行时间减少2%～20%，延误减少14%～44%；除此之外，由于使用了具有高智能水平的违章监视系统，使交通违章降低了20%～75%；还需指出的是，由于车辆上设置有相应的出行信息设备，使得出行时间降低8%～20%，同时也满足了人们节能降耗方面的要求；各种有害物质的排放量显著降低，比如VOC 排放降低25%，HC 排放降低33%；在交通领域中使用公共交通管理系统后，也在很大程度上降低了出行时间并获得更多的经济效益和社会效益。

我国智能交通系统从20世纪80年代开启探索之路，2010年～2015年智能交通技术体系已经比较成熟，达到发达国家2005年ITS 发展水平。总体来看，国内从事智能交通行业的企业超过两千家，现阶段这一数量还在不断增长。一些龙头企业在高速公路机电系统、高速公路智能卡、地理信息系统和快速公交智能系统方面占据了重要的地位。

3 建设基于物联网的智慧交通系统的必要性

交通运输部在交通事业发展规划中提出了“四个交通”的思路，要进一步突显平安、绿色、智慧、综合的优越性。其中，最关键的一项内容即为“智慧交通”。2006年，我国对2020年之前的科学技术发展制订了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，对交通领域的发展提出了“六个优先”，智能交通系统建设列为重点内容。

智慧交通以物联网为基点，为企业在新市场的发展带来了机遇。有相关统计资料显示，2018年1月-6月城市智慧交通千万项目市场规模约80 亿,同比增长了2.6%，与2017年同期基本持平。智慧交通的技术特征主要突出在五个方面的实现：全面感知、泛在互联、协同控制、深度融合、人性服务。

4 基于物联网的智慧交通系统的建设思路

4.1 基于物联网的智慧交通系统的建设原则

从现有的情况看，该系统在发展过程中仍存在着一些不足和问题，不管是软件系统还是硬件设备，要想更好地满足交通管理的需求，需要及时进行升级、优化。物联网技术的广泛运用，有利于在交通系统之内及时高效地采集信息，除了基础信息以外，还包括动态生成的实时信息，而且快速传递与深入分析信息，能更好地增强交通信息的交互性，为政府和交管部门提供科学有效的决策分析所需信息，并提高管理能力和效率。在智慧交通系统建设的过程中，要秉承实用性、安全性、可靠性、准确性、保密性、资源共享性等方面的标准原则。

基于物联网在智慧交通系统的建设重点：一是，利用物联网在智慧交通系统有效的采集实时交通信息的工作，完成分析和掌握具体交通情况；二是，基于物联网的智慧交通系统在对各个交通场景与应用功能进行分析时，要具备全局观，也要立足于整个体系展开研究，杜绝浪费资源等问题；三是，基于物联网的智慧交通系统要符合AI 提出的要求，借助于物联网技术，争取在交通管理领域中更加充分地发挥出智慧交通系统的价值，全面而持续地对交通动态有所把控；四是，基于物联网的智慧交通系统在自动化方面应充分发挥物联网和各类传感器等设备的作用，尽量减少人工和资源方面的占用，在保证系统的正常使用的前提下完成相关信息的分析，确保决策的准确性和可靠性的要求[3]。

4.2 基于物联网的智慧交通系统的部件和信息网络构成

基于物联网的智慧交通系统部件主要有基础设施、运输通道、载运工具。交通系统部件借助于一系列前沿化的技术、设施、网络等，增强了交通运输的“智能”化程度，也创建了局部交通物联网，例如“车联网”等，构成智慧交通的交通系统部件，完成交通中控制系统指令。信息网络是新一代光纤网络贯通城市公共交通道路、全国的城际间道路和主要的乡村道路沿线，承担着传输交通信息的重要任务；移动宽带网络在城乡地区实现了无死角覆盖，为每一个交通部件分配了IPV6 地址，在物联网、传感器的共同作用之下，与互联网和通信网实现了无缝衔接[4]。

4.3 基于物联网的智慧交通云计算的新型业务应用平台

基于物联网的智慧交通云计算的新型业务应用平台，交通数据中心通过虚拟化技术实现交通基础设施的公共服务，各种计算平台、各业务应用通过云计算平台来提供个性服务。在整个系统中，云计算平台是非常重要的组成部分；除此之外，采用智能物体构成云端，然后将各种设备通过计算机集成，以实现数据的高度共享；虚拟数据资源池构成云计算的数据载体，为智能交通系统的建设提供有效的支撑；业务流程和服务基于云平台提供服务。

4.4 基于物联网的智慧交通系统的海量数据

智慧交通系统的构建，得到了物联网技术的有力支撑，系统中蕴含着庞大的数据、繁多的知识、丰富的信息，涉及运载工具、通行流量、效率、基础设施利用情况之类的基础数据，这些数据形成了紧密联系，以知识、数据等内容为核心构建了资源库。

5 兰州市基于物联网的智慧交通系统的建设发展建议

兰州市2010年启动“数字兰州”和智慧城市计划，在当时引起了学术界的广泛关注。此后相继出台了一系列政策，在市政府主导下各方参与的一项系统工程，包括：建设全市交通大数据分析研判平台、升级智能交通指挥中心，建设交通运行协调指挥系统。兰州市利用基于物联网的智慧交通系统对交通拥堵这一问题进行治理，重点做好五项工作：一是以智能化的方式控制交通信号；二是拥堵点的交通仿真及解决方案；三是交通违章等行为的抓拍；四是违章车辆等的布控拦截；五是公众出行的信息服务等。兰州市在该方面建设也存在一些问题，起步晚、经验欠缺，与国内外发达城市的发展相对较滞后。不足表现在：其一，“信息孤岛”现象；其二，相应的关键技术急需突破；其三，交通信息功能有待提高；其四，智慧交通系统的宣传意识不足。

对现阶段兰州市基于物联网的智慧交通系统建设方面的建议，主要有五方面内容：第一，统筹安排，制定科学的智慧交通系统战略发展规划；第二，建立各行业之间信息互联互通的智慧交通体系；第三，政府提供有力的财政保障，提供智慧交通系统设施建设经费；第四，发展并推动交通创新科技能力；第五，专业人才队伍的建设、人才培养等工作。

6 结语

基于物联网的智慧交通系统建设中可实现城市交通管理的自动化，使得交通管理更加方便、高效。科技应用范围的不断拓展，各个国家在交通事业发展中都极力发挥出物联网、控制技术、通信等的优越性。在物联网技术的有力支撑之下，智慧交通系统得以形成，在交通管理体系中的各个方面发挥出了有效作用，增进了人、车、路、环境之间的契合度，形成了和谐统一的氛围，综合管理系统也是在这样的情况下应运而生的。智慧交通系统以物联网为基点，对其推广与利用能让城市交通发展中遇到的难题得到有效解决，例如不能及时获取信息、互联互通应用低效、城市道路拥堵、各类资源的浪费等诸多问题，从而不断推动交通行业的发展。