“物聯(lián)網(wǎng)”角度下城市智慧交通系統(tǒng)的探討

李明鋒，樊紀(jì)奎，鐘銳杰

（深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心有限公司）

1 智慧交通概述及物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中應(yīng)用的必要性

1.1 智慧交通概述

智慧交通具有較廣泛的概念，在交通行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中都得到了普遍運(yùn)用，不同領(lǐng)域?qū)ζ涞亩x有所差別。不同行業(yè)的學(xué)者從各自行業(yè)的特點(diǎn)出發(fā)對(duì)其概念進(jìn)行了闡述和研究，對(duì)這些研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析之后發(fā)現(xiàn)，主要集中在使用范圍、技術(shù)方法以及發(fā)展理念這三個(gè)方面[1]。智慧交通在發(fā)展的過(guò)程中，需要使用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為發(fā)展的基礎(chǔ)，以滿(mǎn)足人們基本需求和可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，建立在交通系統(tǒng)中廣泛使用、具有良好的操作界面、能高效快速的運(yùn)行，且便于進(jìn)行協(xié)同發(fā)展的綜合交通智慧系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立需在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，將系統(tǒng)集成作為基本的原則，將計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和分析的方式，實(shí)現(xiàn)人們的不同需求，對(duì)城市交通系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、詳細(xì)、準(zhǔn)確的采集和分析，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的順利、高效運(yùn)行。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通中應(yīng)用的必要性

智慧交通是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展而產(chǎn)生和建立的，使用了多種具有創(chuàng)新性的技術(shù)，智慧交通可以使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通行業(yè)中得到大范圍的運(yùn)用。智慧交通系統(tǒng)在進(jìn)行建立和發(fā)展的過(guò)程中，需要有高新技術(shù)的支持，未來(lái)的發(fā)展方向也比較偏向于智能化交通系統(tǒng)的建立，并且在此基礎(chǔ)上與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，從而更好地解決在交通系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

2 “物聯(lián)網(wǎng)”角度下的智慧交通系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 “物聯(lián)網(wǎng)”角度下的智慧交通系統(tǒng)整體架構(gòu)

從總體上來(lái)說(shuō)，智慧交通系統(tǒng)分為以下三個(gè)層次（見(jiàn)圖1）：

圖1 智慧交通架構(gòu)

1）感知層

物聯(lián)網(wǎng)感知層在整個(gè)系統(tǒng)中處于首要地位，是該系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)收集的過(guò)程中使用了多種先進(jìn)技術(shù)，如二維碼、定位技術(shù)以及無(wú)線通信等，可以準(zhǔn)確地得到交通系統(tǒng)的基本信息，并且對(duì)這些信息進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，將其傳遞給上層系統(tǒng)中，主要包括無(wú)線傳感器和終端兩部分。

2）網(wǎng)絡(luò)層

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層在整個(gè)系統(tǒng)中處于中間的位置，主要利用各種通信設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)中心，從而對(duì)其進(jìn)行分析和處理，展現(xiàn)交通狀況的基本信息，利用科學(xué)的方式對(duì)這些信息進(jìn)行處理后，為交通服務(wù)提供數(shù)據(jù)上的支持。隨著物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，基本上可以滿(mǎn)足智慧交通系統(tǒng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的需求，及時(shí)準(zhǔn)確地處理得到的交通信息，但隨著車(chē)輛數(shù)目的不斷增多，極大地增加了交通信息處理的工作量，這就需要更加先進(jìn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。因此，在信息數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中，應(yīng)將資源管理和網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)相結(jié)合，從而確保可以詳細(xì)準(zhǔn)確地進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理和分析。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間融合技術(shù)還能確保數(shù)據(jù)的安全性和準(zhǔn)確性，使海量數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的不同部位進(jìn)行傳遞，將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和綜合分析后，就能將其傳遞給相關(guān)的交通系統(tǒng)，從而為交通決策和信息服務(wù)奠定基礎(chǔ)[2]。

3）應(yīng)用層

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層在整個(gè)系統(tǒng)中處于末端位置，可以得到上述兩個(gè)部位的數(shù)據(jù)，在管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的作用下，可以處理和分析大量的數(shù)據(jù)，并將其保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源的優(yōu)化和配置。在綜合處理數(shù)據(jù)后，可以使用不同的方式將其展現(xiàn)給使用者，從而便于其決策以及開(kāi)展相關(guān)業(yè)務(wù)。

2.2 “物聯(lián)網(wǎng)”角度下的智慧交通系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

智慧交通系統(tǒng)在構(gòu)成方面主要分為以下幾個(gè)部分：

1）指揮控制中心

主要功能包括交通控制系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的車(chē)輛狀況監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)、對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制系統(tǒng)、行車(chē)路線的管理和規(guī)劃系統(tǒng)等，利用電子系統(tǒng)對(duì)這些功能進(jìn)行集中協(xié)調(diào)和管理。

2）信息服務(wù)中心

信息服務(wù)中心主要包括對(duì)車(chē)輛進(jìn)行智能引導(dǎo)的系統(tǒng)、車(chē)輛停車(chē)服務(wù)系統(tǒng)以及車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)和信息可以在這些系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)布和共享，使系統(tǒng)的管理人員和車(chē)輛駕駛員可以及時(shí)了解車(chē)輛運(yùn)行信息和道路的基本狀況[3]。

3）交通管理系統(tǒng)

主要包括控制交通信號(hào)的系統(tǒng)、交通信息處理和管理系統(tǒng)等。該系統(tǒng)可以詳細(xì)地采集道路和數(shù)據(jù)的基本信息，在此基礎(chǔ)上，分析交通的使用情況，并結(jié)合交通的規(guī)劃情況，為出行者提供便利的出行線路。信號(hào)控制系統(tǒng)可以對(duì)交通設(shè)施進(jìn)行管理，從而得到道路上車(chē)輛的運(yùn)行情況和道路的使用狀態(tài)，了解車(chē)輛比較擁堵的道路，可以使用信號(hào)指示系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而確保車(chē)輛的運(yùn)行暢通。

警務(wù)指揮系統(tǒng)可以很好地處理在交通中產(chǎn)生的應(yīng)急情況，得到出現(xiàn)事故路線的交通情況和車(chē)輛狀態(tài)，從而將信息及時(shí)地發(fā)布給相關(guān)人員，避免交通出現(xiàn)進(jìn)一步擁堵。公共交通服務(wù)系統(tǒng)可以為出行者進(jìn)行線路的規(guī)劃，確定合適的出行方式，從而確保其順利出行。

4）應(yīng)用子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括車(chē)輛的防撞系統(tǒng)、智能駕駛輔助系統(tǒng)、車(chē)輛運(yùn)行管理系統(tǒng)、收費(fèi)管理系統(tǒng)和車(chē)輛控制系統(tǒng)等，使用不同種類(lèi)的子系統(tǒng)可以對(duì)道路和車(chē)輛進(jìn)行科學(xué)的控制和管理[4]。

3 “物聯(lián)網(wǎng)”角度下的智慧交通系統(tǒng)主要管理與服務(wù)內(nèi)容

①智慧交通管理服務(wù)使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以對(duì)交通系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、管理和控制，從而實(shí)現(xiàn)交通動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

②信息服務(wù)比較先進(jìn)，這樣就能為使用者提供準(zhǔn)確的交流信息，并使用電視、官博以及衛(wèi)星定位等方式進(jìn)行交通信息的查詢(xún)；

③為車(chē)輛的運(yùn)行提供服務(wù)，使用ATMS、ATIS等先進(jìn)的技術(shù)對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行定位和監(jiān)測(cè)，管理和控制公共服務(wù)車(chē)輛的排班，將車(chē)站信息顯示在車(chē)輛的電子屏幕中，確保車(chē)輛運(yùn)行線路的準(zhǔn)確性；

④貨運(yùn)車(chē)輛服務(wù)比較先進(jìn)，使用ATMS、ATIS等技術(shù)實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的位置，便可以對(duì)其進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行的引導(dǎo)，對(duì)貨物信息進(jìn)行識(shí)別；

⑤智能收付費(fèi)服務(wù)，在交通收費(fèi)系統(tǒng)中，利用ETC設(shè)備和電子車(chē)牌等技術(shù)增強(qiáng)車(chē)輛收費(fèi)的便利性，并詳細(xì)地展現(xiàn)車(chē)輛的狀態(tài)和余額情況，還能進(jìn)行影像記錄；

⑥管理交通信息，及時(shí)了解車(chē)輛的基本信息和交通狀況，從而得到車(chē)輛和交通詳細(xì)情況[5]；

⑦應(yīng)急及緊急救援服務(wù)，管理應(yīng)急救援信息，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行正確的引導(dǎo)，從而確保救援的及時(shí)性；

⑧對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制和安全服務(wù)管理，使用先進(jìn)的電子管理和控制技術(shù)，進(jìn)行車(chē)輛以及行人的防撞預(yù)警，顯示交通的基本狀況，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)不同車(chē)輛之間的通訊。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)得到了飛快的發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，產(chǎn)生了大量的交通問(wèn)題，如交通排放物對(duì)環(huán)境的污染、交通擁堵以及交通事故頻繁發(fā)生等問(wèn)題，使人們?cè)絹?lái)越追求交通的順暢性和環(huán)保性。近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展為解決交通問(wèn)題帶來(lái)了很多好的技術(shù)支持，給智慧交通的發(fā)展帶來(lái)了很好的動(dòng)力和新的發(fā)展方向，從而便于交通系統(tǒng)的智能化發(fā)展，為交通服務(wù)和決策提供數(shù)據(jù)方面的支持，這樣不僅可以合理地使用交通設(shè)施，還能改善交通擁堵的情況，從而為人們的生活提供順暢便利的交通環(huán)境。