智慧交通視闕下車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在樂(lè)山交通擁堵治理中的應(yīng)用研究

摘要：為治理樂(lè)山交通擁堵現(xiàn)象，本文將圍繞車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展開(kāi)研究，主要論述技術(shù)基本概念與關(guān)鍵功能，后介紹樂(lè)山交通擁堵現(xiàn)狀，提出技術(shù)應(yīng)用策略與注意事項(xiàng)。采用文中策略，至少可以在一定程度上緩解樂(lè)山交通擁堵情況，優(yōu)化當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境，且注意相關(guān)事項(xiàng)可保障技術(shù)作用的長(zhǎng)效性。

關(guān)鍵詞：智慧交通;車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);交通擁堵治理

0.引言

隨著智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與普及，智慧交通概念應(yīng)運(yùn)而出，此概念下人們需要通過(guò)技術(shù)系統(tǒng)對(duì)交通環(huán)境進(jìn)行管理，同時(shí)自主規(guī)避一些不必要的影響，全力打造良好的交通環(huán)境。這一背景下，樂(lè)山因?yàn)槿丝谳^多，很早就出現(xiàn)了交通擁堵現(xiàn)象，這一現(xiàn)象是當(dāng)?shù)亟煌ü芾聿块T與城市車輛用戶的一大困擾，所以如何對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行治理是一項(xiàng)值得思考的問(wèn)題，而智慧交通可以給當(dāng)?shù)毓芾聿块T及車輛用戶提供有效幫助，正確使用智慧交通下的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠解決問(wèn)題，至少能有效降低車輛擁堵概率與程度，故為了發(fā)揮技術(shù)作用有必要展開(kāi)相關(guān)研究。

1.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本概念與關(guān)鍵功能

1.1基本概念

車聯(lián)網(wǎng)是一種在車輛上安裝無(wú)線通信設(shè)備，促使車輛可接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)車輛信息就會(huì)被實(shí)時(shí)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，再依靠平臺(tái)信息可以對(duì)車輛情況作出判斷，具體內(nèi)容如下。

第一，在個(gè)人角度上根據(jù)信息，駕車人員可規(guī)避擁堵路段，并得到導(dǎo)航幫助[1]。

第二，在整體車輛交通角度上所有車輛能提前知道路況，正確選擇行車路線，一方面能盡快脫離擁堵路段，另一方面盡可能避免擁堵因素。從這里可以看出，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通擁堵方面主要可起到兩大作用，首先是能盡可能避免擁堵形成，其次是避免擁堵惡化，說(shuō)明通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)可以優(yōu)化交通環(huán)境。

1.2關(guān)鍵功能

宏觀上車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能非常豐富，可應(yīng)用于交通管理的多個(gè)方面，諸如車輛安全保護(hù)、車輛違章提醒、信息查詢等，而著眼于交通擁堵治理，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵功能有二，具體內(nèi)容如下。

第一。路況實(shí)時(shí)監(jiān)控與播報(bào)。因?yàn)楝F(xiàn)代通信技術(shù)的信息傳輸速度極快，基本上可以做到零延時(shí)，所以車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲取信息，并完成信息傳輸，實(shí)現(xiàn)信息更新。圍繞這一點(diǎn)，利用物理設(shè)備可以對(duì)路況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控所得信息會(huì)實(shí)時(shí)展示在信息平臺(tái)上，隨后展示給駕車人員，諸如駕車人員可以在確保安全的情況下查閱信息平臺(tái)，尋找快捷路線，或者通過(guò)車輛播報(bào)功能，用語(yǔ)音播放信息，以便駕車人員實(shí)時(shí)了解信息，對(duì)行車路線作出調(diào)整，這種方式不會(huì)造成駕駛安全影響[2]。

第二，車輛定位與智能決策功能。即單純依靠路況監(jiān)控與播報(bào)功能給駕車人員提供信息服務(wù)，很容易出現(xiàn)大量無(wú)用信息，諸如駕車人員本身的形成路線就不會(huì)經(jīng)過(guò)擁堵路段，但因?yàn)榍胺綋矶?，所以系統(tǒng)將進(jìn)行播報(bào)，這些信息對(duì)于該駕車人員而言是無(wú)意義的，屬于無(wú)用信息。為避免這種情況發(fā)生，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過(guò)車輛定位功能判斷車輛位置，并且根據(jù)駕車人員習(xí)慣（諸如駕車時(shí)間、常走路線與目的地、出發(fā)地等）判斷駕車人員是否可能經(jīng)過(guò)擁堵路段，如果經(jīng)過(guò)概率較高才會(huì)播報(bào)，否則不會(huì)對(duì)此做出反應(yīng)。

2.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1總體框架

雖然在不同場(chǎng)合下車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)的框架會(huì)存在差異，但框架的基本結(jié)構(gòu)一致，具體見(jiàn)圖1。

參照?qǐng)D1，信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，與管理終端、車載端之間分別保持雙向連接關(guān)系，這也讓終端與車載端之間存在間接的雙向連接關(guān)系，同時(shí)平臺(tái)還單向接收物理層采集所得信息，這些信息會(huì)根據(jù)需求向終端或車載端發(fā)送。而管理終端主要根據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)信息對(duì)事件進(jìn)行判斷，即假設(shè)平臺(tái)向終端發(fā)送了某路段車流量的信息，管理終端就會(huì)根據(jù)該路段車流量容量以及車速、當(dāng)前車流量等關(guān)鍵信息對(duì)路段擁堵概率作出判斷，如果概率超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值就會(huì)發(fā)出預(yù)警指令，指令則通過(guò)平臺(tái)發(fā)送到車載端，通知駕車人員規(guī)避。車載端主要是將駕車人員的需求傳遞給平臺(tái)，再由平臺(tái)將需求傳遞給管理終端，以便管理終端滿足駕車人員需求，諸如駕車人員想要查詢10公里以外某路段的交通情況，就可以通過(guò)車載端發(fā)出指令，終端將根據(jù)指令調(diào)度出對(duì)應(yīng)信息，滿足需求[3]。物理層主要有道路監(jiān)控設(shè)備等組成，負(fù)責(zé)采集信息，并將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式，在傳輸給信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，之所以要將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式，是因?yàn)楣芾斫K端與車載端只能讀取該格式數(shù)據(jù)信息，而監(jiān)控設(shè)備等采集到的信息初始格式是電信號(hào)，故必須轉(zhuǎn)換。

2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

第一，信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。因?yàn)樵撈脚_(tái)在整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)于中轉(zhuǎn)站，所以其對(duì)信息交互的速度有直接影響，若網(wǎng)絡(luò)使得信息交互速度變慢，就可能引起信息實(shí)時(shí)性不足，不利于系統(tǒng)實(shí)用價(jià)值，根據(jù)這一要求必須慎重選擇平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。一般情況下建議選擇IPSecVPN技術(shù)構(gòu)建專用網(wǎng)絡(luò)，形成對(duì)應(yīng)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，這樣做的好處有二：（1）IPSecVPN專用網(wǎng)絡(luò)能夠有效控制用戶人數(shù)，避免未下載車載端人員進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)占用資源;（2）IPSecVPN專用網(wǎng)絡(luò)能夠有效避免外界干擾，能充分發(fā)揮資源作用，保障通信質(zhì)量。

第二，管理終端。管理終端主要承載功能層，需要具備多種功能，其中最重要的信息處理功能。信息處理功能可通過(guò)智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即智能技術(shù)具有自主識(shí)別信息、學(xué)習(xí)的作用，因此借助該項(xiàng)技術(shù)管理終端能夠?qū)?lái)自信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的信息進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)事件作出判斷。值得注意的是，智能技術(shù)的應(yīng)用必須建立在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，故為了構(gòu)建大數(shù)據(jù)管理終端需要具備量大內(nèi)置功能：（1）云數(shù)據(jù)庫(kù)功能，即大數(shù)據(jù)的數(shù)量量級(jí)龐大，因此帶來(lái)了較大的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存需求，而以往數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)容量有限，難以滿足需求，故建議選擇云數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)容量理論無(wú)限，且可控性良好，可滿足大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存需求，只要將采集所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中即可;（2）數(shù)據(jù)分類功能，即大數(shù)據(jù)另一大特征是數(shù)據(jù)類型繁多，若不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂，不利于智能分析結(jié)果質(zhì)量，因此可以借助智能技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，依照數(shù)據(jù)特征完成分類，隨后再將數(shù)據(jù)導(dǎo)入云數(shù)據(jù)庫(kù)。

第三，車載端。車載端相當(dāng)于用戶端，因此為了給駕車人員提供操作界面，車載端主要以APP的形式呈現(xiàn)，用戶登錄APP后即可進(jìn)入IPSecVPN專用網(wǎng)絡(luò)，連接信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[4]。車載端APP要包含相關(guān)應(yīng)用功能，諸如以上（1.2）提到的三大關(guān)鍵功能都屬于應(yīng)用功能，這些功能主要用編程方法實(shí)現(xiàn)，再通過(guò)UI設(shè)計(jì)方法布置在相關(guān)界面，駕車人員通過(guò)操作可以調(diào)出相關(guān)功能來(lái)使用。

第四，物理層。物理層由監(jiān)控類設(shè)備組成，諸如攝像頭、傳感器等，能夠采集到各種各樣的信息，該層只要將設(shè)備安裝在指定位置即可，內(nèi)容簡(jiǎn)單，不多加贅述。

3.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交通擁堵治理應(yīng)用策略與注意事項(xiàng)

3.1交通擁堵現(xiàn)狀

目前，樂(lè)山交通擁堵現(xiàn)象主要發(fā)生在城區(qū)內(nèi)，情況比較嚴(yán)重，但擁堵情況具有明顯的規(guī)律性，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，具體內(nèi)容如下。

第一，擁堵分時(shí)段。樂(lè)山城區(qū)的交通擁堵情況一般發(fā)生在特定時(shí)段，諸如上下班高峰期、放學(xué)時(shí)段、節(jié)假日等，每當(dāng)進(jìn)入任意時(shí)段，當(dāng)?shù)亟煌〒矶虑闆r就會(huì)變得十分嚴(yán)重，根據(jù)當(dāng)?shù)亟痪芾頂?shù)據(jù)顯示，非特定時(shí)段僅需要10分鐘左右的路程，在特定時(shí)段需要40分鐘，可見(jiàn)擁堵嚴(yán)重性。

第二，擁堵地點(diǎn)相對(duì)固定。樂(lè)山城區(qū)交通擁堵地點(diǎn)比較固定，一般是高架橋下方涵洞、主干道轉(zhuǎn)彎處、學(xué)校門口、各大停車場(chǎng)出入口等，這些地點(diǎn)幾乎每日都會(huì)出現(xiàn)擁堵，即這些地點(diǎn)在特定時(shí)段會(huì)出現(xiàn)一些現(xiàn)象，諸如家長(zhǎng)集中接孩子放學(xué)，導(dǎo)致學(xué)校門口車輛密集，占用到了正常交通面積，故正常行駛車輛被迫集中，最后形成擁堵，說(shuō)明這些地點(diǎn)也是當(dāng)?shù)亟煌〒矶轮饕梢虻木奂c(diǎn)。

3.2應(yīng)用策略

根據(jù)樂(lè)山交通擁堵現(xiàn)狀，圍繞車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過(guò)三項(xiàng)策略進(jìn)行優(yōu)化，具體內(nèi)容如下。

第一，路況監(jiān)控。即根據(jù)交通規(guī)章及法律規(guī)定，在任何情況下行人、非機(jī)動(dòng)車都不應(yīng)當(dāng)占用機(jī)動(dòng)車道，這不僅是為了避免交通擁堵現(xiàn)象發(fā)生，也是為了保障多方安全，但樂(lè)山當(dāng)?shù)亟煌〒矶碌攸c(diǎn)中的一些特殊現(xiàn)象均存在違規(guī)、違法性，諸如家長(zhǎng)將車輛停在機(jī)動(dòng)車道邊緣處等孩子放學(xué)就是典型的違規(guī)行為。針對(duì)這種現(xiàn)象，樂(lè)山交通部門應(yīng)當(dāng)借助路況監(jiān)控功能進(jìn)行處理，可通過(guò)兩種應(yīng)用方式解決對(duì)應(yīng)問(wèn)題：（1）在特定地點(diǎn)安裝監(jiān)控設(shè)備，在特定時(shí)間密切觀察交通情況，如果發(fā)現(xiàn)違規(guī)、違法行為必須讓就近人員前去處理，消除潛在的交通擁堵成因;（2）在發(fā)現(xiàn)違規(guī)、違法行為后應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間在信息平臺(tái)上發(fā)布指示信息，提醒后方車輛減速慢行，不要相互搶道，盡可能保持車流順暢，信息會(huì)第一時(shí)間通過(guò)車載播報(bào)設(shè)備傳遞給駕車人員，這樣就能避免交通擁堵發(fā)生，也保障了交通安全。

第二，行車路線引導(dǎo)。即因?yàn)橐恍┙煌〒矶虑闆r是不可避免的，所以面對(duì)這種擁堵，交通管理部門必須盡可能快的疏通，但以往該項(xiàng)工作難度較大，原因在于管理人員一邊疏通，后方車輛一邊加入擁堵車流，故很難在短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題。面對(duì)這種情況，每當(dāng)交通部門發(fā)現(xiàn)某路段出現(xiàn)擁堵之后，就可以通過(guò)信息平臺(tái)向通信站點(diǎn)發(fā)送信息，站點(diǎn)會(huì)將信息分發(fā)給正在該路段上行駛的車輛，同時(shí)智能終端會(huì)根據(jù)駕車目的地重新規(guī)劃路線，建議駕車人員繞行，引導(dǎo)其選擇其他路線，這樣同時(shí)避免了擁堵情況惡化，也避免了后方駕車人員陷入擁堵困境，加之現(xiàn)場(chǎng)工作人員的疏導(dǎo)，能夠在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)解決擁堵問(wèn)題[5]。

第三，道路影像。即實(shí)際情況中存在一些突發(fā)性的交通事故，這些事故也會(huì)導(dǎo)致交通擁堵發(fā)生，原因在于事故具有突發(fā)性，因此后方車輛可能來(lái)不及反應(yīng)，作出應(yīng)急動(dòng)作，而該動(dòng)作在道路上會(huì)可能引起蝴蝶效應(yīng)，能在短時(shí)間內(nèi)形成交通擁堵。著眼于這一點(diǎn)，借助車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將路況監(jiān)控影響傳輸給后方車輛，如果前方出現(xiàn)了突發(fā)性事故，后方車輛有充裕的時(shí)間作出反應(yīng)，可體現(xiàn)規(guī)避影響范圍，這樣就能避免蝴蝶效應(yīng)發(fā)生，一定程度上可降低交通擁堵概率。

3.3注意事項(xiàng)

目前，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展側(cè)重于功能開(kāi)發(fā)，故至少?gòu)漠?dāng)下來(lái)看該項(xiàng)技術(shù)還不夠完善，實(shí)際應(yīng)用存在一些問(wèn)題，其中最值得注意的問(wèn)題就是網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，即車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所處環(huán)境具有開(kāi)放性，加之車輛普遍擁有大量的外部信息接口，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)與接口均沒(méi)有得到良好的安全保護(hù)，因此很容易受到攻擊，導(dǎo)致車輛信息，甚至是駕車人員個(gè)人信息泄露[6]。針對(duì)這一點(diǎn)，樂(lè)山市應(yīng)當(dāng)做好網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)工作，該項(xiàng)工作中建議選擇綜合性安全防護(hù)方案，例如先借助云技術(shù)建立云端安全檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)囕v進(jìn)行記錄，形成車輛日志，根據(jù)日志可知車載終端行為是否正常，如果發(fā)現(xiàn)異常會(huì)通知車主，同時(shí)對(duì)異常行為進(jìn)行追蹤，以便打擊犯罪，隨后可建立車聯(lián)網(wǎng)證書(shū)管理機(jī)制，該機(jī)制可以對(duì)車輛及車主身份進(jìn)行認(rèn)證，任何未通過(guò)認(rèn)證的用戶均不能進(jìn)入車載終端，故車輛與車主的信息得到保護(hù)。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上，智慧交通視闕下樂(lè)山交通擁堵情況可以通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行管理，采用對(duì)應(yīng)策略可以從擁堵原因處進(jìn)行預(yù)防，也能盡快處理不可避免的擁堵情況，說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)具有良好應(yīng)用價(jià)值，值得在樂(lè)山交通管理中推廣。同時(shí)在技術(shù)應(yīng)用中相關(guān)部門要注意網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，必須在保障網(wǎng)絡(luò)安全的情況下才可使用該項(xiàng)技術(shù)。

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樂(lè)山市社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)“智慧交通視闕下車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在樂(lè)山交通擁堵治理中的應(yīng)用研究”，（課題編號(hào)：SKL2020D61）

作者簡(jiǎn)介：強(qiáng)永軍（1988年2月）男，羌族，四川綿陽(yáng)人，樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，碩士，主要從事車輛網(wǎng)、學(xué)生管理方面的研究。