智能交通系統(tǒng)中圖像處理及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

劉 軍

山西工程科技職業(yè)大學(xué)，山西 晉中 030619

0 引言

隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，我國城市化水平不斷提高，社會大眾生活質(zhì)量得到明顯提升。汽車現(xiàn)已成為重要交通工具，由此也引發(fā)出很多交通運輸問題，如道路交通擁擠和交通事故頻發(fā)等。通過多種先進的科學(xué)技術(shù)將道路與車輛實施適當(dāng)整合，借助智能化系統(tǒng)有效處理交通運輸中各項問題已成為當(dāng)前國家密切關(guān)注的重要課題。因此，本文將結(jié)合圖像處理技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能交通系統(tǒng)應(yīng)用進行細致探索，希望為我國交通運輸領(lǐng)域工作提供可行性對策建議。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述及需求分析

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別、感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代信息技術(shù)中占有重要位置，自問世以來就獲得廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)能夠通過激光掃描、紅外觀測以及射頻識別等技術(shù)，對對象實施智能化追蹤。另外，還可以與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，將實物與互聯(lián)網(wǎng)連接成一個整體。作為復(fù)雜且龐大的網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)可以結(jié)合實物與虛擬環(huán)境，進行信息交換與通信。由此可知，物聯(lián)網(wǎng)可以整合眾多通信技術(shù)，對各項信息實施傳遞，充分整合網(wǎng)絡(luò)功能，真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通與互聯(lián)。在進行智能交通設(shè)計時，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以發(fā)揮重要價值。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求分析

在智能交通總體設(shè)計規(guī)劃時期，可以通過現(xiàn)代化技術(shù)方式，對交通運輸實施智能化管理，提供可行性信息服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計與耦合，可以讓系統(tǒng)動態(tài)收集交通信息，并且對收集到的信息加以處理，快速并安全地實施智能管理，從而滿足眾多現(xiàn)實需求。在系統(tǒng)總體構(gòu)架中，積極引入物聯(lián)網(wǎng)，可以達成系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)模式等有效轉(zhuǎn)化，從而發(fā)揮出相應(yīng)的功能與特點。通過物聯(lián)網(wǎng)對系統(tǒng)架構(gòu)進行改善，能夠在當(dāng)前道路設(shè)施基礎(chǔ)上，對電子傳感、計算機、通信設(shè)備等進行集成處理，以此組建精準(zhǔn)、動態(tài)、高效、完整的交通系統(tǒng)，最大化展現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施作用與價值，實現(xiàn)解決交通擁堵等作用，以此收獲最佳整體效益。

現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于道路交通行業(yè)。隨著車輛越發(fā)普及，交通擁堵漸漸發(fā)展成影響城市發(fā)展、影響居民日常生活的重點問題。對各個道路現(xiàn)實交通情況加以實時監(jiān)測，并且將監(jiān)控看到的信息及時反饋至駕駛對象，可以讓駕駛?cè)藛T及時調(diào)整并規(guī)劃新路線，由此起到緩解交通壓力與防止交通擁堵的作用；在高速公路收費處安裝不停車收費系統(tǒng)，也是目前國家大力倡導(dǎo)的，各大銀行近年來積極推廣ETC系統(tǒng)，可以直接免除停車收費困擾，確保通行順暢；在公共汽車上使用定位系統(tǒng)，乘客能夠及時了解公交車行駛路線和到達站點時間，可以根據(jù)乘坐線路進行時間預(yù)測。實施“智慧停車”就是將云計算平臺作為載體，加入物聯(lián)網(wǎng)與移動支付技術(shù)等手段，實施車位共享。該系統(tǒng)可以同時容納手機和射頻識別兩種模式，通過手機軟件就可以知道車輛實際位置等相關(guān)信息，由此盡早做出判斷，從而緩解停車?yán)щy問題。

2 智能交通系統(tǒng)概述

智能交通系統(tǒng)又叫智能運輸系統(tǒng)，就是將當(dāng)前多項現(xiàn)代技術(shù)進行整合，應(yīng)用到國家交通運輸各領(lǐng)域中，建立一個服務(wù)交通運輸?shù)木C合性管理體系。主要含有通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)以及傳感技術(shù)等多項先進技術(shù)。智能交通系統(tǒng)可以切實緩解國家現(xiàn)階段交通運輸問題，將交通運輸有關(guān)信息高度整合，降低交通問題出現(xiàn)頻率，確保交通運輸系統(tǒng)正常運行。智能交通系統(tǒng)需要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖像處理技術(shù)等先進技術(shù)綜合應(yīng)用。

然而，現(xiàn)實中，因為人們對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究還不是很深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用不是很普遍，一些落后地區(qū)的交通管理系統(tǒng)還依賴比較原始的人工方式。圖像處理技術(shù)未能充分發(fā)揮作用。例如，電子眼監(jiān)控拍攝的瞬時照片存在不清晰的問題，光從電子元器件角度進行光補償存在效果不理想、成本高昂等問題。針對圖像質(zhì)量較低的情況，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對圖像進行復(fù)原的方法非常重要，其中運動模糊算法圖像恢復(fù)技術(shù)是重要的研究課題之一。目前，已經(jīng)有很多研究人員從事運動模糊參數(shù)評估計算，然而研究重點普遍集中在運動模糊的評估算法，評估算法較為復(fù)雜，而且對運動參數(shù)具有嚴(yán)重的依賴性。

未來，人們對智能交通系統(tǒng)的研究重點應(yīng)放在圖像處理與物理網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合上，將圖像采集模塊、圖像處理模塊、圖像傳輸模塊進行整合，實現(xiàn)交通運輸情況實時拍攝、圖像處理、快速傳輸?shù)哪繕?biāo)，從而提高工作效率，降低經(jīng)濟成本。

3 圖像處理技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過對相關(guān)資料的分析與整理，本文主要從信息采集、車牌識別以及車輛檢測3個方面分析圖像處理技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.1 信息采集中圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

在智能交通系統(tǒng)應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)人員可以借助圖像處理技術(shù)，落實信息采集任務(wù)，確保智能交通系統(tǒng)更加順利、高效地運行。例如，部分城市的交通管理單位，在智能交通系統(tǒng)運行前提下，能夠合理應(yīng)用圖像處理技術(shù)精準(zhǔn)采集相關(guān)信息，然后將上述圖像信息通過計算機傳遞給技術(shù)人員。在此環(huán)節(jié)中，根據(jù)圖像信息，相關(guān)技術(shù)人員能夠獲得交通運輸中的實際情況以及具體信息，能夠提煉出價值較高的信息并針對現(xiàn)實情況對交通管理方案、舉措開展科學(xué)化改善，從而充分發(fā)揮出自身價值。

3.2 車牌識別方面圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

圖像處理技術(shù)在車牌識別方面的應(yīng)用也逐漸受到重視。車輛識別技術(shù)主要是借助監(jiān)控方式對車輛進行拍攝、識別、采集和處理，提取車牌顏色、車牌實際信息等內(nèi)容。為交通管理工作者進行車輛管理提供精準(zhǔn)、高效輔助。

但是在實際應(yīng)用中，拍攝圖像質(zhì)量受到天氣、車輛行駛速度等因素影響，會出現(xiàn)圖像重疊、模糊等問題，對后續(xù)工作造成一定限制。針對上述問題，需要對圖片處理技術(shù)人員進行二值化、灰化等特殊處理培訓(xùn)，從而提高車輛識別的可靠性，保證車輛管理質(zhì)量。

3.3 車輛檢測中圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

目前車輛檢測技術(shù)中，有關(guān)檢測技術(shù)較為常見的是幀差法、背景差檢測法、模型法以及邊緣檢測法等，上述方法在具體的車輛檢測期間應(yīng)用均取得較理想效果，可以在輔助人工實施車輛管理環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用。結(jié)合智能交通系統(tǒng)發(fā)展過程，在車輛檢測中會更加注重圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)用圖像處理技術(shù)進行車輛檢測，需要建立在車輛識別技術(shù)前提下，在完成車輛信息采集工作后，借助圖像處理技術(shù)對車輛進行全面檢測和識別，達到車輛檢測的效果。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過對相關(guān)資料的研究、分析與整理后，本文主要從交通控制和信號采集兩個方面分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.1 交通控制系統(tǒng)

交通信號控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有以下幾個層級：系統(tǒng)共有三級邏輯結(jié)構(gòu)，自上而下分別是中心級、區(qū)域級以及路口級。信號控制中心設(shè)備具體有客戶端、通信服務(wù)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫服務(wù)設(shè)備、中央控制服務(wù)設(shè)備以及區(qū)域數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備等。通信網(wǎng)絡(luò)以及光端機組成通信主要部分。檢測設(shè)備與機器信號等一同構(gòu)成主要路口分支設(shè)備。

交通信號控制系統(tǒng)詳細的功能劃分情況如下：①控制中心級。此類集中應(yīng)用在城市與全區(qū)域范圍內(nèi)，穩(wěn)定落實交通控制工作，主動豐富管理功能，主要含有主要參數(shù)設(shè)定、科學(xué)服務(wù)控制以及全方位檢測總區(qū)域等。②控制區(qū)域級。具體工作是對交通區(qū)域信息進行采集，包括對信號處理機的預(yù)先判斷調(diào)整，然后劃分至控制路口落實針對性方案。對該區(qū)域路口實施優(yōu)化調(diào)整，并且區(qū)域控制服務(wù)器還需要負責(zé)信號機控制與信號監(jiān)測。③控制路口級。對數(shù)據(jù)進行采集并全部上傳，高效執(zhí)行控制中心的相關(guān)方案。并且主動結(jié)合現(xiàn)實交通路口需求，合理設(shè)置綠燈時間，方便充分實現(xiàn)全局優(yōu)化目標(biāo)，讓信號時序穩(wěn)定在最佳臨界區(qū)間，路口情況可以最大限度地實現(xiàn)良好適應(yīng)，充分保證交通順暢程度，實現(xiàn)最理想狀態(tài)。

4.2 信號采集系統(tǒng)

對車輛信息進行采集的方式有很多，比較常見有兩種：①固定式采集。利用超聲波檢測設(shè)備、地磁檢測設(shè)備、微波檢測設(shè)備、環(huán)形線圈、電子標(biāo)簽閱讀器以及視頻檢測設(shè)備等專業(yè)化作業(yè)設(shè)備，全方位、立體化實施檢測，充分采集道路斷面機動車相關(guān)信息。②多傳感器采集。利用多項綜合技術(shù)、多種傳感器進行信息采集，通過對多途徑信息處理，執(zhí)行結(jié)構(gòu)化描述，數(shù)據(jù)結(jié)合等操作，對數(shù)據(jù)信息進行更為深入的分析，可以實現(xiàn)全時段、動態(tài)交通信息采集，是固定式采集的良好補充。

5 結(jié)語

中國智慧城市發(fā)展從2008年開始，隨著國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的不斷推進，“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念的不斷深入，網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略、國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃的實施和“數(shù)字中國”建設(shè)的不斷發(fā)展，城市被賦予新的內(nèi)涵和新的要求，這不僅推動了傳統(tǒng)意義上的智慧城市向新型智慧城市演進，更為新型智慧城市建設(shè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。

經(jīng)過十幾年發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，城市智能水平不斷提高。現(xiàn)代交通事業(yè)在新技術(shù)、新思想、新政策影響下發(fā)生明顯改變，其工作信息與數(shù)據(jù)更加多元與復(fù)雜化，為使新時期交通工作更加精準(zhǔn)和高效，需要借助高科技不斷提升專業(yè)研究深度，對智能交通系統(tǒng)中圖像處理及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行深入研究，提升我國交通工作中智能交通系統(tǒng)總體工作質(zhì)量。

綜上所述，本文對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及需求進行詳細分析，對當(dāng)前交通運輸管理工作中，智能交通系統(tǒng)運用進行分析，對道路車輛交通管理方法進行創(chuàng)新研究，對當(dāng)前智能交通系統(tǒng)中使用圖像處理技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行探討，切實加強智能交通系統(tǒng)的信息化水平，提高交通運輸管理系統(tǒng)在道路車輛整體管理上的效率，為交通運輸管理起到良好輔助作用。未來要不斷加強圖像處理技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，以此推動國家交通運輸事業(yè)長效、穩(wěn)定、健康發(fā)展。