物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應用

葉程

（華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210001）

0 引言

隨著城市化進程加速和交通工具普及，城市交通擁堵和交通事故問題越來越突出，傳統(tǒng)的交通管理方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代城市快速發(fā)展的需求。為了解決這些問題，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應用于智能交通中。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息共享、自動控制、實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析等功能，從而提高交通系統(tǒng)的運行效率和安全性，降低交通擁堵和事故發(fā)生的概率?；诖耍恼轮饕榻B物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應用，分析其優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，并展望未來的發(fā)展趨勢。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念

物聯(lián)網(wǎng)是一種連接物理設備和物品的網(wǎng)絡，可以通過互聯(lián)網(wǎng)或其他通信方式進行遠程監(jiān)督、控制和數(shù)據(jù)交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將傳感器、執(zhí)行器、通信設備等物理設備和物品連接起來，構(gòu)成一個智能化、自動化的系統(tǒng)，實現(xiàn)對公路交通的智能化管理和控制。

2 智能交通的定義和目標

智能交通（intelligent transportation system，ITS）是一種集信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和人工智能技術(shù)于一體的交通管理系統(tǒng)。智能交通的目標是通過對交通流量、交通信息、交通控制等方面的智能化管理，提高道路使用效率、緩解交通擁堵、降低交通事故率、提高交通的安全性和可靠性，實現(xiàn)城市交通可持續(xù)發(fā)展[1]。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中扮演著重要的角色，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實時數(shù)據(jù)采集和分析，可以提高智能交通的效率和安全性。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應用

3.1 智能交通控制系統(tǒng)

智能交通控制系統(tǒng)在智能交通領(lǐng)域中有重要作用。通過實時交通信息采集和分析、自動交通信號燈控制、智能交通監(jiān)控等功能，可以提高城市交通的管理水平，降低交通擁堵和事故發(fā)生率，提高交通效率和安全性。具體來說，智能交通控制系統(tǒng)可通過采集道路的實時交通信息，實現(xiàn)實時交通信息監(jiān)測和預測，及時發(fā)現(xiàn)交通擁堵、事故等情況，并通過應用程序向用戶提供實時路況信息，使用戶能夠根據(jù)實時路況信息進行交通出行決策，避免擁堵路段和道路事故。

同時，智能交通控制系統(tǒng)還可以通過自動交通信號燈控制，調(diào)整紅綠燈的時長和配時方案，提高交通流量和道路通行效率，使道路上的車流更加平穩(wěn)、高效地流動。另外，智能交通控制系統(tǒng)還可以通過智能交通監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)對交通安全的監(jiān)控和管理。通過在道路上安裝攝像頭和其他傳感器設備，系統(tǒng)可以實現(xiàn)對車輛、行人、自行車等交通參與者的監(jiān)測和識別，及時發(fā)現(xiàn)和處理交通違法行為和事故，提高交通的安全性和可靠性[2]。雖然智能交通控制系統(tǒng)的應用有很多優(yōu)勢，但也存在一些挑戰(zhàn)，如系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)共享難度大、安全和隱私問題有待解決、技術(shù)標準和監(jiān)管政策不完善等。

3.2 智能交通信息服務

智能交通信息服務可以幫助交通參與者更好地規(guī)劃出行路線和時間，提高出行效率和便利性。智能停車管理系統(tǒng)是其中一個非常實用的服務。在城市中，停車位緊缺和停車難問題是一個長期存在的難題。而智能停車管理系統(tǒng)可以通過實時監(jiān)測空位信息、提供導航指引等方式，為駕駛員提供更快速、更便捷地尋找停車位的方案，減少駕駛員尋找停車位的時間和成本。

智能停車管理系統(tǒng)主要包括傳感器設備、應用程序和電子支付等部分。傳感器設備可以安裝在停車場或者路邊，實時監(jiān)測空位信息，并將信息發(fā)送到中心服務器進行處理和分析。應用程序則是將這些信息進行整合和展示的平臺，通過應用程序，駕駛員可以方便地查看停車位信息和導航指引，并進行車位預訂和支付等操作。電子支付則是為停車管理提供更便捷、更高效的解決方案，駕駛員可以通過應用程序進行電子支付，可減少傳統(tǒng)停車方式中需要支付現(xiàn)金的環(huán)節(jié)，提高支付的便利性和安全性。

智能交通信息服務還可以通過車輛導航系統(tǒng)，為駕駛員提供最佳路線和導航指引，幫助駕駛員規(guī)劃行程，減少路途時間和成本，提高出行效率和安全性。車輛導航系統(tǒng)可以通過GPS 定位功能和所獲的實時交通信息，為駕駛員提供最佳路線、交通狀況、車速、道路限制等信息，幫助駕駛員在不同的路況下作出正確的決策，減少在路途中不必要的等待和轉(zhuǎn)移，提高出行效率和便利性。同時，車輛導航系統(tǒng)還可以幫助駕駛員規(guī)避交通事故、道路施工等情況，提高出行的安全性和可靠性。

3.3 智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以通過車載傳感器、通信模塊等技術(shù)，將車輛的實時狀態(tài)、位置信息等數(shù)據(jù)上傳至云端，實現(xiàn)車輛遠程監(jiān)控和管理。車主或車隊管理人員可以通過手機應用程序或者電腦端管理界面，隨時查詢車輛的位置、狀態(tài)、駕駛行為等信息，實時監(jiān)控車輛的運營情況，提高車輛管理的效率和安全性。智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以通過車載傳感器、攝像頭等技術(shù)，實現(xiàn)車輛智能安全控制。車輛智能安全控制系統(tǒng)可以通過實時監(jiān)測車輛周圍的環(huán)境、路況等信息，為駕駛員提供智能輔助駕駛功能，如自適應巡航、車道偏移警告、碰撞預警等，提高駕駛的安全性。同時，智能駕駛輔助系統(tǒng)還可以為駕駛員提供智能路線規(guī)劃、預警提醒等，提高出行的效率和安全性。

智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應用不僅局限于車輛管理和駕駛輔助，還可以為交通管理和城市規(guī)劃等工作提供有益的數(shù)據(jù)支持。通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以實現(xiàn)交通擁堵預測、路況預測、交通事故預測等功能，為交通管理部門提供決策參考[3]。此外，智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還可以實現(xiàn)城市停車管理、道路建設等方面的智能化管理。通過分析城市停車需求和車流量，智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以優(yōu)化停車布局和停車管理方式，提高城市停車的利用率和便捷性。同時，智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還可以為道路建設規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持，通過分析車輛流量和道路狀況等信息，為城市道路建設和交通規(guī)劃提供決策參考。

另外，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應用前景也越來越廣闊。未來，智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)車輛之間的通信和協(xié)同，還將實現(xiàn)車輛與城市設施之間交互，為城市智能化和可持續(xù)發(fā)展提供更多的可能性。例如，通過與交通信號燈、道路照明、公共停車場等城市設施聯(lián)動，能夠打造更高效、更安全的城市交通體系，為城市居民提供更便捷、更可靠的出行服務。

3.4 智能交通安全系統(tǒng)

智能交通安全系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的一個重要應用領(lǐng)域，通過集成多種傳感器和監(jiān)控設備，可實現(xiàn)對交通場景的全方位監(jiān)控和分析，提供智能交通安全保障。智能交通安全系統(tǒng)具有多種功能，包括智能視頻監(jiān)控、智能交通違法監(jiān)管、智能交通事故預警、智能交通應急救援等。

3.4.1 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是智能交通安全系統(tǒng)的核心組成部分之一。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過高清晰度攝像頭、圖像識別技術(shù)等方式，實時監(jiān)控交通場景，對交通違法行為、事故等進行預警和監(jiān)管[4]。例如，在交通擁堵時段，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)測交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)擁堵情況，并對其進行及時疏導。在交通事故發(fā)生時，系統(tǒng)可以自動觸發(fā)報警功能，提供現(xiàn)場圖像和視頻，以便相關(guān)部門快速處置。

3.4.2 智能交通違法監(jiān)管系統(tǒng)

智能交通違法監(jiān)管系統(tǒng)可以通過視頻監(jiān)控和車牌識別技術(shù)，實現(xiàn)對違法行為的自動識別和處理，提高交通違法治理的效率和精度。例如，在車輛違規(guī)情況下，系統(tǒng)可以通過視頻監(jiān)控和車牌識別技術(shù)，自動識別車輛違規(guī)情況，并及時發(fā)送警報和處罰通知。

3.4.3 智能交通事故預警系統(tǒng)

智能交通事故預警系統(tǒng)可以通過車載傳感器、通信模塊等技術(shù)，實時監(jiān)測車輛行駛狀態(tài)和周圍環(huán)境，提供預警和應急措施，降低交通事故的發(fā)生率和傷害程度。例如，通過車載傳感器對車速、剎車等行駛狀態(tài)進行監(jiān)測，對緊急剎車、急轉(zhuǎn)彎等危險行為進行預警，降低事故發(fā)生的可能性。

3.4.4 智能交通應急救援系統(tǒng)

智能交通應急救援系統(tǒng)可以通過位置識別、路線規(guī)劃等技術(shù)，快速響應交通事故和緊急情況，實現(xiàn)快速救援和應急處置，保障交通安全。發(fā)生交通事故時，系統(tǒng)可以通過車輛位置信息和路況信息，自動規(guī)劃最佳路線，快速調(diào)派救援車輛和人員，最大限度地減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

3.5 智能公共交通系統(tǒng)

智能公共交通系統(tǒng)可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)，實現(xiàn)對公共交通車輛、站點、乘客等的智能化管理和服務。其中，智能公交車輛管理系統(tǒng)可以通過車載傳感器、通信模塊等技術(shù)，實現(xiàn)公交車輛實時監(jiān)控和調(diào)度，提高公交車輛的運行效率和準點率；智能公交站點管理系統(tǒng)可以通過車站設備、智能終端等技術(shù)，提供公交線路、車輛到站時間、實時車況等信息，方便乘客出行和換乘；智能公交乘客服務系統(tǒng)可以通過公交卡、移動支付等技術(shù)，為乘客帶來快速、便捷的乘車體驗，同時提供乘車指引、換乘推薦等服務，提高公共交通出行的舒適度和便利性。

除此之外，智能公共交通系統(tǒng)還可以結(jié)合智能交通控制系統(tǒng)和智能交通信息服務系統(tǒng)，實現(xiàn)對公共交通的優(yōu)化調(diào)度和出行路線規(guī)劃，提高公共交通的運行效率和服務水平，減少城市交通擁堵和污染。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中應用的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

4.1 優(yōu)勢

應用智能交通控制系統(tǒng)、智能交通信息服務和智能車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等，可以實現(xiàn)實時交通信息采集和分析、自動交通信號燈控制、車輛導航和智能駕駛輔助等功能，有效提高交通系統(tǒng)的運行效率和安全性。通過對交通數(shù)據(jù)的分析和處理，可以制訂更加科學的交通管理策略，提高城市交通系統(tǒng)的智能化、精細化水平[5]。

4.2 挑戰(zhàn)

智能交通應用涉及多個部門和單位，不同部門和單位之間的系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)共享難度大，存在數(shù)據(jù)孤島和信息壁壘問題，導致應用效果不盡如人意。智能交通應用涉及大量的用戶數(shù)據(jù)和交通數(shù)據(jù)，安全和隱私問題是智能交通應用必須面對的挑戰(zhàn)。如果智能交通系統(tǒng)的安全性和隱私保護不到位，可能導致用戶信息泄露和交通事故等安全問題。智能交通應用涉及多個技術(shù)領(lǐng)域和部門，需要制訂統(tǒng)一的技術(shù)標準和監(jiān)管政策，保證各個系統(tǒng)的互操作性和安全性。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應用的標準化程度不足，監(jiān)管政策也尚不完善，因此需加強對標準化問題的研究，并制訂相關(guān)的監(jiān)管標準和政策。

5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的未來應用

5.1 人工智能與大數(shù)據(jù)分析的應用

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷普及，其將更加深入地應用于智能交通系統(tǒng)中。人工智能技術(shù)可幫助智能交通系統(tǒng)實現(xiàn)更高級的功能，如交通預測、自動駕駛和交通流量控制。通過使用深度學習算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)，智能交通系統(tǒng)可以在不斷學習和優(yōu)化的過程中，實現(xiàn)更加精準和高效的交通流量控制，從而降低擁堵和交通事故的發(fā)生率。

同時，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)也將在智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。通過收集、整合和分析交通數(shù)據(jù)，可以獲取更多有價值的信息和知識，使交通管理者更好地了解交通系統(tǒng)中的情況，進而制訂更加科學的交通管理策略。例如，通過分析路段瓶頸和擁堵情況，可以針對性地調(diào)整交通信號燈的控制策略，從而緩解交通擁堵；通過分析車流量和車速，可以合理規(guī)劃交通路線，降低能源消耗和環(huán)境污染。

5.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標準化與普及

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標準化和普及也是未來智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。標準化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以保證各種設備之間的互通性和兼容性，降低系統(tǒng)維護和管理成本，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和推廣，越來越多的車輛和設備將連接到智能交通系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)更加智能化和精細化的交通管理和服務。

跨行業(yè)、跨部門的協(xié)同發(fā)展也是未來智能交通系統(tǒng)的一個重要趨勢。智慧城市建設的推進將促進各部門之間合作和交流，通過整合各種資源和優(yōu)勢，實現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的綜合管理和優(yōu)化。例如，通過與公共交通部門合作，智能交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)公共交通的智能調(diào)度和實時監(jiān)控，提高公共交通的服務水平和效率；通過與城市規(guī)劃部門合作，智能交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)交通規(guī)劃和城市規(guī)劃的有機融合，打造更加宜居和智能化的城市交通系統(tǒng)。

6 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，其在智能交通領(lǐng)域的應用將越來越廣泛、深入，其能夠為智能交通系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和應用的基礎，實現(xiàn)智能交通信息服務、智能交通控制和智能車聯(lián)網(wǎng)等功能，有效提高交通系統(tǒng)的運行效率和安全性，降低能源消耗和環(huán)境污染。未來，隨著人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和智慧城市建設的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應用將更加深入和廣泛，為城市交通系統(tǒng)的智能化、精細化管理和可持續(xù)發(fā)展作出更大的貢獻。