基于物聯(lián)網(wǎng)技術高速公路交通流監(jiān)控的開發(fā)及具體方案研究

■喬虎虎 ■山西省交通建設工程監(jiān)理總公司，山西 太原 030012

由于我國高速公路建設的快速發(fā)展，所以高速公路交通流監(jiān)控的重要性越來越受到人們重視。然而高速公路上車輛數(shù)量在不斷增加，導致相關交通事故發(fā)生率也急劇上升，在這種緊急特殊的情況下，如果不能對高速公路交通流進行良好的監(jiān)控，那么不但影響著高速公路交通良好的運行，還會對高速公路上駕駛員的生命安全產(chǎn)生威脅，所以通過科學的技術對高速公路交通流進行有效監(jiān)控，可以最大限度保證高速公路的良好運行［1］。

1 高速公路交通流的基本特點

1.1 交通流的形成快

在高速公路上交通流形成的速度非常快，這是因為高速公路整體設計具有路面情況較好、且封閉、車速運行較快等特點，這就導致了駕駛員在高速公路行駛的過程中，不會受到外界因素的影響，可以在較短時間內(nèi)達到想要去的目的地。正式由于高速公路交通的便捷性，使得其交通流能夠在短時間內(nèi)形成。

1.2 交通流運行的速度快

由于高速公路主要的特點就是可以使得車輛在其路面上可以高速行駛，汽車的運行速度遠遠高于普通路面車輛的運行速度，在一般情況下，私家小型車在高速公路上規(guī)定的行駛速度在100 千米每小時左右，而大型車輛則會被控制在80 千米每小時，所以高速公路交通流另一個特點就是車輛運行的速度較快。

1.3 交通流的線路長

由于高速公路主要是為使的車輛快速行駛而設立的，而車輛一般要行駛的距離都比較長，這就使得高速公路在設計的過程中，需要對線路的長度進行良好的把控，一般情況下，高速公路交通路線都是比較長的，這就使得高速公路交通流的線路也相對較長。

1.4 交通流的車輛類型較少

由于高速公路主要是為車輛服務的，然而縱觀高速公路上運行的車輛而言，車輛類型還是比較固定的，一般情況下主要是小型客車、大型客車和運貨車這三類。但是在節(jié)假日的情況下，高速公路上的交通流一般為小型私家客車。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在高速公路交通監(jiān)控中運用的原理

應用層、網(wǎng)絡層、感知層、是物聯(lián)網(wǎng)的基本結構，通過每個結構之間的配合和管理，使得系統(tǒng)在一定程度上能夠真正形成“物物相連”的模式，從而可以提供物聯(lián)網(wǎng)的相關服務。

2.1 感知層

感知層在運行的過程中，主要是通過對一些有關的基本信息進行采集，在對高速公路交通流監(jiān)控的過程，可以對相關的聲音、溫度、壓力等相關信息就行收集，通過對相關數(shù)據(jù)的采集，為科學的判斷做出依據(jù)。

2.2 網(wǎng)絡層

在對高速公路交通流相關信息進行收集之后，還應該使得這些數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡進行傳輸，從而實現(xiàn)對交通流進行監(jiān)控的作用［2］。在相關數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)倪^程中，應該保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性，一般情況下可以使用互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術，或是移動通信傳輸技術等先進的科技，實現(xiàn)對感知層信息的高效傳輸。

2.3 應用層

物聯(lián)網(wǎng)技術中最重要的一個方面就是應用層，因為感知層和網(wǎng)絡層存在就是為應用層服務的。應用層把從網(wǎng)絡層中傳輸過來的數(shù)據(jù)進行分析，并為高速公路交通流的管控人員提供科學的數(shù)據(jù)，便于其作出相關決策，在這個層面，是物聯(lián)網(wǎng)技術系統(tǒng)的最為高級的層面。

具體來說，通過物聯(lián)網(wǎng)相關技術對高速公路交通流監(jiān)控的過程中，可以通過使用無線射頻的方式，實現(xiàn)相關交通信息的傳輸。射頻技術在實施的過程中，應該實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)的同步傳輸，每一輛在高速公路上運行的車輛都是一個個體，通過射頻識別技術將每一個車輛的具體信息都傳送到高速公路計算機管理系統(tǒng)中，這樣就使物聯(lián)網(wǎng)技術在高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)中得到運用。

3 高速公路交通流監(jiān)控的具體建設

3.1 高速公路交通流監(jiān)控的系統(tǒng)預設方案

將在高速公路上運行每臺車輛的車窗前貼設具有該車輛獨特信息的可識別電子標簽。電子識別標簽可以設置車主及車輛的一些必要信息，比如通過對可識別電子標簽進行掃描能夠清楚知道車主的姓名、年齡、車牌號、車型號等基本信息。然后在高速公路的入口和主要干道設置可識別電子標簽進行自動辨別，當車輛駛入高速公路的時候就對其進行辨別，并將識別信息通過物聯(lián)網(wǎng)技術實時傳到交通管理部門的電腦系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過對整體信息的搜集、匯總，并實時監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了異常現(xiàn)象，例如，某個區(qū)域突然發(fā)生車輛擁堵現(xiàn)象，就會及時派相關人員進行處理，最大限度保證高速公路運行的效率和安全［3］。

3.2 高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)的具體構成

軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)是高速公路交通流監(jiān)控系統(tǒng)最重要的兩個組成部分。具體來講，硬件系統(tǒng)主要包括可識別電子標簽、電子標簽識別器、射頻天線、服務器以及相關的設備，它們之間正是通過物聯(lián)網(wǎng)技術，從而可以更好的構成一個整體。而軟件系統(tǒng)則是指使硬件系統(tǒng)可以良好運行的不同應用程序，從而使得管理人員可以對高速公路運行的車輛進行實施監(jiān)控，并可以進行實時定位操作，從而實現(xiàn)對高速公路交通的監(jiān)控作用。

運用閉環(huán)信息處理流程，通過物聯(lián)網(wǎng)技術對高速公路的交通情況(車流量的多少)、環(huán)境情況(氣候、能見度等)和緊急事件等相關信息通過匯總、收集，上傳到高速公路監(jiān)控調(diào)度的軟件中進行分析、計算。如果在高速公路中發(fā)生了相關異常的現(xiàn)象，那么系統(tǒng)可以自動將附近的攝像機調(diào)制到事發(fā)地點進行監(jiān)控查看，同時還能夠得出配套的應激措施，從而保證高速公路的順暢運行，使得通過物聯(lián)網(wǎng)技術，使得高速公路交通流監(jiān)控相關方面，如數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析、交通的控制，形成一個完整的閉環(huán)信息系統(tǒng)。

4 結束語

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，高速公路管理部門對高速公路交通監(jiān)管系統(tǒng)的標準同時也在提高。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，使用先進技術對高速公路交通流進行良好的監(jiān)控，既可以提高高速公路運行的效率，又可以降低交通事故發(fā)生的概率，從而使得人民群眾的生命財產(chǎn)得到保障。在未來的發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術對高速公路交通流監(jiān)控有著重要的影響。

［1］陳軍.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的高速公路交通流監(jiān)控研究［J］.科學技術與工程，2012，12(35):9773 -9776，9787.

［2］李曉莉.不同交通流運行狀態(tài)下的行程時間可靠性分析［J］.交通運輸工程與信息學報，2013(1):79 -85.

［3］李陽.高速公路電子監(jiān)控系統(tǒng)原理及應用［J］.交通世界(運輸車輛)，2013(7):100 -101.