基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的城市智能交通

彭加欣　李奕金

摘 要：本文把物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術結合到城市智能交通之中，通過信息采集，信息處理和建模，來達到對城市各路段交通狀況的監(jiān)控和管理，并設想了幾個物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術在智能交通中應用的例子，如智能交叉口紅綠燈、城市智能公共停車場等。我們發(fā)現(xiàn)，新的智能交通模式打破了以往交通局域封閉性，信息反饋不及時性和不同部門隔閡性等缺點，為解決城市交通問題，提供了新的思路.

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；云計算；智能交通；智能信號燈；智能停車場

近年來，我國汽車擁有量急劇增加，與此同時由于城市規(guī)劃不完善、道路通行能力不足等原因使得交通擁堵問題、交通污染問題日益嚴重。

已有的智能交通系統(tǒng)在優(yōu)化交通系統(tǒng)管理，提高交通運行效率等方面發(fā)揮了較大的作用，但是仍然存在以下缺點：信息采集不準確、覆蓋面不夠廣、信息處理不夠迅速等等。

本文設想把物聯(lián)網(wǎng)和云計算運用到智能交通系統(tǒng)上去，并實現(xiàn)無縫對接，則能夠有效的解決原有的智能交通所存在問題，從而促進智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（The internet of things），顧名思義就是一種將各種物體相互聯(lián)系在一起的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)原理如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)對信息的采取屬于一人一車模式[2]。一是靜態(tài)車信息采集。每輛車均有一個唯一編號的電子標簽，其對應的基本信息如車牌號、汽車類型、車齡等均在此電子標簽上，通過讀取該電子標簽即可達到信息入網(wǎng)。二是浮動車信息采集技術。通過衛(wèi)星定位裝置，可采集到汽車在運動時的物理坐標和時間點。

2.云計算

云計算在智能交通上的應用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

（1）在面對海量的交通信息，如車牌自動識別信息、車輛 GPRS 定位信息、信號燈倒計時信息等，云計算擁有比大型機更為優(yōu)秀的計算和存儲能力。對于管理部門而言，強大的計算能力可以迅速幫助建立起精確的動態(tài)交通視圖，隨時從網(wǎng)上調(diào)用海量文件庫和數(shù)據(jù)庫。對于車主而言，云計算的功能主要體現(xiàn)在對交通狀況的預測和對最優(yōu)行車路線的誘導。

（2）云計算提供了一個綜合處理信息的平臺，各個管理部門通過互聯(lián)網(wǎng)即可把采集到的信息傳輸?shù)竭@個平臺，而經(jīng)過分析處理得到的所需要的新信息可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)较鄳块T。

3 物聯(lián)網(wǎng)和云計算在智能交通中運用的例子

3.1 智能交叉口信號燈

在解決城市交通道路堵塞問題的過程中，采用合理的交叉口紅綠燈配時是十分重要的一環(huán)。目前信號燈的控制模型仍然是固定周期長、固定綠信比，現(xiàn)實當中，車流是實時變化的，因而，必須實時地控制信號燈來提高交叉口的使用效率。

要實時的控制信號燈必須建立可行的信號燈控制模型，建立這樣的模型需要三個條件，一是獲取充足的道路交叉口附近車流信息，二是要有合理的紅綠燈時間分配數(shù)學模型，三是要有快速的信息分析處理能力。

物聯(lián)網(wǎng)技術可以提供建立信號燈控制模型需要的浮動車信息，紅綠燈時間分配數(shù)學模型可以采用（F-B）法[3]（F.Webster-B.Cobber）來建立。云計算技術則保證了對計算能力的需求。

與現(xiàn)有的固定周期，固定綠信比的交叉口信號燈相比，智能交叉口信號燈能更好的契合現(xiàn)實中不同時間段對交叉口通行能力的需求，既避免了汽車多余的等待，又保證了最大通行能力，大大減少了交通堵塞的幾率。

3.2 城市智能公共停車場

隨著人民物質(zhì)生活水平的提高，私家車的使用越來越普遍，如何找到停車位成了讓車主頭疼的問題。本文從提高停車場使用效率入手提出解決方案。

該方案的總體思路是建立一個將整座城市所有公共停車場連接起來的網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)相連，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，將各個停車場的基本信息如地理位置，停車費用，停車位空余情況等發(fā)布給服務人群。

要建立這樣一個網(wǎng)絡首先要對各個停車場信息進行采集，采集方式為物聯(lián)網(wǎng)模式。停車場信息包括靜態(tài)信息和動態(tài)信息。靜態(tài)信息包括停車場所處地理位置、收費標準、車位數(shù)量等。動態(tài)信息主要指實時停車位的數(shù)量，由于停車位的數(shù)量是不斷變化的，所以需要停車場管理處定時對數(shù)據(jù)進行一次更新。信息的分析和處理采用云計算模式。信息經(jīng)過分析處理后系統(tǒng)再將信息通過無線網(wǎng)發(fā)送給服務人群的智能終端上（智能手機，平板等）。

此方案充分發(fā)揮了每一個停車位的作用，大大提高了停車場的使用效率。這樣既解決了車主尋找車位的難題，又減少了汽車亂停路邊占用道路導致道路擁堵的情況。

物聯(lián)網(wǎng)和云計算在智能交通中應用的例子還有許多，比如基于RFID射頻標簽技術的集裝箱跟蹤系統(tǒng)，交通誘導系統(tǒng)等等，在此不再敘述。

4 結束語

本文在既有的智能交通基礎上，引入了物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術。這種管理模式的優(yōu)點在于避免了大量人力物力的投入，提高了管理效率。同時，這種新型智能交通管理模式還有統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)配的特點，使整個交通系統(tǒng)整體優(yōu)化，充分發(fā)揮了各種交通資源的最大能效。

參考文獻

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作者簡介

彭加欣，男，漢族，湖北赤壁人，鄭州大學道路橋梁與渡河工程2012級本科生。

李奕金，男，漢族，河南周口人，鄭州大學道路橋梁與渡河工程2012級本科生。