物聯網技術在營運車輛安全監管中的應用

王一兵

摘 要： 闡述了物聯網的內涵和外延，分析了其發展歷程、歷史沿革和在城市交通方面的應用方案。詳細介紹了物聯網技術在智能車輛管理系統、營運車輛運輸過程監管及安全檢驗中的應用，展現了物聯網在營運車輛運行監管方面的應用遠景。

關鍵詞： 物聯網； 智能車輛管理； 運輸過程監管； 安全檢驗

中圖分類號：U495 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）03-35-03

Application of Internet of Things technology in the safety supervision

of commercial vehicle

Wang Yibing

（Hangzhou traffic police detachmen， Hangzhou， Zhejiang 310004， China）

Abstract： This paper expounds the connotation and extension of IOT， analyzes its development course， historical evolution and the application scheme in urban traffic， introduces the application of IOT technology in the intelligent vehicle management system， and the transportation process supervision and safety supervision of commercial vehicle， and shows the application prospect of IOT in the operation regulatory of commercial vehicle.

Key words： Internet of Things； intelligent vehicle management； transportation process supervision； safety supervision

0 引言

營運車輛運行范圍廣、時間長、貨物眾多，客流量和物流量巨大。近年，營運車輛重、特大交通事故頻發，造成了嚴重的人員傷亡、財產損失及不良的社會影響，各級管理部門和相關企業針對預防營運車輛事故預防，采取了大量措施。由于道路交通事故存在多維外在因素的干擾，人工監管的方式難以把握影響營運車輛交通安全關鍵因素的機理和規律，更無法滿足交通安全精細化管理的需求。

物聯網技術可以在互聯網基礎上通過各種無線射頻技術共享物體之間的信息，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等應用[1]。在營運車輛監管方面，可以根據不同功能需求對所有車輛的運行狀態進行實時監管，提供綜合服務，對提高監管系統的感知、通信和控制之間的交互效果顯著。

本文從物聯網的定義與關鍵技術入手，深入分析了在營運車輛安全監管方面的應用，在此基礎上探討了物聯網技術的應用前景。

1 物聯網

1.1 定義

物聯網概念最初由MIT Auto-ID中心的Ashton教授于1999年研究RFID時提出來，即：按約定協議，借助射頻技術（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，將物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理[2]。2005年，物聯網的概念被進行了較大擴展，不再只是基于RFID技術，可以借助傳感器技術、納米技術、智能終端等，實現任何時刻、任何地點、任何物體之間的互聯。2009年，物聯網研究策略圖問世。物聯網并非一個全新的概念，是一個對現有科技綜合利用和發展方向的系統概括。

1.2 關鍵技術

1.2.1 物聯網架構

總體上，物聯網技術可以分為感知識別、網絡構建及綜合應用三個層面，如圖1所示。

圖1 物聯網架構

感知識別層實現智能感知識別、信息自動處理和自動控制，通過通信模塊將物體連接到網絡層和應用層。感知識別層獲取的信息在網絡層進行處理和傳輸，網絡管理中心和信息處理中心是存儲、查詢、分析和處理信息的物聯網中樞。應用層基于軟件和計算機技術，通過云計算實現對信息的存儲、分析和處理，給出控制和決策，進行人機交互。

1.2.2 RFID技術

RFID（Radio Frequency Identification）即無線射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術，主要由讀寫器、電子標簽和應用軟件系統三部分組成。電子標簽通過無線電波與讀寫設備進行數據交換，由讀寫器發出的射頻脈沖提供能量。讀寫器將主機的讀寫命令傳送到電子標簽，再講從主機發往電子標簽的數據加密，將電子標簽返回的數據解密傳送至主機。應用軟件系統則進行數據信息的存儲管理、讀寫控制等。如圖2所示。

[應用軟件系統][控制模塊][廣播接口][天線] [數據

接收][數據

請求] [讀寫器] [指令][數據][電子標簽] [指令][數據]

圖2 RFID系統邏輯關系

在城市交通領域，RFID系統在公交射頻卡、不停車收費、門禁管理系統、智能信號控制、交通路徑誘導、智能停車場、公共自行車管理、電子車牌等方面中得到廣泛應用。

1.2.3 DSRC和VPS技術

目前在汽車定位、通信及收費領域應用較多的是 DSRC（Dedicated Short Range Communication）和VPS（Vehicle Positioning System）技術。DSCR是一種微波技術，在智能交通領域主要提供車輛導航、調度、數據交換、實時檢測和數據加密等服務；VPS是一種GPS+SM技術，在汽車導航、求助及語音通信方面有著較廣泛的應用。

1.2.4 云計算

云計算是一種基于互聯網的計算服務模型，云可以劃分為云基礎設施、云平臺、云應用及云客戶端四個層次。云計算中最關鍵的是虛擬化技術，即將硬件資源或操作系統虛擬化，為上層用戶提供抽象計算平臺，隱藏底層的物理實現。

交通信息云指的是一種交通信息采集、處理和應用的工作模式。采集高速信息網絡上的各種信息，將交通系統控制融入到交通信息服務中。云計算可用于GPS系統、控制性路徑誘導等，如圖3所示。

圖3 交通信息云計算與服務[3]

1.3 在城市交通中的應用方案

1.3.1 車輛與道路設施的互聯

借助物聯網，實現車輛與道路基礎設施之間的信息交換，需要兼容傳統車輛與現有交通信號設施。將無線數字傳輸模塊植入交通信號系統及聯網車輛，實現相互之間的信息傳輸，聯網汽車的顯示終端同時作為城市道路交通導航系統來使用。聯網車輛的數字傳輸模塊包含車輛ID信息，是通信、檢測、收費及管理的依據。

1.3.2 車輛之間的互聯互動

植入無線數字傳輸模塊的車輛可以向周邊車輛提供數字化信號燈信息、位置、車速等信息，以此作為接受信息車輛安全行駛的依據。聯網車輛之間可以進行通話、廣播。

2 基于物聯網技術的營運車輛監管技術與系統

物聯網技術在營運車輛的監管中有廣泛的應用，包括管理系統、運行監控、安全檢驗、信息處理等方面。

2.1 智能車輛管理系統

基于物聯網技術的智能車輛管理系統由基于射頻技術的車輛識別模塊、基于信息技術的車輛監控與管理模塊組成。系統邏輯架構如圖4所示。

圖4 智能車輛管理系統

2.2 營運車輛運輸過程監管

車輛運行檢測傳感網利用RFID車輛身份標識與信息載體技術構建，具有實時監控、車輛超速警告、行駛信息管理分析、行車線路優化決策四項功能，其管理中心為公安廳信息中心。車輛運輸安全監測傳感網主要為車輛運行提供實時路線指導，保證行車安全。

車輛應急報警系統則在車輛發生緊急情況時發揮作用。系統由車載應急報警終端和接警指揮中心組成，利用移動無線網絡通信，系統架構如圖5。車輛在行駛過程中發生危急情況，車載報警終端（圖6）向接警指揮中心請求救援，接警指揮中心給出救援方案，并通過無線網絡與救援力量進行信息傳輸。

圖5 報警系統架構

2.3 營運車輛安全檢驗

營運車輛安全檢驗包括對車輛檢測設備的自動控制、數據采集、數據處理等過程。軟件體系以數據庫技術為核心，各應用子系統通過數據庫系統交換數據，通過標準的數據庫接口在互補干擾的情況下實現數據互通互聯。

圖6 車載報警終端

系統自上而下分為物理設備、檢測控制系統及中心管理系統三部分。物理設備層實現底層的信號處理、數據采集；檢測控制系統實現數據分析計算、車輛檢驗業務流程，并通過通訊協議對各設備進行控制、獲取檢測數據；中心信息管理系統包含檢測信息管理系統及支持系統運行的服務器等設備，實現對檢測數據的匯總、分析和監控，管理檢測標準與流程[4]，檢測系統重要參數配置，通過數據庫接口實現與檢測控制系統的信息交互。

3 結束語

借助物聯網技術中的RFID技術、DSRC技術以及云計算技術等，使營運車輛運行監管向更加智能化、高效化發展，車管部門對運營車輛的管理也實現了信息化和網絡化，提高了車管工作效率與遠程調度、信息服務的能力。本文介紹了物聯網的關鍵技術及其相關應用，展現了物聯網技術在營運車輛安全監管中良好的發展前景。今后的研究中，無人駕駛、車聯網技術等還需進一步深入。

參考文獻（References）：

[1] 寧煥生，徐群玉.全球物聯網發展及中國物聯網建設若干思

考[J].電子學報，2010.38（11）：2590-2599

[2] 劉強，崔莉，陳海明等.物聯網關鍵技術與應用[J].計算機科學，

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[3] 石建軍，李曉莉.交通信息云計算及其應用研究[J].交通運輸

系統工程與信息，2011.11（1）：179-184

[4] 林思，熊文華.重點營運車輛安全監管平臺設計與實踐[J].交

通信息與安全，2013.31（4）：35-39