基于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧交通系統(tǒng)

張大偉，馬進，周新華

（1.融硅思創(chuàng)沈陽分公司；2.沈陽海關(guān)；3.上海嘉德環(huán)境能源科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

隨著我國科技水平的不斷進步，越來越多的交通工具走上了馬路，使得道路堵塞成為各個大城市難以治愈的心病，另外就是停車難的問題……我們的交通系統(tǒng)建設(shè)雖然在不斷的擴建整改，但是這種擴建整改的速度難以跟上城市的發(fā)展水平。因此我們在加大力度對交通進行治理的同時，還要結(jié)合現(xiàn)有的先進技術(shù)，對交通系統(tǒng)進行智慧化“升級”，使得整個交通系統(tǒng)變成一個交通生態(tài)，在這個生態(tài)系統(tǒng)下上述問題還是具有良好的解決方案。因此，構(gòu)建一項智慧又安全的交通系統(tǒng)具有重要的意義。還有一些發(fā)達國家逐漸認(rèn)識到，如果把信息技術(shù)、電子通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，全面的應(yīng)用到交通領(lǐng)域，就能迅速緩解道路交通的擁堵現(xiàn)象以及停車難問題，特別是針對我國的交通安全與事故的處理情況，可以產(chǎn)生重要的影響。

隨著近些年來社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平也快速的得到了提高，同時也對交通運輸?shù)馁|(zhì)量，提出了更高的要求。智慧交通作為促進未來交通發(fā)展的合理趨勢是發(fā)展的必然。智慧交通系統(tǒng)是一個以現(xiàn)代電子技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)進行實時、準(zhǔn)確、高效、具有人工智能的綜合服務(wù)管理系統(tǒng)。信息高速公路在不斷的刷新傳輸速率，刷新帶寬，但是我們的高速公路、我們的城市交通系統(tǒng)、我們的城市停車泊位已經(jīng)成為影響人們活動的重要因素。因此作為智慧城市建設(shè)的重要組成部分，智慧交通理所當(dāng)然應(yīng)當(dāng)列入我們未來發(fā)展的方向。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)、電信通信技術(shù)等對智慧交通系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)上的定義，希望以此為契機來完善我國智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的智慧交通系統(tǒng)架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)一定要全面考慮到各個類型的基礎(chǔ)設(shè)施、交通對象等。通過構(gòu)建基礎(chǔ)交通的感知網(wǎng)絡(luò)，才能開發(fā)出各種類型的智能管理的服務(wù)系統(tǒng)。這種全新的理念一定能從根本上改變交通系統(tǒng)只注重業(yè)務(wù)開發(fā)的模式，轉(zhuǎn)而向信息資源共享需求的方向發(fā)展。把物聯(lián)網(wǎng)真正的運用到智能化的交通領(lǐng)域中，首先就是構(gòu)建在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智慧交通系統(tǒng)架構(gòu)。這項在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的智慧交通系統(tǒng)的架構(gòu)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層這3個方面組成。

（1）感知層。物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)的感知層，主要負(fù)責(zé)準(zhǔn)確的采集各種交通信息。尤其是各類交通信息的感知要通過網(wǎng)絡(luò)和傳感器來得以實現(xiàn)。傳感器的采集過程，一定要經(jīng)過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的完全傳輸，才能實現(xiàn)好數(shù)據(jù)的匯聚。

（2）應(yīng)用層。應(yīng)用層的主要功能，是對交通感知網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)采集，并且要進一步對數(shù)據(jù)信息進行分析和應(yīng)用，支持各種智能化的交通服務(wù)。其中，最為典型的應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括交通控制系統(tǒng)與動態(tài)控制系統(tǒng)。要想實現(xiàn)好智能無線傳感器與電信網(wǎng)絡(luò)傳感器之間的融合，一定要把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接到電信網(wǎng)絡(luò)上。利用電信網(wǎng)絡(luò)來進一步實現(xiàn)對無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)中各項業(yè)務(wù)的實時監(jiān)控與管理，見圖1。

圖1

（3）業(yè)務(wù)平臺。業(yè)務(wù)平臺是促進電信網(wǎng)絡(luò)的運行與管理，并且還要與無線網(wǎng)絡(luò)傳感器進行結(jié)合的業(yè)務(wù)實體，同時還要協(xié)調(diào)好電信網(wǎng)絡(luò)中的其他實體，完成好整個業(yè)務(wù)系統(tǒng)。管理平臺作為實現(xiàn)電信網(wǎng)絡(luò)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理實體平臺，主要目的是為了實現(xiàn)對業(yè)務(wù)平臺的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)進行管理。同時，為了保證電信網(wǎng)絡(luò)更加可靠的運行，一定要在電信網(wǎng)絡(luò)和無線交通傳感器之間引入有效的控制機制。這項接入控制機制，指的是電信網(wǎng)絡(luò)利用網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，對控制點進行有效的控制，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供全程的服務(wù)。目前在線的類似于順風(fēng)車平臺、網(wǎng)約車平臺、共享單車平臺均可以納入到智慧交通系統(tǒng)的管理之下。這樣就可以將整個交通的所有環(huán)節(jié)都納入進來，以人工智能的方式實現(xiàn)對資源的智能管理與調(diào)用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智慧交通系統(tǒng)的影響

由于物聯(lián)網(wǎng)在電子通信與計算機技術(shù)方面具有成熟的技術(shù)優(yōu)勢，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧交通系統(tǒng)有效結(jié)合，才能為我國的交通運輸行業(yè)提供出全新的發(fā)展思路。物聯(lián)網(wǎng)是在計算機與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，從而孕育出了改變產(chǎn)品生產(chǎn)與銷售的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)提出的全新理念，對人類的生活方式產(chǎn)生了比較深遠(yuǎn)的影響。到目前為止，在交通運輸與物流行業(yè)，逐步推廣了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。但是物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通的更深層次應(yīng)用還未開始，因為在未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必然會改變我們對交通管理和監(jiān)控的定義。

（1）感知信息。物聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)容是傳輸過程中的信息數(shù)據(jù)，首先就是要對物體的屬性進行標(biāo)識，屬性主要包括靜態(tài)與動態(tài)2種，還要通過一定的設(shè)備讀取物體的屬性，并且要把信息轉(zhuǎn)化成一種網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹匾獢?shù)據(jù)。這也是在物聯(lián)網(wǎng)時代的一個巨大優(yōu)勢。

（2）采集信息。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下構(gòu)建智能化交通系統(tǒng)，一方面要采集大量的交通信息，并且對實時性信息進行采集和處理。另一方面，更要側(cè)重于對信息資源的有效整合與傳輸功能。由于智能化交通系統(tǒng)，是以高速公路作為一個技術(shù)性的交流平臺，一定要以交通信息為基礎(chǔ)，促進人們的交通出行與交通工具之間的聯(lián)系，提高了交通系統(tǒng)的安全性與效率。因此，只要交通系統(tǒng)把先進的交通信息作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而為其他的交通出行者，提供各個方面的交通信息服務(wù)體系，用來促進交通運輸?shù)暮侠矸植肌?/p>

（3）信息的應(yīng)用。物體要想實現(xiàn)有效信息的傳遞，主要有2個應(yīng)用的方向：一是經(jīng)過物體的集中有效處理傳遞給“人”，經(jīng)過“人”的高級處理，才能進一步控制住物體。另外一個方面，是直接對“物”進行合理的智能控制，并不需要經(jīng)過“人”，就能授予權(quán)力。通過深入分析互聯(lián)網(wǎng)的整體運行情況，一定要在物質(zhì)和人之間實現(xiàn)合理的信息交互。因此，這種“物”很有可能涉及到物質(zhì)世界中具體的實物，還包括人。尤其是物聯(lián)網(wǎng)中的各項活動都是以人的意愿為基礎(chǔ)，進行的活動。同時，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)運行環(huán)境的一個最終因素，也為智慧交通信息提供了有效合理的環(huán)境支持。

3 智慧交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)要求

（1）方便管理。能對各種交通場景進行聯(lián)動、集中式管理，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的綜合管理。

（2）穩(wěn)定運行。智慧交通系統(tǒng)以4G網(wǎng)絡(luò)，WLAN網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)上結(jié)合NB-LOT的全域覆蓋，使得這個系統(tǒng)穩(wěn)定安全性上得到充分的保障。

（3）系統(tǒng)安全。智慧交通系統(tǒng)的管理屬于紅線管理區(qū)域，所開發(fā)設(shè)計的系統(tǒng)要充分保證數(shù)據(jù)傳輸及存儲的安全并選擇合適的加密手段保證系統(tǒng)的安全。

（4）易于擴展。能適應(yīng)不同地域的擴展需求，適應(yīng)城市地域的擴展需求。適應(yīng)容量及密度的擴展需求。

（5）交通仿真與信息系統(tǒng)建設(shè)。現(xiàn)代化的智慧交通系統(tǒng)必須要面對未來無人汽車的挑戰(zhàn)，盡管無人汽車是按照現(xiàn)有交通標(biāo)準(zhǔn)要求進行設(shè)計，但是如果作為交通系統(tǒng)本身這種自上而下的改革必將會更加有力的促進人類交通行為的革新。

4 智慧交通系統(tǒng)解決的問題

（1）緩解擁堵。智能信號控制系統(tǒng)及時調(diào)整信號時長；誘導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)合流量數(shù)據(jù)對車輛進行分流。

（2）減少事故。加強監(jiān)控范圍，有效查處違章行為，打擊違法車輛，降低交通事故發(fā)生率。

（3）協(xié)同指揮。跨部門統(tǒng)一調(diào)度、協(xié)同指揮、對于突發(fā)事故第一時間響應(yīng)救援，防止后續(xù)事故及堵塞。

（4）誘導(dǎo)預(yù)警。對路況及時發(fā)布，引導(dǎo)司乘人員錯開高峰路段，就近調(diào)整最佳路線，提示停車場位置及停車泊位情況。

（5）智能引導(dǎo)。對于特殊車輛、特勤車隊進行智能引導(dǎo)、路線調(diào)整、智能交通平臺結(jié)合車輛定位數(shù)據(jù)統(tǒng)一對交通控制信號進行調(diào)整，最大程度減少車輛對道路交通的影響，從而減少人力。

5 結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧交通系統(tǒng)，一定統(tǒng)籌綜合考慮到各項基礎(chǔ)設(shè)施工程、交通運載工具與合理的交通對象，構(gòu)建合理的基礎(chǔ)交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)各項智能管理的服務(wù)系統(tǒng)。通過引進物聯(lián)網(wǎng)的理論與相關(guān)的技術(shù)，形成了在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的智能化交通系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)城市中各個區(qū)域智慧交通的平穩(wěn)運行。