基于物聯網的智能交通流探測技術研究

史江蕃

摘 要：運輸效率對國民經濟的發展有著積極影響，有必要使用最新技術提高運輸效率，降低運輸成本。結合智能交通流量檢測技術物聯網和智能交通管理系統，有效利用檢測技術、通信技術、信息技術等來輔助交通流量檢測。這個系統能夠準確地獲取數據，融合多個數據，最終反饋給智能車，提出有效的提案，達成交通成本削減的效果，本文主要圍繞物聯網的智能交通流探測技術展開研究。

關鍵詞：物聯網;智能交通流;探測技術

物聯網（ Internet of Things），簡稱iot。現如今，車載附加網絡在對外流量的檢測和分析中有著多種的不確定性因素，需要提高其可靠性和實時性。在問題解決方面上，iot起著重要的作用。iot是各種信息傳感器系統的總稱。通過傳感器、條形碼裝置、全球定位裝置等將人們聯系到網絡上，形成更大的系統智能網絡。基于iot的智能交通流檢測系統（itfds）可以通過因特網和無線網絡來計算和交換交通數據。本文會對系統模型的構筑和數據的收集進行分析，最后指出該技術的改善方向。

1 基于物聯網的智能交通流檢測系統

這個系統是利用iot技術中智能交通流的檢測系統。從本質上來說，融合了傳感技術、通信技術、網絡技術、信息處理、智能控制技術等，推動了現有交通技術的并行顯示，提高了交通系統的管理水平。另外，綜合交通也是一種發展趨勢，特別是在道路交通管理方面，有顯著的應用優勢[1]。但是，流通成本過高仍然是當前影響中國國民經濟發展的主要因素之一。因此，在管理系統上必須使用更精練的技術來改進交通信息流。基于物聯網的下一代智能交通管理系統，通過構筑可以有效改善道路網的流通狀況，提高交通流的運用效率。這對當前國民經濟的發展具有重要意義，與此同時，有助于排放量和燃料消耗量的減少，促進環境改善。物聯網在中國有良好發展前景，具有巨大的市場價值和商業價值。iot的智能交通流量檢測系統是iot和交通流量檢測的組合產物，是現階段交通行業發展的迫切需要。智能交通可以充分發揮物體網絡本身的特征[2]。智能交通流量檢測系統是一種基于智能交通管理的智能交通流量檢測系統，可以第一時間向居民傳遞交通、天氣等信息，充分發揮智能化優勢，避免交通堵塞和惡劣天氣。同時，幫助智能車選擇最快的路線，達到削減油耗和排氣的效果。

2 系統構建與網絡模型

2.1 系統構建

itfds由車載傳感器節點、集合點、iot中央控制室構成。傳感器節點被配置在道路上的所有車輛上，它保存著路線圖，包括車道數量和道路的最高速度限制等信息。節點的能量是從車載電源得到的，可以忽略傳感器節點的消耗量。通過測速計傳感器節點取得車的行駛速度。傳感器節點可以在車載gps通過時實現準確的時鐘同步。在每個固定時間t，傳感器節點能夠向周圍車輛廣播，并向通信范圍內的所有其他節點廣播進行操作。每個車載節點將從其他節點收集的廣播數據聚合以計算各段的業務流。在各個交叉點處，設置集合點是信息收集和數據的二次融合的中心節點。通過收斂點的通信半徑，車載節點將計算出的各區間交通流數據發送收斂點，收斂點將收集到的所有交通流數據二次融合，得到各區間的綜合交通流值。各集合點收集的計算數據通過因特網傳輸到網絡的中央控制室，從中央控制室傳輸到各集合點中其他區間的交通數據[3]。另外，集合點能夠在廣播節點發揮積極作用，該通信范圍內的車輛節點廣播各區間能夠實現業務流，把車輛通過的道路作為根本依據。

2.2 道路網絡模型

本文為了智能檢測道路交通流量，對系統內的道路進行了網格化。假設系統內的城市道路位于（mxn）區域，則網格按距離分割。每一條網格中的道路編號可以分為單程和雙向交通，表示當前的道路位置和道路方向。這個網絡有以下特征。

（1）強動態網絡拓撲。由于車載傳感器節點與車輛一起高速移動，所以網絡拓撲是呈現動態形式的。

（2）可以檢測并預測車輛的狀態。車載傳感器節點的移動速度較快，但受道路及前方車輛的移動狀態的限制，需要收集并預測位置、移動方向及速度來保證交通的有序性。

（3）有較強的車載節點信息收集和處理能力。由于車上的電源向車上的節點提供穩定且連續的電力，所以車上的gps使節點具有更強的信息獲取和處理能力，以便節點提供準確的時鐘和位置。

（4）二次數據融合與發布。收集的數據與車載節點在集合點二次融合，得到道路交通流量值。取得的交通流量信息通過中央的機房和集合點被傳送給車載節點，成為車輛道路選擇的主要依據。圖1表示道路網模型：

3 數據信息的獲取和計算

首先，需要測量并計算道路車輛的速度。通過節點交通流量、道路交通流量速度、道路最大值等數據信息，檢測并計算道路速度。接著，檢測并計算車輛的密度。車輛在接收多個節點廣播的情況下，表示車輛周圍的車較多，發生交通堵塞的可能性高。最后，利用車輛通過時收集的數據計算道路網格內的交通量數據，結合速度、車輛密度等信息計算網格內的交通堵塞程度。道路網格的長度是固定的，在某個網格中收集數據的次數越多，道路通過時間越長，堵塞的可能性就越高。

車輛通過十字路口時，節點的交通信息會被發送到集合點，車輛將接收到的數據融合到計算網格內。為了保障道路交通流量數據的有效性，要求在各集合點獲取前方十字路口和該地點所在十字路口之間的交通流量數據。將數據收集和整合完成后，需要將數據匯總進行分發。在各集合點收集數據后，計算流量數據，發送給中央因特網控制器。控制器將收集到的信息融合在一起發送給車載節點，支援車輛的道路選擇。

4 基于物聯網的智能交通流量檢測技術改進

在實際的交通中，流動是動態的，呈變化趨勢。這一現象顯著表現在都市地區的早高峰和晚高峰。高峰時段交通量顯著增加，閉園時段交通量顯著減少。在本研究中基于iot的智能交通流檢測技術，車輛移動到下一個十字路口需要一定的時間，車輛向集合點發送信息，從集合點獲取新信息需要約60秒時間。但是，此時道路上的車輛正在發生變化，需要進一步的研究來縮小車輛取得信息的準確性。另外，iot的智能交通6個檢測技術系統需要更強的信息傳輸能力和數據收集能力。車多、速度快的情況下，能有效地收集信息融合數據，將得到的信息傳送給車。

5 結語

文章主要介紹的是檢測基于iot的智能業務流的技術，并分析iot的智能業務流的系統配置、結構和分工。例如，檢測iot的智能業務流系統是由汽車、聚焦和因特網的計算機控制中心組成的節點。集成點和iot控制中心將數據信息整合后分發給車載節點，方便車輛的道路選擇。

參考文獻：

[1]田龍飛，李文云.基于物聯網的智慧交通系統建設的研究[J].科技與創新，2019（7）：16-17.

[2]尉糧蘋，馬澤正.基于物聯網技術的智能交通控制系統研究[J].中小企業管理與科技，2020（1）：164-165.

[3]曠利平，黃藝娜.基于物聯網技術的智能交通信號燈控制系統[J].南方農機，2019（18）：158.