基于物聯網環境下智能交通系統應用研究

陳立新

酒泉職業技術學院 甘肅省酒泉市 735000

1 引言

隨著社會經濟的高速發展，機動車保有量的持續增長，隨之而來的就是交通問題。在物聯網與大數據時代，復雜的交通環境使“智慧交通、物聯網、車聯網、車載0TA”成為了關鍵詞，時代的快速變遷催生了智能網聯、無人駕駛、智能交通燈系統、智慧停車等技術的高速發展，5G技術讓萬物互聯的物聯網時代隨即來臨，物聯網技術讓我們的生活更加智能、行車更加安全，輔助交通管理更加高效。因此物聯網技術必將為智慧交通發展提供強大的技術支撐。

2 概述

2.1 物聯網技術

物聯網技術作為一種全新的互聯網技術，它起源于傳媒方面，被稱為第三次信息科技產業革命的產物，物聯網技術通過多項信息技術高度融合形成了一個龐大的數據信息傳遞與交換的網絡，在智能交通領域中可以將車輛運行過程中的各種信息收集起來與互聯網相結合，不受時空限制和約束，實現了數據的高度集成與共享。

隨著智慧時代的到來，信息技術的高速發展，在這個所見皆可互聯的時代里，使物聯網技術的快速推廣應用得到了有效保障，使智慧交通、智能制造、智慧醫療、智慧農業、智能家居、智慧物流、智慧建筑等新興產業融入了我們的生活，物聯網技術讓工廠設備有了會思考的數據中心、高速行駛的列車有了告訴它急緩有時的神經中樞，即使人在千里之外也能自由的開關家中的空調和電燈，智慧站務、智慧調度、智能運維的融合為一體的高品質智能化的軌道交通撲面而來。天羅地網般覆蓋的物聯網為“云計算+AI”的深度融合提供了成長的土壤，5G技術的的加入讓數字經濟的動力引擎更強勁有力。

2.2 智能交通

智能交通作為現代智慧城市建設的分支領域之一，智能交通將傳感器探測技術、云計算技術、射頻識別技術、網絡通信技術、嵌入式系統技術等先進的信息技術融入到交通運輸系統中，構建智能化管理系統，可以實時獲取道路動態信息，精準掌握道路上車輛的運行狀況，對于道路中所碰到的問題，可迅速做出預警處置，降低交通事故發生率。

3 物聯網的應用對交通管理方面的重要作用

3.1 物聯網技術可實現系統化城市交通管理

傳統的交通路線網已經無法滿足當前的交通運輸需求，無法及時處理交通擁堵、交通事故等問題。物聯網背景下的交通關系系統可隨時對路段狀況進行實時監控，對可能存在的交通隱患提前進行排查預警，那么在很大程度上就會減少事故的發生，交通擁堵現象也會隨之減少。物聯網技術把每個交通參與者作為一個獨立的信息單元，進行統一系統化數據管理，來提升道路通行效率。

3.2 物聯網技術可高效處理交通管理數據

由于智能化技術的飛速發展，最新階段的物聯網技術也將逐漸形成并且快速發展起來。在現代城市經濟迅速發展的情況下，針對城市道路擁堵、交通安全、環境污染、交通違法處置等行業突出問題，智能交通系統可依賴大量的算法高效處理“海量”交通管理數據，全方位管控交通安全，建立動態反饋和處理機制。

3.3 物聯網技術可以進行人工智能的數據處理

現有研究表明，智能交通系統的數據處理必須依賴人工智能的最新技術。只有最新技術才能更準確有效的掌握交通信息，從而得出有效的道路交通問題處置預案。近幾年來，人工智能博得了眾多智能交通研究者的眼球，通過對交通運行情況進行預測和建模，利用人工神經網絡、模糊推崇系統以及一些距離技術精準計算出交通流量，對交通風險進行實時評估并及時干預。

4 在物聯網環境的基礎上智能交通系統的有效應用

4.1 車聯網技術

車聯網技術是物聯網技術在交通領域的重要應用之一，車聯網技術以車內網、車載移動互聯網、車際網三網融合，借助車載傳感器和無線網絡通信技術提取車輛的工作狀態、動態信息和靜態屬性信息，利用數據分析平臺可根據不同的用戶需求完成對車輛有效監控管理。隨著傳感器、云計算、移動網絡通訊等技術的飛速發展，車聯網技術可以完成車輛與車輛之間、車輛與道路基礎設施之間、車輛與后臺服務器之間的快速信息交換，確保車輛在最經濟模式下運行。

4.2 共享汽車

共享經濟催生了一場新的科技革命，共享單車和共享汽車行業便快速崛起，引領新一輪交通市場變革，大大提高了交通工具的使用效率，有效緩解了大量的交通問題。汽車與物聯網、大數據、人工智能結合起來的跨越式發展給我們的移動出行帶來了很大的改變，傳統汽車租賃經營模式因沒有與物聯網相結合，導致發展較慢，將逐漸被共享汽車所替代, 因此，汽車租賃企業應充分運用智能化理念去改變傳統運營模式，物聯網技術將助力汽車租賃行業以全新的理念服務人們的高效便捷出行。

4.3 智能網聯汽車

近幾年來，隨著5G技術的推廣應用，智能網聯汽車必將成為新一輪科技革命背景下的新興產物，是車聯網與智能汽車的有機聯合體，把傳感系統、決策系統、執行系統集成為一體的綜合系統，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（車、路、人、云等）智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，利用自身感知系統獨立運行，將成為未來解決交通問題的有效方案，同時指明了汽車行業未來的發展方向。智能網聯汽車作為一種跨技術、跨產業領域的新興汽車體系，可有效改善交通安全、實現節能減排、減緩交通擁堵、提高交通效率。

4.4 智能交通信號燈

傳統交通信號燈已無法滿足智能交通的需求，無法根據行人和車輛流量動態調整工作時間，無形之中增加了道路通行的壓力。現代智能交通燈控制系統可利用大數據技術根據行人和車輛的流量進行實時動態調整，確保時空資源的高效利用，部分城市智能交通信號燈同時具備特殊車輛的檢測功能，如救護車、消防車、警車等，可實時切換信號燈工作狀況，以確保周圍車輛和行人的安全。

圖1 車聯網技術結構圖

圖2 智能交通信號燈

4.5 高速公路ETC電子收費系統

傳統的高速路口采用人工收費方式，需通行車輛等候繳費，必然會增加收費路段的通行壓力，既造成了車輛油耗增加和尾氣排放超標，又給環境造成了嚴重污染；長時間的人工值守，給收費人員帶來了繁重的工作量。

高速公路ETC電子收費系統是一種能實現不停車收費的全天型智能系統，融合了無線通信、自動控制、傳感技術、計算機網絡及信息處理、圖像識別和匹配等多種現代化高新智能技術，當車輛通過擁有ETC系統的收費站時，車輛在通過的瞬間就會自動的登記車輛的信息，快速完成車輛登記、建檔和收費工作，并對其進行各種信息處理，整個過程都不需要人為的參與，有效提高了車輛通行速度快，降低了用工成本，避免了在收費站車輛擁堵的情況，彰顯了智能交通的強大魅力。

4.6 交通信息服務系統

機動車保有量的增多所帶來的問題不止是堵車這一方面，隨之而來的還有交通事故多發、能源消耗過多等現象。這些問題的出現會對我們的日常生活造成一定的困擾。交通信息服務系統的出現，這些問題也就將逐漸減少，車輛的出行信息、道路的安全隱患都可以通過該系統準確了解，給人們出行安全提供了科學保障。車輛在運行過程中，通過車輛或者氣象中心的傳感器進行數據共享，這樣更有利于行駛的車輛獲取道路信息。人們在駕車出行的時候。可以結合這些信息，規劃好自己的行程路線和掌握出行天氣狀況，如果經過交通擁堵地段，可根據這些有利信息我們可以提前規劃最優的交通路線，可以提前更改出行計劃，選擇不容易堵車的路段，從而減少出行過程中的時間的浪費，車輛的疏散通行，很大程度上使車輛在路段上均勻分布，減少了交通事故的發生，交通管理部也會更加方便，交通信息服務系統將盡最大可能為乘客提供高效安全的出行方案。

圖3 交通信息服務系統應用布局

4.7 智能公共交通系統

公共交通系統最主要的還是應用到了不同方式的信息技術從而進行高效的交通運輸過程，使公共系統實現更加高效、更加經濟的目的，運量也會隨之增大。隨著物聯網智能技術在交通方面的推廣應用，城市的公共交通運輸方式也越來越先進。通過互聯網、公交的公共電視等，使公眾可以選擇好出行方式，對于相關路線以及車次方式提供咨詢。在乘客乘坐公交車的過程中，車輛內的語音播報功能對路段的情況進行播報，這樣乘客就可以了解到車輛的運行進程，在到達自己的目的地之前做好下車準備。該系統主要運用在公交車輛管理中心，可以根據公交車輛的運行信息，為客戶推送車輛運行動態位置信息，并根據短期內的平均客流量做出合理的車輛調度計劃。這樣既提高了工作效率，也在車輛運行過程中讓乘客們感受到高服務質量。

4.8 緊急救援系統

大多數車輛都裝有GPS定位導航系統，緊急救援是一種較為特殊的系統，它是建立在救援機構基礎之上的。通過ATIS以及ATMS將交通路段實時情況和救援機構結合在一起構成一個整體以后，為在行駛中的車輛提供緊急避險車道以及最佳的道路規劃路線。發生交通事故的車輛，道路交通管理人員會在接收到訊息后第一時間對車輛進行拖車和現場救護，減少事故車輛。具體的表現為：車輛在遇到交通事故后在允許范圍內可根據電話、短信進行了解車輛的具體位置和車輛的行駛軌跡。當然交通事故不止是車輛碰撞或者車輛故障，還有車輛丟失這個問題，出現這種問題車主完全可以對丟失的車輛進行遠程操控，使車輛斷油斷電強行停止，運用定位系統找到車輛目前的位置，并對自己的車輛進行追蹤找回。雖然說在出發前大家都會對自己的車輛進行安全檢查，但是車輛故障有時候也是避之不及，那么在我們遇到這種問題時應該怎么處理。首先高速路段都會修有避險車道，在條件允許的情況下可將車輛挪至安全地帶，接下來通過撥打救援專線，救援人員會根據定位系統找到車輛故障地帶并對其展開救援。交通意外是交通事故發生的一個主要因素，會發生這種事情的因素有很多。但不論是外界因素還是主導因素造成的交通意外事故。安裝有該系統的車輛會自動識別出發生了交通意外，那么系統就會在十秒鐘之后自動撥打求助電話或求助信號，通知救援人員對事故發生地展開緊急救援。

4.9 車輛控制系統

車輛控制系統也是近幾年比較熱門的一個話題，從推出的無人駕駛汽車開始，這股浪潮就一直存在著。人們對于無人駕駛技術一直保持著關注熱度，其實這也并非不現實或者是空想，有了物聯網技術對于車輛的監控都是實時檢測，對于路段出現的問題系統會在了解到后控制車輛避開危險。但要注意的是無人駕駛更好的還是應用在智能公路上，在普通的公路行駛就僅僅是一輛加了安全輔助系統的普通車輛。這種就是在車輛輔助的情況下的一種安全駕駛模式，給平常的車輛行駛又增添了一層安全保障，它會檢測與周圍車輛的間距，對于與前車出現的不安全距離會對駕駛員提出警告，如果一旦車輛失控或者駕駛員出現疲勞駕駛或酒駕忽視安全警告，那么車輛就會實行強制使車輛停止。

5 結語

綜上所述，物聯網技術為智能交通系統廣闊的發展空間，同時也給我們的生活帶來了很大的幫助。正因為有了更完善、更系統的物聯網技術，才有了現在的智能公共交通系統等這些完整的系統。不論是道路狀況監測還是智能公共交通系統等都離不開物聯網技術，在物聯網的幫助下整個交通系統才能夠更加完善和規范。不止是現在，在未來的城市發展道路上依然離不開物聯網技術，物聯網在智能交通系統中的應用不會因為時間的推移而減退只會大幅度提升，對于交通管理方式和交通控制程度都將會有更高的信息服務水平。