物聯網技術在智慧交通中的應用分析

史國劍

廣東理工學院 智能制造學院 廣東省肇慶市 526100

1 引言

先進完善的交通系統，不僅能夠為人們生產生活帶來諸多便利，還可促進區域經濟的發展。所以，不管是對于任何一個城市地區而言，發展交通都至關重要。近年來，我國越來越多城市不斷提高了對智慧交通的關注度，特別面對城市人口不斷增多、城市交通壓力加大、交通事故頻繁發生、生態環境問題日趨嚴峻等問題，推進城市智慧交通建設，提升城市交通管理效率，為城市發展提供更有力的支持已是大勢所趨[1]。而推進物聯網技術與城市智慧交通的有機融合，不僅可提升城市交通系統的管理效率，還可滿足城市居民的生產生活需求，以及助力城市的有效發展。因此，本文將對物聯網技術在智慧交通中的應用進行研究分析。

2 物聯網與智慧交通的相關概述

2.1 物聯網

物聯網，主要指的是物質與物質相互銜接的網絡，這一概念是2005年信息社會世界峰會上，由國際電信聯盟正式提出的。某種意義上而言，互聯網指的是人與人的信息交互，而物聯網則指的是在一系列信息傳感設備、技術支持下，將各種事物與互聯網進行銜接，進一步達成人與人、人與物、人與機器等之間的信息交互。基于此，物聯網，亦可稱之為實物互聯網，可完成對所有實物的有效覆蓋，是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息載體。隨著信息技術的不斷發展，物聯網已成為我國國民經濟體系中不可或缺的一項技術，據2021年中國互聯網協會發揮的《中國互聯網發展報告（2021）》數據顯示，物聯網市場規模達到1.7萬億元。在物聯網技術下，強調通過對實物裝置射頻識別等相關信息傳感設備以實現信息交互，以此便于人們對實物信息的掌握，進而完成對實物的智能化識別、智能化管理。

2.2 智慧交通

智慧交通，亦可稱之為城市交通運輸物聯網，屬于是物聯網技術在智慧城市建設中的一項典型應用。具體而言，智慧交通主要指的是將物聯網技術引入至城市交通領域，通過RFID技術、傳感器技術、嵌入式技術等物聯網技術，將一系列交通要素與互聯網相銜接，完成交通要素的互聯互通，用以實時監控管理交通要素的運行狀態及功能狀況，進一步解決城市交通中可能出現的交通管理、交通擁堵、交通事故等問題，并使人們的出行時間、成本得到有效縮減。因此，智慧交通對推動現代城市建設有著十分積極的意義。

3 基于物聯網技術的智慧交通建設的必要性

3.1 滿足城市交通發展的需求

不論是哪座城市，在其交通系統建設期間如果存在有種種問題，則在實際使用過程中這些問題勢必會不斷被放大，進而為城市居民出行帶來諸多不便，并影響城市對外來人口的吸引能力。近年來，各大城市之間的“人才爭奪戰”愈演愈烈，眾多城市為吸引人才紛紛出臺了各式各樣的優惠政策，以期為城市發展提供可靠人才支持。而城市交通系統作為城市發展中必不可少的一環，也是影響城市對外來人口吸引能力強弱的重要因素。便利不僅能夠提升人們的出行效率，還有助于提升人們的生活品質。鑒于此，城市交通發展對滿足城市居民各方面需求有著十分積極的意義。而基于物聯網技術的智慧交通有利于解決城市交通系統建設中存在的一系列問題，包括基于智慧交通以提升城市交通管理效率，結合實際情況對城市交通路線進行科學規劃等，如此一來將能夠讓城市交通系統高負載問題得到有效緩解，諸如因為交通系統設計不科學或城市人口過量而造成的交通擁堵問題也將會迎刃而解，進而為人們出行提供有效便利。

3.2 滿足城市交通管理的需求

隨著城市的不斷發展，對于其交通系統也應當進行不斷地建設完善，以確保城市交通系統負載可滿足城市發展需求。而如果城市交通系統建設滯后于城市發展步伐，則伴隨城市人口的不斷增多，交通問題將會不斷凸顯，城市交通管理難度也會不斷加大。而智慧交通可完成對交通車輛的實時監控，并可對一些不遵守交規的車輛進行信息采集等，以此促進行車人員遵守交規，如此一來不僅有助于提升城市交通整體運行的安全性，還有助于提升城市交通管理的效率。另外，依托物聯網技術在智慧交通中的應用，還可對即時發生的交通安全事故予以及時發現，并對事故現場開展全面合理管控，一方面解決因交通事故造成的交通擁堵問題，另一方面為交通事故中的傷員爭取救助時間。綜上，基于物聯網技術的智慧交通不僅可保障城市交通的有序運行，還可切實滿足城市交通管理需求。

4 物聯網在智慧交通中應用的關鍵技術

4.1 RFID技術

RFID技術，不僅是物聯網技術中的一項重要技術，還是智慧交通中物聯網得以實現有序運行的核心技術，其重要作用于完成對數據信息的實時傳輸。基于此，可將RFID技術界定成交通車輛信息及設備傳輸的一個重要載體。在車輛行駛至相應區域時，基于RFID技術可對車輛的相關數據信息予以采集，同時該部分采集獲取的數據信息會被迅速的解讀并傳輸至對應的系統予以處理，以此實現對交通車輛的智能化管控，提升交通管理智能化、信息化水平的同時，使管理人員的工作負擔得到有效緩解。值得一提的是，RFID技術主要由標簽、閱讀器、天線等構成，其中，標簽裝置于車輛上，并經由標簽、閱讀器、天線相互間的反應以實現對數據信息的采集、傳輸。

4.2 傳感器技術

傳感器技術同樣作為物聯網技術中的一項重要技術，是智慧交通建設的重要基礎。在智慧交通中，傳感器技術可實現十分突出的應用效果。比如，將傳感器技術應用于智慧交通中，可對道路交通的相關數據信息進行實時采集，進而為道路交通的監控管理提供有力支持。具體實現路徑主要為通過在道路兩旁或路面上裝置傳感器線圈等設備，伴隨車輛的行駛通過，傳感器獲取到觸發信號，并經由處理后輸出相關的電流信號，同時隨著車輛駛離監控區域后，傳感器獲取的信號不斷減弱，繼而形成波形信號，依托波形計數可計算相應時間范圍特定區域的交通流量。另外，還可在車輛行駛期間對兩個傳感器的脈沖予以計算，得出行車速度，進而為城市車輛管理提供有效便利。總體而言，傳感器技術不僅重要作用于保障城市智慧交通的有序運行，還可推動智慧交通的不斷發展完善。如今，城市智慧交通中傳感器技術的研究方向主要涉及智能化傳感器網絡節點、先進測試技術及網絡化測控、傳感器網絡自身檢測及控制、傳感器網絡組織結構及底層協議等方面。

4.3 云計算技術

物聯網技術下的智慧交通中的云計算技術，主要是指借助互聯網資源，對實體進行整合計算，讓每個參與共享的軟硬件相關資源及數據信息，均可依據實際需求提供給其他的計算機設備。

4.4 網絡通信技術

作為物聯網技術中不可或缺的一部分，網絡通信技術主要包含網關技術、無線技術以及有線技術等。

4.5 嵌入式技術

嵌入式技術，主要指的是融合了計算機軟硬件系統、集成電路技術、傳感器技術、電子應用技術等技術設備的一項復雜技術，主要作用于對接收的數據信息開展處理、分類，有著顯著的運行穩定、實時監控特征。如今，嵌入式技術在諸如虛擬現實、智能機器人、工業過程建模及智能控制等領域得到了廣泛應用。在智慧交通中，嵌入式技術主要應用于城市十字路口的顯示屏幕系統中，不僅可對道路交通運行狀況及相應道路信息進行實時呈現，還可為行車人員提供各式各樣的優化行車路線，防止出現交通擁堵問題。

5 物聯網技術在智慧交通中的具體應用

5.1 在車速檢測中的應用

車輛超速是引發交通事故的一項重要因素，因此，在城市交通管理中，為減少由于車輛超速而引發的交通事故，應對交通車輛車速予以檢測管理。基于此，可將交通路口位置設置的路口停止線作為參照目標，對往來的車輛速度予以檢測，而對于邊緣檢測，可引入 Canny 邊緣檢測算法[2]。同時，還可利用加速度傳感器、壓力傳感器對車輛通過時的數據予以采集處理，進一步得出車輛速度并開展監管，保障交通安全。除此之外，交通檢測器作為道路交通管理及控制系統的重要組成部分，在交通流量信息采集中發揮著至關重要的作用。依托數據采集、設備監測，可對道路上的車輛速度等數據信息進行實時檢測。在實際運行中，交通檢測器可經由信息系統，將檢測獲取的數據信息傳輸至本地控制器或者傳輸至監控中心的管理系統，監控中心結合獲取的數據開展處理、制定解決方案。因此，交通檢測器的應用效能重要影響著道路的運行管理。

5.2 在車流量檢測中的應用

通過對道路上車流量的檢測管理，有助于推進對道路建設方向、資源的優化整合，有效解決交通擁堵問題。為達到這一目的，可引入基于RFID技術的車流量檢測系統。這一系統的實現路徑主要是，一方面在道路兩側裝置RFID閱讀器，另一方面在車輛上裝置RFID標簽。在裝置有標簽的車輛行駛經過時，閱讀器可采集到相應的數據信息，繼而對兩個閱讀器區間的行駛通過的車輛數量進行全面統計，同時每輛車上裝置的標簽收錄有對應車輛的信息，RFID可將行駛通過的車輛數量及相關車輛信息等傳輸至交管系統[3]。基于此，交管系統便可結合該部分數據實時掌握各個閱讀器在各個路段所檢測到的車流量狀況。并且，在有諸如消防車、救護車等特殊車輛通過時，閱讀器檢測其該部分車輛獨特的標簽信息后，可及時將這些信息傳輸至交管系統，系統通過對各路段信號燈的實時調控，進而為該部分車輛安全高效通行提供有力支持。

5.3 在停車管理系統中的應用

隨著現如今城市車輛的不斷增多，使得城市停車問題不斷凸顯，與此同時，傳統人工停車管理系統已難以滿足新時期發展要求。面對該種情形，基于物聯網技術的智能停車管理系統可為城市停車管理便來有效便利，在節省人力投入的同時，還可顯著提升停車管理質量、效率[4]。基于物聯網技術的智能停車管理系統主要由車輛自動識別系統、監控系統、收費系統等部分構成。首先，車輛自動識別系統。這一系統主要包括計算機系統、車輛探測器、自動識別裝置等部分，計算機系統作用于對全面系統的調節控制，包括數據信息采集處理、軟硬件參數調節等，并且還可實現收費統計、保安管理等功能。車輛探測器通常裝置于停車場出入口，主要作用于為獲得授權的車輛提開啟車欄桿服務，同時可將相關數據傳輸至計算機系統，進而經由電子屏幕實時展現停車場剩余車位數量等信息。自動識別裝置作為車輛自動識別系統的重要組成部分，其主要會應用到車牌自動識別技術、遠距離RF射頻卡、條碼卡等技術。其次，監控系統。在車輛駛入停車場時，監控系統可通過電視監控、圖像自動識別系統，對車輛各項影像信息予以采集，并傳輸至系統數據庫。在車輛駛離停車場時，監控系統會又一次采集車輛的對應信息，并與系統數據庫中的存儲信息進行比較，以此保障停車場監控工作的有序進行[5]。最后，收費系統。智能停車管理系統中的收費系統可實現自主計時收費功能，即為通過對車輛駛進、駛出停車位時間的記錄，依照停車時長及對應收費標準自主計算出車輛的停車費用。

5.4 在城市公交系統中的應用

作為智慧交通的重要組成部分，基于物聯網技術的城市公交系統可通過對乘客、車輛、道路交通等數據信息的全面整合，進而搭建出一個集成的公交調度平臺。在過去的城市公交運行中，乘客難以準確掌握公交車到站時間，而在智慧交通支持下，智慧電子停車標志替代過去的停車標志，以此可為乘客更為準確地呈現公交車的到站時間，以此可幫助乘客制定更為合理的出行計劃。除此之外，在智慧交通下的城市公交系統中，還可基于物聯網技術構建城市“一卡通”系統，以此在各式各樣城市交通工具使用消費中建立一體化消費體系，近年來，我國越來越多城市借助物聯網技術推進了交通一體化建設，為城市居民出行提供了極大便利[6]。

5.5 在高速交通系統中的應用

基于物聯網技術的高速交通系統可實現自動繳費、路況調查、信息推送等一系列功能。首先，在自動繳費功能實現方面，依托物聯網技術建立起車輛與高速公路收費站之間的有效聯系，進而高速交通系統對車輛信息的采集傳輸，以讓過去的人為繳費可通過網絡平臺自動實現，以此不僅可提升行車效率，還可減少高速公路人力成本。其次，在路況調查及信息推送功能實現方面，憑借裝置于高速公路兩側的傳感器，可對行駛車輛相關信息予以采集、處理，進而為車輛提供相對理想的行車路線；并且通過對車輛信息的采集，還可向行車推送前方交通事故、高速公路維修等突發信息。

6 結語

總而言之，在智慧交通中，物聯網技術可將一系列交通要素與互聯網相銜接，完成交通要素的互聯互通，提升交通管理效率，減少各種交通問題，推動城市交通信息化、智能化發展，為智慧城市監督打下堅實基礎。因此，在今后研究工作中，相關人員應進一步推進物聯網技術在智慧交通中的應用研究，以期推進物聯網技術與智慧交通的有機融合，推動城市交通不斷向信息化、智能化方向發展的同時，為智慧城市建設貢獻一份力。