最新物联网技术在智能交通领域的研究进展周冰燕29Word下载.docx

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（仲恺农业工程学院网络111班29号）

摘要:

随着中国经济快速发展，面对四通八达的交通网与严重的交通堵塞等令人头疼的难题，智能交通系统应运而生。

智能交通一直被认为是未来交通的管理的发展方向，朝着更高效、更安全、更环保的方向发展。

新一代无线宽带技术对公路智能交通信息化推广和应用起着基础作用。

以城市智能交通无线视频监控系统、城市智能交通电子警察管理系统及城市智能交通不停车收费研究为例，讨论物联网技术在智能交通中的应用。

通过研究面向智能交通系统的无线物联网应用技术，分析智能交通系统物联网的体系结构模型和关键技术实施方案，最后对智能交通系统无线物联网技术研究有待解决的问题进行探索。

关键词:

智能交通系统；

无线物联网；

ITS建设；

0引言

智能交通系统所提供的服务都是与物联网技术的发展息息相关，智能交通系统研究的目标是实现“公路交通智能化”，其通过在交通基础设施、交通工具中广泛应用信息技术、通信技术及传感设备，如射频识别RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，目的是提高交通运输系统的安全性、可管理性、运输效能，同时能够降低能源消耗和对环境的负面影响。

智能交通作为新一代的交通管理的发展方向，促进“车联网”智能交通系统实现人车路更加全面的感知、更深度和更灵活的信息共享，对交通流实施动态监控管理和网络化智能控制，建立一种和谐、平安、高效的节能环境，实现不堵车、不撞车的新一代智能交通系统。

1物联网技术在智能交通领域的应用现状

1.1在城市智能交通无线视频监控系统公交行业的应用

科技经济日新月异，中国不再是八九十年代的自行车王国了，人民的生活水平不断提高，有车一族的队伍日益庞大，城市公交更是现代化不可替代的大众交通工具之一，合理的公交智能交通系统进行规划和采取先进的交通控制手段是保证城市交通顺畅发挥重要作用。

公交智能系统主要是在车辆、站台和车场的视频监控系统中进行无线动态监控管理和网络化智能控制，通过视频监控有利于公交行业提供最直观和方便的运行信息，使信息得到及时采集和监控，同时帮助公交行业优化线路，有效调度车辆，提高服务质量。

公交车辆和站台都是客流密集的地方，对公共安全要求非常高。

智能交通视频监控系统在公交行业的运用，是解决公共交通安全行之有效的一个方法。

通过视频监控系统发现违法分子，制止违法事件，可以迅速破案，同时也对违法分子起到威慑作用。

进一步提高公交行业的服务质量，改善城市交通。

自2009年上旬起，中国正式步入3G时代，各大运营商相继建设各自的3G网络，为无线视频的传输提供了良好的网络环境。

在这种大背景下，许多厂家推出了多种基于3G网络传输的无线车载视频监控设备，并迅速在全国各地得到应用，建立了一系列公共安全管理系统。

这些监控系统在各地均取得了良好的效果，不仅能提供车辆的当前位置信息，还能对车内外情景进行实时远程监控录像，防止驾驶员违规操作，在突发事件中能让指挥中心获得第一手现场资料并实施应急计划，对维护运营安全、提高运营效率、维护公司运营形象和增强公司竞争力提供了很大帮助。

图1是城市智能交通车载监控结构：

图1城市智能交通车载监控

从功能的角度，以城市智能公交为例，城市智能无线视频监控系统主要需要实现以下方面：

公共交通车内外视频的远程实时监控、存储与查询；

公交管理部门与驾驶员之间的双向通话；

车辆行驶轨迹、车速等状态的记录与查询；

车辆的自动报站；

车辆行驶数据的采集；

车辆的智能调度、自动排班以及各项考核；

紧急状态下的各项应急联动；

车内外及站台广告信息的实时推送与更新；

媒体文件（广告、电影）的播放与推送；

站台监控与到站预估；

预留功能；

公交车查询系统，建立市内交通查询网络。

主流云变公交架构图2如下所示：

图2云变公交系统架构

1.2城市智能交通系统电子警察智能管理

作为城市交通智能管理的重要组成部分，电子警察对事故的判断更准确，捕捉更迅速，在黑夜和恶劣环境下仍能正常工作；

在规范行车安全、增强安全驾驶意识、杜绝闯红灯现象和打击违法犯罪行为等方面具有重要的意义。

对驾驶员来讲，它可以提高遵纪守法意识，避免事故发生，保障人身安全;

对交通管理者而言，它是“向科技要警力”的体现，可以提高执法水平，对违章行为能够快速反应，能提升人员素质，强化交警管理责任制，建立长效管理机制，树立交通管理文明形象；

对于扭转交通管理消耗、疲于应付的被动局面具有不可估量的作用。

对社会来说，它可以确保交通安全、行车畅通，维护良好交通秩序和保障人民的生命财产安全，从而使得交通成为经济建设的动脉，对社会发展和人们日常生活产生深远影响。

闯红灯电子警察系统，是为配合卡口车牌识别系统而自主研发的软件，其主要功用是记录城市各十字路口违章车辆，为车辆管理部门的执法提供可靠依据。

该系统采用无人职守的方式实现对违章车辆的全景及车牌特写记录，为最终实现城市交通规范的正常化、标准化打下了良好的基础。

闯红灯电子警察系统具体实现的功能

1）利用动态视频检测触发技术，在红灯状态下，完成对闯红灯车辆的抓拍和车牌识别，准确地记录并存储违章车辆的违章时间、地点、行驶方向、红灯时间长度、闯过停车线的红灯时刻、违章车牌图片和全景图片等信息。

2）抓拍的车辆违章图片为一幅车辆牌照近景图和两幅连续的车辆违章的全景图，抓拍的车辆违章图片能清晰、完整的记录下违章车辆的车型、车身颜色、牌照号码。

3）中心对抓拍的违章车的车牌识别，识别的号牌自动生成违章号牌库，供违章处理操作员进一步确认和处理。

4）选用工业级彩色摄像机，清晰度高、照度低、稳定性好;

公司自主开发的摄像机控制技术，使摄像机的抓拍能适应不同的天气和光线环境影响，使系统能全天候的工作。

5）在夜间，采用公司自主开发的LED补光灯作为抓拍的辅助光源，使夜间抓拍的车牌号码清晰。

6）在有通讯的条件下，采用软硬件结合方式，能自动监控系统的正常工作。

同时采用定时报告和紧急报告两种方式，向远端指挥中心报告情况，使中心值班人员更方便、有效地监控系统正常运行

1.3城市智能交通停车诱导系统

城市停车诱导系统（ParkingGuidanceandInformationSystem）有力的推动智能交通的发展。

针对第一代城市停车诱导系统的不足，并结合目前的实际需求，现已有了第二代新的城市停车诱导系统。

车主能够通过合理设置的三级诱导显示屏获取最新的、准确有效的停车场车位信息，从而在系统指引下快速抵达停车点。

第二代城市停车诱导系统带来了很多好处， 

比如说更为车主节约了时间，缓解交通压力，减少尾气排放。

图3为交通诱导系统工作流程

图3交通诱导系统工作流程

1.4城市智能交通不停车收费系统

联网技物术也广泛应用与高速公路不停车收费系统与道路自动收费系统中。

当汽车通过高速公路收费站时，人工收费时间长是造成收费站成为交通卡口的重要原因之一。

电子收费（ETC）系统能够在车辆以正常速度驶过收费站时自动收取费用。

ETC高速公路电子不停车收费系统采用组合式ETC系统，充分考虑ETC电子收费和IC卡半自动收费方式的使用条件，将两项技术通过双片式电子标签加双界面CPU卡的模式进行有机结合，实现现金、非现金、停车、不停车收费的统一。

ETC车道：

双界面IC卡插在双片式电子标签中，车辆通过双片式电子标签，与车道上的路旁单元进行通信和读写操作，不停车地通过ETC车道。

MTC车道：

司机可以从双片式ETC电子标签中拨出双界面IC卡，以非接触操作的方式刷卡通过MTC车道ETC收费系统支持两大类付费方式：

记帐卡和储值卡。

图3电子不停车收费系统

当汽车要进入某园区、高校或是收费站电子栏杆，汽车离电子栏杆还有10CM，此时飞瑞敖科技所提供的低频读写器可以感应到汽车上的射频卡，电子栏杆自动升起（如汽车上射频不是该管理处卡，电子栏杆不动作）并记录该车子进入的时间，当车尾经过了栏杆时，栏杆自动下降。

栏杆下降通过红外发射、接收判断。

当汽车要离开某园区、高校或是收费站电子栏杆时，低频读写器感应到汽车的射频卡，电子栏杆自动升起。

记录此时时间，并自动计费、扣除费用，车尾经过了电子栏杆后，自动下降。

栏杆下降亦通过红外发射、接收判断。

2智能交通系统结构体系模型及关键技术

新一代智能交通系统主流方向面向无线物联网方向发展，道路和车载传感器网络提供丰富的交通信息，路边基础设施、车辆、终端用户通过无线物联网通信技术形成高度张力的综合网络。

智能交通中的物联网技术同样式这样的架构。

感知层负责识别、采集数据。

具体到智能交通中可以具体实现交通流信息的采集、车辆识别和定位等功能；

网络层负责数据透明传输，可实现交通信息的传输，一般包括接入层和核心层，是智能交通物联网中相对独立的一部分；

应用层主要是提供网络任意端上应用程序之间的接口，可实现包括对交通流数据进行清理和数据融合以及GIS系统的协同等。

具体应用就是：

智能交通无线视频监控、智能交通电子警察、交通诱导服务、出行者信息服务和不停车收费等等。

无线物联网智能交通体系结构及关键技术如图5、图6所示

图5无线物联网智能交通体系结构

图6物联网关键技术

3有待解决的关键问题

伴随着每年不断上涨的车辆行驶在各大城市之间，每逢周末节假日，交通状况总是让我们不忍直视，我国许多城市交通基网不完善、停车设施缺乏等基础设施建于交通设施方面的问题，其中在交通管理设施方面，存在重硬件开发及研究资金投入和运行，如在最容易导致交通冲突、产生交通阻塞方面的昂贵的设备和产品不能得到了广泛推广和应用，如视多相位信号灯杆等等，同时在各种传感器，无线通信设备的到位准确细致设计等等有待进一步设计和可运行性进行论证并得到实施，除最为基础的方面外，对交通流实施动态监控管理和网络化智能控制还需要更加可实施方案。

综上所述，中国智能交通建设不可避免车载各种各样的困难和问题。

体制问题是智能交通建设的主要问题，智能交通系统作为无线物联网关键技术运用领域之一，是信息化的交通系统，信息化要求智能交通系统规划以及对相关接口和标准的研究，并形成综合各个分系统在智能交通系统框架下的一个整体。

与此同时协调整个无线物联网技术发展及协议的运行机制，相互融合，相互促进，支持智能交通系统设施和技术的发展。

资金不足是影响整个智能交通系统发展的关键问题，智能交通系统现主要面向各大城市之间，但是这些一项投资大，技术要求高，架设范围广的项目。

从面向社会效益角度分析，政府是城市智能交通建设的主要投资人，但是政府资金人力有限，企业之间存在共建智能交通系统利益冲突等问题。

技术问题可以说是智能交通系统实现的核心问题，短期内，中国现城市智能交通系统主要采用的是国外成熟的技术项目，但从长期的利益发展来看，要求国家扶持并支持一批优势企业开发智能交通系统方向的关键技术，形成中国自主研发的符合中国发展需要的产品。

当前中国城市之间的基础设施还是不够完善的，基础设施是阻碍智能交通系统发展的基本问题，许多城市还处于城市交通基网不完善、停车设施缺乏等方面的问题，其中在交通管理设施方面，存在重硬件开发及研究资金投入和运行，如在最容易导致交通冲突、产生交通阻塞方面的昂贵的设备和产品不能得到了广泛推广和应用，如视多相位信号灯杆等等，同时在各种传感器，无线通信设备的到位准确细致设计等等，有待进一步设计和可运行性进行论证并得到实施。

但是，如何使各基础实施同指挥中心子系统集成在一起，对交通流实施动态监控管理和网络化智能控制，建立一种和谐、平安、高效的节能环境，实现不堵车、不撞车的新一代智能交通系统，基础设施是实现各方面功能的最基本问题。

4结束语

在这个现代化时代里，便捷智能的交通是每个人出行的理想选择。

我国现如今已经成为汽车生产和消费的大国，推动和发展智能交通系统是非常必要的。

提升汽车的信息技术同时推动整个交通系统行业的发展，一方面使我国完成从汽车大国到汽车强国的转变，另一方面推动国内“车联网”的蓬勃发展，促进汽车产业的升级和转变，通过加强基础设施，形成覆盖全国的基础通信网，进而推动整个智能交通系统的发展。

智能交通系统的关键技术有些已经发展很成熟了，想要实现的关键因素，主要是生产商开发商和政府、城市规划者已经基础设施专家相互配合，共同创造适当的应用环境，形成一个真正成熟的城市智能交通系统乃至全国智能交通系统。

参考文献:

［1］李欣．物联网应用检测认证［J］．证券时报，2013，06（06）:

1-5．

［2］李兴鹤．智能交通系统及关键技术研究［D］．长沙:

国防科学技术大学，2006．

［3］肖恒辉，李炯城，丁胜培，李桂愉．面向公路智能交通系统的无线物联网技术研究［J］．中国通信，2013.01

（1）:

89-96．

[4]中国智能电工网.

[5]XX图片