基于物联网技术高速公路交通流监控的开发及具体方案研究

■乔虎虎 ■山西省交通建设工程监理总公司，山西 太原 030012

由于我国高速公路建设的快速发展，所以高速公路交通流监控的重要性越来越受到人们重视。然而高速公路上车辆数量在不断增加，导致相关交通事故发生率也急剧上升，在这种紧急特殊的情况下，如果不能对高速公路交通流进行良好的监控，那么不但影响着高速公路交通良好的运行，还会对高速公路上驾驶员的生命安全产生威胁，所以通过科学的技术对高速公路交通流进行有效监控，可以最大限度保证高速公路的良好运行［1］。

1 高速公路交通流的基本特点

1.1 交通流的形成快

在高速公路上交通流形成的速度非常快，这是因为高速公路整体设计具有路面情况较好、且封闭、车速运行较快等特点，这就导致了驾驶员在高速公路行驶的过程中，不会受到外界因素的影响，可以在较短时间内达到想要去的目的地。正式由于高速公路交通的便捷性，使得其交通流能够在短时间内形成。

1.2 交通流运行的速度快

由于高速公路主要的特点就是可以使得车辆在其路面上可以高速行驶，汽车的运行速度远远高于普通路面车辆的运行速度，在一般情况下，私家小型车在高速公路上规定的行驶速度在100 千米每小时左右，而大型车辆则会被控制在80 千米每小时，所以高速公路交通流另一个特点就是车辆运行的速度较快。

1.3 交通流的线路长

由于高速公路主要是为使的车辆快速行驶而设立的，而车辆一般要行驶的距离都比较长，这就使得高速公路在设计的过程中，需要对线路的长度进行良好的把控，一般情况下，高速公路交通路线都是比较长的，这就使得高速公路交通流的线路也相对较长。

1.4 交通流的车辆类型较少

由于高速公路主要是为车辆服务的，然而纵观高速公路上运行的车辆而言，车辆类型还是比较固定的，一般情况下主要是小型客车、大型客车和运货车这三类。但是在节假日的情况下，高速公路上的交通流一般为小型私家客车。

2 物联网技术在高速公路交通监控中运用的原理

应用层、网络层、感知层、是物联网的基本结构，通过每个结构之间的配合和管理，使得系统在一定程度上能够真正形成“物物相连”的模式，从而可以提供物联网的相关服务。

2.1 感知层

感知层在运行的过程中，主要是通过对一些有关的基本信息进行采集，在对高速公路交通流监控的过程，可以对相关的声音、温度、压力等相关信息就行收集，通过对相关数据的采集，为科学的判断做出依据。

2.2 网络层

在对高速公路交通流相关信息进行收集之后，还应该使得这些数据可以通过网络进行传输，从而实现对交通流进行监控的作用［2］。在相关数据进行传输的过程中，应该保证数据的稳定性和安全性，一般情况下可以使用互联网传输技术，或是移动通信传输技术等先进的科技，实现对感知层信息的高效传输。

2.3 应用层

物联网技术中最重要的一个方面就是应用层，因为感知层和网络层存在就是为应用层服务的。应用层把从网络层中传输过来的数据进行分析，并为高速公路交通流的管控人员提供科学的数据，便于其作出相关决策，在这个层面，是物联网技术系统的最为高级的层面。

具体来说，通过物联网相关技术对高速公路交通流监控的过程中，可以通过使用无线射频的方式，实现相关交通信息的传输。射频技术在实施的过程中，应该实现双向数据的同步传输，每一辆在高速公路上运行的车辆都是一个个体，通过射频识别技术将每一个车辆的具体信息都传送到高速公路计算机管理系统中，这样就使物联网技术在高速公路交通流监控系统中得到运用。

3 高速公路交通流监控的具体建设

3.1 高速公路交通流监控的系统预设方案

将在高速公路上运行每台车辆的车窗前贴设具有该车辆独特信息的可识别电子标签。电子识别标签可以设置车主及车辆的一些必要信息，比如通过对可识别电子标签进行扫描能够清楚知道车主的姓名、年龄、车牌号、车型号等基本信息。然后在高速公路的入口和主要干道设置可识别电子标签进行自动辨别，当车辆驶入高速公路的时候就对其进行辨别，并将识别信息通过物联网技术实时传到交通管理部门的电脑系统中，系统通过对整体信息的搜集、汇总，并实时监控，如果发现出现了异常现象，例如，某个区域突然发生车辆拥堵现象，就会及时派相关人员进行处理，最大限度保证高速公路运行的效率和安全［3］。

3.2 高速公路交通流监控系统的具体构成

软件系统和硬件系统是高速公路交通流监控系统最重要的两个组成部分。具体来讲，硬件系统主要包括可识别电子标签、电子标签识别器、射频天线、服务器以及相关的设备，它们之间正是通过物联网技术，从而可以更好的构成一个整体。而软件系统则是指使硬件系统可以良好运行的不同应用程序，从而使得管理人员可以对高速公路运行的车辆进行实施监控，并可以进行实时定位操作，从而实现对高速公路交通的监控作用。

运用闭环信息处理流程，通过物联网技术对高速公路的交通情况(车流量的多少)、环境情况(气候、能见度等)和紧急事件等相关信息通过汇总、收集，上传到高速公路监控调度的软件中进行分析、计算。如果在高速公路中发生了相关异常的现象，那么系统可以自动将附近的摄像机调制到事发地点进行监控查看，同时还能够得出配套的应激措施，从而保证高速公路的顺畅运行，使得通过物联网技术，使得高速公路交通流监控相关方面，如数据的采集、数据的分析、交通的控制，形成一个完整的闭环信息系统。

4 结束语

随着我国高速公路的快速发展，高速公路管理部门对高速公路交通监管系统的标准同时也在提高。通过对物联网技术的应用，使用先进技术对高速公路交通流进行良好的监控，既可以提高高速公路运行的效率，又可以降低交通事故发生的概率，从而使得人民群众的生命财产得到保障。在未来的发展过程中，物联网技术对高速公路交通流监控有着重要的影响。

［1］陈军.基于物联网技术的高速公路交通流监控研究［J］.科学技术与工程，2012，12(35):9773 -9776，9787.

［2］李晓莉.不同交通流运行状态下的行程时间可靠性分析［J］.交通运输工程与信息学报，2013(1):79 -85.

［3］李阳.高速公路电子监控系统原理及应用［J］.交通世界(运输车辆)，2013(7):100 -101.