物联网在沈阳城市智能交通中的现状与对策研究

刘文博

摘 要：文章首先介绍了物联网的基本概念及相关的几个关键技术，接着阐述了物联网在国内外各行业以及沈阳智能交通领域的应用现状，基于沈阳城市交通实际，分别从智能交通系统可靠性、稳定性、安全性、配套设施、信息传递渠道等几个方面重点分析了智能交通方面存在的突出问题。在借鉴发达国家及我国大城市建设智能交通系统经验的基础上，分别从政府规划、市场导向、技术层面、运营模式等角度提出了对策与建议，以期找到缓解沈阳市道路拥堵、节约资源、改善发展环境的有效途径。

关键词：物联网；智能交通；云计算

中图分类号：F570 文献标识码：A

Abstract： This paper first introduces the basic concept of the internet of things and several key technologies， then the application of the internet of things in various industries at home and abroad and in Shenyang intelligent transportation is described. Based on the actual traffic of Shenyang city， emphatically analyzes prominent problems in intelligent transportation from the aspects of reliability， stability， security， supporting facilities and information transmission channels of intelligent transportation system. In some major cities in developed countries for reference and the construction of intelligent transportation system based on the experience， respectively from the perspectives of government planning， market orientation， technical level and operation mode put forward the countermeasures and suggestions to find out the ease road congestion in Shenyang， save energy resources， effective way to improve the development environment.

Key words： internet of things（IOT）； intelligent transportation； cloud computing

《沈阳市智慧产业发展规划（2016-2020年）》（沈政发[2015]67号）文件中提出，“沈阳市正处于协调推进‘四个全面战略布局、打造国家创新改革试验区的重要发展期，创新发展和加快发展智慧产业，是沈阳市对接国家‘中国制造2025、‘互联网+行动、大数据发展行动纲要等战略部署的重要举措。”“智慧产业”包含的智慧服务业中提到了利用物联网、大数据等新一代信息技术提升交通等服务产业的智慧化程度，并提供智慧化的服务，具体包括智能交通服务等。

伴随着城市规模和人口的增长，城市空间、社会和环境之间的矛盾日益突出，交通问题已成为现代社会的重要问题。针对城市交通问题，由于交通需求的激增，从传统技术手段上很难根本解决道路交通带来的交通拥挤、土地利用和环境问题。因此，必须依托现代化的信息技术和手段，才能有效降低交通对环境的污染，改善城市交通环境，为城市发展提供更充足的动力，为市民构建一个更适宜的生活环境。

近年来，物联网技术风靡全球，在全世界众多领域推广应用，并取得了丰硕的成果。物联网技术能同时实现感知、互联和处理等功能，它具有网络化、智能化和感知控制物理实体的特点。本文将对物联网技术在沈阳城市智能交通应用方面展开深入探索与研究。

1 物联网概述

1.1 物联网概念。物联网（Internet of Things）是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。

1.2 物联网的关键技术。物联网在逻辑上可以分为认知层、网络层、管理层和应用层。

认知层，即遍布在我们周边的各类传感器、条形码、摄像头等组成的传感器网络。它的作用是实现对物体的感知、识别、检测及数据采集，以及反应和控制等。这些作用改变了传统信息系统内部运算能力强，但对外部感知能力弱的状况，因此认知层是物联网的基础，也是物联网与传统信息系统的最大区别所在。

网络层，即由各种有线及无线节点、固定与移动网关组成的通信网络与互联网的融合体。主要作用是把认知层的数据接入网络以供上层使用。它的核心是互联网（包括下一代互联网），而各种无线网络则提供随时随地的网络接入服务。使用的技术包括互联网、移动通信网络、WiFi等无线宽带网络和蓝牙等无线低速网络等。

管理层，其作用是在高性能计算机和海量存储技術的支撑下，将大规模数据高效可靠地组织起来，为上层服务层提供智能的支撑平台。包括能储存大量数据的数据中心、以搜索引擎为代表的网络信息查询技术、智能处理系统和保护信息与隐私的安全系统等。

应用层，即物联网技术与各类行业应用相结合，通过物联网的“物物互联”实现无所不在的智能化应用，例如智能物流、智能电网、智能交通、环境监测等。endprint

2 物联网在国内外各行业的应用现状

2.1 国外应用现状。在美国，物联网相关技术体系的发展研究已经上升至国家战略层面，早在2003年美国联邦公路局、美国国家公路协会、各州运输部、汽车工业联盟等组成的特殊联合机构就提出了车路协同系统（vehicle infrastructure integration，VII）；欧盟作为世界科技最为发达的地区之一，对物联网的发展研究也比较早，其提出了旨在推動欧盟的物联网发展，加快各行各业现代化、智能化建设进程的战略研究路线图；继实现e-plan计划之后，日本政府又提出了u-plan，他们将物联网的技术应用到生活的各个方面，推动国家经济发展；韩国情报通信部在提出u-Korea战略后，提出了以“8项创新服务、3大基础建设、9大成长动力”为主要发展内容的u-IT839战略，勾勒了韩国智能科技服务的发展蓝图。

2.2 国内应用现状。在《国家中长期科学与技术发展规划（2006—2020年）》中提及了物联网相关技术的发展及在我国行业中的应用，射频识别技术被列入重大项目发展计划中，“新一代宽带移动无线通讯网”的建设专项也将物联网传感网列入重点研究领域。

在实践应用方面，我国一些行业企业在物联网应用方面也获得了一些成就。如我国天津港，借助射频识别技术，改建集装箱陆运作业流程，实现对港口集装箱数据的自动识别和采集，改善集装箱作业环节，实现作业过程的信息化、自动化，提高了十个百分点的作业效率，将车辆通过卡口的时耗缩短了一半以上；我国部分省份建设了“国省道干线公路养护综合信息管理系统”，通过运用物联网技术，建设覆盖省、市、县的多级管理系统，并实现网络互联互通，为管理部门提供全面、实时的信息数据，对公路养护综合管理提供服务支持；在我国城市公交建设方面，基于GPS车载设备的智能公交系统应用广泛，我国大中型城市的公交管理系统都具备一定的公交车辆定位、行驶速度与轨迹监控等功能。

2.3 物联网在沈阳智能交通领域的应用现状

（1）构建营运车辆运政管理网络系统。2004年构建了沈阳市营运车辆运政管理网络系统，实现了全市客运车辆、货运车辆、公交车辆、出租车辆、稽查个案管理等的信息化管理，并对全市各交通运输管理部门的信息进行了联网。2010年初，根据交通运输行业的发展变化情况，对营运车辆运政管理网络系统进行了升级改造，进一步完善了信息管理、信息交互、信息公开、社会服务等方面的功能，为行业的信息化、智能化建设创造了基础条件。

（2）GPS指挥调度系统的应用。对沈阳市交通行业的GPS监控系统进行了整合及升级改造，实现了对全市出租汽车、道路运输车辆、公交车辆的远程实时监控。目前，沈阳市内所有公交车都已安装GPS定位设备，其中4 100多台公交车已经被纳入智能指挥调度系统内。全市出租汽车统一安装GPS服务平台兼容的车载终端设备，具备监控、防劫、定位、调度等功能。全市道路运输车辆安装GPS监控系统4 100台。旅游包车、危险货物运输车辆全部安装了GPS监控系统。

（3）安装智能远程监控系统。沈阳市的主要客货场站安装了智能远程视频监控系统，可以实现企业和管理部门对场站的实际运营情况的实时监控。同时，为完善出租汽车服务信息平台和行业监管平台建设，加强对违法违规行为的智能化监管，组织研发了可实现移动稽查的出租汽车射频防伪标签，明显提升了行业监管效率和治理能力。

3 沈阳市在智能交通领域存在的突出问题

3.1 智能交通系统可靠性与稳定性较低。智能交通系统复杂度和整合程度越来越高，而系统的健壮性却没有同步提高，往往有牵一发而动全身的问题出现。以沈阳市智能交通系统为例，由近百台服务器和上千台前端设备组成，包括信号控制、交通流量采集、交通诱导、电子警察、卡口等子系统，数据要和省级交管平台、区县级交管子平台、公安业务集成平台等系统相连。系统具有流程复杂、业务系统众多、客户端分散等一系列特点，要保证日常的业务系统正常顺利运行比较困难，稳定性有待提高。

3.2 智能化配套设施程度低。实现交通智能化管理，需要车辆、设备、站务设施以及人员的支持。但目前，受政策、资金等因素影响，交通智能化的推进工作还处于起步阶段，配套设施还不健全，有些路网规划不完备、停车设施缺乏，城市的桥梁隧道、道路设施及其附属设施也缺乏相关的信息化系统设施，使得管理部门难以全面掌握交通基础设施的基本状态，从而难以对其进行有效监管，因此也无法形成完善的智能化指挥调度体系。

3.3 智能交通系统信息安全问题存在隐患。由于智能交通兼具交通工具带来的移动特性和通信传输所使用的无线通信两方面的特点，也就集成了无线网和移动网两大类型网络的安全问题。目前针对智能交通的研究还仅偏重于其功能的开发，忽略了其信息安全问题的保障。实际上，从信息的收集、传输、处理各个环节，智能交通都存在严重的信息泄露、伪造、网络攻击、容忍性等安全问题，这些都急需得到重视和解决。

3.4 城市道路交通实时信息传递渠道单一。目前，营运车辆驾驶员获取城市道路实时通行信息的渠道单一，且信息内容更新速度不够方便及时，使用车载终端的用户较少，未能及时获知实时路况，驾驶员无法根据道路实时通行状况选择最佳出行路线。同时缺乏地铁、公交、公共自行车等多种交通方式的互动信息，发布的信息更新不及时，缺乏预测的交通信息等。

4 沈阳城市智能交通的对策研究及建议

4.1 政府主导推进沈阳城市智能交通系统整体规划。城市智能交通系统是一项非常复杂的系统工程，涉及部门众多、环节复杂、需求多样，系统规划的各层面包含哪些核心内容、从哪些衔接点上着眼并展开、着重解决哪些问题以及整合哪些环节等，必须要从宏观层面做好战略规划与部署。智能交通规划的制定，理念是关键。要本着“以人为本、战略着眼、针对性强、动态调整”的思路进行设计，首先要考虑满足人的多方面的需求，突出规划的前瞻性，设计要有战略思维和长远眼光，并且要让不同层面的规划都具有自己的特色，从深度上下功夫，避免面面俱到、抽象空洞，最后要有动态可变思维，对规划编制要求能滚动的动态调整，保证规划编制与实施能与时俱进。endprint

智能交通产业化发展政策的实质是国家通过政策、法令和法规来引导、扶持智能交通产业化的发展，是对市场机制不足的弥补。针对当前智能交通产业发展的现状，政府需要解决好以下几个方面：一是对知识产权的保护力度。在智能交通领域内知识产权极为复杂，侵权行为极易发生且查处难度较大，因此，相关部门必须加大对侵权行为的惩处力度，鼓励有实力企业，创造良好的市场环境。二是完善市场准入制度。提高市场进入的门槛，对不符合要求的、严重违法乱纪的企业追究相應的法律责任，保证市场的健康持续发展。三是加强市场监管。积极发挥政府等职能部门在市场监管中的正面作用，加强行业自律，对违法违规、不诚实守信的企业给予坚决打击。

4.2 增加投入，完善智能交通基础设施建设。由政府给予政策、资金及用地支持，对交通场站设施进行统一规划和建设。完善公交枢纽站、换乘站及首末站建设；通过商业运作模式建设集停车、吃饭、如厕、加油、维修等多功能一体的出租汽车综合服务场站；结合城市发展总体规划，对现有道路运输场站建设进行改扩建，并完善设施的配套功能；城市中心保留适当规模的货物配送中心，大规模、多频次、大型货物集散中心实施外迁，减轻城市用地和交通压力。

完善城市公交、出租汽车和道路营运车辆的智能化指挥调度系统。对城市所有公交车辆安装GPS调度系统和电子监控设施，实现实时监控和智能指挥调度，强化专用道路权管理，改善路口交通通行环境，缩短公交车辆等待信号周期，为市民提供公交优先服务；加强GPS在出租汽车行业及道路运输车辆的普及应用，提高出租汽车行业的运行效率，减少道路占用情况发生，并实现对道路客运及货运车辆逐步实现智能调度和实时视频监控。建议政府有关部门整合现有资源，通过信息汇总实时播报道路通行状况，并提供有用的出行信息，为驾驶员选择最佳的行车路线提供参考。

4.3 物联网与云计算相结合完善综合智能交通系统。物联网包含着海量的传感器节点，采样数据来自于各个不同媒介，这些传感器按照一定的频率不停地采集数据，系统要对这些海量数据进行存储、传输和分析，还需要存储采集的历史数据，这是一个相当大的难题，为了解决它，就必须建立一个功能强大的业务服务平台。云计算正是为了解决平台问题而出现的一种全新的、完整的体系架构，它在交通物联网的海量数据处理方面起到了重要的支撑作用。没有云计算平台的支持，物联网的价值就不大了。因此，物联网与云计算的结合，会更进一步地促进智能交通系统的发展。

云计算平台可以深度整合交通运输行业信息、各行业的业务资源，为政府部门、企业、个人提供覆盖人、车（船）、路、货、环境、安全等全方位的应用服务，完善了综合智能交通运输体系。云计算模式的推广服务有利于集成现有的相对独立的交通网络系统，如ETC、车路协同系统等，深度整合交通运输行业各种运输方式的信息，实现信息资源的共享，使得各种运输方式能实现“无缝”衔接，为全社会提供准确及时、安全可靠、方便适用的综合交通运输信息服务。

4.4 建立统一的物联网标准体系和物联网运营模式。目前来看，我国物联网产业和应用还处于起步阶段，一些利益相关方基于自身利益的解读，使得政府、产业和市场对物联网的内涵和外延认识不清，例如有些行业采用的是私有协议，尚缺乏完善的物联网标准体系，在产品设计、系统集成方面无统一标准可循，这将严重制约物联网的技术应用和产业发展。

基于物联网的智能交通系统具有综合性和整合性的特点，建立统一的物联网标准体系是非常有必要的。该标准体系建设主要包括交通物联网标准体系和智能交通云平台技术规范及数据元格式等核心标准草案的编制与推广，它能引导和规范行业的健康可持续发展。

再有，成功的物联网运营模式也是决定智能交通物联网系统实现推广应用的关键因素之一。该系统要建立在云计算基础上，以用户服务为中心，根据已有的运营平台和业务能力，针对目标市场整合内外部资源，形成用户、商家、市场参与者共同创造价值的网络商业模式，这是一个产业链上下游合作共赢的良性运营模式，在一定的安全机制下，形成信息的全面自由流通，围绕信息服务实现多实体共生、多方共赢的局面，从而支撑物联网在智能交通应用领域的可持续建设和服务。

5 结束语

随着经济与科技的发展，公众对城市交通的服务便利性、舒适性、安全性有了更高的要求。本文研究了物联网在国内外各行业以及在沈阳城市智能交通方面的应用现状，提出了沈阳城市智能交通领域存在的一些问题，最后从政府、行业、技术条件以及运营模式等几个角度提出了物联网在沈阳城市智能交通应用方面的对策及建议。随着物联网技术在智能交通领域的深度融合，智能交通会呈现种类繁多的行业应用，城市交通智能化程度也会迎来质的飞跃。

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