物联网技术在智慧交通系统中的应用

任利军

摘 要：为解决城市道路堵塞、通行压力大的问题，促进物联网技术在智慧交通系统中的发展，分析了国内外智慧交通管理系统技术发展现状及物联网技术的重要作用，分析了物联网技术在智慧交通系统中的应用，如传感器技术、RFID技术、无线组网技术、视频监控与采集技术、GPS 技术等。未来，物联网技术将促进交通管理模式由被动式管理向主动式管理转型，交通网络数据收集与分析也将实现智能化发展。

关键词：物联网技术;智慧交通系统;应用

0 引言

智慧交通系统（Intelligent Traffic System，简称ITS）是在交通管理中运用先进的科学技术，特别是物联网技术中的信息识别技术、网络数据传递技术、传感器技术、RFID 技术和智慧控制技术等，优化道路交通运输和车辆管理，以加强车辆、道路、使用者三者之间的联系。

1 物联网技术的作用

智慧交通的发展依赖新技术的发展，物联网技术的快速兴起，促进了智能交通系统的跨越式发展。物联网技术与传统的智慧交通系统发展目标在某种程度上吻合，使其在交通运输领域具有良好的适应性。物联网技术具有三层架构：感知层、网络层、应用层。在智能交通的应用中，感知层负责车辆识别、车辆定位和交通流信息数据的采集。网络层负责将感知层采集的各种交通信息进行数据透传，数据透传可以采用有线和无线两种方式。应用层利用接口电路，将网络层传递的信息通过计算机技术、大数据技术等，对交通流数据进行分析、计算和融合等操作，控制相关设备工作，如信号灯实时在线控制，以及报警应急处理等。将物联网技术科学有效地运用于智慧交通系统的构建中，可实现对交通系统动态化、智慧化管理，还可以降低系统建设和运行成本，减少交通事故的发生。

2 智能交通系统中物联网应用的关键技术

2.1 传感器探测技术

传感器是物联网感知其运行环境和外部运行环境的关键部件，传感器技术还为信息的传输、分析和反馈提供支持。无线传感器网络由各种微型传感器节点组成，这些节点有效地调整到监控区域，并通过无线通信连接到一个有规律的组织网络。目前，智能交通系统物联网传感器技术的主要研发方向包括：先进的测试技术和网络测控;智能传感器网络节点;传感器网络组织结构和基本协议;传感器网络的自我检测和控制;传感器网络安全问题。

2.2 云计算技术

基于物联网的智能交通系统中的云计算服务通常是利用外部网络资源，整合计算实体，所有参与共享的软硬件相关资源及信息资料都可按要求和需要提供给别的计算机设备。

2.3 射频识别技术

射频识别技术，也称电子标签，是物联网在智能交通系统中平稳运行的关键技术。它使用射频信号，通过交变磁场传输信息，并利用传输的信息来识别物体。它由标签、阅读器和天线组成。标签放置在物体上，以区分物体;阅读器用于读取或插入标签中包含的信息;天线位于标签和阅读器之间，用于传输信号。

2.4 网络通信技术

网络通信技术是物联网关键技术中不可替代的重要部分。在网络通信技术中，包括了有线技术、无线技术、网关技术等。

2.5 嵌入式系统技术

嵌入式系统技术是集软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术于一体的复杂技术。主要用于对接收到的信息进行处理和分类。该技术的当前应用领域包括智能机器人、虚拟现实、工业过程建模和智能控制、机器学习等。

3 物联网技术在智慧交通系统中的应用

智慧交通系统中应用的物联网技术，主要有传感器技术、RFID 技术、无线组网技术等。其中传感器是能够获取测量数据并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，负责信息采集工作。如路口各个方向的车辆流量和速度监测，路灯自动开启和亮度调节等。RFID 技术主要用于车辆信息识别、车辆时速的准确计算、电子车牌和 ETC 不停车收费系统中。无线组网技术的作用是实时传递交通信息，包括数字、视频图像及语音信息等，这些信息通过无线网络传递到指挥中心，并经计算机对数据进行分析，从而对车辆或道路通行进行监管或控制。

目前，我国智慧交通系统已从探索阶段进入到实际开发和应用阶段，物联网技术在智慧交通系统中的应用也得到了拓展。如将视频图像和模式识别相结合的视频监控与采集技术，该技术将视频采集设备采集到的连续模拟图像，经相关电路转换成离散的数字图像后，输入计算机，并由软件分析计算和处理后，得到车牌号码、车型、车速、交通流量等参数，再将信息通过有线或无线网络传送至指挥中心。此外，GPS 技术也广泛应用于智能交通系统中，用于车辆的位置感知及计算道路行驶速度等。

4 物联网技术在智慧交通系统中的发展趋势

4.1 交通管理模式由被动式管理向主动式管理转型

智慧交通管理系统通常是将傳感器采集的交通信息上传到控制中心，由控制中心自动或辅以人工下达指令，采取分流、限行、执法等方法来疏导交通，以提高道路和车辆的通行效率。这种管理模式是围绕着人、车、路三要素的被动式管理，交通状态的预见性和时效性较差。随着相关技术的发展，基于态势感知的主动式交通管理可以很好地解决这个问题。态势感知是一种基于环境的，动态地、整体地洞悉安全风险的能力，将其应用于智慧交通管理系统中，是以物联网、大数据和 5G 技术为基础，从全局视角提升系统的预先发现、判断、分析及即时响应处置的能力。主动式交通管理将改变以往模式，代之以信息无处不在、互动无处不有和控制所想所得的前瞻式管理模式，实现车辆安全舒适行驶和道路资源的最大利用，形成道路资源供给与机动车交通需求的动态平衡。

4.2 交通网络数据收集与分析的智能化

随着道路里程和车辆的不断增加，规模庞大、种类繁多的交通信息呈现爆炸式增长。从这些繁杂的信息中提炼出价值较高的、实时更新的信息资源，避免出现信息孤岛或信息烟囱现象，只能依托数据收集与分析的智能化信息处理平台。该平台将收集到的信息数据传递到综合交通运输大数据应用中心平台，平台结合物联网、大数据及云计算等技术，将数据分为静态数据（ 如电子地图） 和动态数据（ 如营运车辆的 GPS 位置） ，然后对其分析和计算，再向各子平台，如全国营运车辆联网联控系统、全国网约车监管平台、电子地图运营平台等发出指令，统一指挥或协调各子系统的调度或运营，以强化行业数据资源统筹，完善行业大数据开放和共享，提升行业管理和服务水平。

5 结语

基于物联网技术结合大数据、云计算、5G 等技术的智慧交通管理系统，有效地加强了驾驶员、道路和交通管理者之间的联系，为车辆出行提供了安全保障，提高了交通管理效率，促进了环境的改善和能源节约。随着智慧交通系统的建设发展，物联网技术也将发挥更大的优势。未来的智慧交通系统必将进入主动管理状态，通过动态感知等技术手段，实现人、车、路三者之间的协同运作，确保车辆安全行驶及道路资源的最大利用。

参考文献：

[1]易晓鹏，杨志勇，吴文德.图像处理及物联网技术在智能交通系统中的探索及应用[J].计算机产品与流通，2020（11）：52.

[2]邹美强.物联网技术在智能交通系统中的应用[J].交通世界，2020（26）：20-21.

[3]张乐.物联网技术在智慧停车系统中的应用研究[J].电脑知识与技术，2018（36）：220-221.

[4]朱文平，贾斌.物联网技术在智能交通系统架构中的应用研究[J].中国管理信息化，2018（12）：151-152.

[5]姚瑶.物联网技术在智能交通系统架构中的应用研究[J].计算机产品与流通，2018（6）：124.