基于智能交通系统的信息通信系统分析

周哲

（江西方兴科技股份有限公司，江西 南昌 330025）

0 引言

智能交通系统作为现代城市交通领域的重要发展方向，目的在通过信息通信技术的应用，实现交通系统的智能化、高效化和安全化。信息通信系统在智能交通系统中扮演着关键的角色，它负责数据的采集、传输、处理和应用，为交通管理和出行提供强大的支持和便利。本文将着重探讨信息通信系统在智能交通系统中的应用，以及其在交通流量预测、智能导航建议和交通违规检测等方面的作用。

1 信息通信系统在智能交通系统中的作用

信息通信系统的高效运行直接影响着智能交通系统的安全性、便捷性和智能化水平。一方面，信息通信系统通过交通监控摄像头、传感器和其他设备收集道路流量、车速、事故信息等数据，这些数据被传送到中央控制中心进行分析。基于这些数据，交通管理人员可以迅速做出决策，如调整信号灯时间、改变车道配置或提供实时交通信息给驾驶员，以缓解拥堵和提高路况安全。另一方面，信息通信系统支持智能交通信号控制，可以根据交通流量的变化来调整信号灯，以优化交通流动并减少交通阻塞。此外，还为紧急服务提供了关键的通信渠道，以便在事故或紧急情况下能够快速响应[1]。

2 智能交通系统中信息通信系统技术应用

2.1 ZigBee 技术应用

ZigBee 是一种低功耗、低速率、低成本的无线通信技术，它在短距离范围内进行数据传输，适用于智能交通信号系统中。

其一，传统的交通信号灯控制系统通常有线连接，存在着布线复杂、维护成本高等问题。而ZigBee技术实现交通信号灯之间的无线通信，大大简化了系统的布线，降低了系统建设和运维成本。同时，由于ZigBee 技术具有低功耗特点，交通信号灯设备长时间运行在电池供电模式下，减少了对电力资源的依赖，提高了系统的可靠性和稳定性。

其二，在交通信号灯设备中集成ZigBee 通信模块，交通管理中心实现对信号灯的远程控制和监测。管理中心根据交通流量、道路情况等信息，实时调整信号灯的时序和周期，优化交通信号控制。同时，管理中心还利用ZigBee 技术对交通信号设备的运行状态进行监测和诊断，及时发现故障并进行处理，提高了系统的可维护性和管理效率。

其三，在交通信号灯设备中添加传感器，实时采集交通流量、车辆速度、环境温度等数据，并通过ZigBee 通信技术将这些数据传输到管理中心。这些数据对于交通管理部门来说是非常宝贵的，帮助他们了解交通状况、分析交通流量，为交通规划和决策提供科学依据。

2.2 传感器技术

随着智能交通技术的发展，传感器的应用为车辆管理带来诸多创新和便利，有效提升了交通系统的安全性、智能化和效率。

其一，传感器技术在车辆流量检测方面发挥着重要作用，在道路上安装车辆流量传感器。通过传感器能够实时监测车流量、车速等数据，系统收集数据后就会将信息提供到调度终端实现交通信息化处理。

其二，传感器技术在车辆安全监测方面应用。例如，安装车辆碰撞传感器和距离传感器，实时监测车辆之间的距离和相对速度，及时发现交通事故的潜在危险，并触发相应的安全警示系统。此外，还通过车辆识别传感器对交通违法行为进行识别和记录，提高交通违法查处的效率，维护道路交通秩序。

其三，传感器技术在车辆状态的监测应用。例如，车辆状态传感器实时监测车辆的速度、油耗、发动机温度等参数，帮助驾驶员了解车辆的运行状态，及时发现车辆故障，并提供相应的维修建议，保障车辆的安全和稳定运行。

其四，在停车场内部署ZigBee 传感器，实时监测停车位的情况，提供实时停车位查询服务，引导车辆快速找到空余停车位，提高停车场的利用率和效率。例如，在大型商业中心或机场等场所，ZigBee 传感器实时监测停车位的情况，将信息传输到停车导航系统，为驾驶员提供停车位导航服务，提高停车场的利用效率。

2.3 无线通信技术应用

无线通信技术是一种创新性的通信方式，它以电磁波信号为媒介，将信息从发送端传输到接收端，然后还原成可理解的数据。这个过程涉及多个重要元素，其中包括发射器、接收器、信道、编码解码、调制解调制以及天线等。

发射端是无线通信系统的起点，它的主要任务是将原始信息转化为电磁波信号，这通常涉及使用调制技术，通过调整信号的频率、幅度和相位，将信息编码成适合传输的形式。不同的通信协议和频率范围要求不同的调制方式，因此发射端必须根据特定要求对信号进行处理。随后，这些编码后的信号通过无线通道传输到接收端。无线通信技术依赖空气或其他传输媒介来传送这些信号，无须物理连接，因此适用于各种远程通信需求。这种灵活性使无线通信技术在智能交通系统、移动通信、互联网连接等领域得到广泛应用。接收端的任务是接收传来的信号，并将其还原为原始的可理解的数据。这需要进行解调、解码以及信号处理等过程，以确保数据的准确性和完整性。这一步骤在接收端完成，通常涉及将信号转化为数字数据，然后将其解码成原始信息。无线通信技术有多种形式，常见的技术类型有下面几种：无线局域网、蜂窝移动通信、蓝牙、射频识别（RFID）、无线传感器网络、无线电广播等。在智能交通系统中，应用无线通信技术采集数据环节，各种传感器、监控设备以及车辆通信装置形成一个庞大的数据采集网络，它们协同工作，实时捕捉车辆位置、速度、道路状况、天气信息和事故数据。基于数据分析结果，交通管理者可以制订决策和计划，如交通信号灯的调整、紧急事件的响应、路线建议和路况更新等，以优化交通流动和提高安全性。

2.4 光纤通信技术应用

光纤通信技术是一项关键的智能交通系统基础设施，它利用光纤导光原理，将数据以光信号的形式高速传输，为智能交通系统提供了可靠、高带宽和低延迟的通信网络。在智能交通系统中，光纤通信技术的应用范围广泛。其一，它用于实现交通信号系统的高效通信，确保实时的信号控制和交通管理。高速传输和稳定性使信号灯、交通监控摄像头和道路传感器能够及时共享数据，以优化信号调度、降低交通拥堵和提高道路安全性。其二，光纤通信技术支持智能交通监控系统，将监测设备、交通监控摄像头和道路传感器的数据传输至监控中心，以实时监测交通流量、道路状况和事故情况，帮助交通管理者迅速响应问题。光纤通信技术还在交通管理中心和信号设备之间建立可靠的通信链路，确保监测和控制系统的高可用性，减少系统故障和维护成本。其三，它支持智能交通导航系统，为驾驶员提供实时的交通信息和导航建议，帮助选择最佳的路线、减少通勤时间并提高行车安全性[2]。

2.5 视觉识别技术应用

视觉识别技术在智能交通中的应用日益广泛。视觉识别技术对交通场景中的图像或视频进行分析和处理，实现对车辆、行人等目标的自动识别和跟踪。

其一，安装摄像头或其他视觉传感器，可以对交通道路进行实时监控，并利用视觉识别技术对图像或视频进行分析。这样可以实现交通流量统计、车辆违规检测、交通事故识别等功能，提供更准确、全面的交通信息，为交通管理和决策提供有力支持。其二，对车辆的外观特征进行识别和比对，可以实现车辆的自动识别、配对和追踪。这对于交通管理和安全监控来说非常重要，比如，可以用于实现道路巡航监控、车辆追踪和盗抢警示等功能，有助于提高交通安全和打击犯罪。其三，视觉识别技术还可以用于对行人在交通场景中的姿态、运动轨迹等进行分析，可以实现行人的自动识别和行为分析。这对于交通事故预警、行人保护等方面有着重要作用。在智能交通中，视觉识别技术还可以与其他技术相结合，实现更多的应用。比如，可以联动车辆识别和智能信号灯，根据交通流量实时调整信号灯的时间，优化路口的交通状况；可以结合车联网技术，实现车辆自动驾驶和智能导航等功能。视觉识别技术的不断发展和创新，将为智能交通领域带来更多的机遇和挑战，推动交通运输的智能化的提升[3]。

3 智能交通系统中的信息通信系统建设思路

实现智能交通系统中的信息通信系统建设，需要考虑网络基础设施、通信协议、数据服务管理方面。

3.1 网络基础设施建设

建设一个高效稳定的网络基础设施是信息通信系统的基础。在智能交通系统中，网络基础设施的建设是关键的一步，直接影响着整个系统的运行效率和稳定性。首先，布设光纤通信网络是保障高速数据传输和稳定通信的基础。光纤通信网络具有高带宽、低延迟等优势，能够满足大量数据传输的需求，如高清视频监控、实时交通信息采集等。其次，无线通信设备的合理部署也是必不可少的，特别是在广域范围内的数据传输和通信中。采用适当的无线通信技术，如LTE 或Wi-Fi 等，能够实现车辆与交通基础设施的联动，提升交通信息的传输效率和覆盖范围。此外，数据中心的建设也是网络基础设施不可或缺的一部分。数据中心作为信息通信系统的核心，负责数据的存储、处理和分发，需要具备高可靠性和可扩展性，以应对不断增长的数据量和需求。

3.2 通信协议与标准

选择适用于智能交通系统的通信协议和标准，是实现信息通信系统顺畅运行的重要步骤。在智能交通系统中，各个子系统之间需要相互进行通信和数据传递，因此选择适合的通信协议和标准显得尤为重要。例如，在物联网领域，通信协议如MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）、CoAP（Constrained Application Protocol）或 者HTTP（Hypertext Transfer Protocol）等都是常用的物联网通信协议。这些协议具有轻量级、低功耗、高效的特点，适合于智能交通系统中大量设备的通信需求。另外，交通信号控制协议如UTCIP（Urban Traffic Control Interface Protocol）也是智能交通系统中重要的通信标准，它规定了交通信号控制系统与其他交通管理系统之间的通信接口和规范，保障了交通信号信息的准确传递和响应。选择适用的通信协议和标准，各个子系统能够顺畅地通信，实现数据的快速传递和交互，提升智能交通系统的整体效率和可靠性。

3.3 加强数据分析与应用

信息通信系统在智能交通系统不仅实时采集大量数据，而且通过对这些数据的精确分析和应用，能够发挥出更大的价值和作用。这个数据分析的过程可以提供诸多优势，从预测和优化交通流量到提供智能导航建议等方面。对交通流量数据的深入分析允许智能交通系统更好地了解交通状况，实现更精准的预测和优化。通过分析历史交通流量数据，系统可以识别出交通高峰时段、拥堵路段和常见的交通模式。这使系统能够预测未来交通流量的趋势，帮助交通管理部门更好地规划资源、制定策略，并提供科学依据和决策支持。数据分析还有助于优化交通信号控制策略，实现智能交通信号的精确调控。通过实时分析即时交通数据，系统可以快速响应交通状况的变化，调整信号灯的时序，以最大程度地减少交通拥堵和提高道路使用效率，这种实时优化能够在瞬息万变的交通环境中提供更加高效和流畅的交通流动。信息通信系统的数据分析技术也可以用于提供智能导航建议。通过分析实时交通数据和道路状况，系统可以向驾驶员提供最佳的路线选择，以避开拥堵、节省时间和燃料，从而提高行车效率和安全性。智能导航建议可以实时更新，考虑各种因素，如交通流量、道路状态、天气和事故情况，以提供最合适的驾驶建议[4-5]。

4 结语

总之，信息通信系统作为智能交通系统的核心组成部分，在促进交通系统的智能化和高效化方面发挥着重要作用。通过数据的采集、传输和分析，信息通信系统实现了交通流量的预测和优化，为交通管理部门提供决策支持和科学依据。同时，智能导航建议和交通违规检测等功能也极大地提高了交通系统的运行效率。随着信息通信技术的不断发展和创新，智能交通系统将不断完善和优化，为城市交通发展和公众出行带来更多便利和舒适。相信在不久的将来，信息通信系统将在智能交通领域发挥更加重要的作用，为构建智慧城市、推动可持续交通发展做出更大贡献。