面向智能交通系统的物联网体系结构的研究
时间：2021-05-12 16:01:56 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：城市交通是城市生活中一个极为重要的环节，也是衡量城市现代化水平的重要标志，在交通堵塞、污染和运输效率低的今天，智能交通系统已成为城市交通体系中不可或缺的组成部分。而物联网技术能够在智能交通的应用中提高其交通管理水平和运行效率，减少交通事故、降低环境污染，促进交通管理及出行服务系统建设的信息化和智能化。文章对物联网和智能交通系统的发展现状和趋势，以及面向智能交通系统的物联网体系结构和车联网进行了简要探讨。
关键词：智能交通；智能交通系统；物联网；
【分类号】：TG333.2
一、引言
随着经济的发展和人民生活水平的提高，“以车代步”已成为一种普遍的社会观念，因此一个国家的道路建设速度永远赶不上汽车的增长速度，交通拥堵越来越严重。现行的限购、限号等政策，不能够从根本上解决问题，伴随着物联网技术的兴起，可以用物联网下的智能交通系统的构建来解决。有效解决目前交通拥堵的关键是实现道路利用率的最大化，这就需要对现有路况下的人、车、路进行有效的监控。因此，智能交通应运而生。
二、物联网和智能交通系统的发展现状及发展趋势
1.物联网发展现状和发展趋势
目前，全球物联网产业的发展还处于初级阶段。全球物联网仍处于概念、论证与试验阶段，处于攻克关键技术、制定标准规范与研究应用的初级阶段，但已具备较好的基础。未来几年，全球物联网市场规模将出现快速增长，据相关分析报告，2007年全球市场规模达到700亿美元，2008年达到780亿美元，到2015年全球市场规模将接近3500亿美元，年增长率接近25%，未来十年物联网将实现大规模普及。西方发达国家对物联网高度重视，并将其作为未来发展的重要内容。以物联网应用为核心的“智慧地球”计划也得到了奥巴马政府的积极回应和支持，其经济刺激方案将投资110亿美元用于智能电网及相关项目。
“智慧地球”是物联网发展的一个愿景，M2M是目前重点发展领域和物联网的主要表现形式。M2M是“机器对机器（Machine to Machine）通信”的简称，即通过通信网络实现机器之间的互联、互通。M2M既是物联网四大支撑技术之一，也是物联网在现阶段的最普遍应用形式，在欧洲、美国、韩国、日本等国家实现了商业化应用，例如安全监测、机械服务和维修业务、公共交通系统、车队管理、城市信息化等领域。
2.智能交通系统及其发展现状
智能交通系统是在较完善的道路设施基础上，将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成应用于地面集团交通管理所建立的一种实时、准确、高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统它具有以下作用：充分发挥现有交通基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通拥挤，改善环境保护。
我国现有的智能交通管理系统还处在初级起步阶段，多以人工干预和管理为主，路面上的信息采集点较少，车辆的管理不够集中，系统独立运作，缺乏统筹规划和技术手段落后是造成上述现象的主要原因所在。
三、面向智能交通系统的物联网体系结构
智能交通系统与物联网相结合，实际上是构建了一种全新的智能化交通系统。两者结合可以将以物联网为代表的智能传感技术、信息网络技术、通信传输技术和数据处理技术等有效的集成，并应用到整个的交通系统中。可以提高交通系统的运行效率，减少交通事故，降低环境污染，促进交通管理及出行服务系统建设的信息化、智能化、社会化、人性化水平。未来的智能交通系统应包含交通管理与规划、出行者信息服务、车辆运营管理、电子收费、智能车辆、紧急事件与安全、综合运输、自动公路、汽车移动物联网这9大领域。但这9大领域中，每一个都与物联网技术息息相关，下面只将一部分领域中应用的物联网知识作简要介绍。
交通管理与规划领域的建设应包括先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统，这三部分内容。而这三部分内容又分别包括全方位的交通信息采集与路网状态监控、在大量的交通基础设施上部署各类先进的传感设备实时获取状态信息、将基于智能交通系统和物联网的基础设施建设中获取的大量信息资源提供给规划人员等。汽车移动物联网是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下，交通系统中的人、车、路等组成要素的泛在感知能力将逐渐成为现实，这相当于提供了覆盖率极高的信息采集和发布终端。在物联网的环境中，以汽车移动计算平台为核心，利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化，建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。
车联网利用车载电子、标准信源、传感网络等技术手段实现车辆的信息采集，利用无线射频识别（RFID）、专用短程通信（DSRC）、广域无线通信等技术实现车辆的信息互联，基于信息网络平台完成对车辆的静态、动态信息的深度挖掘与综合利用，并根据不同的功能需求实现车辆的合信息服务和监管。通过在物体上植入各种微型芯片，使物体变的智能化，变的可感知和识别，甚至具有主动或被动、单方向或双方向的信息交流能力，然后借助无线通信技术实现人和物体、物体和物体之间的相互交流。车联网是物联网与智能交通系统相结合的产物，通过安装必要的车载设备，使车辆具备信息交流的能力，通过无线互联技术充分利用车辆的身份、属性、位置和行驶状态等信息，发现其中的应用价值，并以此来满足车联网参与各方的需求。通过车联网，汽车具备了高度智能的车载信息系统，进而能够随时获得即时资讯，做出与交通出行有关的明智决定。
面向智能交通系统的物联网体系结构，在逻辑上划分为硬件、系统软件、应用软件三个层次。各个环节分别在各个层次上有着不同的体现。在硬件平台层，包含了数据中心所需的强大的电源支持设备、大量数据存储设备、高性能的计算芯片等，数据处理和信号处理也是其中的一部分。在系统软件层，包含了数据中心所需的满足高可靠要求的服务器操作系统软件、高效的系统管理软件、数据库管理系统软件、通信管理软件、系统诊断程序等，也包含了车载设备、路侧设备上使用的实时操作系统、专用的图像接口、语音功能组件等。在应用软件层，覆盖的内容更加的丰富多彩，在与车辆相关的智能交通领域，包含编队行驶控制软件、商业管理软件、道路管理软件、智能化交通控制软件、车辆导航软件等。
面向智能交通系统的物联网体系的实现需要多种关键技术的综合应用，包括标准信源技术、传感网络技术、专用短程无线通信技术、广域无线通信网络技术等，而在我国部分关键技术还有待突破。车辆传感网络和道路传感网络，共同实现车辆、道路、交通、环境状态的全面感知，在与之相关的传感器技术领域，很多核心技术都还没有掌握。众所周知，我国的通信网络带宽在世界主要国家中处于落后水平，目前的3G网络带宽并不能满足为来对图像和流媒体的传输需求，同时我国的通信服务性价比较低，较高的通信成本同样有可能成为面向智能交通系统的物联网发展的商业瓶颈。
四、结束语
面向智能交通系统的物联网体系的建立，可以减少交通安全事故，提高交通运输的效率，实现道路交通的节能减排。建立以物联网信息服务为基础的产业创新体制，以点带面，推进物联网在各个领域的推广。但对于技术之外的市场拓展障碍和部分核心技术的有待突破等问题都需要尽快解决。同时，对数据管理的安全保密性也需要进一步的探讨和研究。
