熊俊毅

(四川省達(dá)州市公路管理局工程機械處)

0 前 言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸事業(yè)也在不斷的向前邁進(jìn)。隨之而來的交通收費管理、道路擁堵、及環(huán)境污染等各種問題也日漸突出，直接影響到了經(jīng)濟的發(fā)展及人們的正常生活。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展也在逐步解決各種交通問題，交通管理的系統(tǒng)也日漸完善，因此智能交通系統(tǒng)也相繼出現(xiàn)在人們的視野中。智能交通融合了先進(jìn)的衛(wèi)星通訊技術(shù)、計算機信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)等多種高精尖技術(shù)，對于交通運輸進(jìn)行快速、精確、有效的管理，在現(xiàn)代交通運輸?shù)墓芾聿块T中應(yīng)用十分廣泛。其中，不停車收費系統(tǒng)(ETC，EleCtroni。TonCofleetion)是該智能交通系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，其在現(xiàn)在的高速公路收費管理中，能夠有效提高收費管理效率，車輛的工作效率、高速公路的交通能力以及緩解交通壓力，也因為無需停車而減少了車輛的能源消耗及廢氣排放，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。因其在各個方面的優(yōu)勢，使之在各國的交通管理系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，迅速形成了一個完整的產(chǎn)業(yè)。其發(fā)展可以分為智能交通系統(tǒng)階段及交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)階段，二者的技術(shù)是傳承與發(fā)展的關(guān)系，技術(shù)特點有區(qū)別也有聯(lián)系，對交通管理部門及使用者帶來了許多方便，節(jié)省了交通運輸成本。國家也在立法上也做出了相應(yīng)規(guī)定，用以推進(jìn)交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用。

1 智能交通系統(tǒng)

1.1 智能交通系統(tǒng)的作用

智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System )運用各種高精尖的信息技術(shù)及通訊技術(shù)，對交通狀況的信息進(jìn)行收集、處理、整合，掌握路面車輛及人流狀況，最大化利用道路資源，使路面路面車輛及人流的活動達(dá)到最佳狀態(tài)，減輕道路的荷載，提高道路使用效率。該系統(tǒng)能為出行者提供實時交通路況，是出行者合理安排出行時間，不僅僅減少高峰段的交通壓力，緩解城市道路擁堵情況，并減少交通事故，還可以降低因交通堵塞引起的能源消耗及尾氣排放，支持環(huán)保。

1.2 智能交通系統(tǒng)的構(gòu)成

智能交通系統(tǒng)由交通信息采集系統(tǒng)、交通信息處理分析系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)組成，各個系統(tǒng)包括的設(shè)備及作用各有不同:①交通信息采集系統(tǒng) 該系統(tǒng)通過各種設(shè)備對于路面進(jìn)行監(jiān)視，如GPS 導(dǎo)航儀、攝像機、紅外雷達(dá)監(jiān)測器，收集各種道路信息，彬彬剛傳輸給中央處理系統(tǒng);②信息處理分析系統(tǒng)信息處理分析系統(tǒng)使用信息服務(wù)器、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用層或管理人員直接對于信息采集系統(tǒng)收集到的道路信息進(jìn)行整理、分類、存儲等工作;③信息發(fā)布系統(tǒng) 該系統(tǒng)將處理好的信息通過網(wǎng)絡(luò)、廣電話服務(wù)臺等形式放送，使大眾能及時了解到路況信息。

1.3 固有缺陷

智能交通系統(tǒng)是由智能車輛系統(tǒng)發(fā)展而來，其亮點在于其根據(jù)外部的交通運輸事業(yè)的作用范圍及功能要求建立獨特的信息收集方式，組成從上到下的信息收集應(yīng)用模式，該模式也存在著一定的固有缺陷:①覆蓋范圍有限 采集到的信息經(jīng)過處理后的編碼、通信接口沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本地信息與外地信息無法有效傳遞、溝通;②信息利用率低 一般信息作為一次性的溝通工具，無法重復(fù)利用，許多潛質(zhì)沒有被充分開發(fā)出來;③系統(tǒng)成本高 功能系統(tǒng)所需設(shè)備均為高精尖設(shè)備，要配備專業(yè)人才進(jìn)行操作養(yǎng)護(hù)，資金消耗極大，成本較高。

2 交通物聯(lián)網(wǎng)

交通物聯(lián)網(wǎng)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，用以達(dá)到交通運輸管理的自動化智能化及運行最佳狀態(tài)的新型應(yīng)用技術(shù)。該交通物聯(lián)網(wǎng)技是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)、RFID 技術(shù)、通信等物聯(lián)網(wǎng)高新科技，把交通要素輸入網(wǎng)絡(luò)，如高速公路車流量、路面擁堵狀況、乘客數(shù)量、各種交通工具使用率等，使交通要素的信息公開化、系統(tǒng)化，各個交通部門相互溝通，信息資源共享，以便及時了解交通要素的使用狀態(tài)和功能發(fā)揮情況，在采用實時仿真等手段進(jìn)行決策，實現(xiàn)各種交通要素之間默契配合，相互協(xié)作，使其達(dá)到最佳使用效果。該交通物聯(lián)網(wǎng)還可以對各種路況數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，達(dá)到準(zhǔn)確交通路況信息，并向社會公開發(fā)布，為公眾提供出行貼心服務(wù)，提高交通部門的服務(wù)質(zhì)量，獲得較好的社會效益。

交通物聯(lián)網(wǎng)以云計算機技術(shù)從上到下的開發(fā)信息資源，其采用先收集信息再發(fā)揮功能進(jìn)行處理的應(yīng)用模式，其構(gòu)成部分及其各種功能都是根據(jù)統(tǒng)一化的交通運輸信息收集、處理、保存的技術(shù)需要而建立的，因此采集交通信息用做到及時、準(zhǔn)確、完整，才能使其技術(shù)得到最大的發(fā)揮，其也是交通物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮功能機制及效果的大前提與核心。其在功能的發(fā)揮領(lǐng)域除了各類交通管理部門之外，還可以對于大眾運輸業(yè)的正常運轉(zhuǎn)提供有效的信息。

3 智能交通系統(tǒng)與交通物聯(lián)網(wǎng)在高速公路不停車收費領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用

智能交通系統(tǒng)及交通物聯(lián)網(wǎng)從本質(zhì)上講都屬于智能交通的范圍，二者都對交通運輸?shù)闹悄芑鸬搅瞬豢商娲淖饔茫⒃诟咚俟凡煌＼囀召M領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用與良好的發(fā)展，目前在我國的不停車電子收費系統(tǒng)在技術(shù)上，智能交通系統(tǒng)一般是以DSRC 技術(shù)為核心的5.8G 有源電子終端現(xiàn)場業(yè)務(wù)交易系統(tǒng);而交通物聯(lián)網(wǎng)是以RFID 技術(shù)為核心的無源電子標(biāo)簽后臺業(yè)務(wù)交易系統(tǒng)。

3.1 以RFID 技術(shù)為為核心的不停車電子收費系統(tǒng)

車輛駛?cè)隦SU 主機射頻輻射范圍內(nèi)，隨即激活RFID 電子標(biāo)簽，RFID 電子標(biāo)簽將ID 發(fā)送給RSU 主機，主機接受信號后，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸，將信息送達(dá)至智能處理系統(tǒng)，進(jìn)行身份認(rèn)證，并在后臺實行交易工作，完成扣款過程。交易成功后，將信息反饋給現(xiàn)場控制設(shè)備，其隨即做出反應(yīng)，抬起杠桿，將車輛放行。

3.2 以DSRC 技術(shù)為核心的ETC 系統(tǒng)

車輛駛?cè)隦SU 主機射頻輻射范圍內(nèi)，隨即激活該車輛的OBU 設(shè)備，并對其發(fā)出指令，進(jìn)行身份認(rèn)證，進(jìn)而發(fā)出一系列指令，OBU 設(shè)備其也會對RSU 主機的交易命令有所回應(yīng)，通過執(zhí)行一系列復(fù)雜的交易命令后，完成整個收費過程。交易成功后，現(xiàn)場控制裝置即會作出反應(yīng)，抬起杠桿，將車輛放行。該交易信息在經(jīng)過后臺系統(tǒng)一點時間的操作，處理好之后，上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，并保存。

4 技術(shù)發(fā)展方向

根據(jù)目前ETC 系統(tǒng)的應(yīng)用情況來看，其發(fā)展方向應(yīng)是終端設(shè)備操作更加簡便，其交易信息直接經(jīng)過后臺的網(wǎng)絡(luò)傳輸交由計算機的技術(shù)處理。其只需要獲得車輛的身份信息，對其認(rèn)證后即可實現(xiàn)自動交易。其身份被認(rèn)證后還可以進(jìn)行其他操作，在ETC 系統(tǒng)的功能應(yīng)用上進(jìn)行廣度上的橫向發(fā)展，終端設(shè)備也可以更加精致化，如設(shè)備的規(guī)格逐步變小，精致的與計算機大小一致，且顯示屏可以任意折疊;還可以設(shè)計出車輛“身份證”，即由網(wǎng)絡(luò)芯片、RFID、及觸摸式顯示屏構(gòu)成，包含了車輛完整身份信息的RFID，車主只需在車內(nèi)進(jìn)行觸屏操作，就可以輕松完成交易過程，信息也會在后臺被傳輸至處理系統(tǒng)進(jìn)行處理和保存。

5 技術(shù)推廣對策

現(xiàn)在許多國家都在廣泛推廣應(yīng)用交通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在臥軌其還處于推廣階段，但是其對于智能交通系統(tǒng)的取而代之是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢。在這個階段內(nèi)，高速公路中不停車收費電子系統(tǒng)的應(yīng)用可以將RFID 為核心的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)與以DSRC 為核心的智能交通系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合。在該系統(tǒng)推廣的準(zhǔn)備階段，將每個高速公路的收費站安裝RSU 主機設(shè)備，該主機設(shè)備的價格為3 ～5 萬元，雖然在一定程度上提高了收費站成本，但在另一方面，車主在選擇車載設(shè)備時，可以考慮價格較為實惠的電子標(biāo)簽，取代車載OBU 設(shè)備，同樣可以達(dá)到控制成本的效果。在設(shè)備的供應(yīng)上，政府相關(guān)部門可以與供應(yīng)廠家進(jìn)行聯(lián)合，共同進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，從根本上降低設(shè)備造價，淘汰過時及性價比不高的產(chǎn)品。

6 總 結(jié)

交通運輸物聯(lián)網(wǎng)的管理客體是一般的交通工具，如汽車、火車、高鐵、飛機，交通工具的受益者即乘客;交通基礎(chǔ)設(shè)施，如汽車站、火車站、機場、港口、鐵路等。交通運輸網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)即為該類交通要素的連接進(jìn)而形成完整的領(lǐng)域性物聯(lián)系統(tǒng)。該交通運輸物聯(lián)網(wǎng)作用體現(xiàn)在諸多客體要素交叉形成的功能領(lǐng)域內(nèi)，使之的管理按照一定的流程進(jìn)行，達(dá)到各種交通信息的及時交流及監(jiān)控的效果，提高高速公路管理部門對于路面狀況的管理效率及路面突發(fā)事件的處理能力，將高速公路的經(jīng)濟價值及社會價值發(fā)揮到最大。

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