李靖博

（山西省智慧交通研究院有限公司 山西 太原 030032）

0 引言

近年來，在我國經(jīng)濟(jì)快速、持續(xù)發(fā)展背景下，基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，高速公路工程作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展必需的基礎(chǔ)設(shè)施，全國高速公路主干網(wǎng)已基本全面建成。當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，依靠現(xiàn)有的高速公路交通服務(wù)系統(tǒng)已不能有效滿足公眾對交通服務(wù)的及時性、準(zhǔn)確性、多樣性等的需求，對高速公路交通服務(wù)系統(tǒng)提出了更高的要求。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用，開展了高速公路服務(wù)的新模式，同時對推進(jìn)高速公路信息化發(fā)展進(jìn)程提供了幫助。以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的交通系統(tǒng)智能化變革，優(yōu)化了人們的高速出行方式[1]。與此同時，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也因具有強大的信息、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠幫助車主規(guī)劃最佳的出行路線，選擇最便利的高速交通付費模式，實現(xiàn)高速繳費智能化、路線選擇實時化。

1 智能交通系統(tǒng)概念及特點

智能交通系統(tǒng)被稱為高速公路交通調(diào)度ITS智能指揮系統(tǒng)，是指在高速公路交通中，充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)，從智能繳費、智能監(jiān)控以及智能道路指揮系統(tǒng)等角度出發(fā)，提高高速公路服務(wù)的智能化程度，為人們提供高質(zhì)量的出行環(huán)境。其核心發(fā)展與動力均來源于現(xiàn)代高速智能化車輛道路指揮調(diào)度管理技術(shù)，特點是通過智能調(diào)度指揮管理系統(tǒng)，來協(xié)同聯(lián)動和提高沿線車輛、人員、道路設(shè)施的統(tǒng)一、高效、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)和高效配合。大大降低高速公路出現(xiàn)交通事故的概率，提升沿線路段車輛通行的安全管控能力。在一定程度上提高車輛的出行效率，優(yōu)化整體交通環(huán)境，實現(xiàn)生態(tài)化的發(fā)展[2]。

2 高速公路智能交通系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框架

立足于高速公路智能交通服務(wù)信息系統(tǒng)運用，系統(tǒng)框架設(shè)計可以大致上總結(jié)概括為下列三個重要部分：第一個核心部分即為交通信息實時采集系統(tǒng)，其最終目的是自動收集分析各類信息。第二個核心部分即是信息存儲及處理系統(tǒng)，主要職能是對大量信息自動進(jìn)行處理、分析、計算以及數(shù)據(jù)存儲。第三個核心部分職能是信息自動發(fā)布，承擔(dān)著信息快速反饋機制的主要作用，詳見圖1。

圖1 智慧高速公路架構(gòu)圖

2.1.1 信息采集系統(tǒng)

高速公路交通調(diào)度智能化管理系統(tǒng)中，運用的是動態(tài)信息采集系統(tǒng)，主要是由數(shù)據(jù)靜態(tài)存儲系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)動態(tài)記錄、采集系統(tǒng)兩個模塊共同組成。其中數(shù)據(jù)庫靜態(tài)存儲系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息主要來源于各個地方交通業(yè)務(wù)部門所建立的數(shù)據(jù)庫，從中獲取有關(guān)的靜態(tài)信息內(nèi)容。動態(tài)系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)自動獲取方法主要有：固定的交通信息獲取型系統(tǒng)以及可移動型的系統(tǒng)[3]。這兩個系統(tǒng)在實際開發(fā)運用過程中，可以借助于可移動型終端，對交通信息內(nèi)容自動進(jìn)行確定，并且可以直接運用信息技術(shù)程序自動對用戶產(chǎn)出的交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，詳見圖2。

圖2 信息數(shù)據(jù)的采集流程

2.1.2 信息處理系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)運用的真正意義在于能實現(xiàn)對用戶信息的采集，并對采集到的數(shù)據(jù)信息資料進(jìn)行智能分類、分析、整理以及安全高效存儲海量信息等諸多重要技術(shù)工作。處理實際信息時，最終被計算機系統(tǒng)進(jìn)行智能分析和處理的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息種類一般有：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)信息以及動態(tài)數(shù)據(jù)信息，詳見圖3。

圖3 信息數(shù)據(jù)處理流程圖

2.1.3 信息發(fā)布系統(tǒng)

信息發(fā)布系統(tǒng)的主要任務(wù)之一是依托于信息交互反饋平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的發(fā)布與推廣，其中一般包括數(shù)據(jù)發(fā)布的網(wǎng)關(guān)、通信交換接口模型以及數(shù)據(jù)交換接口模型[4]。直接對接互聯(lián)網(wǎng)的移動用戶信息主要接收傳輸?shù)脑O(shè)備產(chǎn)品有：服務(wù)類網(wǎng)站、手機移動運用、交通廣播、短信服務(wù)終端以及移動車載移動終端等，詳見圖4。

圖4 信息發(fā)布流程圖

2.2 邏輯結(jié)構(gòu)

構(gòu)建完整的高速公路智能服務(wù)系統(tǒng)邏輯層大致可以分為以下幾類內(nèi)容：①用戶數(shù)據(jù)接入層。所謂的用戶數(shù)據(jù)接入層其實僅僅是一個用戶終端與整個系統(tǒng)終端之間的一個連接邏輯層次，此時二者之間數(shù)據(jù)的信息傳遞邏輯形式一般為雙向。②運用層。核心任務(wù)是實現(xiàn)系統(tǒng)功能，通過對用戶所傳遞的各類業(yè)務(wù)需求信息進(jìn)行采集、記錄與整理分析，給予相關(guān)用戶針對性需求反饋。③系統(tǒng)運用支持層。運用支持層主要的業(yè)務(wù)作用是用來對用戶采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量管理評估與風(fēng)險分析，并且隨時響應(yīng)其他運用層提供的運用數(shù)據(jù)需求[5]，詳見圖5。

圖5 智慧高速公路操作系統(tǒng)圖

2.3 核心技術(shù)

（1）信息技術(shù)

信息技術(shù)既是未來建設(shè)高速公路交通智能化管理及服務(wù)平臺系統(tǒng)上的必備技術(shù)之一，也是交通運輸智能系統(tǒng)上可以遠(yuǎn)程操作、實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)信息即時在線查詢、采集及傳輸管理以及分析反推功能等工作的核心技術(shù)。

（2）LBS定位技術(shù)服務(wù)

LBS位置導(dǎo)航服務(wù)技術(shù)的主要增值業(yè)務(wù)是指由各種移動通信衛(wèi)星定位、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航定位系統(tǒng)以及與其他衛(wèi)星地面空間定位系統(tǒng)功能相融合，為主要的增值技術(shù)運用系統(tǒng)業(yè)務(wù)類型，定位于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)業(yè)務(wù)運用的核心運用系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動實時提供空間位置地理信息，為目標(biāo)用戶系統(tǒng)提供完整的目標(biāo)空間位置數(shù)據(jù)、地理信息等業(yè)務(wù)信息[2]。

3 高速公路智能交通中移動互聯(lián)網(wǎng)的運用價值

3.1 有效提升交通運行效率

在優(yōu)化高速公路網(wǎng)絡(luò)交通環(huán)境方面，通過積極研發(fā)和運用各種智能系統(tǒng)，促進(jìn)和加強了高速公路交通信息資源的整合、開發(fā)、優(yōu)化和統(tǒng)一利用，并進(jìn)行高效的資源的共享。大量相關(guān)實踐的研究結(jié)果都表明，智能交通系統(tǒng)中移動互聯(lián)網(wǎng)的運用，不僅安全，可以有效降低汽車行駛過程中的危險性，而且在很大程度上可以有效緩解交通擁堵。同時能夠在極大程度上提高網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航的運用效率，強化道路交通系統(tǒng)的順暢性，為人們營造舒適的生活體驗。而車內(nèi)搭載的智能車載GPS技術(shù)就是利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各種道路信息及時播送給車主，如衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)、識別定位技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及運用系統(tǒng)等，對于現(xiàn)代汽車來說，可以快速實現(xiàn)車主對各個方面和角度信息的更高感知，如理解汽車的含油量、選擇最佳出行方式和路線、超重等問題，同時可共享各類車輛數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)對整車的數(shù)字化監(jiān)控，并根據(jù)共享協(xié)議的內(nèi)容要求，將車輛的數(shù)據(jù)等傳輸?shù)杰囕v信息數(shù)據(jù)源設(shè)備中。

3.2 大幅提升交通管理質(zhì)量

交通主管部門要主動、積極、有序地做好服務(wù)協(xié)調(diào)指導(dǎo)工作，推進(jìn)智能化交通信息化管理，對高速公路信息進(jìn)行動態(tài)管理，使交通信息資源得到最大程度的優(yōu)化。在推進(jìn)交通管理信息化運用平臺項目建設(shè)的過程中，需要將動態(tài)交通管理平臺與交通優(yōu)化管理平臺緊密結(jié)合起來，管理流程的具體制定必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)“先點后線”的要求，制定工作方向，對相關(guān)信息公共服務(wù)平臺建設(shè)進(jìn)行相應(yīng)的嚴(yán)格監(jiān)管。信息化利用其合理便捷的流程管理機制，推動各部門及相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)充分溝通、促進(jìn)、互補、協(xié)調(diào)，有效提升現(xiàn)代交通服務(wù)質(zhì)量和效率。此外，智能交通管理發(fā)揮著越來越重要的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)交通數(shù)據(jù)信息在各個部門中的流轉(zhuǎn)。在施工過程中，運輸管理人員必須及時制定一系列嚴(yán)格、合理、完善的管理標(biāo)準(zhǔn)體系，以便嚴(yán)格按照這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，自動收集、存儲和共享各種數(shù)據(jù)和信息。

4 移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通服務(wù)中的運用

4.1 無感支付技術(shù)在高速公路智能交通系統(tǒng)中的運用

ETC技術(shù)是不停車收費技術(shù)，已在高速公路上廣泛使用。但是隨著車牌識別技術(shù)的迅速增加，ETC技術(shù)在市場中受到了很大的影響，ETC模型相對較重。首先，用戶需要辦理OBU車輛單元，可以在線上進(jìn)行預(yù)約、線下進(jìn)行安裝操作，也可以去附近的網(wǎng)點進(jìn)行辦理。有一些專門從事OBU的企業(yè)，例如在廣東有粵通卡，湖南有湘通卡，北京有速通卡等。其次，需要安裝ETC系統(tǒng)，并且需要配置讀取OBU的RSU設(shè)備。但車牌識別技術(shù)是一個相對較輕的模型。這也是移動互聯(lián)網(wǎng)公司越來越熱衷于車牌識別系統(tǒng)，如支付寶、微信投入了資金進(jìn)入該項目的原因。對于用戶而言，車牌識別技術(shù)無需安裝硬件設(shè)備，只需要注冊就可以使用該項服務(wù)。對于高速公路運營商而言，車牌識別技術(shù)可使用現(xiàn)有設(shè)備而無需投資，方便車牌識別技術(shù)迅速發(fā)展。但是，車牌識別具有很高的環(huán)境要求，燈光雖然可以解決黑暗中的識別問題，但是如果遇到大雨和雪風(fēng)，則不能準(zhǔn)確識別車輛信息。另外，應(yīng)重視車牌的真實性問題。目前，全國各地的高速公路增加了多種支付方式，將傳統(tǒng)的人工收費以及ETC收費、無感識別支付等進(jìn)行了綜合運用，加快了車輛付費的速度，降低了高速公路的擁堵風(fēng)險。

4.2 智能處理技術(shù)在安全事故預(yù)防中的運用

預(yù)防是安全管理的重要手段之一。在公路安全管理中，智能運輸技術(shù)的運用可以使汽車在道路上駕駛得更加智能，例如智能駕駛、自動導(dǎo)航等。此外，它還可以實時監(jiān)視駕駛員的駕駛狀態(tài)。如果駕駛員有醉酒的行為，將自動發(fā)出警告，并將手動駕駛轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣玉{駛，能夠在極大程度上避免出現(xiàn)安全事故。實踐證明，智能交通技術(shù)的運用可以大大減少高速公路上安全事故的發(fā)生概率。如果駕駛員能夠做出及時的或提前的準(zhǔn)備，那么就能夠在極大程度上避免安全事故的發(fā)生。智能交通技術(shù)在高速公路安全預(yù)防中的運用，可以顯著提高交通預(yù)測的準(zhǔn)確性，從而使駕駛員提前做出判斷，避免發(fā)生危險。在特定運用程序中，可以使用AHS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是道路上安裝的智能設(shè)備。當(dāng)檢測到汽車中的儀器時，系統(tǒng)將發(fā)送與儀器相對應(yīng)的信號，以告知道路前的道路條件，如果前面的車輛是緊急制動，該系統(tǒng)會盡早發(fā)送警報信號，以提供足夠的時間讓駕駛員避免交通事故。

4.3 云計算技術(shù)的運用

云計算業(yè)務(wù)通常是通過移動互聯(lián)網(wǎng)建立的平臺，以快速增加和處理信息數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的云計算方法。由于云計算技術(shù)具有非常豐富、強大、多樣化的網(wǎng)絡(luò)計算和分析功能，例如預(yù)測功能。用戶通過相關(guān)的產(chǎn)品（例如個人計算機終端、電話和各種移動設(shè)備）輕松地進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，并根據(jù)自己特定的基本需求邏輯模型，選擇相關(guān)數(shù)據(jù)的運用模式。在大數(shù)據(jù)時代，云計算技術(shù)逐漸消除了傳統(tǒng)的平行分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，逐漸成為當(dāng)今全球大數(shù)據(jù)計算和使用開發(fā)的最關(guān)鍵的技術(shù)。在智能高速公路系統(tǒng)中，云計算技術(shù)能夠?qū)ζ嚨男旭倲?shù)據(jù)、高速公路的道路信息（譬如公路路面的裂縫問題、彎沉問題等）進(jìn)行實時的數(shù)據(jù)采集、分析，將所收集到的數(shù)據(jù)與云計算平臺中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對比分析，從而得出高速公路的真實狀況，并及時對車主提供最新的道路交通信息，便于車主做出下一步計劃。云計算技術(shù)的運用，很大程度上提高了信息數(shù)據(jù)的分析、處理技術(shù)，如遇危險情況，高速公路管理中心也能及時作出反應(yīng)，實行補救措施，是完善智能化高速公路系統(tǒng)的重要技術(shù)手段[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，智能化城市高速公路交通管理服務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)，在所有實際工程建設(shè)中與運用實施過程中，都需要依靠新一代移動及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)揮支撐作用，而新型移動智能通信設(shè)備技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入發(fā)展又為智能高速公路交通系統(tǒng)的完善提供了技術(shù)支持?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路智能系統(tǒng)中的運用需求結(jié)合實際情況，建立一個系統(tǒng)、完整、高效的新型智能化高速公路交通服務(wù)系統(tǒng)，這一過程的實行，能夠在極大程度上提高我國交通行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。