史國劍
廣東理工學(xué)院 智能制造學(xué)院 廣東省肇慶市 526100
先進完善的交通系統(tǒng),不僅能夠為人們生產(chǎn)生活帶來諸多便利,還可促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。所以,不管是對于任何一個城市地區(qū)而言,發(fā)展交通都至關(guān)重要。近年來,我國越來越多城市不斷提高了對智慧交通的關(guān)注度,特別面對城市人口不斷增多、城市交通壓力加大、交通事故頻繁發(fā)生、生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴峻等問題,推進城市智慧交通建設(shè),提升城市交通管理效率,為城市發(fā)展提供更有力的支持已是大勢所趨[1]。而推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與城市智慧交通的有機融合,不僅可提升城市交通系統(tǒng)的管理效率,還可滿足城市居民的生產(chǎn)生活需求,以及助力城市的有效發(fā)展。因此,本文將對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用進行研究分析。
物聯(lián)網(wǎng),主要指的是物質(zhì)與物質(zhì)相互銜接的網(wǎng)絡(luò),這一概念是2005年信息社會世界峰會上,由國際電信聯(lián)盟正式提出的。某種意義上而言,互聯(lián)網(wǎng)指的是人與人的信息交互,而物聯(lián)網(wǎng)則指的是在一系列信息傳感設(shè)備、技術(shù)支持下,將各種事物與互聯(lián)網(wǎng)進行銜接,進一步達成人與人、人與物、人與機器等之間的信息交互?;诖耍锫?lián)網(wǎng),亦可稱之為實物互聯(lián)網(wǎng),可完成對所有實物的有效覆蓋,是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息載體。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)已成為我國國民經(jīng)濟體系中不可或缺的一項技術(shù),據(jù)2021年中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會發(fā)揮的《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告(2021)》數(shù)據(jù)顯示,物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達到1.7萬億元。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下,強調(diào)通過對實物裝置射頻識別等相關(guān)信息傳感設(shè)備以實現(xiàn)信息交互,以此便于人們對實物信息的掌握,進而完成對實物的智能化識別、智能化管理。
智慧交通,亦可稱之為城市交通運輸物聯(lián)網(wǎng),屬于是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的一項典型應(yīng)用。具體而言,智慧交通主要指的是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入至城市交通領(lǐng)域,通過RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將一系列交通要素與互聯(lián)網(wǎng)相銜接,完成交通要素的互聯(lián)互通,用以實時監(jiān)控管理交通要素的運行狀態(tài)及功能狀況,進一步解決城市交通中可能出現(xiàn)的交通管理、交通擁堵、交通事故等問題,并使人們的出行時間、成本得到有效縮減。因此,智慧交通對推動現(xiàn)代城市建設(shè)有著十分積極的意義。
不論是哪座城市,在其交通系統(tǒng)建設(shè)期間如果存在有種種問題,則在實際使用過程中這些問題勢必會不斷被放大,進而為城市居民出行帶來諸多不便,并影響城市對外來人口的吸引能力。近年來,各大城市之間的“人才爭奪戰(zhàn)”愈演愈烈,眾多城市為吸引人才紛紛出臺了各式各樣的優(yōu)惠政策,以期為城市發(fā)展提供可靠人才支持。而城市交通系統(tǒng)作為城市發(fā)展中必不可少的一環(huán),也是影響城市對外來人口吸引能力強弱的重要因素。便利不僅能夠提升人們的出行效率,還有助于提升人們的生活品質(zhì)。鑒于此,城市交通發(fā)展對滿足城市居民各方面需求有著十分積極的意義。而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧交通有利于解決城市交通系統(tǒng)建設(shè)中存在的一系列問題,包括基于智慧交通以提升城市交通管理效率,結(jié)合實際情況對城市交通路線進行科學(xué)規(guī)劃等,如此一來將能夠讓城市交通系統(tǒng)高負載問題得到有效緩解,諸如因為交通系統(tǒng)設(shè)計不科學(xué)或城市人口過量而造成的交通擁堵問題也將會迎刃而解,進而為人們出行提供有效便利。
隨著城市的不斷發(fā)展,對于其交通系統(tǒng)也應(yīng)當進行不斷地建設(shè)完善,以確保城市交通系統(tǒng)負載可滿足城市發(fā)展需求。而如果城市交通系統(tǒng)建設(shè)滯后于城市發(fā)展步伐,則伴隨城市人口的不斷增多,交通問題將會不斷凸顯,城市交通管理難度也會不斷加大。而智慧交通可完成對交通車輛的實時監(jiān)控,并可對一些不遵守交規(guī)的車輛進行信息采集等,以此促進行車人員遵守交規(guī),如此一來不僅有助于提升城市交通整體運行的安全性,還有助于提升城市交通管理的效率。另外,依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用,還可對即時發(fā)生的交通安全事故予以及時發(fā)現(xiàn),并對事故現(xiàn)場開展全面合理管控,一方面解決因交通事故造成的交通擁堵問題,另一方面為交通事故中的傷員爭取救助時間。綜上,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧交通不僅可保障城市交通的有序運行,還可切實滿足城市交通管理需求。
RFID技術(shù),不僅是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一項重要技術(shù),還是智慧交通中物聯(lián)網(wǎng)得以實現(xiàn)有序運行的核心技術(shù),其重要作用于完成對數(shù)據(jù)信息的實時傳輸?;诖?,可將RFID技術(shù)界定成交通車輛信息及設(shè)備傳輸?shù)囊粋€重要載體。在車輛行駛至相應(yīng)區(qū)域時,基于RFID技術(shù)可對車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)信息予以采集,同時該部分采集獲取的數(shù)據(jù)信息會被迅速的解讀并傳輸至對應(yīng)的系統(tǒng)予以處理,以此實現(xiàn)對交通車輛的智能化管控,提升交通管理智能化、信息化水平的同時,使管理人員的工作負擔得到有效緩解。值得一提的是,RFID技術(shù)主要由標簽、閱讀器、天線等構(gòu)成,其中,標簽裝置于車輛上,并經(jīng)由標簽、閱讀器、天線相互間的反應(yīng)以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸。
傳感器技術(shù)同樣作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一項重要技術(shù),是智慧交通建設(shè)的重要基礎(chǔ)。在智慧交通中,傳感器技術(shù)可實現(xiàn)十分突出的應(yīng)用效果。比如,將傳感器技術(shù)應(yīng)用于智慧交通中,可對道路交通的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行實時采集,進而為道路交通的監(jiān)控管理提供有力支持。具體實現(xiàn)路徑主要為通過在道路兩旁或路面上裝置傳感器線圈等設(shè)備,伴隨車輛的行駛通過,傳感器獲取到觸發(fā)信號,并經(jīng)由處理后輸出相關(guān)的電流信號,同時隨著車輛駛離監(jiān)控區(qū)域后,傳感器獲取的信號不斷減弱,繼而形成波形信號,依托波形計數(shù)可計算相應(yīng)時間范圍特定區(qū)域的交通流量。另外,還可在車輛行駛期間對兩個傳感器的脈沖予以計算,得出行車速度,進而為城市車輛管理提供有效便利??傮w而言,傳感器技術(shù)不僅重要作用于保障城市智慧交通的有序運行,還可推動智慧交通的不斷發(fā)展完善。如今,城市智慧交通中傳感器技術(shù)的研究方向主要涉及智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、先進測試技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化測控、傳感器網(wǎng)絡(luò)自身檢測及控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議等方面。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智慧交通中的云計算技術(shù),主要是指借助互聯(lián)網(wǎng)資源,對實體進行整合計算,讓每個參與共享的軟硬件相關(guān)資源及數(shù)據(jù)信息,均可依據(jù)實際需求提供給其他的計算機設(shè)備。
作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中不可或缺的一部分,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要包含網(wǎng)關(guān)技術(shù)、無線技術(shù)以及有線技術(shù)等。
嵌入式技術(shù),主要指的是融合了計算機軟硬件系統(tǒng)、集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)等技術(shù)設(shè)備的一項復(fù)雜技術(shù),主要作用于對接收的數(shù)據(jù)信息開展處理、分類,有著顯著的運行穩(wěn)定、實時監(jiān)控特征。如今,嵌入式技術(shù)在諸如虛擬現(xiàn)實、智能機器人、工業(yè)過程建模及智能控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在智慧交通中,嵌入式技術(shù)主要應(yīng)用于城市十字路口的顯示屏幕系統(tǒng)中,不僅可對道路交通運行狀況及相應(yīng)道路信息進行實時呈現(xiàn),還可為行車人員提供各式各樣的優(yōu)化行車路線,防止出現(xiàn)交通擁堵問題。
車輛超速是引發(fā)交通事故的一項重要因素,因此,在城市交通管理中,為減少由于車輛超速而引發(fā)的交通事故,應(yīng)對交通車輛車速予以檢測管理?;诖耍蓪⒔煌房谖恢迷O(shè)置的路口停止線作為參照目標,對往來的車輛速度予以檢測,而對于邊緣檢測,可引入 Canny 邊緣檢測算法[2]。同時,還可利用加速度傳感器、壓力傳感器對車輛通過時的數(shù)據(jù)予以采集處理,進一步得出車輛速度并開展監(jiān)管,保障交通安全。除此之外,交通檢測器作為道路交通管理及控制系統(tǒng)的重要組成部分,在交通流量信息采集中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。依托數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)測,可對道路上的車輛速度等數(shù)據(jù)信息進行實時檢測。在實際運行中,交通檢測器可經(jīng)由信息系統(tǒng),將檢測獲取的數(shù)據(jù)信息傳輸至本地控制器或者傳輸至監(jiān)控中心的管理系統(tǒng),監(jiān)控中心結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)開展處理、制定解決方案。因此,交通檢測器的應(yīng)用效能重要影響著道路的運行管理。
通過對道路上車流量的檢測管理,有助于推進對道路建設(shè)方向、資源的優(yōu)化整合,有效解決交通擁堵問題。為達到這一目的,可引入基于RFID技術(shù)的車流量檢測系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的實現(xiàn)路徑主要是,一方面在道路兩側(cè)裝置RFID閱讀器,另一方面在車輛上裝置RFID標簽。在裝置有標簽的車輛行駛經(jīng)過時,閱讀器可采集到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息,繼而對兩個閱讀器區(qū)間的行駛通過的車輛數(shù)量進行全面統(tǒng)計,同時每輛車上裝置的標簽收錄有對應(yīng)車輛的信息,RFID可將行駛通過的車輛數(shù)量及相關(guān)車輛信息等傳輸至交管系統(tǒng)[3]?;诖?,交管系統(tǒng)便可結(jié)合該部分數(shù)據(jù)實時掌握各個閱讀器在各個路段所檢測到的車流量狀況。并且,在有諸如消防車、救護車等特殊車輛通過時,閱讀器檢測其該部分車輛獨特的標簽信息后,可及時將這些信息傳輸至交管系統(tǒng),系統(tǒng)通過對各路段信號燈的實時調(diào)控,進而為該部分車輛安全高效通行提供有力支持。
隨著現(xiàn)如今城市車輛的不斷增多,使得城市停車問題不斷凸顯,與此同時,傳統(tǒng)人工停車管理系統(tǒng)已難以滿足新時期發(fā)展要求。面對該種情形,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車管理系統(tǒng)可為城市停車管理便來有效便利,在節(jié)省人力投入的同時,還可顯著提升停車管理質(zhì)量、效率[4]。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車管理系統(tǒng)主要由車輛自動識別系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等部分構(gòu)成。首先,車輛自動識別系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要包括計算機系統(tǒng)、車輛探測器、自動識別裝置等部分,計算機系統(tǒng)作用于對全面系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制,包括數(shù)據(jù)信息采集處理、軟硬件參數(shù)調(diào)節(jié)等,并且還可實現(xiàn)收費統(tǒng)計、保安管理等功能。車輛探測器通常裝置于停車場出入口,主要作用于為獲得授權(quán)的車輛提開啟車欄桿服務(wù),同時可將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至計算機系統(tǒng),進而經(jīng)由電子屏幕實時展現(xiàn)停車場剩余車位數(shù)量等信息。自動識別裝置作為車輛自動識別系統(tǒng)的重要組成部分,其主要會應(yīng)用到車牌自動識別技術(shù)、遠距離RF射頻卡、條碼卡等技術(shù)。其次,監(jiān)控系統(tǒng)。在車輛駛?cè)胪\噲鰰r,監(jiān)控系統(tǒng)可通過電視監(jiān)控、圖像自動識別系統(tǒng),對車輛各項影像信息予以采集,并傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。在車輛駛離停車場時,監(jiān)控系統(tǒng)會又一次采集車輛的對應(yīng)信息,并與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的存儲信息進行比較,以此保障停車場監(jiān)控工作的有序進行[5]。最后,收費系統(tǒng)。智能停車管理系統(tǒng)中的收費系統(tǒng)可實現(xiàn)自主計時收費功能,即為通過對車輛駛進、駛出停車位時間的記錄,依照停車時長及對應(yīng)收費標準自主計算出車輛的停車費用。
作為智慧交通的重要組成部分,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市公交系統(tǒng)可通過對乘客、車輛、道路交通等數(shù)據(jù)信息的全面整合,進而搭建出一個集成的公交調(diào)度平臺。在過去的城市公交運行中,乘客難以準確掌握公交車到站時間,而在智慧交通支持下,智慧電子停車標志替代過去的停車標志,以此可為乘客更為準確地呈現(xiàn)公交車的到站時間,以此可幫助乘客制定更為合理的出行計劃。除此之外,在智慧交通下的城市公交系統(tǒng)中,還可基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建城市“一卡通”系統(tǒng),以此在各式各樣城市交通工具使用消費中建立一體化消費體系,近年來,我國越來越多城市借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進了交通一體化建設(shè),為城市居民出行提供了極大便利[6]。
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速交通系統(tǒng)可實現(xiàn)自動繳費、路況調(diào)查、信息推送等一系列功能。首先,在自動繳費功能實現(xiàn)方面,依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立起車輛與高速公路收費站之間的有效聯(lián)系,進而高速交通系統(tǒng)對車輛信息的采集傳輸,以讓過去的人為繳費可通過網(wǎng)絡(luò)平臺自動實現(xiàn),以此不僅可提升行車效率,還可減少高速公路人力成本。其次,在路況調(diào)查及信息推送功能實現(xiàn)方面,憑借裝置于高速公路兩側(cè)的傳感器,可對行駛車輛相關(guān)信息予以采集、處理,進而為車輛提供相對理想的行車路線;并且通過對車輛信息的采集,還可向行車推送前方交通事故、高速公路維修等突發(fā)信息。
總而言之,在智慧交通中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可將一系列交通要素與互聯(lián)網(wǎng)相銜接,完成交通要素的互聯(lián)互通,提升交通管理效率,減少各種交通問題,推動城市交通信息化、智能化發(fā)展,為智慧城市監(jiān)督打下堅實基礎(chǔ)。因此,在今后研究工作中,相關(guān)人員應(yīng)進一步推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用研究,以期推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧交通的有機融合,推動城市交通不斷向信息化、智能化方向發(fā)展的同時,為智慧城市建設(shè)貢獻一份力。