【基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)及其發(fā)展探究5300字（論文）】

第一章 物聯(lián)網(wǎng)交通的理論基礎(chǔ)及應用前景一、物聯(lián)網(wǎng)的概述物聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）是一個總括術(shù)語，指越來越多的電子設備不是傳統(tǒng)計算設備，但連接到互聯(lián)網(wǎng)以發(fā)送數(shù)據(jù)、接收指令或兩者兼而有之。屬于這一領(lǐng)域的東西范圍非常廣泛：冰箱和燈泡等傳統(tǒng)電器的互聯(lián)網(wǎng)連接“智能”版本；智能音箱或數(shù)字助理等；主要使用了互聯(lián)網(wǎng)和傳感器，這些傳感器主要運用于工廠、醫(yī)療保健、交通、配送中心和農(nóng)場等。物聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和分析的力量帶入實物的現(xiàn)實世界。對消費者來說，這意味著在沒有鍵盤和屏幕中介的情況下與全球信息網(wǎng)絡互動；他們的許多日常物品和器械可以通過最少的人工干預從該網(wǎng)絡中接受指示。二、物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議和基本要素物聯(lián)網(wǎng)的基本要素是收集數(shù)據(jù)的設備。從廣義上講，它們是互聯(lián)網(wǎng)連接的設備，所以它們每個都有獨立的IP地址。它們的廣泛運用從大型機械設備的檢修到監(jiān)測建筑物溫度的簡單傳感器等，甚至還包括健身手環(huán)等個人設備。這些設備可以監(jiān)控個人每天采取的步驟。為了得到有效的數(shù)據(jù)，需要收集、處理、過濾和分析，每個過程都需要按照使用的情況而進行安排。收集數(shù)據(jù)是通過將物聯(lián)網(wǎng)從設備傳輸?shù)酱鎯橘|(zhì)來完成的。使用一系列技術(shù)可使用有線網(wǎng)絡或無線移動數(shù)據(jù)。與此同時，數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)同步到具有存儲和計算功率的數(shù)據(jù)中心或云，也可以進行傳輸中間設備并在發(fā)送數(shù)據(jù)之前對其進行匯總。當物聯(lián)網(wǎng)設備與其他設備通信時，它們可以使用各種各樣的通信標準和協(xié)議。其中許多是為處理能力有限或電量小的設備量身定制的。其中一些你肯定聽說過，例如，一些設備使用Wi-Fi或藍牙，一些設備則使用ZigBee協(xié)議，他們主要用于用于低功耗、短距離通信。安全是物聯(lián)網(wǎng)的最大問題之一。這些傳感器在許多情況下收集非常敏感的數(shù)據(jù)，最重要的是用戶的隱私。保持這種安全對消費者的信任至關(guān)重要，但到目前為止，太多的物聯(lián)網(wǎng)設備很少考慮安全的基本知識，例如在傳輸和靜止時加密數(shù)據(jù)。三、物聯(lián)網(wǎng)交通相關(guān)概念20世紀70年代以來，由于發(fā)達國家大力發(fā)展汽車工業(yè)和道路基礎(chǔ)設施，產(chǎn)生了交通方式的不合理性，雖然開始大力發(fā)展以城市公共交通為主的公共交通，但仍然無法解決交通事故、交通擁堵、交通污染等問題。于是各國都在尋找解決的辦法，形成了美國的智能車路系統(tǒng)(IntelligentVehicleHighwaySystem,IVHS)、歐洲的先進運輸技術(shù)(AdvancedTransportTechnology,ATT)、日本的車輛道路與智能交通學會(Vehicle,RoadandTrafficIntelligenceSociety,VERTIS)。目前﹐世界上對智能交通系統(tǒng)尚沒有統(tǒng)一的定義，其大體的含義是將先進的計算機處理技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)及電子自動控制技術(shù)等有效地綜合運用于整個交通管理體系﹐將人、路、車有機結(jié)合起來，以達到最佳的和諧統(tǒng)一，從而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實時、準確高效的交通運輸綜合管理系統(tǒng)。[2]物聯(lián)網(wǎng)的強大數(shù)據(jù)采集功能能為智能交通提供強大的數(shù)據(jù)后盾，良好的傳輸功能為交通信息的發(fā)布提供了廣大的平臺，滿足了同時實現(xiàn)上行和下行的需求，能夠第一時間把重要的信息傳達給交通參與者，無論是廣度還是深度，物聯(lián)網(wǎng)在這個環(huán)節(jié)上都是其他介質(zhì)無法相比擬的，同時也是智能交通不可或缺的一部分。四、物聯(lián)網(wǎng)交通系統(tǒng)的性能指標采集到的精確信息應當及時記錄并進行選擇性備份，及時篩出非重要部分數(shù)據(jù)，備份的好的數(shù)據(jù)保存周期應當大于半年，隱私數(shù)據(jù)的安全等級必須達到安全保護第三級要求。從傳感器到用戶車載的信息記錄裝置再到交通指揮中心、交通監(jiān)控中心的接受顯示的響應時間不應超過10s，物聯(lián)網(wǎng)用戶信息裝置與交通指揮中心之間的通信巡檢周期不應大于30min;發(fā)生事故或者緊急避險時與上行系統(tǒng)通信的時間不應大于3s。五、智能交通在物聯(lián)網(wǎng)時代的應用前景隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與普及，物聯(lián)網(wǎng)的需求也將會不斷增長，海量的連接和毫秒級別的時延是支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，擁有延時低、覆蓋廣、超密集組網(wǎng)等特點的第五代移動通信技術(shù)比上一代移動通信技術(shù)在傳輸數(shù)據(jù)方面更加可靠和穩(wěn)定，但是想要達到“萬物互聯(lián)，安全先行”的話。那么，我們做到安全可靠，因此在不久的將來，5G和物聯(lián)網(wǎng)要相互磨合。同時，物聯(lián)網(wǎng)和ITS的融合也要不停的磨合，但是物聯(lián)網(wǎng)ITS的硬件設施的應用前景還是非常樂觀的，相信在不遠的將來，物聯(lián)網(wǎng)形成一種產(chǎn)業(yè)化形式時，智能交通能夠擁有更加廣泛的市場。第二章物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)的介紹一、物聯(lián)網(wǎng)交通系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)隨著人們生活水平的提高，我國的汽車人均使用率也在不斷提升，車輛擁堵狀況日益嚴重，擁堵的車流，嘈雜的喇叭，打亂了人們的生活秩序。停車難、車位少、短時間停車消耗大量的能源也對環(huán)境造成了諸多因素的危害，成為當下社會秩序與環(huán)境生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展待亟待解決的社會難題。智能交通系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)的智能技術(shù)，將嵌入式技術(shù)、交通信號控制、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)、交通大數(shù)據(jù)平臺、交通信號的模糊控制緊密結(jié)合在一起，把城市交通系統(tǒng)劃分為“點、線、面”三個層面，實現(xiàn)一個實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)。二、系統(tǒng)架構(gòu)其核心為下述幾個方面。（一）感知層由各種傳感器組成，其中包括RFID、GPS等傳感器，除了用于檢測道路車輛實時流量，遇到一些復雜路段時，還能及時反映當前的路面情況。而當這些數(shù)據(jù)傳到平臺上時，能夠顯示出每一輛車的車速?？梢栽诓煌范卧O定一定范圍的車速，如果駕駛員有超速行為，將及時提醒，若超過一定速度將自動進行罰款通報或者其他處理。發(fā)現(xiàn)一些車輛有異常流量，通過數(shù)據(jù)上傳可以及時判斷是否有事故發(fā)生，若有事故發(fā)生，則第一時間通知相關(guān)人員到現(xiàn)場進行檢查，還可以及時通知附近的車輛繞行。除了車與車之間、車與“云”之間做交互，還應當運用到車與行人、車與基站之間的交互。（二）網(wǎng)絡層傳感器采集的信息，通過5G+無線傳感網(wǎng)的方式將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心，形成超大規(guī)模的組網(wǎng)，完成整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運作。（三）應用層是整個事件處理的分析層和決策層，通過網(wǎng)絡層上傳上來的數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測并下達相關(guān)指令。它包括交通信息指揮中心、交通路線誘導系統(tǒng)、交通違章處理系統(tǒng)、交通監(jiān)控中心和車流量統(tǒng)計系統(tǒng)等。提供數(shù)據(jù)分析和組織決策。三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其核心為下述幾個方面。圖SEQ圖\*ARABIC圖SEQ圖\*ARABIC1智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（一）車輛控制系統(tǒng)車輛控制系統(tǒng)是車輛核心功能的重要組成部分。它可以輔助駕駛員駕駛汽車或代替駕駛員駕駛汽車，主要包括控制系統(tǒng)、車身及底盤、車載電源、電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電動機等。安全保護系統(tǒng)主要包括行車安全報警系統(tǒng)、行車自動控制和自動駕駛系統(tǒng)兩部分。車輛與障礙物之間的距離可以通過安裝在汽車前部、后部和側(cè)面的雷達、傳感器和攝像頭自動判斷。在緊急情況下，車載系統(tǒng)可以自動識別和剎車避讓，并可以根據(jù)實時更新的路況進行調(diào)整和控制。（二）交通監(jiān)控系統(tǒng)交通監(jiān)控系統(tǒng)將區(qū)域內(nèi)的照片和錄像通過監(jiān)控設備傳輸回交通控制中心和交通指揮中心。除了傳統(tǒng)的天網(wǎng)監(jiān)控探頭外，它還可以使用車輛的傳感器來分析交通流量大的區(qū)域中的數(shù)據(jù)，可以及時緩解和疏通交通流量，還可以分析返回的視頻以提供智能搜索和判斷車輛的路徑跟蹤，以及車輛線路軌跡的跟蹤，車輛違章，間隔速度測量，交通管制等，它可以在不同的日期和不同的時間段進行相同的跟蹤。交通監(jiān)控系統(tǒng)還為交通事故和非法犯罪提供了最有力，最及時的證據(jù)，并將法外狂熱者繩之以法。（三）車輛調(diào)度系統(tǒng)車輛調(diào)度系統(tǒng)通過車輛GPS定位，對隨行車輛信息進行實時定位，實現(xiàn)對車輛的運輸調(diào)度、車隊調(diào)度、客運調(diào)度，預警平臺調(diào)度等，可以對車流量的疏導，緊急公務以及急救消防的進行建立綠色通道還可以根據(jù)任務進行統(tǒng)籌優(yōu)化。同時能夠及時反饋司機的訴求，比如有些司機有急事或者是趕時間，能對司機的線路路況、里程、擁堵情況等做出及時的分析，還能對車輛狀況、油卡、車輛證件等信息進行統(tǒng)計。（四）旅游信息管理系統(tǒng)旅游交通信息系統(tǒng)是旅游交通和旅游信息化的重要標志。它能夠調(diào)查和估算各旅游景點的客流以及景點的具體情況，通過收集-處理-查詢，并集成各種功能和服務的信息管理系統(tǒng)。它可以智能地為旅客提供客源與旅游目的地之間的交通方案設計和內(nèi)部旅游交通的安排。第三章物聯(lián)網(wǎng)交通系統(tǒng)的設計及應用物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)的設計原則基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)的設計初衷是為了解決交通擁堵、交通安全以及在安全行車的同時保護我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，讓交通管理部門和社會治安管理部門的資源得到最大發(fā)揮。因此系統(tǒng)的設計需要滿足以下幾個條件：產(chǎn)品好用，操作簡單。不論是面向大眾的產(chǎn)品還是面向監(jiān)管部門的產(chǎn)品，都應滿足大多數(shù)人們的操作習慣，因為面對的使用群體可能是各個年齡段的人群，產(chǎn)品只有操作便捷、用戶交互人性化，才能增加實際的體驗。功能齊全，軟件響應速度快。隨著5G網(wǎng)絡的發(fā)展與普及，硬件迭代更新也在不斷加速，但也避免不了一些過時設備，因此產(chǎn)品的規(guī)格設計也應當考慮到這一點，在功能集群、完善的同時，不能降低用戶的體驗。保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性。在保證軟件沒有設計缺陷的前提下，服務器的穩(wěn)定性，也就是系統(tǒng)能承受多少人同時使用配套軟件而不會崩潰。只有這樣，在處理并發(fā)事件的時候，才能發(fā)揮出軟件的最大作用。保護系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的完整性。系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)會涉及到個人隱私，因此個人用戶信息、行車軌跡、GPS定位等隱私信息需要嚴格加密。同時，在一些公有資源信息共享的過程中，又要保障數(shù)據(jù)的完整性，不能給交通參與者提供錯數(shù)據(jù)、假數(shù)據(jù)，防止意外事故的發(fā)生。物聯(lián)網(wǎng)智能交通與無人機在新冠疫情期間，各地出現(xiàn)了許多用無人機給醫(yī)護人員、行人送口罩的新聞，無人機在現(xiàn)階段的用途也不止這些?，F(xiàn)階段無人機的自動巡航技術(shù)比自動駕駛的自動巡航技術(shù)更加成熟，因此無人機可以用于車輛亂停停放、停車壓線、道路逆行等行為的查處，還能應用于緊急情況下道路的疏散，當警察在執(zhí)行公務、消防車前往火災現(xiàn)場、救護車搶救病人、自然災害搶險等場景中，不僅能保證人的安全，還能高效率的進行交通疏導。但無人機的續(xù)航和質(zhì)量還應當改進，等5G技術(shù)成熟，無人機+智能路網(wǎng)的解決方案將大大提高他們執(zhí)行任務的效率。物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)的核心智能交通系統(tǒng)將人、路、車連接起來，其主要體現(xiàn)在微觀的交通信息采集、交通控制和誘導等方面，圍繞著交通管控類業(yè)務而展開，這里面卡口、電警業(yè)務占比較大，較為成熟其核心目的有三個，分別是“感”、“知”、“行”，“感”引申為傳感，即傳感器實時精準的數(shù)據(jù)采集，更注重于硬件設施的配備?！爸睌U充為了解，即通過5G+物聯(lián)網(wǎng)準確無誤的將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)平臺，體現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?、快速、高效?！靶小眲t可以理解為行動，即經(jīng)過前面?zhèn)鬏數(shù)玫降臄?shù)據(jù)，系統(tǒng)將通過一系列的判斷以及人為的干預，對緊急情況和交通違章進行判斷、分析，實現(xiàn)緊急事件交予人為干預、交通違章自動處理、路線數(shù)據(jù)自動規(guī)劃的基本操作。智能交通系統(tǒng)是保護城市安全的核心，智能交通不僅僅是技術(shù)上的協(xié)調(diào)與融合，還是能否將通訊技術(shù)發(fā)展到一個更高維度的重要體現(xiàn)。相比現(xiàn)行的行車記錄儀，智能化的系統(tǒng)能更加準確化的還原事故的起因，可以有效地規(guī)避事故的發(fā)生和保護道路的安全，還可以防止車輛被破壞或者被盜取。物聯(lián)網(wǎng)智能交通的應用領(lǐng)域區(qū)域交通管制實時測速監(jiān)測車輛防盜區(qū)域性路網(wǎng)信息通告（精確到車輛）車輛擁堵管制出租車、網(wǎng)約車監(jiān)控調(diào)度加油站自動收費車輛本身異常信息告警（車輛故障告警）停車場自動收費肇事、嫌疑車輛查詢及跟蹤突發(fā)情況的處理（救護車、消防車、警車的避讓）結(jié)合監(jiān)控核對套牌車真實信息…物聯(lián)網(wǎng)智能交通的實例于2020年5月28日在羊城晚報上發(fā)表的《深圳上線5G智能交通》一文中指出，深圳交警聯(lián)合深圳電信5G攜手共創(chuàng)全國首條“5G智慧交通示范路”——新洲路，該路實現(xiàn)5G交通專網(wǎng)，在發(fā)生小事故時，可以向交管平臺回傳視頻進行處理，相比以前的調(diào)取有線視頻監(jiān)控，5G將發(fā)揮低延遲，高速度，穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c。不僅如此，如果該路段發(fā)生交通擁堵，路段的視頻第一時間也會被回傳到專網(wǎng)，提高交警的辦事效率，保障路段的暢通。結(jié)論本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)對交通數(shù)據(jù)的精準采集，并通過5G、無線傳感網(wǎng)的傳輸、云計算、大數(shù)據(jù)的處理共同協(xié)助完成交通信息的實時共享和控制，為緩解交通壓力、避免發(fā)生事故和防止違法犯罪提供了一個