【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(yīng)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(gè)總括術(shù)語，指越來越多的電子設(shè)備不是傳統(tǒng)計(jì)算設(shè)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(yùn)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(shí)物的現(xiàn)實(shí)世界。對消費(fèi)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(luò)互動(dòng)；他們的許多日常物品和器械可以通過最少的人工干預(yù)從該網(wǎng)絡(luò)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(shè)備。從廣義上講，它們是互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備，所以它們每個(gè)都有獨(dú)立的IP地址。它們的廣泛運(yùn)用從大型機(jī)械設(shè)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(gè)人設(shè)備。這些設(shè)備可以監(jiān)控個(gè)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(gè)過程都需要按照使用的情況而進(jìn)行安排。收集數(shù)據(jù)是通過將物聯(lián)網(wǎng)從設(shè)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(luò)或無線移動(dòng)數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)同步到具有存儲和計(jì)算功率的數(shù)據(jù)中心或云，也可以進(jìn)行傳輸中間設(shè)備并在發(fā)送數(shù)據(jù)之前對其進(jìn)行匯總。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與其他設(shè)備通信時(shí)，它們可以使用各種各樣的通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。其中許多是為處理能力有限或電量小的設(shè)備量身定制的。其中一些你肯定聽說過，例如，一些設(shè)備使用Wi-Fi或藍(lán)牙，一些設(shè)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(fèi)者的信任至關(guān)重要，但到目前為止，太多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備很少考慮安全的基本知識，例如在傳輸和靜止時(shí)加密數(shù)據(jù)。三、物聯(lián)網(wǎng)交通相關(guān)概念20世紀(jì)70年代以來，由于發(fā)達(dá)國家大力發(fā)展汽車工業(yè)和道路基礎(chǔ)設(shè)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(jìn)運(yùn)輸技術(shù)(AdvancedTransportTechnology,ATT)、日本的車輛道路與智能交通學(xué)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(jìn)的計(jì)算機(jī)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(dòng)控制技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)交通管理體系﹐將人、路、車有機(jī)結(jié)合起來，以達(dá)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(shí)時(shí)、準(zhǔn)確高效的交通運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。[2]物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)采集功能能為智能交通提供強(qiáng)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(shí)實(shí)現(xiàn)上行和下行的需求，能夠第一時(shí)間把重要的信息傳達(dá)給交通參與者，無論是廣度還是深度，物聯(lián)網(wǎng)在這個(gè)環(huán)節(jié)上都是其他介質(zhì)無法相比擬的，同時(shí)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(biāo)采集到的精確信息應(yīng)當(dāng)及時(shí)記錄并進(jìn)行選擇性備份，及時(shí)篩出非重要部分?jǐn)?shù)據(jù)，備份的好的數(shù)據(jù)保存周期應(yīng)當(dāng)大于半年，隱私數(shù)據(jù)的安全等級必須達(dá)到安全保護(hù)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(yīng)時(shí)間不應(yīng)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(yīng)大于30min;發(fā)生事故或者緊急避險(xiǎn)時(shí)與上行系統(tǒng)通信的時(shí)間不應(yīng)大于3s。五、智能交通在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的應(yīng)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(shí)延是支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，擁有延時(shí)低、覆蓋廣、超密集組網(wǎng)等特點(diǎn)的第五代移動(dòng)通信技術(shù)比上一代移動(dòng)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(dá)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(shí)，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(shè)施的應(yīng)用前景還是非常樂觀的，相信在不遠(yuǎn)的將來，物聯(lián)網(wǎng)形成一種產(chǎn)業(yè)化形式時(shí)，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(yán)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(shí)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(dāng)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(diǎn)、線、面”三個(gè)層面，實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。二、系統(tǒng)架構(gòu)其核心為下述幾個(gè)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(shí)時(shí)流量，遇到一些復(fù)雜路段時(shí)，還能及時(shí)反映當(dāng)前的路面情況。而當(dāng)這些數(shù)據(jù)傳到平臺上時(shí)，能夠顯示出每一輛車的車速?？梢栽诓煌范卧O(shè)定一定范圍的車速，如果駕駛員有超速行為，將及時(shí)提醒，若超過一定速度將自動(dòng)進(jìn)行罰款通報(bào)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(shí)判斷是否有事故發(fā)生，若有事故發(fā)生，則第一時(shí)間通知相關(guān)人員到現(xiàn)場進(jìn)行檢查，還可以及時(shí)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(yīng)當(dāng)運(yùn)用到車與行人、車與基站之間的交互。（二）網(wǎng)絡(luò)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(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)作。（三）應(yīng)用層是整個(gè)事件處理的分析層和決策層，通過網(wǎng)絡(luò)層上傳上來的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測并下達(dá)相關(guān)指令。它包括交通信息指揮中心、交通路線誘導(dǎo)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(jì)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(gè)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(dòng)電動(dòng)機(jī)等。安全保護(hù)系統(tǒng)主要包括行車安全報(bào)警系統(tǒng)、行車自動(dòng)控制和自動(dòng)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(dá)、傳感器和攝像頭自動(dòng)判斷。在緊急情況下，車載系統(tǒng)可以自動(dòng)識別和剎車避讓，并可以根據(jù)實(shí)時(shí)更新的路況進(jìn)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(shè)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(shí)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(shí)間段進(jìn)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(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)定位，實(shí)現(xiàn)對車輛的運(yùn)輸調(diào)度、車隊(duì)調(diào)度、客運(yùn)調(diào)度，預(yù)警平臺調(diào)度等，可以對車流量的疏導(dǎo)，緊急公務(wù)以及急救消防的進(jìn)行建立綠色通道還可以根據(jù)任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化。同時(shí)能夠及時(shí)反饋司機(jī)的訴求，比如有些司機(jī)有急事或者是趕時(shí)間，能對司機(jī)的線路路況、里程、擁堵情況等做出及時(shí)的分析，還能對車輛狀況、油卡、車輛證件等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。（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(biāo)志。它能夠調(diào)查和估算各旅游景點(diǎn)的客流以及景點(diǎn)的具體情況，通過收集-處理-查詢，并集成各種功能和服務(wù)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)保護(hù)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(shè)計(jì)需要滿足以下幾個(gè)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(yīng)滿足大多數(shù)人們的操作習(xí)慣，因?yàn)槊鎸Φ氖褂萌后w可能是各個(gè)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(shí)際的體驗(yàn)。功能齊全，軟件響應(yīng)速度快。隨著5G網(wǎng)絡(luò)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(shí)設(shè)備，因此產(chǎn)品的規(guī)格設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)考慮到這一點(diǎn)，在功能集群、完善的同時(shí)，不能降低用戶的體驗(yàn)。保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性。在保證軟件沒有設(shè)計(jì)缺陷的前提下，服務(wù)器的穩(wěn)定性，也就是系統(tǒng)能承受多少人同時(shí)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(shí)候，才能發(fā)揮出軟件的最大作用。保護(hù)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(gè)人隱私，因此個(gè)人用戶信息、行車軌跡、GPS定位等隱私信息需要嚴(yán)格加密。同時(shí)，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(cuò)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(jī)在新冠疫情期間，各地出現(xiàn)了許多用無人機(jī)給醫(yī)護(hù)人員、行人送口罩的新聞，無人機(jī)在現(xiàn)階段的用途也不止這些?，F(xiàn)階段無人機(jī)的自動(dòng)巡航技術(shù)比自動(dòng)駕駛的自動(dòng)巡航技術(shù)更加成熟，因此無人機(jī)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(yīng)用于緊急情況下道路的疏散，當(dāng)警察在執(zhí)行公務(wù)、消防車前往火災(zāi)現(xiàn)場、救護(hù)車搶救病人、自然災(zāi)害搶險(xiǎn)等場景中，不僅能保證人的安全，還能高效率的進(jìn)行交通疏導(dǎo)。但無人機(jī)的續(xù)航和質(zhì)量還應(yīng)當(dāng)改進(jìn)，等5G技術(shù)成熟，無人機(jī)+智能路網(wǎng)的解決方案將大大提高他們執(zhí)行任務(wù)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(dǎo)等方面，圍繞著交通管控類業(yè)務(wù)而展開，這里面卡口、電警業(yè)務(wù)占比較大，較為成熟其核心目的有三個(gè)，分別是“感”、“知”、“行”，“感”引申為傳感，即傳感器實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集，更注重于硬件設(shè)施的配備?！爸睌U(kuò)充為了解，即通過5G+物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)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。“行”則可以理解為行動(dòng)，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(yù)，對緊急情況和交通違章進(jìn)行判斷、分析，實(shí)現(xiàn)緊急事件交予人為干預(yù)、交通違章自動(dòng)處理、路線數(shù)據(jù)自動(dòng)規(guī)劃的基本操作。智能交通系統(tǒng)是保護(hù)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(gè)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(zhǔn)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(hù)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(yīng)用領(lǐng)域區(qū)域交通管制實(shí)時(shí)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(dòng)收費(fèi)車輛本身異常信息告警（車輛故障告警）停車場自動(dòng)收費(fèi)肇事、嫌疑車輛查詢及跟蹤突發(fā)情況的處理（救護(hù)車、消防車、警車的避讓）結(jié)合監(jiān)控核對套牌車真實(shí)信息…物聯(lián)網(wǎng)智能交通的實(shí)例于2020年5月28日在羊城晚報(bào)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(shí)現(xiàn)5G交通專網(wǎng)，在發(fā)生小事故時(shí)，可以向交管平臺回傳視頻進(jìn)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(diǎn)。不僅如此，如果該路段發(fā)生交通擁堵，路段的視頻第一時(shí)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(zhǔn)采集，并通過5G、無線傳感網(wǎng)的傳輸、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的處理共同協(xié)助完成交通信息的實(shí)時(shí)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(gè)