基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通管理系統(tǒng)研究綜述

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通管理系統(tǒng)研究綜述 智能交通系統(tǒng)(ITS)，是指將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等應(yīng)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系從而形成的一種信息化、智能化、社會(huì)化的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)使交通基礎(chǔ)設(shè)施能發(fā)揮最大效能。隨著互聯(lián)網(wǎng)、移運(yùn)通信網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能交通已見(jiàn)雛形，在未來(lái)幾年將具有極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?、 物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱(chēng)是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是

2、在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。第一，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類(lèi)型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類(lèi)別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。第二，它是一種建

3、立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)各種有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過(guò)程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。第三，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶(hù)的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。2、 智能交通系統(tǒng)智能交通

4、系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)ITS)是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS可以有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率，因而，日益受到各國(guó)的重視。智能交通系統(tǒng)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)： （1）著眼于交通信息的廣泛應(yīng)用與服務(wù)；（2）著眼于提高既有交通設(shè)施的運(yùn)行效率。 與一般技術(shù)系統(tǒng)相比。智能交通系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中的整體性要求更加嚴(yán)格這種整體性體

5、現(xiàn)在：（1） 跨行業(yè)特點(diǎn)。智能交通系統(tǒng)建設(shè)涉及眾多行業(yè)領(lǐng)域，是社會(huì)廣泛參與的復(fù)雜巨型系統(tǒng)工程，從而造成復(fù)雜的行業(yè)間協(xié)調(diào)問(wèn)題。（2） 技術(shù)領(lǐng)域特點(diǎn)。智能交通系統(tǒng)綜合了交通工程、信息工程，通信技術(shù)、控制工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)等眾多科學(xué)領(lǐng)域的成果，需要眾多領(lǐng)域的技術(shù)人員共同協(xié)作。（3） 政府、企業(yè)、科研單位及高等院校共同參與，恰當(dāng)?shù)慕巧ㄎ缓腿蝿?wù)分擔(dān)是系統(tǒng)有效展開(kāi)的重要前提條件。 3、 物聯(lián)網(wǎng)與智能交通融合的必然性ITS技術(shù)：是將傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、視頻檢測(cè)識(shí)別技術(shù)、GPS、信息發(fā)布技術(shù)等運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系中，從而建立起實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的、高效

6、的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)論：ITS，是作為繼計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)之后的又一新興朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，其與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是必須的也是必然的，智能交通行業(yè)已被公認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展落到實(shí)際應(yīng)用的最能夠取得成功的優(yōu)先行業(yè)之一；必將能夠創(chuàng)造出巨大的應(yīng)用空間和市場(chǎng)價(jià)值。4、 物聯(lián)網(wǎng)與智能交通1. 概述 作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分，智能交通具有行業(yè)市場(chǎng)成熟度較高，行業(yè)傳感技術(shù)成熟，政府扶持力度大

7、的特點(diǎn)，在建設(shè)“數(shù)字城市”和“智慧城市”的口號(hào)中，智能交通系統(tǒng)在許多城市已經(jīng)開(kāi)始規(guī)模化應(yīng)用，市場(chǎng)前景廣闊，投資機(jī)會(huì)巨大，將成為未來(lái)幾年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域已有雛形，例如“車(chē)-路”信息系統(tǒng)一直是智能交通發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。在國(guó)際上，美國(guó)的IVHS、日本的VICS等系統(tǒng)通過(guò)車(chē)輛和道路之間建立有效的信息通信，實(shí)現(xiàn)智能交通的管理和信息服務(wù)。 現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)為RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。RFID具有車(chē)輛通信、自動(dòng)識(shí)別、定位和遠(yuǎn)距離監(jiān)控等功能，是物聯(lián)網(wǎng)的基本感知和識(shí)別技術(shù)之一，在移動(dòng)車(chē)輛的識(shí)別和管理系統(tǒng)方面有著非常廣泛的應(yīng)用。RFID已經(jīng)成為服務(wù)ITS重要的信息技術(shù)；另外，

8、作為汽車(chē)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源之一的RFID技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”的重要技術(shù)條件。目前，RFID技術(shù)主要在智能公交定位管理和信號(hào)優(yōu)先、智能停車(chē)管理、車(chē)輛類(lèi)型及流量信息采集、路橋電子不停車(chē)收費(fèi)、高速公路多義性路徑識(shí)別及車(chē)輛速度計(jì)算分析等方面取得了一定的應(yīng)用成效。而物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在識(shí)別上，也要發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)?；赗FID等標(biāo)簽技術(shù)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)概念也開(kāi)始被通用、大眾等汽車(chē)產(chǎn)商提出?！败?chē)聯(lián)網(wǎng)”的概念更能體現(xiàn)RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用?！败?chē)聯(lián)網(wǎng)”是指裝載在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)RFID等識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車(chē)輛的屬性信息和靜、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有車(chē)輛的運(yùn)行狀

9、態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。國(guó)家正在推動(dòng)汽車(chē)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源技術(shù)的發(fā)展。汽車(chē)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)信源技術(shù)是基于RFID開(kāi)發(fā)的涉車(chē)信息資源的應(yīng)用技術(shù)，它的開(kāi)發(fā)將推動(dòng)“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”和RFID產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)用于交通系統(tǒng)的監(jiān)控等應(yīng)用中。近年來(lái)，美國(guó)、日本和歐洲的發(fā)達(dá)國(guó)家正加緊研究基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)。例如，密西根科技大學(xué)2004 年提出將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)用于智能交通，并對(duì)節(jié)點(diǎn)間組網(wǎng)及信息交互進(jìn)行了仿真與試驗(yàn)；K.Xing等人提出基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的高速公路安全預(yù)警新方法，很好地迎合了ITS大會(huì)所提出的“零傷亡，零延遲”的目標(biāo)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能交通的諸多方面都有著廣泛的應(yīng)用前景,

10、如交通數(shù)據(jù)采集、交通信息發(fā)布、電子收費(fèi)、智能交通信號(hào)控制、停車(chē)管理、綜合信息服務(wù)平臺(tái)、智能公交與軌道交通、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)和綜合信息平臺(tái)技術(shù)等。除了RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，3G技術(shù)的發(fā)展也給智能交通的信息傳輸帶來(lái)解決方案。3G技術(shù)的發(fā)展和3G網(wǎng)絡(luò)的商用，為智能交通的數(shù)字、語(yǔ)音和視頻圖像等信息的實(shí)時(shí)傳輸、監(jiān)控、調(diào)度發(fā)揮了重要作用。影響道路通暢的基本因素為：人、車(chē)、路、環(huán)境這四個(gè)基本元素。智能交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)該分為以下主要功能模塊：一、信息檢測(cè)感知系統(tǒng)。通過(guò)磁、RFID、GPS等傳感器手段檢測(cè)道路車(chē)輛實(shí)時(shí)流量；通過(guò)雷達(dá)等傳感器手段監(jiān)測(cè)車(chē)輛實(shí)時(shí)車(chē)速；通過(guò)視頻傳感器畫(huà)面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通事故事件。通過(guò)以R

11、FID技術(shù)和傳感器技術(shù)在獲取物體接入的智能的狀態(tài)信息，對(duì)物理世界和虛擬世界進(jìn)行建立。二、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器采集的信息可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、3G或其他方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心，組成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。有了虛擬世界以后可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過(guò)大量的網(wǎng)絡(luò)智能化的計(jì)算形成物和物相連，形成整個(gè)系統(tǒng)協(xié)同的運(yùn)作。三、信息處理與決策系統(tǒng)。包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集中心；數(shù)據(jù)智能處理分析中心；智能交通路線(xiàn)誘導(dǎo)系統(tǒng)；照能控制系統(tǒng)；交通環(huán)境控制系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)是把物品智能連接起來(lái)，采用云計(jì)算等智能計(jì)算的技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析和處理，提升對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)決策和控制，為社會(huì)提供先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)智能網(wǎng)絡(luò)，更好地服務(wù)于交通管理。例

12、如，為了更好的保障世博期間的車(chē)輛安全，上海電信將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到世博的交通監(jiān)控上，該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)視頻與傳感器技術(shù)結(jié)合的方式，通過(guò)對(duì)煙霧、振動(dòng)和加速度等元素的控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的車(chē)速、開(kāi)關(guān)門(mén)、急剎車(chē)、碰撞、側(cè)翻、超速、越界(偏離運(yùn)營(yíng)路線(xiàn))等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還可以對(duì)危險(xiǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2.物聯(lián)網(wǎng)在智能交通上的應(yīng)用領(lǐng)域（1）先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS) ATIS是建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的。交通參與者通過(guò)裝備在道路上、車(chē)上、換乘站上、停車(chē)場(chǎng)上以及氣象中心的傳感器和傳輸設(shè)備，向交通信息中心提供各地的實(shí)時(shí)交通信息；ATIS得到這些信息并通過(guò)處理后，實(shí)時(shí)向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息

13、、換乘信息、交通氣象信息、停車(chē)場(chǎng)信息以及與出行相關(guān)的其他信息；出行者根據(jù)這些信息確定自己的出行方式、選擇路線(xiàn)。更進(jìn)一步，當(dāng)車(chē)上裝備了自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)可以幫助駕駛員自動(dòng)選擇行駛路線(xiàn)。（2）先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(ATMS) ATMS有一部分與ATIS共用信息采集、處理和傳輸系統(tǒng)，但是ATMS主要是給交通管理者使用的，用于檢測(cè)控制和管理公路交通，在道路、車(chē)輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。它將對(duì)道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況和交通環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視，依靠先進(jìn)的車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，獲得有關(guān)交通狀況的信息，并根據(jù)收集到的信息對(duì)交通進(jìn)行控制，如信號(hào)燈、發(fā)布誘導(dǎo)信息、道路管制、事

14、故處理與救援等。（3）先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)(APTS) APTS的主要目的是采用各種智能技術(shù)促進(jìn)公共運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，使公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全便捷、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)量大的目標(biāo)。如通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)、閉路電視等向公眾就出行方式和事件、路線(xiàn)及車(chē)次選擇等提供咨詢(xún)，在公交車(chē)站通過(guò)顯示器向候車(chē)者提供車(chē)輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。在公交車(chē)輛管理中心，可以根據(jù)車(chē)輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)合理安排發(fā)車(chē)、收車(chē)等計(jì)劃，提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量。（4）先進(jìn)的車(chē)輛控制系統(tǒng)(AVCS) AVCS的目的是開(kāi)發(fā)幫助駕駛員實(shí)行本車(chē)輛控制的各種技術(shù)，從而使汽車(chē)行駛安全、高效。AVCS包括對(duì)駕駛員的警告和幫助，障礙物避免等自動(dòng)駕駛技術(shù)。（5）貨運(yùn)管理系統(tǒng) 這里指以高速道路網(wǎng)和信

15、息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用物流理論進(jìn)行管理的智能化的物流管理系統(tǒng)。綜合利用衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效組織貨物運(yùn)輸，提高貨運(yùn)效率。（6）電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC) ETC是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上的車(chē)載器與在收費(fèi)站ETC車(chē)道上的微波天線(xiàn)之間的微波專(zhuān)用短程通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)而能交納路橋費(fèi)的目的，且所交納的費(fèi)用經(jīng)過(guò)后臺(tái)處理后清分給相關(guān)的收益業(yè)主。在現(xiàn)有的車(chē)道上安裝電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，可以使車(chē)道的通行能力提高35倍。（7）緊急救援系統(tǒng)(EMS) EMS是一個(gè)特殊的系統(tǒng)，它的基礎(chǔ)是ATIS、ATM

16、S和有關(guān)的救援機(jī)構(gòu)和設(shè)施，通過(guò)ATIS和ATMS將交通監(jiān)控中心與職業(yè)的救援機(jī)構(gòu)聯(lián)成有機(jī)的整體，為道路使用者提供車(chē)輛故障現(xiàn)場(chǎng)緊急處置、拖車(chē)、現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)、排除事故車(chē)輛等服務(wù)。具體包括:1）車(chē)主可通過(guò)電話(huà)、短信、翼卡車(chē)聯(lián)網(wǎng)三種方式了解車(chē)輛具體位置和行駛軌跡等信息；2）車(chē)輛失盜處理：此系統(tǒng)可對(duì)被盜車(chē)輛進(jìn)行遠(yuǎn)程斷油鎖電操作并追蹤車(chē)輛位置；3）車(chē)輛故障處理：接通救援專(zhuān)線(xiàn)，協(xié)助救援機(jī)構(gòu)展開(kāi)援助工作；4）交通意外處理：此系統(tǒng)會(huì)在10秒鐘后自動(dòng)發(fā)出求救信號(hào)，通知救援機(jī)構(gòu)進(jìn)行救援。3. 物聯(lián)網(wǎng)智能交通模型ITS作為一個(gè)信息化的系統(tǒng)。它的各個(gè)組成部分和各種功能都是以交通信息應(yīng)用為中心展開(kāi)的，因此，實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確的交

17、通信息是實(shí)現(xiàn)城市交通智能化的關(guān)鍵。從系統(tǒng)功能上講，這個(gè)系統(tǒng)必須將汽車(chē)、駕駛者、道路以及相關(guān)的服務(wù)部門(mén)相互連接起來(lái)。并使道路與汽車(chē)的運(yùn)行功能智能化，從而使公眾能夠高效地使用公路交通設(shè)施和能源。其具體的實(shí)現(xiàn)方式是：該系統(tǒng)采集到的各種道路交通及各種服務(wù)信息。經(jīng)過(guò)交通管理中心集中處理后，傳送到公路交通系統(tǒng)的各個(gè)用戶(hù)，出行者可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的交通方式和交通路線(xiàn)的選擇；交通管理部門(mén)可以自動(dòng)進(jìn)行交通疏導(dǎo)、控制和事故處理；運(yùn)輸部門(mén)可以隨時(shí)掌握所屬車(chē)輛的動(dòng)態(tài)情況，進(jìn)行合理調(diào)度。這樣，路網(wǎng)上的交通經(jīng)常處于最佳狀態(tài)，能夠改善交通擁擠，最大限度地提高路網(wǎng)的通行能力及機(jī)動(dòng)性、安全性和生產(chǎn)效率。美國(guó)是應(yīng)用ITS較為成功的國(guó)家

18、。1995年美國(guó)交通部出版的“國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”，明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的7大領(lǐng)域和29個(gè)用戶(hù)服務(wù)功能。7大領(lǐng)域包括出行和交通管理系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公共交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、商用車(chē)輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車(chē)輛控制和安全系統(tǒng)。目前ITS在美國(guó)的應(yīng)用已達(dá)80以上，而且相關(guān)的產(chǎn)品也較先進(jìn)。美國(guó)ITS應(yīng)用在車(chē)輛安全系統(tǒng)(占51)、電子收費(fèi)(占37)、公路及車(chē)輛管理系統(tǒng)(占28)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)(占20)、商業(yè)車(chē)輛管理系統(tǒng)(占14)方面發(fā)展較快。下面結(jié)合美國(guó)成功的ITS案例，簡(jiǎn)要說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)下的智能交通系統(tǒng)模型如圖1所示。圖1 物聯(lián)網(wǎng)智能交通模型(1)中心型子系統(tǒng)(CenterS

19、ubsystems)該子系統(tǒng)包括交通管理子系統(tǒng)(TrafficManagementSubsystem)、突發(fā)事件管理子系統(tǒng)(EmergencyManagementSubsystem)、收費(fèi)管理子系統(tǒng)(TollAdministrationSubsystem)、商用車(chē)輛管理子系統(tǒng)(CommercialVehicle Administration Subsystem)、維護(hù)與工程管理子系統(tǒng)(MaintenanceConstructionManagementSubsystemJ、信息服務(wù)提供子系統(tǒng)(InformationService ProviderSubsystem)、尾氣排放管理子系統(tǒng)(Emis

20、sionsManagementSubsystem)、公共交通管理子系統(tǒng)(TransitManagementSubsystem)、車(chē)隊(duì)及貨運(yùn)管理子系統(tǒng)(FleetandFreight ManagementSubsystem)及存檔數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)(Archived DataManagementSubsystem)10個(gè)子系統(tǒng)。該類(lèi)子系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是空間上的獨(dú)立性，即在空間位置的選擇上不受交通基礎(chǔ)設(shè)旄的制約。這類(lèi)子系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)通暢依賴(lài)于有線(xiàn)通訊。(2)區(qū)域型子系統(tǒng)(FieldSubsystems)該子系統(tǒng)包括道路子系統(tǒng)(RoadwaySubsystem)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)(SecurityM

21、onitoring Subsystem)、公路收費(fèi)子系統(tǒng)(TollCollection Subsystem)、停車(chē)管理子系統(tǒng)(ParkingManagementSubsystem)和商用車(chē)輛核查子系統(tǒng)(CommercialVehicle CheckSubsystem)5個(gè)子系統(tǒng)屬于區(qū)域類(lèi)型。這類(lèi)子系統(tǒng)通常需要進(jìn)入路邊的某些具體位置來(lái)安裝或維護(hù)諸如檢測(cè)器、信號(hào)燈、程控信息板等設(shè)施。區(qū)域型子系統(tǒng)一般要與一個(gè)或多個(gè)中心型子系統(tǒng)以有線(xiàn)方式連接，同時(shí)還往往需要與通過(guò)其所部署路段的車(chē)輛進(jìn)行信息交互。（3)旅行者子系統(tǒng)(TravelerSubsystems) 該類(lèi)子系統(tǒng)以旅行者或旅行服務(wù)業(yè)經(jīng)營(yíng)者為服務(wù)對(duì)象，

22、運(yùn)用智能交通系統(tǒng)的有關(guān)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)多式聯(lián)運(yùn)旅行(MultimodalTraveling)的有效支持。遠(yuǎn)程旅行支持子系統(tǒng)(RemoteTravelerSupportSubsystem)和個(gè)人信息訪(fǎng)問(wèn)子系統(tǒng)(PersonalInformationAccessSubsystem)屬于旅行者子系統(tǒng)。旅行者子系統(tǒng)可通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式與其它類(lèi)型的子系統(tǒng)問(wèn)進(jìn)行直接的信息傳遞。(4)車(chē)輛型子系統(tǒng)(VehicleSubsystems) 該類(lèi)子系統(tǒng)的特點(diǎn)是安裝在車(chē)輛上。根據(jù)載體車(chē)輛的種類(lèi)。車(chē)輛型子系統(tǒng)又可細(xì)分為普通車(chē)輛子系統(tǒng)(VehiCleSubsystem)、緊急車(chē)輛子系統(tǒng)(EmergencyVehicleSub

23、system)、商用車(chē)輛子系統(tǒng)(CommercialVehicIe Subsystem)、公交車(chē)輛子系統(tǒng)(TransitVehicleSubsystem)和維護(hù)與工程車(chē)輛子系統(tǒng)(MaintenanceConstructionVehicleSubsystem)。這些子系統(tǒng)可根據(jù)需要與中心型子系統(tǒng)、區(qū)域型子系統(tǒng)及旅行者子系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。也可與其它載體車(chē)輛進(jìn)行車(chē)輛間通訊。 每種類(lèi)型的子系統(tǒng)通常共享通訊單元。作為子系統(tǒng)間信息渠道的一個(gè)構(gòu)成部分，通訊單元所起的作用僅僅是傳遞信息，并不參與智能交通系統(tǒng)的信息加工和處理。具體通訊單元的選定具有相當(dāng)大的自由度，有線(xiàn)通訊單元可選擇光纜、同軸電纜或雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等。

24、而廣域無(wú)線(xiàn)通訊是近些年來(lái)發(fā)展很快的一個(gè)領(lǐng)域，可供選擇的技術(shù)種類(lèi)繁多且更新很快。五、物聯(lián)網(wǎng)智能交通應(yīng)用交通誘導(dǎo)1）技術(shù)突破點(diǎn)在實(shí)際的應(yīng)用中，智能交通有以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)突破點(diǎn)：先進(jìn)的檢測(cè)、感知、識(shí)別技術(shù)和車(chē)載設(shè)備。通過(guò)采用射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)獲取人與物的地理位置、身份信息等，實(shí)現(xiàn)物物相通，包括新一代車(chē)載電子裝置、車(chē)輛自動(dòng)駕駛設(shè)備、駕駛員駕駛能力和精神狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)儀表的研制與開(kāi)發(fā)使用。建立信息網(wǎng)絡(luò)。信息網(wǎng)絡(luò)需要收集的信息包括：交通基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)行自然狀態(tài)。設(shè)計(jì)、施工、使用與維護(hù)檔案，環(huán)境狀況，有關(guān)的天氣條件和預(yù)測(cè)的天氣變化等信息。交通事故自動(dòng)檢測(cè)、預(yù)警應(yīng)變技術(shù)。交通事故一旦發(fā)生，關(guān)鍵是要盡快地將救

25、護(hù)人員召集到事故現(xiàn)場(chǎng)。要求車(chē)載裝置能自動(dòng)檢測(cè)事故的發(fā)生，及時(shí)自動(dòng)地通報(bào)事故發(fā)生地點(diǎn)和傷員人數(shù)及其傷情。先進(jìn)的交通管理調(diào)度系統(tǒng)。需要具備“智能地”、白適應(yīng)地管理各種地面交通的能力，實(shí)時(shí)地監(jiān)視、探測(cè)區(qū)域性交通流運(yùn)行狀況，快速地收集各種交通流運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)地分析交通流運(yùn)行特征，從而預(yù)測(cè)交通流的變化，并制定最佳應(yīng)變措施和方案。如： “車(chē)輛一道路自動(dòng)化協(xié)作系統(tǒng)”、“車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”。2）交通誘導(dǎo)概述 交通誘導(dǎo)系統(tǒng)指在城市或高速公路網(wǎng)的主要交通路口，布設(shè)交通誘導(dǎo)屏，為出行者指示下游道路的交通狀況讓出行者選擇合適的行駛道路，既為出行者提供了出行誘導(dǎo)服務(wù)，同時(shí)調(diào)節(jié)了交通流的分配，改善交通狀況。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)由以下四

26、個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：交通流采集子系統(tǒng)、車(chē)輛定位子系統(tǒng)、交通信息服務(wù)子系統(tǒng)和行車(chē)路線(xiàn)優(yōu)化子系統(tǒng)。交通流采集子系統(tǒng) 城市安裝自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)交通誘導(dǎo)的前提條件。這個(gè)子系統(tǒng)包括兩個(gè)關(guān)鍵詞：一個(gè)是交通信號(hào)控制應(yīng)是實(shí)時(shí)自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)，另一個(gè)是接口技術(shù)的研究，即把獲得的網(wǎng)絡(luò)中的交通流傳送到交通流誘導(dǎo)主機(jī)，利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通分配模型和相應(yīng)的軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)交通分配，滾動(dòng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中各路段和交叉口的交通流量，為誘導(dǎo)提供依據(jù)。車(chē)輛定位子系統(tǒng) 車(chē)輛定位子系統(tǒng)的功能是確定車(chē)輛在路網(wǎng)中的準(zhǔn)確位置。車(chē)輛定位技術(shù)主要有如下幾種方法：地圖匹配(Map Matching)定位、推算(DeadRecking)定位、全球定

27、位系統(tǒng)(GPS)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)、路上無(wú)線(xiàn)電頻率(TRF)定位。交通信息服務(wù)子系統(tǒng) 交通信息服務(wù)子系統(tǒng)是交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，它把主機(jī)運(yùn)算出來(lái)的交通信息(包括預(yù)測(cè)的交通信息)通過(guò)各種傳播媒體傳送給公眾。這些媒體包括有線(xiàn)電視、聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、路邊的可變信息標(biāo)志和車(chē)載的信息系統(tǒng)等。行車(chē)路線(xiàn)優(yōu)化子系統(tǒng) 行車(chē)路線(xiàn)優(yōu)化子系統(tǒng)的作用是依據(jù)車(chē)輛定位子系統(tǒng)所確定的車(chē)輛在網(wǎng)絡(luò)中的位置和出行者輸入的目的地，結(jié)合交通數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)傳輸?shù)穆肪W(wǎng)交通信息，為出行者提供能夠避免交通擁擠、減少延誤及高效率到達(dá)目的地的行車(chē)路線(xiàn)。在車(chē)載信息系統(tǒng)的顯示屏上給出車(chē)輛行駛前方道路網(wǎng)狀況圖，并用箭頭線(xiàn)標(biāo)示建議的最佳行

28、駛路線(xiàn)。六、物聯(lián)網(wǎng)智能交通應(yīng)用公安管理1車(chē)輛不停車(chē)稽查系統(tǒng) 技術(shù)設(shè)備及工作原理該系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成：車(chē)載標(biāo)簽、 RFID閱讀器(高速遠(yuǎn)距離超高頻閱讀器)、后臺(tái)計(jì)算機(jī)控制中心。 當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入監(jiān)測(cè)范圍后，超高頻閱讀器從行駛車(chē)輛的電子標(biāo)簽中讀出車(chē)牌號(hào)碼A1，攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝車(chē)牌圖像，并傳輸至交通管理指揮中心，由車(chē)輛牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(VEC)識(shí)別出車(chē)牌號(hào)碼A2。系統(tǒng)將A1與A2進(jìn)行比對(duì)如果沒(méi)有與A2一致的A1存在，則必然為假套牌車(chē)等違法車(chē)輛，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警，執(zhí)法人員即可將其緝拿；如果A2與A1一致，再看A1是否在交管部門(mén)所列的黑名單之中，由此可識(shí)別拖欠稅費(fèi)、未繳罰款、報(bào)廢車(chē)、未按時(shí)年檢等違規(guī)車(chē)輛該系統(tǒng)可有效地提高交通管理部門(mén)對(duì)報(bào)廢車(chē)、假牌、套牌車(chē)輛、未繳罰款、未買(mǎi)交強(qiáng)險(xiǎn)、未按期年檢等違法車(chē)輛的查處效率。從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，RFID技術(shù)的應(yīng)用除了可服務(wù)于違法車(chē)輛的查處，也有潛力擴(kuò)展到高速公路收費(fèi)、加油、停車(chē)、出入控制等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。 2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通體系框架 這種架構(gòu)下的智能交通體系通過(guò)路網(wǎng)斷面和縱剖面的交通信息的實(shí)時(shí)全天候采集和智能分析，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能交通系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)、路徑規(guī)劃和信號(hào)控制系統(tǒng)的智能綠波控制和區(qū)域路網(wǎng)交通管控，為新建路網(wǎng)交通信息采集功能設(shè)置和設(shè)置配置提供規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，便于整個(gè)交通信息系統(tǒng)的集成整