時(shí)間：2023-06-02 09:02:36
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【關(guān)鍵詞】智能交通 圖像處理技術(shù) 概述 應(yīng)用
我國(guó)經(jīng)濟(jì)目前處于快速的發(fā)展過(guò)程中，交通事業(yè)及其機(jī)動(dòng)化水平也得到了迅速的發(fā)展，但在此背景下我國(guó)的交通發(fā)展存在很多問(wèn)題，很多城市的交通流量都在與日俱增，交通堵塞、事故等經(jīng)常發(fā)生。為了解決當(dāng)下交通事業(yè)發(fā)展的困難局面，我國(guó)有些城市已經(jīng)開(kāi)始建立和應(yīng)用智能化交通系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)城市交通的順暢運(yùn)行。在智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用中，圖像處理技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義及廣闊的發(fā)展前景。
1 智能交通的概述
智能交通系統(tǒng)，目前在全球很多國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用，是很多國(guó)家發(fā)展交通事業(yè)及運(yùn)輸事業(yè)過(guò)程中的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，相關(guān)的科學(xué)技術(shù)也在不斷深化發(fā)展的過(guò)程中，在此背景之下，智能交通系統(tǒng)在我國(guó)也處于快速發(fā)展的趨勢(shì)下，在很多城市得到了較好的應(yīng)用，具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景。智能交通系統(tǒng)，是基于完善道路設(shè)計(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，該系統(tǒng)主要應(yīng)用了信息技術(shù)、智能技術(shù)、電子技術(shù)、地理技術(shù)、圖像處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種不同的先進(jìn)技術(shù)。其中，圖像處理技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，也最具重要價(jià)值。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使得智能交通系統(tǒng)成為了一種先進(jìn)、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的交通系統(tǒng)，可以帶動(dòng)交通事業(yè)與運(yùn)輸事業(yè)向智能化方向發(fā)展。
智能交通系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用，不僅可以提高地面交通的效率，還可以使現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施得到最為廣泛和高效地應(yīng)用，也能保證交通安全。應(yīng)用智能交通系統(tǒng)之后，人力、物力、財(cái)力投入都會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，與傳統(tǒng)模式的交通系統(tǒng)相比，具有較好的社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)意義。此外，應(yīng)用智能交通系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的行為分析，保證分析工作的準(zhǔn)確性，對(duì)于交通部門(mén)的工作也有積極的促進(jìn)作用。
2 圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用
筆者在上文已經(jīng)提到，智能交通系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過(guò)程中，需要很多先進(jìn)技術(shù)給予支撐，其中，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛，是智能交通系統(tǒng)應(yīng)用的所有技術(shù)中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。下面將對(duì)圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用作簡(jiǎn)要分析：
2.1 車(chē)牌識(shí)別
在智能交通系統(tǒng)中，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用首先就體現(xiàn)在車(chē)牌識(shí)別中。車(chē)牌識(shí)別是智能交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成，可以幫助車(chē)輛管理部門(mén)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行合理、高效的管理，提高工作人員的具體效率。目前，車(chē)牌識(shí)別主要應(yīng)用于停車(chē)場(chǎng)管理、小區(qū)管理、高速公路系統(tǒng)等主要方面。
車(chē)牌識(shí)別，主要是對(duì)路面運(yùn)行的車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控拍攝，提取其車(chē)牌的主要信息，如漢字字符、英文字符、顏色、數(shù)字等。在對(duì)這些信息進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要對(duì)圖像進(jìn)行采集、預(yù)處理、最終識(shí)別。車(chē)牌識(shí)別的應(yīng)用，需要相關(guān)的部門(mén)安裝數(shù)字設(shè)備、攝像系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，在此基礎(chǔ)之上對(duì)車(chē)輛進(jìn)行圖像信息采集，之后對(duì)采集到的信息進(jìn)行預(yù)處理，找出車(chē)牌在圖像中存在的具置，將所有信息進(jìn)行提取，并分析信息中的所有要素，最終識(shí)別出車(chē)牌的真實(shí)信息及真實(shí)號(hào)碼。
車(chē)牌識(shí)別在具體的應(yīng)用過(guò)程中，圖像、照片的質(zhì)量會(huì)受到很多外界因素的影響，如日照因素、降雨、車(chē)輛運(yùn)行速度等。在這些不同的外界因素影響下，車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)所采集到的車(chē)牌信息經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)模糊、看不清、重疊等問(wèn)題，對(duì)于后續(xù)的識(shí)別工作有嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，在進(jìn)行正式的車(chē)牌識(shí)別工作之前，工作人員應(yīng)當(dāng)著重對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行預(yù)處理，如對(duì)圖像進(jìn)行灰化、二值化、校正等，保證車(chē)牌識(shí)別的準(zhǔn)確程度。我國(guó)目前雖然也應(yīng)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別工作，但是我國(guó)車(chē)牌的格式相對(duì)繁多，背景也比較復(fù)雜，缺少較好的統(tǒng)一性，因此存在識(shí)別不清等問(wèn)題，需要有關(guān)部門(mén)對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步合理改善。
2.2 信息采集
在智能交通的發(fā)展與應(yīng)用過(guò)程中，工作人員還可以利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行信息采集，以保證智能交通系統(tǒng)得到高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。
某市交通部門(mén)在開(kāi)發(fā)智能交通系統(tǒng)之后，利用圖像處理技術(shù)對(duì)交通信息進(jìn)行合理的采集。工作人員通過(guò)對(duì)該技術(shù)的具體操作，獲取道路交通運(yùn)行過(guò)程中方方面面的運(yùn)行信息，如具體的車(chē)流量、車(chē)輛運(yùn)行速度、車(chē)輛類(lèi)型、道路交通密度等。圖像處理技術(shù)在采集這些相關(guān)信息之后，就將圖像立即傳回到工作人員及分析人員的電腦上，分析人員就可以據(jù)此獲取交通運(yùn)行的確切信息與實(shí)際狀況，從而保證交通管理部門(mén)對(duì)道理交通進(jìn)行合理、高效的管理，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息與誘導(dǎo)信息，對(duì)道路交通運(yùn)行中的車(chē)流進(jìn)行調(diào)節(jié)與疏導(dǎo)，避免交通出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶拢瑢?shí)現(xiàn)道理交通的順暢運(yùn)行。該市交通部門(mén)發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行信息采集與分析之后，道路交通管理部門(mén)的工作效率得到了明顯的提高，該市的交通擁堵問(wèn)題也得到了合理解決。
2.3 車(chē)輛檢測(cè)
圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，除了車(chē)牌識(shí)別之外，還可用于車(chē)輛檢測(cè)工作。目前，車(chē)輛檢測(cè)的主要方法有背景差檢測(cè)法、邊緣檢測(cè)法、幀差法、模型法等。這四種檢測(cè)方法都可用于進(jìn)行車(chē)輛檢測(cè)，并具有較好的檢測(cè)效果。目前，在智能交通的應(yīng)用與發(fā)展過(guò)程中，圖像處理技術(shù)的一個(gè)主要的應(yīng)用方向便是被用于車(chē)輛檢測(cè)。
智能交通應(yīng)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行車(chē)輛檢測(cè)，在某種程度上是基于車(chē)牌識(shí)別工作才得以進(jìn)行的。智能交通系統(tǒng)在采集到車(chē)輛信息之后，圖像處理技術(shù)就可以通過(guò)對(duì)車(chē)牌等車(chē)輛的主要信息進(jìn)行合理、高效的識(shí)別，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
2.4 在電子警察中的應(yīng)用
圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，還可以體現(xiàn)在電子警察的應(yīng)用方面。電子警察是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，可以在某種程度上代替警察進(jìn)行工作，不僅可以保證工作的高效性，還可以提高工作的合理性。圖像處理技術(shù)在電子警察中的應(yīng)用，主要可以分為以下幾個(gè)方面：圖像濾波技術(shù)、圖像編碼、圖像識(shí)別、圖像加密等。
圖像濾波技術(shù)主要指的就是圖像處理技術(shù)可以將拍攝到的視頻畫(huà)面中的噪聲等嚴(yán)重的干擾源進(jìn)行合理清除，在此基礎(chǔ)上將視頻圖像中的有效信息進(jìn)行高校提取。視頻編碼，主要就是利用相應(yīng)的編碼技術(shù)對(duì)智能交通系統(tǒng)拍攝到的視頻圖像進(jìn)行二次編碼，以此保證圖像可以滿(mǎn)足具體的通信需求。圖像加密，主要用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行密碼，也可以添加其它的保密手段，保證視頻圖像的安全性。
某市交通部門(mén)在開(kāi)發(fā)和利用了智能交通系統(tǒng)以后，將電子警察與智能交通系統(tǒng)相結(jié)合。該市的電子警察，由于應(yīng)用了比較先進(jìn)、關(guān)鍵的圖像處理技術(shù)，因此不僅可以做到對(duì)車(chē)輛、行人進(jìn)行視頻拍攝，還可以對(duì)拍攝好的視頻進(jìn)行分析、加密、編碼等。該市交通部門(mén)的管理者發(fā)現(xiàn)，電子警察在應(yīng)用圖像處理技術(shù)之后，工作效率得到了明顯提高，對(duì)于該市的交通事業(yè)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，也帶動(dòng)了該市智能交通系統(tǒng)在未來(lái)的深化發(fā)展。
2.5 障礙物檢測(cè)
除了上述幾種應(yīng)用方向之外，圖像處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用，還包括了障礙物檢測(cè)這一主要內(nèi)容。在交通系統(tǒng)中，障礙物主要包括了車(chē)輛行駛過(guò)程中前方道路的行人、自行車(chē)、電動(dòng)車(chē)、其它機(jī)動(dòng)車(chē)及交通標(biāo)識(shí)等。圖像處理技術(shù)在障礙物檢測(cè)中的應(yīng)用，主要是利用了立體視覺(jué)檢測(cè)、背景運(yùn)動(dòng)檢測(cè)分析、光流檢測(cè)等主要方法。在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，圖像處理技術(shù)主要是基于對(duì)攝像頭拍攝到的視頻畫(huà)面等進(jìn)行細(xì)致分析，看道路前方何處存在障礙，并及時(shí)將障礙情況提示給司機(jī)等人。目前，這幾種主要的障礙物檢測(cè)方法在智能交通系統(tǒng)中都得到了相對(duì)較好的應(yīng)用，效果也比較理想，對(duì)于圖像處理技術(shù)的深化革新及智能交通系統(tǒng)的再發(fā)展可以起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。
3 結(jié)語(yǔ)
智能交通的發(fā)展與應(yīng)用，不僅可以解決現(xiàn)存的交通問(wèn)題，更可以帶動(dòng)我國(guó)交通事業(yè)在未來(lái)的發(fā)展。在智能交通的應(yīng)用過(guò)程中，圖像處理技術(shù)得到了比較廣泛的應(yīng)用，可以用于車(chē)牌識(shí)別、字符分割等。圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，不僅給予智能交通發(fā)展應(yīng)有的支持，也提高了智能交通的應(yīng)用效率，保證智能交通的應(yīng)用收到實(shí)際效果。相關(guān)部門(mén)及人員若想保證智能交通得到深化發(fā)展，就一定要重視圖像處理技術(shù)的應(yīng)用效果及其應(yīng)用質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
紀(jì)老平（1974-），女，山西省太原市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為太原警官職業(yè)學(xué)院講師。研究方向?yàn)閳D像處理、數(shù)字水印。
1.1智能物流
現(xiàn)在的物流管理有著明顯的信息化發(fā)展，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM/GPRS/CDMA移動(dòng)通訊技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，使物流管理的每一個(gè)流程都被準(zhǔn)確無(wú)誤的感知和掌握，GIS與GPS與感知信息的結(jié)合，構(gòu)成了物流信息一張強(qiáng)大的網(wǎng)。
1.2智能醫(yī)療
自動(dòng)識(shí)別技術(shù)為醫(yī)療領(lǐng)域提供了方便，最典型的代表是RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，RFID技術(shù)與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）及藥品物流系統(tǒng)的融合，是醫(yī)療信息化的必然趨勢(shì)，智能醫(yī)療能夠幫助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)對(duì)病人全方位的監(jiān)控，達(dá)到會(huì)診記錄，病情記錄等關(guān)鍵信息的共享，還有對(duì)病人醫(yī)療器械和病人病情發(fā)展的追蹤，這種智能醫(yī)療必然會(huì)得到更大的推廣。
1.3智能交通
物聯(lián)網(wǎng)在智能交通上的應(yīng)用也非常普遍，最典型的例子莫過(guò)于乘坐公交車(chē)時(shí)IC卡的使用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與公交系統(tǒng)的融合，統(tǒng)籌運(yùn)用GIS和GPS等手段，達(dá)到調(diào)度，發(fā)配，收費(fèi)等管理于一體，同時(shí)還有智能化的停車(chē)，系統(tǒng)調(diào)配紅綠燈，及時(shí)查看路況信息等交通控制調(diào)配等手段，都體現(xiàn)了物物相連的物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于交通的幫助，還有公路、橋梁、交通的智能檢測(cè)，都體現(xiàn)了智能交通的作用。
1.4智能農(nóng)業(yè)
智能工業(yè)。智能農(nóng)業(yè)與智能工業(yè)最主要的體現(xiàn)上是在對(duì)于數(shù)字的實(shí)時(shí)監(jiān)控上，從生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、分銷(xiāo)、零售上，企業(yè)信息管理系統(tǒng)，從生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)，質(zhì)量管理系統(tǒng)，信息服務(wù)系統(tǒng)，到信息跟蹤，事故追溯系統(tǒng)，質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，信息門(mén)戶(hù)系統(tǒng)等，使農(nóng)業(yè)和工作都達(dá)到智能化的水平，方便生產(chǎn)。
1.5智能安保
智能安保體現(xiàn)在傳感節(jié)點(diǎn)的利用上，利用傳感節(jié)點(diǎn)的覆蓋全面性，來(lái)防治翻越，偷渡，恐怖襲擊等威脅安全的入侵，這種智能安保已經(jīng)應(yīng)用到世博會(huì)當(dāng)中。2.6智能家庭物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于智能家庭，數(shù)字家庭的建設(shè)有著非常廣闊的發(fā)展前景，智能家庭不是簡(jiǎn)單地將家中的電子產(chǎn)品結(jié)合到一個(gè)遙控裝置當(dāng)中去，這樣做只是一個(gè)簡(jiǎn)單的電子設(shè)備相連，物聯(lián)網(wǎng)所要達(dá)到的智能家庭，數(shù)字家庭的目的，是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)建立外部聯(lián)系，讓服務(wù)與設(shè)備之間產(chǎn)生聯(lián)系，達(dá)到互動(dòng)效果，一個(gè)最理想的例子就是在工作的過(guò)程中，在辦公室里就可以指揮家用電器的工作，在下班回來(lái)的途中各個(gè)家用電器已經(jīng)各司其職，回家時(shí)就享受自動(dòng)化的成果與便利。
2物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)世界發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ腥税阉茸魇抢^計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革命，這樣的比喻一點(diǎn)也不為過(guò)，1990年的施樂(lè)公司可樂(lè)售飯機(jī)可以被看作是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最早實(shí)踐，1999年麻省理工學(xué)院Auto-ID中心在美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)的支持下提出了PC（ElectronicProductCode）的概念．比爾蓋茨1995年在書(shū)中提及了物聯(lián)網(wǎng)的概念，1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院闡明了物聯(lián)網(wǎng)的含義，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展這種含義也產(chǎn)生了變化，再隨后的時(shí)間段內(nèi)，各國(guó)開(kāi)始提高了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，并把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)作一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略來(lái)發(fā)展，目前的物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中有三項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，分別是傳感器技術(shù)、RFID標(biāo)簽、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)；所涉及的四大關(guān)鍵領(lǐng)域分別是：RFID；傳感網(wǎng)；M2M；兩化融合，隨著各國(guó)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重視，一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略也相繼被提出，如日本的u-Japan計(jì)劃，韓國(guó)確立了u-Korea計(jì)劃，歐盟執(zhí)委會(huì)發(fā)表了歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃，美國(guó)將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn)，智慧地球被提出并引起強(qiáng)烈反響。2009年8月，總理的感知中國(guó)講話(huà)和建立的感知中國(guó)研究中心將中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)推向了一個(gè)新的高度，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。
3總結(jié)
十幾年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的提速、汽車(chē)數(shù)量的爆炸式增長(zhǎng)，城市擁堵問(wèn)題也日益嚴(yán)重，與此相伴的是頻繁的交通事故、噪聲污染和空氣污染，使城市承載能力與社會(huì)運(yùn)行效率受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，如何破解城市發(fā)展速度與社會(huì)效率的矛盾成了全社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題。智能交通設(shè)備通過(guò)信息技術(shù)將人、車(chē)和路有機(jī)地聯(lián)系在一起，能夠提高既有有交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行效率、提高城市承載能力。特別的是，在國(guó)家實(shí)施新型城鎮(zhèn)戰(zhàn)略的大背景下，智能交通行業(yè)的個(gè)股有望迎來(lái)戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇期，相關(guān)上市公司有望從中受益。
智能交通處于快速發(fā)展期
目前，政府層面的監(jiān)管要求是推動(dòng)我國(guó)智能交通發(fā)展的主要力量，比如，隨處可見(jiàn)的電子眼、集成交通指揮平臺(tái)系統(tǒng)等。最近幾年來(lái)，政府投資于智能交通的步伐開(kāi)始加快，年均增速超過(guò)了20%，主要原因有以下三個(gè)方面：一是政府對(duì)智能交通的重視；二是城市道路和交通擁堵所帶來(lái)的問(wèn)題日益嚴(yán)重，比如，北京因擁堵十分嚴(yán)重被戲稱(chēng)為“首堵”；第三，西方發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐證明了智能交通能夠在一定程度上有效緩解城市擁堵問(wèn)題。
從行業(yè)規(guī)模來(lái)看，我國(guó)智能交通行業(yè)尚不足400億，而美國(guó)智能交通行業(yè)的收入已達(dá)到1118億美元，即便是面積與人口遠(yuǎn)少于我國(guó)的日本，智能交通行業(yè)的市場(chǎng)份額也達(dá)到了377億美元，是我國(guó)的6倍。而從智能交通的發(fā)展特征來(lái)看，我國(guó)以硬件投入為主，占投入總金額的80%以上，而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的智能交通投入主要集中于軟件與服務(wù)方面，兩者發(fā)展水平的高低顯現(xiàn)無(wú)疑。未來(lái)，我國(guó)智能交通行業(yè)也必然會(huì)向縱深階段發(fā)展，北京、上海等經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的大城市已經(jīng)開(kāi)始布局車(chē)路協(xié)作系統(tǒng)和出行服務(wù)。中金公司認(rèn)為，2015年，智能交通行業(yè)是量變向質(zhì)變轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，“十二五”末期，市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1000億。
行業(yè)成長(zhǎng)性?xún)?yōu)良
據(jù)了解，我國(guó)從事智能交通行業(yè)的企業(yè)約有2000多家，主要集中于道路監(jiān)控、收費(fèi)站、GPS，以及系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2011年千萬(wàn)級(jí)智能交通項(xiàng)目數(shù)量為195項(xiàng)，同比增長(zhǎng)了129%，項(xiàng)目金額合計(jì)57.9億元，同比增長(zhǎng)了180%，目前行業(yè)規(guī)模約在120億左右。湘財(cái)證券該行業(yè)研究員朱程輝認(rèn)為，未來(lái)3-5年，智能交通行業(yè)有望保持年均20-30%的增長(zhǎng)，5年后有望形成千億級(jí)別的市場(chǎng)規(guī)模。
由于需求旺盛，在過(guò)去幾年內(nèi)，智能交通行業(yè)的相關(guān)上市公司的營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)均實(shí)現(xiàn)了高增長(zhǎng)，龍頭公司甚至達(dá)到了30%的復(fù)合增長(zhǎng)。與此同時(shí)，行業(yè)整體毛利率普遍高達(dá)25%-50%，整體凈利率也有20%左右（參見(jiàn)圖1），體現(xiàn)了良好的競(jìng)爭(zhēng)格局和較強(qiáng)的議價(jià)能力。
細(xì)分龍頭顯著受益
智能交通行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不長(zhǎng)，主要涉及硬件、軟件、系統(tǒng)集成和服務(wù)擴(kuò)展幾個(gè)方面。其中，硬件方面涉及采集、傳輸和自動(dòng)化等；軟件應(yīng)用到控制、管理、導(dǎo)航等；系統(tǒng)集成由于硬件再與軟件組成，涉及城市ITS和城際ITS；系統(tǒng)集成為服務(wù)擴(kuò)展提供支持。在這條產(chǎn)業(yè)鏈上，各個(gè)環(huán)節(jié)的參與者數(shù)量眾多，相關(guān)細(xì)分行業(yè)龍頭（參見(jiàn)表1）。
從海外發(fā)達(dá)國(guó)家智能交通行業(yè)的發(fā)展歷程及我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)看，硬件及系統(tǒng)集成有望受益最大。
大華股份（002236）：公司是智能交通行業(yè)的硬件采集商，近幾年來(lái)來(lái)受益于政府支持，獲得了高速發(fā)展。財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)顯示，公司2010年、2011年的凈利潤(rùn)增幅分別為122.11%與45.21%，2012年的凈利潤(rùn)增幅在60%-100%之間。同時(shí)，公司近三年來(lái)的銷(xiāo)售毛利率均穩(wěn)定在42%以上，凈資產(chǎn)收益率也在20%以上。成長(zhǎng)性與盈利能力均居高該板塊前列。
未來(lái)，隨著監(jiān)控設(shè)備從標(biāo)清向高清發(fā)展，公司作為行業(yè)龍頭，將會(huì)充分享受設(shè)備更新?lián)Q代帶來(lái)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步擴(kuò)大。近兩年來(lái)，公司在二級(jí)市場(chǎng)上表現(xiàn)也堪稱(chēng)大牛股，反映了資金對(duì)公司未來(lái)發(fā)展前景的看好。
生活在大都市的人對(duì)道路交通的狀況都深有體會(huì)，用一個(gè)字來(lái)形容就是：堵，尤其是當(dāng)你有急事的時(shí)候，堵得你坐立不安，堵得你心急如焚。城市居民的生活秩序和生活質(zhì)量已經(jīng)在一定程度上因?yàn)槎萝?chē)而受到了影響，盡管路越修越寬，像北京從三環(huán)擴(kuò)到四環(huán)，從四環(huán)拓到五環(huán)，現(xiàn)在又開(kāi)始向六環(huán)發(fā)展，但堵車(chē)的情況并未見(jiàn)有太多的改觀(guān)。那究竟是什么原因造成堵車(chē)情況如此嚴(yán)重呢？
道路交通因何而堵？
不同城市的道路交通擁堵情況具有不同的特點(diǎn)，但總體來(lái)看以下幾個(gè)方面是共同的原因。
（1）汽車(chē)交通發(fā)展失控，道路建設(shè)難以適應(yīng)車(chē)輛超常增長(zhǎng)的需求。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于很多城市來(lái)說(shuō)都存在，道路擴(kuò)充的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上汽車(chē)的增長(zhǎng)速度，尤其是在市區(qū)，道路擴(kuò)充的余地是很有限的，車(chē)路之間的矛盾日趨尖銳，道路超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。例如在天津市，由于道路、停車(chē)場(chǎng)等交通設(shè)施受土地和空間資源配置的制約，道路與交通管理設(shè)施建設(shè)滯后于車(chē)輛和交通流量的發(fā)展，城市車(chē)均道路面積呈明顯的下降趨勢(shì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，天津市市內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)行駛速度1996年平均為26.96公里/小時(shí)，比1989年下降了35％，高峰時(shí)段，市中心干道路段的機(jī)動(dòng)車(chē)平均時(shí)速僅為10公里/小時(shí)。
（2）停車(chē)難的靜態(tài)問(wèn)題直接影響交通擁堵的動(dòng)態(tài)問(wèn)題。這是許多大城市普遍存在的問(wèn)題，停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了車(chē)輛發(fā)展的需要，路邊亂停亂放現(xiàn)象嚴(yán)重，既影響了交通也影響市容。隨著城市車(chē)輛保有量的迅速增長(zhǎng)、外來(lái)車(chē)輛的大量增加、公共停車(chē)設(shè)施的嚴(yán)重滯后，以及停車(chē)設(shè)施多頭分散管理、相互脫鉤、缺乏聯(lián)系與協(xié)調(diào)，使目前車(chē)輛停放愈加困難，尤其是城市中心商務(wù)區(qū)的停車(chē)難問(wèn)題日益突出，成為亟待解決的社會(huì)問(wèn)題。例如青島市路內(nèi)（包括路邊和路上）停車(chē)位占公共停車(chē)泊位的比例約為73％左右，且公交車(chē)公共停車(chē)泊位萬(wàn)人擁有率很低。
（3）政府用于市政基建的資金有限。這一點(diǎn)在很多城市（例如廣州市和青島市等）都有體現(xiàn)，由于政府用于市政基建投資資金的限制，加上法規(guī)、管理措施不配套等各方面的原因，制約了主城路外公共設(shè)施的開(kāi)發(fā)建設(shè)速度。北京的這一問(wèn)題還不是很明顯，但也存在城市交通投資主體單一的問(wèn)題，如果一直這樣下去就會(huì)難以適應(yīng)當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展的需要。
（4）對(duì)公共交通的重視不夠和投資不足。要解決城市的交通擁堵問(wèn)題，大力發(fā)展公共交通才是出路，北京、上海、廣州等特大城市尤其如此。目前國(guó)內(nèi)的公交系統(tǒng)信息化應(yīng)用還比較落后，很多公交公司的車(chē)輛調(diào)度仍然依靠人工進(jìn)行，不僅效率低，而且很容易造成車(chē)站的擁堵。目前智能公交調(diào)度系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)基本處于空白階段，也是方案商可以重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。以廣州為例，與廣州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和GDP相比，廣州市在公共交通建設(shè)上的投入?yún)s很有限，公共交通投入低于廣州市財(cái)政收入的增長(zhǎng)速度，市財(cái)政逐年增長(zhǎng)，對(duì)公共交通的補(bǔ)貼卻逐年減少，同時(shí)廣州對(duì)公交專(zhuān)用車(chē)道的認(rèn)識(shí)也需要進(jìn)一步提高，2010年亞運(yùn)會(huì)的召開(kāi)將使廣州公共交通面臨比較大的壓力。
除此之外，其他原因如道路功能的戰(zhàn)略規(guī)劃失當(dāng)、城市道路資源利用率低下、城市中心區(qū)土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度與其交通環(huán)境最大允許容量的矛盾日益突出、出租車(chē)空駛率仍然比較高等問(wèn)題，也增加了無(wú)效交通量，導(dǎo)致?lián)矶庐a(chǎn)生或嚴(yán)重化。
中國(guó)智能交通
既然道路的擴(kuò)充有限度，而機(jī)動(dòng)車(chē)又在不斷地高速增長(zhǎng)，車(chē)路的供求矛盾如此尖銳，什么辦法能使道路交通的擁堵情況得到改觀(guān)呢？這時(shí)候很多人想到了智能交通。
智能交通要解決的問(wèn)題其實(shí)就是兩個(gè)字――秩序。既然汽車(chē)數(shù)量在不斷增加，道路快速擴(kuò)充又不現(xiàn)實(shí)，那么解決車(chē)輛行駛的秩序問(wèn)題就顯得尤為重要。所謂智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System，簡(jiǎn)稱(chēng)為ITS），是一種集信息技術(shù)（IT）、人工智能（AI）、電子控制、地理信息（GIS）、全球定位（GPS）、影像、計(jì)算機(jī)處理、有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信等多種技術(shù)在一起的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，能對(duì)各種運(yùn)輸方式進(jìn)行現(xiàn)代化、科學(xué)化的智能管理。
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，例如日本、歐美國(guó)家，一些技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，智能交通的應(yīng)用成效也日益顯著，中國(guó)政府從上世紀(jì)90年代后期也開(kāi)始重視職能交通領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展。2000年初，科技部會(huì)同國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委、公安部、鐵道部、交通部等幾十個(gè)部、委、局聯(lián)合建立了發(fā)展ITS的政府協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)――全國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組及辦公室，并成立了ITS專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)，交通部、建設(shè)部和公安部已先后成立了智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程研究中心。中國(guó)在全國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)小組及辦公室的直接指導(dǎo)下，通過(guò)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方式開(kāi)展研發(fā)和推廣應(yīng)用。全國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組及辦公室負(fù)責(zé)組織研究制定中國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的總體戰(zhàn)略、技術(shù)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及相關(guān)的扶持政策，積極支持有關(guān)部委、地方、企業(yè)及科研單位，根據(jù)行業(yè)、地區(qū)特點(diǎn)開(kāi)展ITS關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。
“十五”期間，中國(guó)政府非常重視ITS的共性和關(guān)鍵技術(shù)的研究，并在“十五”科技攻關(guān)重大專(zhuān)項(xiàng)中安排了“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)和示范工程”項(xiàng)目。在共性基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研究中，國(guó)家安排了10個(gè)項(xiàng)目對(duì)全社會(huì)進(jìn)行招標(biāo)，項(xiàng)目實(shí)際投入經(jīng)費(fèi)總額超過(guò)15.89億元人民幣，其中，中央劃撥經(jīng)費(fèi)5000萬(wàn)元人民幣。同時(shí)，“十五”期間，在“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)和示范工程”重大專(zhuān)項(xiàng)中，北京、上海、廣州、深圳、中山、重慶、天津、青島、濟(jì)南、杭州十個(gè)城市成為智能交通系統(tǒng)應(yīng)用試點(diǎn)示范城市，為了配合奧運(yùn)會(huì)的籌備，同時(shí)還在國(guó)家項(xiàng)目的基礎(chǔ)上又在10個(gè)城市安排了11個(gè)項(xiàng)目開(kāi)展了更加廣泛的工作。
智能交通的作用領(lǐng)域及范圍
智能交通所涉及的領(lǐng)域，以及這些領(lǐng)域?qū)徑饨煌〒矶履芷鸬降淖饔茫饕幸韵路矫妗?/p>
（1）智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)。這是智能交通的重要組成部分，可以對(duì)交通信號(hào)實(shí)行智能化控制，根據(jù)車(chē)流量的大小來(lái)決定紅綠燈時(shí)間的長(zhǎng)短，也可以在一定程度上緩解交通擁堵情況。目前，北京的智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)在284個(gè)路口、17條道路、114處信號(hào)燈已實(shí)現(xiàn)。未來(lái)五年內(nèi)，北京市還計(jì)劃將90%的信號(hào)燈納入智能交通控制系統(tǒng)，到那時(shí)十字路口的車(chē)輛等待時(shí)間會(huì)相對(duì)縮短。
（2）交通流信息采集處理/分析、系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的作用，和行進(jìn)中的車(chē)輛進(jìn)行道路選擇有著直接的關(guān)系，也因此直接關(guān)聯(lián)到交通疏導(dǎo)能力。就中國(guó)各城市而言，北京在這方面做得比較好，上海、廣州、寧波、大連等其他幾個(gè)城市在該領(lǐng)域也有所嘗試。北京市的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通流信息采集、處理／分析、系統(tǒng)示范工程已經(jīng)完成，系統(tǒng)按照使用對(duì)象的不同可分為對(duì)內(nèi)顯示子系統(tǒng)和對(duì)外子系統(tǒng)，對(duì)內(nèi)顯示子系統(tǒng)的用戶(hù)為交通管理者，系統(tǒng)信息作為管理和決策依據(jù)；對(duì)外子系統(tǒng)的用戶(hù)為出行者，系統(tǒng)將有關(guān)的交通信息通過(guò)交通廣播電臺(tái)和電視臺(tái)以及顯示大屏等形式，供出行者參考。
（3）公交智能調(diào)度系統(tǒng)。在這一領(lǐng)域，青島市走在了前列。青島的公交智能調(diào)度平臺(tái)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)已經(jīng)相對(duì)比較完善，已經(jīng)開(kāi)始為青島的道路暢通做出了貢獻(xiàn)。北京這幾年在這方面也加強(qiáng)了投入，已經(jīng)建立起來(lái)的系統(tǒng)包括客運(yùn)樞紐站運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理與乘客信息服務(wù)系統(tǒng)、公共電汽車(chē)區(qū)域運(yùn)營(yíng)組織與調(diào)度系統(tǒng)、南中軸路大容量快速公交智能調(diào)度系統(tǒng)和公交車(chē)救援調(diào)度系統(tǒng)等子系統(tǒng)。例如北京的公共電汽車(chē)區(qū)域運(yùn)營(yíng)組織與調(diào)度系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)公交車(chē)進(jìn)行統(tǒng)一組織和調(diào)度，提高公交線(xiàn)路的調(diào)配和服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)區(qū)域人員集中管理、車(chē)輛集中停放、計(jì)劃統(tǒng)一編制、調(diào)度統(tǒng)一指揮，人力、運(yùn)力資源在更大范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置，降低公交運(yùn)營(yíng)成本，提高調(diào)度應(yīng)變能力和乘客服務(wù)水平。并且，作為示范工程的11條線(xiàn)路也已于2005年完成。這些系統(tǒng)可以使公共交通實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度，合理運(yùn)營(yíng)，為乘客出行提供了很大的方便。
（4）停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)。這也是國(guó)內(nèi)主要城市近幾年大力投入的一部分。北京的停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)目前在西單商業(yè)街建成，未來(lái)在金融街、中關(guān)村等地區(qū)也將建設(shè)停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)；廣州市的一些繁華商業(yè)中心地區(qū)也建起了交通誘導(dǎo)系統(tǒng)。隨著車(chē)輛的增加，停車(chē)的靜態(tài)問(wèn)題會(huì)直接影響到交通的動(dòng)態(tài)問(wèn)題，停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)可以對(duì)出行者的停車(chē)事先進(jìn)行提示，減少車(chē)輛在道路上無(wú)效停留的時(shí)間。
（5）出租車(chē)智能指揮調(diào)度系統(tǒng)。在這一領(lǐng)域，廣州市做得比較好，交通指揮中心的總平臺(tái)已經(jīng)與多個(gè)大型出租汽車(chē)公司的平臺(tái)整合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)全市范圍的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮，提高運(yùn)行效率，減少出租車(chē)的空駛率等。
（6）綜合信息平臺(tái)。綜合信息平臺(tái)可以說(shuō)是幾大系統(tǒng)中最重要的部分，就是將上述系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，建成一個(gè)大的平臺(tái)進(jìn)行綜合管理，然后將采集來(lái)的交通方面的信息向政府、企業(yè)、公眾公布，目前，諸多城市，例如北京、廣州、青島等，都在建設(shè)這個(gè)平臺(tái)。無(wú)論是交通的管理者還是出行者，如果對(duì)實(shí)時(shí)的道路交通信息都能做到心中有數(shù)，那出行的效率就會(huì)大大提高。例如北京的交通綜合信息平臺(tái)，已經(jīng)成為北京市智能交通系統(tǒng)的支撐層，是連接其他應(yīng)用系統(tǒng)的樞紐，負(fù)責(zé)全市綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)信息的存貯、處理和，是北京市智能交通系統(tǒng)的核心建設(shè)內(nèi)容。該平臺(tái)將于2007年之前完成一期工程建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)向政府交通管理部門(mén)提供決策支持，向社會(huì)公眾提供多方式、全方位的交通信息服務(wù)，為2008年奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦創(chuàng)造條件。
其他，貨運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)、物流信息系統(tǒng)等也會(huì)影響城市交通。在智能交通系統(tǒng)的建設(shè)中，上述系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)緩解交通擁堵可以起到相當(dāng)?shù)淖饔茫嘈烹S著應(yīng)用的逐漸成熟，智能交通系統(tǒng)所發(fā)揮的效能將會(huì)越來(lái)越大。
市場(chǎng)規(guī)模可觀(guān)但挖掘不夠
智能交通是一個(gè)市場(chǎng)前景看好的市場(chǎng)，中國(guó)的智能交通市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了成長(zhǎng)期，對(duì)于在智能交通中扮演最重要角色的IT 系統(tǒng)集成來(lái)說(shuō)，這屬于名副其實(shí)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。計(jì)世資訊的研究結(jié)果顯示，2006年中國(guó)智能交通的投資額將會(huì)達(dá)到91.94億元人民幣，比2005年增長(zhǎng)23%（見(jiàn)圖）。
圖 2005-2006年中國(guó)智能交通建設(shè)投資規(guī)模
智能交通市場(chǎng)增長(zhǎng)的動(dòng)力，首先來(lái)自國(guó)家和政府對(duì)ITS建設(shè)的重視程度越來(lái)越高；其次，2008年奧運(yùn)會(huì)在中國(guó)的舉辦，也將帶動(dòng)北京及相關(guān)城市ITS的發(fā)展；第三，城市道路和交通問(wèn)題的日益嚴(yán)重，企業(yè)和個(gè)人對(duì)出行效率更加關(guān)注，使ITS的發(fā)展迫在眉睫；此外，信息技術(shù)的迅速發(fā)展，也將帶動(dòng)智能交通的發(fā)展。
智能交通盡管市場(chǎng)前景光明，但是目前來(lái)看，對(duì)商機(jī)的挖掘遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。究其原因是多方面的，除了產(chǎn)業(yè)鏈不成熟、基礎(chǔ)技術(shù)薄弱、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化水平低、軟件投入過(guò)少等原因外，最重要的原因是，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分考慮到城市交通的實(shí)際需求，例如作為智能交通重要服務(wù)領(lǐng)域之一的VMS（可變信息情報(bào)板）系統(tǒng)在北京、上海、寧波、大連等很多城市都已投入使用，但是實(shí)際效果卻大不相同。
從技術(shù)角度而言，不同城市的VMS系統(tǒng)采用的信息技術(shù)都基本相同，排除各城市交通狀況等客觀(guān)因素影響，應(yīng)用水平的巨大差異，最主要的因素在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，是否認(rèn)真考慮了城市的實(shí)際交通需求，并從這種需求出發(fā)合理設(shè)計(jì)VMS系統(tǒng)所需具備的功能。一些城市在功能需求定位上的誤差，直接導(dǎo)致了系統(tǒng)最終的實(shí)施效果差強(qiáng)人意。
智能交通的核心問(wèn)題是解決交通的規(guī)劃、調(diào)度、監(jiān)控和服務(wù)。作為一門(mén)新興的應(yīng)用科學(xué)，智能交通研究和使用的重點(diǎn)都應(yīng)該集中于交通需求的本身，從實(shí)際出發(fā)，找到問(wèn)題，分析問(wèn)題，從而確定解決問(wèn)題的方法和手段。智能交通系統(tǒng)是否能發(fā)揮應(yīng)有的作用，取決于其系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。國(guó)內(nèi)有大量的智能交通項(xiàng)目，購(gòu)買(mǎi)了大量的先進(jìn)設(shè)備，上馬了大量的先進(jìn)系統(tǒng)，可是實(shí)施后發(fā)現(xiàn)對(duì)改善交通毫無(wú)用處，甚至根本就無(wú)法投入使用。究其根本，就在于沒(méi)有遵循智能交通的客觀(guān)規(guī)律，沒(méi)有從交通需求實(shí)際出發(fā)，盲目投入，導(dǎo)致資源的極大浪費(fèi)。
道路信息采集和系統(tǒng)最具發(fā)展前景
既然道路信息采集和系統(tǒng)是智能交通的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也被當(dāng)做是智能交通中最具成長(zhǎng)性的領(lǐng)域，那么，道路信息采集和系統(tǒng)的市場(chǎng)前景為什么如此被看好呢？以下是我們分析的幾個(gè)主要原因。
（1）國(guó)家和政府的高度重視給信息采集和系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)了良好的政策環(huán)境。
交通部表示，“十一五”期間我國(guó)將建設(shè)國(guó)家公路基礎(chǔ)設(shè)施信息采集網(wǎng)絡(luò)等五大系統(tǒng)。這“五大系統(tǒng)”包括：
a. 建設(shè)國(guó)家公路基礎(chǔ)設(shè)施信息采集網(wǎng)絡(luò)；
b. 建設(shè)交通信息和共享網(wǎng)絡(luò)；
c. 建設(shè)由我國(guó)自行或合作開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)的位置信息服務(wù)系統(tǒng)；
d. 進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應(yīng)用高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)；
e. 在國(guó)家高速公路網(wǎng)、國(guó)家干線(xiàn)公路網(wǎng)上逐步建立交通監(jiān)控、交通信號(hào)、交通誘導(dǎo)等手段先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)。
從“十一五”的重點(diǎn)規(guī)劃，就可以看出交通信息采集和共享已被提到了相當(dāng)?shù)母叨取?/p>
此外，公眾出行交通信息服務(wù)系統(tǒng)作為交通部2006年的三項(xiàng)信息化建設(shè)示范工程之一，也在2006年初正式啟動(dòng)。“公眾出行交通信息服務(wù)系統(tǒng)”是依托公路信息資源整合系統(tǒng)和客運(yùn)站場(chǎng)管理信息系統(tǒng)的信息資源，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、呼叫中心、手機(jī)、PDA等移動(dòng)終端、交通廣播、路側(cè)廣播、圖文電視、車(chē)載終端、可變情報(bào)板、警示標(biāo)志、車(chē)載滾動(dòng)顯示屏，以及分布在公共場(chǎng)所內(nèi)的大屏幕、觸摸屏等顯示裝置，為出行者提供較為完善的出行信息服務(wù)。
（2）用戶(hù)需求是信息采集和系統(tǒng)成長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。
無(wú)論是個(gè)人用戶(hù)還是企業(yè)用戶(hù)，對(duì)道路信息采集和的需求都越來(lái)越明顯。目前主要城市的私家車(chē)數(shù)量越來(lái)越多，交通擁堵情況嚴(yán)重，用戶(hù)對(duì)于出行效率越來(lái)越看重，對(duì)道路交通信息的依賴(lài)程度越來(lái)越高。
與個(gè)人用戶(hù)需求相比，針對(duì)單位的信息應(yīng)用模式會(huì)先成熟起來(lái)。目前針對(duì)單位的信息應(yīng)用模式應(yīng)該更快一些發(fā)展，單位的采購(gòu)比較集中，同時(shí)消防局、救護(hù)車(chē)、警車(chē)等特殊行業(yè)對(duì)時(shí)間和效率要求非常高，在特殊情況下成本考慮退居次位，對(duì)道路交通信息的需求也很大。
（3）目前各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源已經(jīng)具備，這使得信息采集和的應(yīng)用普及成為可能。
目前各種道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源已經(jīng)具備，有待整合利用。不少城市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都已可迅速收集，但對(duì)資源進(jìn)行整合分析和綜合利用的能力還相當(dāng)缺乏。一些城市在信息采集和方面甚至已經(jīng)走在了前列，如北京、上海、寧波等。從全國(guó)范圍來(lái)看，北京的道路交通信息采集系統(tǒng)還是比較領(lǐng)先的，目前在北京的環(huán)路，如二、三、四環(huán)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的無(wú)縫覆蓋，大概每隔800～1000米就有一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集方式主要是采用微波、超聲波和視頻探頭；在一些主要路口，還設(shè)置了感應(yīng)線(xiàn)圈。
從2006年3月開(kāi)始，北京市民在出門(mén)前就可以在網(wǎng)絡(luò)上查詢(xún)目的地的路況信息，以及實(shí)時(shí)的交通狀況；同時(shí)，還可以加裝車(chē)載的引導(dǎo)系統(tǒng)，通過(guò)GPS可以接收到最新的路況信息，根據(jù)自己的需要選擇最佳路線(xiàn)。
2006年4月6日，北京市第一個(gè)面向公眾出行服務(wù)的綜合交通信息服務(wù)網(wǎng)站――“北京公眾出行網(wǎng)”（省略、省略）正式開(kāi)通，該網(wǎng)站作為北京市公眾出行信息服務(wù)示范工程的一部分，可以為公眾提供動(dòng)態(tài)交通信息、交通基礎(chǔ)設(shè)施信息、客運(yùn)信息、交通黃頁(yè)、出行常識(shí)等5類(lèi)信息服務(wù)。系統(tǒng)的建成為廣大公眾提供了全面、綜合的交通信息服務(wù)，對(duì)提高北京市公眾出行交通信息服務(wù)的水平具有很好的示范作用。
（4）未來(lái)智能交通需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題就是信息的采集和。
ITS中心主任王笑京表示：“未來(lái)智能交通需要重點(diǎn)解決的就是信息采集和的問(wèn)題。”相比較而言，中國(guó)現(xiàn)在的信息采集系統(tǒng)已經(jīng)較為全面，而信息系統(tǒng)還沒(méi)有跟上，這也是現(xiàn)在智能交通建設(shè)最需要解決的問(wèn)題。王笑京還認(rèn)為，“目前存在的主要問(wèn)題就是缺乏信息的有效利用，各種手段有利有弊。”
道路交通信息采集和的主要問(wèn)題是信息沒(méi)有有效利用、缺少提供手段、數(shù)量和實(shí)效都有限。國(guó)內(nèi)的手段基本以免費(fèi)的方式為主，例如網(wǎng)站、路邊電子顯示屏、電視、廣播等，發(fā)達(dá)國(guó)家基本上也采取類(lèi)似的方式，每種方法都各有利弊。目前，車(chē)載終端被看做是最好的信息手段，但是由于成本過(guò)高，每個(gè)車(chē)載終端要上萬(wàn)元錢(qián)，且車(chē)載終端是屬于消費(fèi)者消費(fèi)行為，讓消費(fèi)者買(mǎi)單不太現(xiàn)實(shí)。
除了北京之外，其他城市在道路信息采集和方面也做了許多嘗試。
廣州出租車(chē)實(shí)現(xiàn)車(chē)載裝置誘導(dǎo)功能，既是信息發(fā)出者，又是信息受益者。廣州智能交通系統(tǒng)（ITS）公用信息平臺(tái)目前已經(jīng)完成一期工程，只要車(chē)輛安裝了該系統(tǒng)車(chē)載終端，就能與智能交通系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛狀態(tài)分析、道路擁堵實(shí)時(shí)狀態(tài)分析、線(xiàn)路優(yōu)選、行車(chē)誘導(dǎo)等功能。廣州目前已有1萬(wàn)輛“衛(wèi)星的士”安裝了這種可以用于定位、通信、刷卡消費(fèi)的車(chē)載終端系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的信息每隔數(shù)十秒會(huì)不斷更新。
其他城市也有各自的新嘗試。2006年一種新型的交通流量信息牌在杭州街頭出現(xiàn)，智能交通信息流量牌能準(zhǔn)確為行人導(dǎo)航，在紅綠燈變換時(shí)可及時(shí)提醒行人是否繞道走；寧波的城市實(shí)時(shí)交通信息與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)采取最新的探測(cè)車(chē)技術(shù)；2006年初全國(guó)第一個(gè)道路交通信息車(chē)載實(shí)時(shí)系統(tǒng)在大連市正式開(kāi)通，大連市的車(chē)輛只要安裝了車(chē)載導(dǎo)航儀，就可在行駛中隨時(shí)知道道路交通是否擁堵；上海手機(jī)發(fā)短信可查線(xiàn)路變動(dòng)，上海市民只需用手機(jī)發(fā)送短信，便可查詢(xún)到上海公交線(xiàn)路變動(dòng)，因?yàn)?8000輛公交車(chē)將在2007年之前全部安裝GPS定位儀，而一個(gè)囊括上海公交、出租、軌道交通、長(zhǎng)途客運(yùn)等交通出行方式的智能交通信息平臺(tái)已在建設(shè)中，其中的城市交通信息監(jiān)控中心有望于今年底完成建設(shè)并試運(yùn)營(yíng)。
在國(guó)家信息化 發(fā)展 戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)化方向的目標(biāo)下，gps技術(shù)在智能 交通 系統(tǒng)中得到廣泛的 應(yīng)用 與發(fā)展。在我國(guó)智能交通系統(tǒng)體系框架的43種用戶(hù)服務(wù)中就有二十幾種需要知道車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)度、導(dǎo)航等功能。gps在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用，與無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)、智能導(dǎo)航終端、 電子 地圖密切相關(guān)。
無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)： 目前 ，為了取得廣泛的覆蓋范圍和降低系統(tǒng)投入成本，gps系統(tǒng)普遍采用成熟的公共移動(dòng)通信網(wǎng)作為通信通道。當(dāng)前gps可用的較先進(jìn)的通信網(wǎng)為gprs網(wǎng)和cdma1x。基于gprs網(wǎng)的傳輸速度 理論 可以達(dá)到100kbps以上，而2003年正式開(kāi)通的cdma1x 網(wǎng)絡(luò) ，由于采用了反向相干解調(diào)、前向快速功率控制等技術(shù)，理論帶寬可達(dá)300kb/s，目前實(shí)際應(yīng)用帶寬在100kb/s左右(雙向?qū)ΨQ(chēng)傳輸)，傳輸速率高于gprs，可提供更多的中高速率業(yè)務(wù)。神州數(shù)碼、安華北斗、奧星等公司最近推出了基于cdma1x無(wú)線(xiàn)通信方式的智能交通系統(tǒng)，支持實(shí)時(shí)gps車(chē)輛定位、監(jiān)控、行車(chē)信息采集(如車(chē)輛id、車(chē)輛速度、定位點(diǎn)經(jīng)緯度、方向等)。日后，隨著2.5g的cdma1x/gprs向3g網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡，頻譜效率越來(lái)越高，支持的速率也將越來(lái)越高，增加到3g初期的幾百kbps,再到3g增強(qiáng)型的幾mbps，然后到3g進(jìn)一步增強(qiáng)型的幾十mbps乃至上百mbps，再到超3g(b3g)的上百mbps~1gbps，gps將可以實(shí)現(xiàn)更多視頻新業(yè)務(wù)。
智能導(dǎo)航終端：在發(fā)達(dá)國(guó)家，車(chē)載導(dǎo)航已經(jīng)非常成熟。日本的車(chē)載導(dǎo)航發(fā)展是全球領(lǐng)先的，目前超過(guò)80%的 新車(chē)裝有車(chē)載導(dǎo)航，附帶覆蓋全國(guó)的電子地圖。特有的準(zhǔn)3g無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)使駕車(chē)人可以在車(chē)上實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)，日本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了幾乎全部城市的道路信息實(shí)時(shí)。由于巨大的市場(chǎng)潛力和不可估量的發(fā)展前景，日本幾乎所有的汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家都參加了這一高 科技 角逐，如宏達(dá)、尼桑、本田、 馬自達(dá)、三菱以及松下、先鋒、阿爾派、健伍等公司都已開(kāi)發(fā)出自己的車(chē)載導(dǎo)航產(chǎn)品。世界其它發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、荷蘭也不甘落后。在美國(guó)，高檔車(chē)上原廠(chǎng)配備導(dǎo)航設(shè)備，中檔車(chē)型的用戶(hù)可以選裝或者購(gòu)車(chē)后自行安裝，附帶的電子地圖可以覆蓋整個(gè)北美地區(qū)和歐盟地區(qū)。在歐洲，由飛利浦、西門(mén)子開(kāi)發(fā)的車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)1995年已在雷諾、菲亞特等大眾化民用車(chē)輛上使用。
在國(guó)內(nèi)，安華北斗、奧星等公司最近推出了支持cdma1x通信功能的gps導(dǎo)航設(shè)備，與國(guó)外導(dǎo)航設(shè)備功能大致相當(dāng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航功能、電子地圖、轉(zhuǎn)向語(yǔ)音提示功能、定位功能、測(cè)速功能、顯示航跡。值得期待的是，傳統(tǒng)廠(chǎng)商新科最新研發(fā)的新科gps衛(wèi)星導(dǎo)航器有六大特點(diǎn)：擁有歐美及全
關(guān)鍵詞：智能交通；物聯(lián)網(wǎng)；交通管理模式
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 20-0000-02
物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的代表，它是全球技術(shù)發(fā)展的方向，物聯(lián)網(wǎng)是信息化與工業(yè)化融合的重要途徑和載體，也是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。而智能交通作為國(guó)家“十二五”期間重點(diǎn)扶持的新興產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)也是最迫切需要融合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的領(lǐng)域之一，面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇。很顯然，ITS（智能交通）離不開(kāi)各類(lèi)傳感器對(duì)交通數(shù)據(jù)的采集，離不開(kāi)局域、網(wǎng)絡(luò)的交通信息共享，離不開(kāi)智能系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)具“信息、和智能”兩大特征，其在城市智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用，必將引領(lǐng)城市交通的管理和服務(wù)發(fā)生革命性的變革。智能交通行業(yè)中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑悄芙煌ㄏ到y(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的相互融合，必能促進(jìn)中國(guó)智能交通系統(tǒng)的大發(fā)展。
智能交通系統(tǒng)著眼于提高交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行效率，立足解決交通擁堵、交通事故以及與交通運(yùn)輸業(yè)密切相關(guān)的能源和環(huán)境等問(wèn)題，借助于電子信息以及科技等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用各種高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)人、車(chē)輛、道路以及交通與運(yùn)輸?shù)闹悄芑O(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)感知道路的各種信息（交通擁堵、重大事件、公交、停車(chē)信息、環(huán)境（尾氣）與天氣等；采用互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、3G天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等三網(wǎng)融合的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、地點(diǎn)的實(shí)時(shí)道路狀況及數(shù)據(jù)的交互與傳輸；充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息有效價(jià)值，將數(shù)據(jù)信息分層分類(lèi)及時(shí)發(fā)送到相應(yīng)的部門(mén)和用戶(hù)群體；為機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員和市民提供最佳的出行路線(xiàn)；為政府及有關(guān)職能部門(mén)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和交通道路指揮及未來(lái)發(fā)展提供決策參考與依據(jù)。
1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通體系框架的研究
傳統(tǒng)的交通信息采集方式落后并且手段單一，不能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的實(shí)時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)際情況以及道路擁堵疏通和突發(fā)交通事件的實(shí)時(shí)處置能力有有限的情況下，我們采用基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能交通體系，采用多種交通信息采集手段，結(jié)合出租車(chē)和公交以及其車(chē)輛的日常運(yùn)營(yíng)，采用搭載車(chē)載定位裝置和無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)的浮動(dòng)車(chē)檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信息要素的全天候?qū)崟r(shí)獲取。通過(guò)路網(wǎng)流量分析預(yù)測(cè)和交通狀況研判，為路網(wǎng)建設(shè)和交通控制策略調(diào)整及相關(guān)交通規(guī)劃提供輔助決策和反饋。
智能交通體系框架下的智能交通體系通過(guò)實(shí)時(shí)全天候采集和智能分析并結(jié)合車(chē)載無(wú)線(xiàn)定位裝置等多種通訊方式，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛路徑規(guī)劃、動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)和區(qū)域路網(wǎng)交通管控，能夠使整個(gè)交通信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，為交通指揮中心信息平臺(tái)提供實(shí)時(shí)信息。為情報(bào)分析和指揮決策提供數(shù)據(jù)支持。在目前智能交通體系中車(chē)輛信息采集方式有固定式采集和浮動(dòng)車(chē)式采集。固定式采集方式通過(guò)安裝檢測(cè)設(shè)備，從而對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)信息進(jìn)行檢測(cè)。而浮動(dòng)車(chē)將采集所得的位置和時(shí)間數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理中心，由數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、預(yù)處理，然后利用相關(guān)模型算法將數(shù)據(jù)匹配到電子地圖上，計(jì)算或預(yù)測(cè)車(chē)輛行駛速度、旅行時(shí)間等參數(shù)，對(duì)路網(wǎng)和車(chē)輛實(shí)現(xiàn)“可視化”管控。浮動(dòng)車(chē)采集技術(shù)是固定點(diǎn)采集技術(shù)的重要和有益的補(bǔ)充，它實(shí)現(xiàn)全流程的信息采集，結(jié)合固定點(diǎn)式采集，能夠?yàn)槁肪W(wǎng)數(shù)學(xué)模型的建立提供更全面豐富的數(shù)據(jù)。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用研究
智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要利用屏信息，對(duì)駕駛員提供誘導(dǎo)。駕駛員通過(guò)信息板實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)交通節(jié)點(diǎn)下游的部分路網(wǎng)交通狀態(tài)，來(lái)選擇交通行駛路線(xiàn)。并能夠?qū)煌ü芾泶胧┨峁└櫡答仭＝煌ㄕT導(dǎo)屏信息子系統(tǒng)主要功能包括：
2.1 提供在線(xiàn)車(chē)輛誘導(dǎo)、緊急事件的通告信息。交通誘導(dǎo)信息包括道路擁堵信息、快速路出口匝道擁堵信息、以及根據(jù)天氣狀況、路面及路面設(shè)施檢修狀況、特殊情況需要封閉道路等各種交通警示信息等，即時(shí)通知駕駛員，以提高其警覺(jué)性，實(shí)現(xiàn)車(chē)流的合理導(dǎo)向，緩解車(chē)流分配不均對(duì)交通造成的影響，保障車(chē)輛的安全行駛。
2.2 智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的控制模式。智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)包括自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制模式，系統(tǒng)可以自由的在自動(dòng)和手動(dòng)之間切換。誘導(dǎo)系統(tǒng)在自動(dòng)情況下，系統(tǒng)自動(dòng)向交通誘導(dǎo)屏發(fā)出顯示道路交通狀況的信息，紅色表示堵塞、黃色表示擁堵、綠色表示暢通。在手動(dòng)的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)向交通誘導(dǎo)屏發(fā)出顯示道路交通狀況的信息需經(jīng)操作員手工確認(rèn)方可，同時(shí)操作員可手工向交通誘導(dǎo)屏發(fā)送文字信息。
2.3 可變動(dòng)態(tài)文字警示信息顯示。智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中的信息標(biāo)志牌不應(yīng)該固定不變的文字信息，應(yīng)該重要的路況信息、警示信息，以便提高交通誘導(dǎo)屏的可讀性。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用
城市交通的發(fā)展涉及多個(gè)部門(mén)，需要建立統(tǒng)一高效的協(xié)調(diào)機(jī)制。物聯(lián)網(wǎng)目前處于概念設(shè)計(jì)期，希望政府、研究機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)里能夠重視對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究，這是一次非常難得的創(chuàng)新機(jī)會(huì)；RFID是物聯(lián)網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)最為重要的核心技術(shù)之一，城市交通領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大；車(chē)聯(lián)網(wǎng)將成為城市智能交通發(fā)展的核心。國(guó)家發(fā)改委已經(jīng)先期啟動(dòng)基于物聯(lián)網(wǎng)的城市（廣州）智能交通試點(diǎn)示范，這些工作的開(kāi)展必將帶動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”是面向物聯(lián)網(wǎng)的城市智能交通發(fā)展的一條創(chuàng)新之路。汽車(chē)具有數(shù)量大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，一直是城市交通管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。車(chē)與車(chē)、車(chē)與人、車(chē)與道路的協(xié)調(diào)一致是智慧城市的重要體現(xiàn)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)最具有發(fā)展前景的典型應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)以及智能汽車(chē)兩大領(lǐng)域的重要交集，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來(lái)智能交通拓展的方向。“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”更具體、更容易落地實(shí)施；車(chē)聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成不僅僅是汽車(chē)，還包括道路、行人等，涉及整個(gè)城市交通系統(tǒng)。
3.1 車(chē)聯(lián)網(wǎng)的幾大特性。所有車(chē)輛都是具有獨(dú)立身份和獨(dú)立思考能力的智能體，就像一個(gè)智能機(jī)器人，能自動(dòng)判斷路況，不需人駕駛；所有車(chē)輛都可以實(shí)時(shí)感知自身、以及與其相關(guān)的物體的身份和狀態(tài)，借助無(wú)線(xiàn)通訊，城市內(nèi)車(chē)與車(chē)之間，車(chē)與建筑物之間，以及車(chē)與城市基礎(chǔ)設(shè)施之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；所有車(chē)輛所在的系統(tǒng)呈現(xiàn)出物體協(xié)同運(yùn)作、系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)的自組織運(yùn)行模式，車(chē)輛如深海中的魚(yú)群快速地游動(dòng)卻彼此永不相撞。
3.2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)面臨的四大挑戰(zhàn)。（1）規(guī)模。與汽車(chē)保有量的迅猛增長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的是，汽車(chē)相關(guān)的信息采集的種類(lèi)也從單一的車(chē)輛身份信息逐步拓展至汽車(chē)的身份信息、運(yùn)行信息、狀態(tài)信息和事件信息等，數(shù)據(jù)規(guī)模將突破幾十甚至幾百PB級(jí)，迫切需要海量信息的傳輸、存儲(chǔ)和處理技術(shù)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)將依托汽車(chē)智能平臺(tái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)級(jí)的海計(jì)算分層自組織形成局部智能，解決90%的感知數(shù)據(jù)處理。車(chē)聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)階段將支持百萬(wàn)級(jí)車(chē)輛的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。（2）性能。汽車(chē)具有數(shù)量眾多、個(gè)體分散、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、牽涉面廣等特點(diǎn)，需要支持復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景、高速移動(dòng)狀態(tài)下的信息感知技術(shù)。（3）安全。從互聯(lián)網(wǎng)的虛擬空間拓展到車(chē)聯(lián)網(wǎng)的物理空間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界車(chē)輛的攻擊，信息安全和危機(jī)處置將面臨的更大的挑戰(zhàn)。（4）隱私。車(chē)聯(lián)網(wǎng)可使每輛車(chē)成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。海量的涉車(chē)信息自動(dòng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，一切都將越來(lái)越“透明”，信息管理的權(quán)限設(shè)定將涉及基本的法律問(wèn)題，甚至道德倫理問(wèn)題，需要信息分級(jí)權(quán)限技術(shù)、隱私保護(hù)技術(shù)。
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【關(guān)鍵詞】智能交通 物聯(lián)網(wǎng) 車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò) V2V
中圖分類(lèi)號(hào)： TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
引言
隨著城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展，汽車(chē)擁有量的急劇猛增，公路規(guī)劃建設(shè)的不配套，加之交通管理手段的滯后，“城市交通擁堵”問(wèn)題，無(wú)疑是現(xiàn)代城市管理的一大難題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個(gè)跨學(xué)科的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，將大量來(lái)自完全不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)綜合到一起[1]。智能交通與物聯(lián)網(wǎng)的融合將是今后智能交通的發(fā)展趨勢(shì)。隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為該領(lǐng)域的熱門(mén)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，有著廣泛的發(fā)展前景，路由協(xié)議是車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。
1 移動(dòng)自組網(wǎng)中――Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
1.1 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)
通過(guò)移動(dòng)IP協(xié)議，用戶(hù)可以在移動(dòng)的情況下依然保持網(wǎng)絡(luò)的連接，這種網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行要基于預(yù)先架設(shè)好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，在全球覆蓋范圍內(nèi)采用外地價(jià)格昂貴，并且外地經(jīng)常會(huì)有信號(hào)衰減和干擾而無(wú)法使用[2]。為了減少外地的數(shù)量而保持網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，以及不能依賴(lài)預(yù)先架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的場(chǎng)合仍然能實(shí)現(xiàn)臨時(shí)快速自動(dòng)組網(wǎng)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱(chēng)MANET）應(yīng)運(yùn)而生。
一個(gè)MANET網(wǎng)絡(luò)由一組移動(dòng)主機(jī)組成，這些主機(jī)不需要依賴(lài)已建立好的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行集中控制就可以進(jìn)行通信。一般利用天線(xiàn)就可以建立主機(jī)之間的無(wú)線(xiàn)鏈路從而完成通信。考慮到無(wú)線(xiàn)電波的能量限制和頻道利用率等情況，一臺(tái)移動(dòng)主機(jī)不能只以單一跳數(shù)的形式直接和其他移動(dòng)主機(jī)進(jìn)行通信。在這種情況下，必須采用多跳的通信方式[3]。MANET中的每一臺(tái)移動(dòng)主機(jī)就相當(dāng)于一臺(tái)路由器。
1.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
由于使用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量低、節(jié)點(diǎn)通信距離有限、帶寬受限制等特點(diǎn)，所以也具有帶寬優(yōu)化、傳輸質(zhì)量增強(qiáng)和能量控制等問(wèn)題。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)不同，是一種無(wú)中心的網(wǎng)絡(luò)，要求其中的節(jié)點(diǎn)通過(guò)運(yùn)行分布式算法來(lái)協(xié)調(diào)它們的行為，如信道接入、路由等。由于使用多跳的通信方式，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)也面臨新問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)配置情況廣播、發(fā)現(xiàn)和維護(hù)路由等[4]。
車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)是傳統(tǒng)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET）在交通道路上的應(yīng)用，是一種特殊的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)作為智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，ITS）的重要組成部分，已經(jīng)得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界越來(lái)越多的重視。其最重要的特點(diǎn)是能進(jìn)行車(chē)與車(chē)之間（vehicle-to-vehicle，V2V）和車(chē)與路之間（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）的信息交換，從而達(dá)到車(chē)輛與車(chē)輛之間、車(chē)輛與路邊的基礎(chǔ)設(shè)施之間的實(shí)時(shí)通信，利用這些信息來(lái)提高道路交通的安全與管理效率[5]。
2 車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)
在單跳網(wǎng)絡(luò)中不存在路由問(wèn)題，當(dāng)數(shù)據(jù)跨過(guò)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，必須使用路由協(xié)議功能[6]。路由是網(wǎng)絡(luò)層的功能，它為分組傳輸指定源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑。針對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種基于不同策略的路由協(xié)議，將移動(dòng)自組網(wǎng)分為以下四種兩兩相對(duì)的類(lèi)型：（1）預(yù)選型和隨選型；（2）平面型和層次型；（3）GPS輔助型和非GPS輔助型；（4）單路徑型和多路徑型[7]。本文根據(jù)不同的路由策略主要討論預(yù)選型和隨選型路由協(xié)議。
2.1 預(yù)選型路由協(xié)議
預(yù)選型路由協(xié)議也稱(chēng)為主動(dòng)型路由協(xié)議或前應(yīng)式路由協(xié)議。預(yù)選型路由協(xié)議是表驅(qū)動(dòng)的，需要在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)或多個(gè)路由表。每個(gè)節(jié)點(diǎn)定期向網(wǎng)絡(luò)廣播拓?fù)湫畔ⅲS護(hù)路由表的最新路由信息，采用不同數(shù)量和內(nèi)容的路由表和不同的廣播策略，形成不同的路由協(xié)議：DSDV、WRP、FSR和OLSR等。
2.2 隨選型路由協(xié)議
隨選型路由協(xié)議也稱(chēng)為反應(yīng)式路由協(xié)議、按需路由協(xié)議、是專(zhuān)門(mén)針對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)提出的。隨選型路由協(xié)議并不事先生成路由，僅在源節(jié)點(diǎn)需要時(shí)才生成路由。分為路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個(gè)階段。該路由協(xié)議有：AODV、DSR、TORA和SSA等。
（1）AODV（Ad Hoc On Demand Distance Vector）是采用基于距離矢量算法的一種路由協(xié)議，AODV中兩個(gè)重要協(xié)議過(guò)程：路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)。在自組網(wǎng)中當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包給一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，采用路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程來(lái)動(dòng)態(tài)決定這條路徑。AODV的重要特點(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)都維持一個(gè)基于時(shí)間的每一個(gè)路由表項(xiàng)利用率的狀態(tài)信息；AODV通過(guò)擴(kuò)展環(huán)方法控制在路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程中RREQ的泛洪式發(fā)送。
（2）DSR允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)多條路徑的路由，重要的特點(diǎn)是利用了源路由。DSR不使用周期性的路由廣播消息，有效減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的開(kāi)銷(xiāo)，該協(xié)議的所有操作都是按需的，與AODV相似，DSR協(xié)議也包含路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個(gè)重要協(xié)議過(guò)程。DSR的路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程是一個(gè)尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間的源路由的過(guò)程。
3 車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)的建模與仿真
利用 OPNET Modeler 仿真平臺(tái)，建立一個(gè)由 9個(gè)車(chē)輛節(jié)點(diǎn)組成的車(chē)間通信網(wǎng)絡(luò)模型。車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的仿真分析比較如下。
（1）圖1顯示的是兩種協(xié)議的吞吐量的比較，從圖中可以看出AODV協(xié)議的吞吐量高于DSR協(xié)議。因?yàn)锳ODV協(xié)議實(shí)現(xiàn)了DSR和DSDV協(xié)議的組合，因此與采用源路由的DSR協(xié)議相比，AODV協(xié)議提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，在吞吐量特性方面要優(yōu)于DSR。
（2）圖2顯示DSR協(xié)議的負(fù)載明顯小于A(yíng)ODV協(xié)議，這是由于DSR協(xié)議路由負(fù)載主要是RREP與RERR分組，用來(lái)建立多條到目的節(jié)點(diǎn)路由。DSR協(xié)議使用了緩存技術(shù)和混雜接受方式偵聽(tīng)路由請(qǐng)求分組，從而最大程度地降低了路由負(fù)載。而AODV協(xié)議路由負(fù)載主要是RREQ分組。
（3）圖3顯示在丟包率方面，開(kāi)始AODV比DSR的丟包率小，隨著仿真時(shí)間的變化，AODV和DSR都是穩(wěn)定維持在一個(gè)小的范圍內(nèi)，DSR協(xié)議的性能始終保持在一個(gè)比較穩(wěn)定的范圍內(nèi)，而AODV則隨著仿真時(shí)間的增加而出現(xiàn)明顯的增大。
從以上仿真結(jié)果分析可以看出，對(duì)于車(chē)間通信V2V網(wǎng)絡(luò)，AODV 路由協(xié)議在吞吐量、路由負(fù)載、丟包率等性能上都比DSR路由協(xié)議更適合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的通信要求。
結(jié)語(yǔ)
文章建立了智能交通系統(tǒng)多跳場(chǎng)景V2V的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信場(chǎng)景，使用OPNET Modeler軟件進(jìn)行建模和仿真，對(duì)V2V場(chǎng)景的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的總體性能進(jìn)行了評(píng)估。但是，用OPNET Modeler軟件來(lái)仿真車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)是理想狀況，與實(shí)際車(chē)輛仿真還是有差距的，未來(lái)的研究應(yīng)該向?qū)嵉貙?shí)驗(yàn)發(fā)展。
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2009年底，中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)了重大咨詢(xún)項(xiàng)目――“物聯(lián)網(wǎng)及其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用”，在湖南大學(xué)主辦了“物聯(lián)網(wǎng)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用”高層研討會(huì)⑦。李海峰⑧⑨認(rèn)為交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)重點(diǎn)是構(gòu)建交通要素身份認(rèn)證體系、構(gòu)建交通要素信息精準(zhǔn)獲取體系、搭建交通運(yùn)輸物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。利用IC卡、RFID電子標(biāo)簽，結(jié)合GPS和通信技術(shù)組建成簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在危險(xiǎn)品運(yùn)輸、集裝箱管理系統(tǒng)、甩掛運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藨?yīng)用。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷四個(gè)階段：2010年之前RFID被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥領(lǐng)域，2010－2015年物體互聯(lián)，2015－2020年物體進(jìn)入半智能化，2020年之后物體進(jìn)入全智能化。總體上說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)理念自提出到現(xiàn)在，其發(fā)展?jié)摿Α?duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用、對(duì)人們生活方式和各個(gè)領(lǐng)域的影響等方面已被世界各國(guó)達(dá)成共識(shí)。各個(gè)領(lǐng)域都在著手基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立新的管理模型、新的管理系統(tǒng)。在公路網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域，包括人、車(chē)、路、環(huán)境四個(gè)要素，車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于受到汽車(chē)廠(chǎng)商的推動(dòng)而發(fā)展較快。相比之下，關(guān)于道路的物聯(lián)網(wǎng)、關(guān)于交通工程設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較慢。國(guó)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)涉及的RFID技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等走在了我國(guó)前列。在這些關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有取得突破的情況下，國(guó)內(nèi)基本達(dá)成以應(yīng)用拉動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)途徑，公路網(wǎng)絡(luò)管理是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。目前，國(guó)外一些公司進(jìn)入了我國(guó)，主要涉及汽車(chē)遠(yuǎn)程通信、定位、求助功能。在其他的基于物聯(lián)網(wǎng)的公路網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)處于概念框架、模型建立探索階段。開(kāi)展路網(wǎng)脆弱性分析和協(xié)同技術(shù)研究的意義在于提高路網(wǎng)的魯棒性，提高運(yùn)輸效率、減少交通擁擠、降低尾氣排放、進(jìn)而減緩全球變暖的速度、減少出現(xiàn)極端天氣的可能性。這構(gòu)成了一個(gè)暢通、高效、綠色的正循環(huán)。新一代智能交通管理系統(tǒng)是在物聯(lián)網(wǎng)背景下，研究公路網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析和協(xié)同技術(shù)，旨在突破路網(wǎng)脆弱性分析模型、部分路段通行能力降級(jí)后路網(wǎng)容量分析模型和車(chē)輛間協(xié)同運(yùn)行技術(shù)，從而對(duì)所有的路段進(jìn)行重要度排序，確定出網(wǎng)絡(luò)中哪些路段是關(guān)鍵組成部分，哪些設(shè)施應(yīng)該給予優(yōu)先的維護(hù)和管理，為公路網(wǎng)絡(luò)管理提供決策依據(jù)。研究車(chē)輛間協(xié)同運(yùn)行技術(shù)可以改善交通流運(yùn)行模式，減少或消除不良的駕駛行為給交通流帶來(lái)的干擾，提升運(yùn)輸效率。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)（IoT，InternetofThings）的概念由美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的KevinAshton1999年提出，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)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和共享，用以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。具體地說(shuō)，就是把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道以及各類(lèi)重大設(shè)施和裝備等各種物體中，然后與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，人類(lèi)可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、可靠傳遞、智能處理的特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景，被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是下一個(gè)具有萬(wàn)億元級(jí)規(guī)模的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)涉及制造業(yè)、物流業(yè)、服務(wù)業(yè)、電信業(yè)和廣播電視業(yè)等多個(gè)行業(yè)，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)前景。賽迪顧問(wèn)研究顯示，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在公眾業(yè)務(wù)領(lǐng)域以及平安家居、電力安全、公共安全、健康監(jiān)測(cè)、智能交通、重要區(qū)域防入侵、環(huán)保等諸多行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模均超過(guò)百億甚至千億元。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括范圍很廣，目前主要是傳感技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互融合和促進(jìn)的綜合體，而且以傳感網(wǎng)為主，因此物聯(lián)網(wǎng)有時(shí)候又稱(chēng)為傳感網(wǎng)。隨著對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用研究的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)的概念和內(nèi)涵必將得到進(jìn)一步發(fā)展，并會(huì)在環(huán)境、電力、物流、交通等領(lǐng)域和行業(yè)出現(xiàn)眾多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型案例。智能交通系統(tǒng)，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)。這個(gè)系統(tǒng)中的傳感、信息和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)都包涵在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。借助當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的勢(shì)頭，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)必能使各種交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大效能。
基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代智能交通管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)
基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代交通管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：環(huán)保———大幅降低碳排放量、能源消耗和各種污染物排放，提高生活質(zhì)量；便捷———通過(guò)移動(dòng)通信提供最佳路線(xiàn)信息和一次性支付各種方式的交通費(fèi)用，增強(qiáng)出行者體驗(yàn)；安全———檢測(cè)危險(xiǎn)并及時(shí)通知相關(guān)部門(mén)；高效———實(shí)時(shí)進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)交通數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，可避免不必要的浪費(fèi)，而且還可以最大化交通流量，提升運(yùn)輸效率；可視———將所有物流配送車(chē)輛、公共交通車(chē)輛和私家車(chē)整合到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供單個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖；可預(yù)測(cè)———持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模，改善交通流量和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根本的問(wèn)題包括兩個(gè)方面：一是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在考慮部分道路通行能力降級(jí)、路網(wǎng)飽和度變化的情況下，識(shí)別路網(wǎng)脆弱性，對(duì)路網(wǎng)中各條路段的重要度進(jìn)行排序，將路網(wǎng)中脆弱性比較大的路段、重要度比較高的路段這兩類(lèi)路段管理好，整個(gè)路網(wǎng)的可靠性就能夠得到保證；二是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，尤其是車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立新的車(chē)輛運(yùn)行模型，減少或消除不良駕駛行為對(duì)車(chē)流運(yùn)行的擾動(dòng)，提升車(chē)流運(yùn)行效率。具體包括以下幾個(gè)方面：（一）智能交通管理中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)智能交通管理，首先必須對(duì)交通的實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)、有效的監(jiān)控，各種傳感技術(shù)在這個(gè)過(guò)程中起到舉足輕重的作用。智能交通行業(yè)的傳感技術(shù)成熟度和行業(yè)市場(chǎng)成熟度都較高，而且政府扶持力度大，在建設(shè)“數(shù)字城市”和“智慧城市”方針的指引下，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，投資潛力巨大，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。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)將在智能交通領(lǐng)域得到充分發(fā)揮，傳感器和車(chē)載傳感設(shè)備能夠更加實(shí)時(shí)監(jiān)控交通流量和車(chē)輛狀態(tài)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息傳送至智能交通管理系統(tǒng)中心，通過(guò)科學(xué)管理和合理調(diào)度提高對(duì)道路設(shè)施的利用水平，提高安全性并最大化交通網(wǎng)絡(luò)流量，尤其是車(chē)輛可以靠自己的智能在道路上安全行駛，公路可以靠自身的智能將交通流量控制和調(diào)整至最佳狀態(tài)。同時(shí)，系統(tǒng)還能為旅途中的人們提供全方位的信息咨詢(xún)和娛樂(lè)服務(wù)，提高人們旅行質(zhì)量，管理人員通過(guò)系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握道路和車(chē)輛的安全狀況，提升了道路交通安全水平。（二）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)容量分析技術(shù)路網(wǎng)容量是指在受交通控制的道路某點(diǎn)或斷面處，在給定的時(shí)間范圍內(nèi)，車(chē)輛或行人能合理地通過(guò)的最大數(shù)量。路網(wǎng)容量不僅與路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與交通流量、交通流動(dòng)力學(xué)、駕駛員的駕駛行為等有密切關(guān)系，是公路網(wǎng)絡(luò)管理的一個(gè)難點(diǎn)。在實(shí)際路網(wǎng)中，經(jīng)常出現(xiàn)道路流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于道路通行能力的情況，導(dǎo)致現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施不能得到有效利用。因此，人們常常會(huì)自問(wèn)“路網(wǎng)到底能夠容納多少車(chē)輛通行？”交通流理論中的研究成果表明：如交通擁堵、臨界密度處的流量雪崩等現(xiàn)象都會(huì)造成道路通行能力急劇下降，這是由交通流特性所決定的。德國(guó)交通科學(xué)家Kerner將交通流劃分為三種狀態(tài)：自由流、同步流、寬幅運(yùn)動(dòng)阻塞流，在這三種不同的交通流模式下，路網(wǎng)容量具有顯著差別。但是，利用目前的交通流模型推算路網(wǎng)容量具有較大的誤差，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，可以充分利用交通狀態(tài)和車(chē)輛狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（每個(gè)車(chē)輛上傳的速度、加速度數(shù)據(jù)和道路上傳的流量、速度、密度數(shù)據(jù)），并在車(chē)輛和管理系統(tǒng)之間雙向傳輸，即車(chē)輛在行駛過(guò)程中可以通過(guò)向系統(tǒng)上報(bào)發(fā)送一些路況和車(chē)輛本身的信息，同時(shí)中心系統(tǒng)也可以向車(chē)輛發(fā)送一些預(yù)告信息、或者給出相關(guān)建議，因而可以充分利用路網(wǎng)容量，提高指揮使用的效率，改善交通秩序，為人們的生活創(chuàng)造有序和安全的交通保障。本部分可建立基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交通狀態(tài)估計(jì)模型，在此基礎(chǔ)上建立路網(wǎng)容量的動(dòng)態(tài)分析模型。（三）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)脆弱性分析技術(shù)路網(wǎng)脆弱性是指路網(wǎng)在受到隨機(jī)事件影響的情況下，網(wǎng)絡(luò)性能或服務(wù)水平下降，進(jìn)而失去部分或全部連通能力的性質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的先進(jìn)性表現(xiàn)在將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，兩者合二為一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為管理系統(tǒng)全方位提供信息來(lái)源，交通基礎(chǔ)設(shè)施為物聯(lián)網(wǎng)提供應(yīng)用環(huán)境和平臺(tái)。在此背景下，道路、車(chē)輛、交通工程設(shè)施都具備感知、計(jì)算、通信的能力，因此道路設(shè)施能夠?qū)⒙访嫱旰们闆r、摩擦系數(shù)、溫度、氣象條件等性能參數(shù)和流量、速度、密度等交通狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)地發(fā)送給公路網(wǎng)絡(luò)管理中心，車(chē)輛能夠?qū)④?chē)輛的速度、加速度等運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)地發(fā)送給公路網(wǎng)絡(luò)管理中心，交通工程設(shè)施將控制設(shè)施的狀態(tài)實(shí)時(shí)傳送給公路網(wǎng)絡(luò)管理中心。本部分可在物聯(lián)網(wǎng)具備的透徹且全方位感知數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，融合管理科學(xué)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等學(xué)科技術(shù)，建立基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的路網(wǎng)脆弱性分析的新一代模型和軟件，計(jì)算出路網(wǎng)脆弱性指標(biāo)值和路段重要度，為道路管理部門(mén)確定路段脆弱度和采取各種控制策略提供依據(jù)，以預(yù)防和減輕破壞性事件所造成的影響，增強(qiáng)管理部門(mén)對(duì)災(zāi)難事件和應(yīng)急事件的預(yù)防能力和應(yīng)對(duì)能力。（四）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)廣義費(fèi)用優(yōu)化技術(shù)節(jié)能減排是我國(guó)當(dāng)前的一項(xiàng)重要任務(wù)，需要在各個(gè)行業(yè)中加以實(shí)施。交通運(yùn)輸是我國(guó)的耗能大戶(hù)，加強(qiáng)公路網(wǎng)絡(luò)管理，提高車(chē)輛運(yùn)行效率，對(duì)于節(jié)約燃油消耗、減少尾氣排放有著重要的貢獻(xiàn)意義。因此，在進(jìn)行公路網(wǎng)絡(luò)管理時(shí)，要以出行距離、出行時(shí)間、燃油消耗、尾氣排放構(gòu)成的廣義費(fèi)用為優(yōu)化目標(biāo)。路網(wǎng)廣義費(fèi)用的測(cè)算是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，它與車(chē)型、行駛里程、道路等級(jí)、行車(chē)速度、測(cè)量折舊費(fèi)、燃料的消耗、通行費(fèi)及物價(jià)等眾多因素相關(guān)。在物聯(lián)網(wǎng)背景下，這些信息都可以通過(guò)各種渠道實(shí)時(shí)獲得，每個(gè)車(chē)輛能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出車(chē)輛的燃油消耗量和尾氣排放量，同時(shí)還可以依據(jù)路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合道路交通各網(wǎng)絡(luò)元素的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)路網(wǎng)和車(chē)輛的性能特征進(jìn)行多方面的分析計(jì)算。特別是分析路網(wǎng)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性，即在能滿(mǎn)足運(yùn)輸需求的前提下，規(guī)劃方案所消耗的費(fèi)用最低，則該規(guī)劃方案就最優(yōu)。本部分主要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)提供的信息，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)分析的方法，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的路網(wǎng)廣義費(fèi)用分析模塊，并建立相關(guān)模型和算法，特別是最小費(fèi)用模型和優(yōu)化算法，在部分道路或橋梁通行能力降級(jí)的情況下，建立優(yōu)化目標(biāo)為路網(wǎng)廣義費(fèi)用的動(dòng)態(tài)交通分配模型，為駕駛員路線(xiàn)選擇、出行引導(dǎo)提供理論支撐，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)廣義費(fèi)用最佳化。（五）基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的車(chē)輛間協(xié)同運(yùn)行技術(shù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車(chē)領(lǐng)域的一個(gè)細(xì)分應(yīng)用，是指車(chē)與車(chē)、車(chē)與路、車(chē)與人、車(chē)與傳感設(shè)備等交互，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與公眾網(wǎng)絡(luò)通信的動(dòng)態(tài)移動(dòng)通信系統(tǒng)。它可以通過(guò)車(chē)與車(chē)、車(chē)與人、車(chē)與路互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)信息共享，收集車(chē)輛、道路和環(huán)境的信息，并在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)多源采集的信息進(jìn)行加工、計(jì)算、共享和安全，根據(jù)不同的功能需求對(duì)車(chē)輛進(jìn)行有效的引導(dǎo)與監(jiān)管，以及提供專(zhuān)業(yè)的多媒體與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。公路網(wǎng)絡(luò)管理的一個(gè)難題是有人參與，駕駛員的駕駛行為特點(diǎn)差異很大，如魯莽型、保守型。駕駛行為差異大帶來(lái)的主要問(wèn)題是車(chē)流中的擾動(dòng)增多，當(dāng)交通流處于臨界密度時(shí)，這些擾動(dòng)就會(huì)誘發(fā)擁擠的產(chǎn)生，而且擁擠波會(huì)在公路上快速傳播，從而誘發(fā)更多的擁擠。車(chē)聯(lián)網(wǎng)目前受到通用等大的汽車(chē)廠(chǎng)商的推進(jìn)，有望比道路設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)、交通工程設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)提早實(shí)現(xiàn)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)在智能交通的發(fā)展中可以起到引領(lǐng)作用，它可以把許多傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和智能交通連接起來(lái)，并讓移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、IT業(yè)、服務(wù)業(yè)等在智能交通中找到新的用途。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)背景下，本部分可建立車(chē)輛縱向跟隨控制模型，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在車(chē)隊(duì)自動(dòng)駕駛的過(guò)程中，保持較小的安全車(chē)間距，通過(guò)自動(dòng)化減少人的因素帶來(lái)的復(fù)雜影響。（六）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通應(yīng)用子系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中存在大量的實(shí)時(shí)信息，對(duì)于綜合決策而言，這些信息都是有用信息，但對(duì)于某一些具體的應(yīng)用而言，就僅僅只需要其中的部分信息，比如電子警察、電子車(chē)牌、智能公交、車(chē)隊(duì)管理和停車(chē)場(chǎng)管理等具體應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用子系統(tǒng)，這些較為完備的應(yīng)用子系統(tǒng)的合集，構(gòu)成了新一代的智能交通管理系統(tǒng)。在這些子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)完善過(guò)程中，需要做的事情很多也很有挑戰(zhàn)性。比如，研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交通指揮中心，充分利用各渠道獲得的交通信息，并完善功能，使指揮中心信息載體呈現(xiàn)多元化；研發(fā)具有電子識(shí)別、防偽、防盜等信息化管理功能的系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)、定位和檔案管理，提高交通管理業(yè)務(wù)信息化水平；研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全輔助駕駛系統(tǒng)，自動(dòng)控制安全車(chē)速和車(chē)距，主動(dòng)向車(chē)輛發(fā)送警告信息或危險(xiǎn)信息，改變交通事故預(yù)防方式，變被動(dòng)預(yù)防為主動(dòng)預(yù)防。因此要在物聯(lián)網(wǎng)和智能交通大背景下，分別構(gòu)建、充實(shí)和完善各種不同種類(lèi)的專(zhuān)門(mén)的智能交通應(yīng)用子系統(tǒng)，并共享其信息，為系統(tǒng)中其他應(yīng)用和路網(wǎng)管理提供支持，進(jìn)而能構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代智能交通管理系統(tǒng)，保障人、車(chē)輛和路網(wǎng)的安全。
