交通物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)運(yùn)用思索

時(shí)間:2022-06-08 11:05:00

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交通物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)運(yùn)用思索

1引言

近年來,互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展給社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們生活帶來了巨大的變化。隨著“智慧城市”、“智能交通”、“物聯(lián)網(wǎng)”新概念的提出,普及先進(jìn)的智能技術(shù),推動(dòng)各方面產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和轉(zhuǎn)型,使各個(gè)領(lǐng)域又面臨一場(chǎng)新的技術(shù)革命。在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和“十二五”規(guī)劃中,智能交通(ITS,IntelligentTransportationSystems)已被列入交通運(yùn)輸業(yè)優(yōu)先發(fā)展主題,在交通運(yùn)輸領(lǐng)域廣泛采用智能技術(shù)建立交通物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),已成為發(fā)展智能交通的優(yōu)先途徑,也是各級(jí)政府和交通專家最為關(guān)注的話題。打造國(guó)際一流的人性化、捷運(yùn)化、信息化和生態(tài)化的交通物聯(lián)網(wǎng),應(yīng)用智能技術(shù)能解決哪些問題?物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中如何推廣智能技術(shù)?這些問題都值得我們進(jìn)一步思考和深入研究。

2交通物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成和特征

2.1交通物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成交通物聯(lián)網(wǎng)是在較完善的交通設(shè)施基礎(chǔ)上,將新一代智能技術(shù)充分運(yùn)用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)所建立的一種實(shí)現(xiàn)。即把智能傳感器件裝備到各地公路、水路、公交、地鐵各相關(guān)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施中,把車輛、船只等運(yùn)動(dòng)設(shè)施,還有橋梁、大壩、隧道、車站、港口等固定設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)、視頻、廣播、通訊、遙感等各種媒體設(shè)施,在互聯(lián)網(wǎng)的支撐下經(jīng)過互聯(lián)構(gòu)成“物聯(lián)網(wǎng)”。而后通過超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)以及云計(jì)算將物聯(lián)網(wǎng)軟硬件資源整合起來,構(gòu)成一個(gè)完整的交通物聯(lián)網(wǎng)體系。智能交通系統(tǒng)是交通物聯(lián)網(wǎng)中的核心系統(tǒng)。人們通過它能以更加科學(xué)的智能的和動(dòng)態(tài)方式管理和控制交通。

2.2交通物聯(lián)網(wǎng)的特征⑴全面物聯(lián):智能傳感設(shè)備將交通所有基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)成網(wǎng),通過專用技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)感測(cè)和智能的控制,全面實(shí)現(xiàn)交通網(wǎng)絡(luò)智能化管理。⑵充分整合:物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完全連接和融合,將軟硬件資源最大有效的整合共享,資源分配更加充分和合理。為低碳環(huán)保、減少資源冗余浪費(fèi),提供最佳的基礎(chǔ)設(shè)施。⑶協(xié)同運(yùn)作:有效地利用基礎(chǔ)設(shè)施的潛能,各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行和諧高效地協(xié)作,監(jiān)管保障進(jìn)一步到位,不斷消除自身的隱患,達(dá)到智能交通的最佳狀態(tài)。⑷學(xué)習(xí)創(chuàng)新:立足系統(tǒng)本身的知識(shí)學(xué)習(xí)、積累和更新,不斷地進(jìn)行科技創(chuàng)新和應(yīng)用,加快交通智能系統(tǒng)的研發(fā)和升級(jí),提高可持續(xù)發(fā)展的能力。

3智能技術(shù)在交通物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用成果

3.1智能技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用智能技術(shù)解決交通運(yùn)輸問題,已成為公認(rèn)的最為有效的途徑。從第十二屆多國(guó)城市交通通展中可以看到,集電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、人工智能和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等技術(shù)于一體的跨學(xué)科的智能技術(shù),在交通科技領(lǐng)域的普及應(yīng)用越來越廣泛。如“一卡通”解決方案、RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)、GPS智能導(dǎo)航系統(tǒng)、ETC不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)、道路控管系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)影像傳輸系統(tǒng)、電子警察抓拍系統(tǒng)、公路車輛自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)、交通綜合信息管理系統(tǒng)、道路交通仿真系統(tǒng)等等。將不同的系統(tǒng)集成并將它們智能化從而提升交通管理的水平,已初見成效。由此可見,智能技術(shù)有效地綜合運(yùn)用于我國(guó)交通運(yùn)輸管理體系,已呈現(xiàn)出巨大的潛力和發(fā)展空間。

3.2應(yīng)用智能技術(shù)取得的成果⑴智能公交方面,建立統(tǒng)一的智能化公共交通綜合信息平臺(tái),在公路、水路等客運(yùn)行業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)信息共享服務(wù)。城市公交實(shí)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控,科學(xué)的調(diào)節(jié)車流的時(shí)空分布,優(yōu)化了城市公交網(wǎng)絡(luò)。展示和引導(dǎo)公眾選擇低碳出行,逐步拓展公共交通綜合信息平臺(tái)的應(yīng)用領(lǐng)域,提高公交運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)能力。⑵交通停車誘導(dǎo)方面,建立動(dòng)態(tài)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)和汽車租賃信息服務(wù)系統(tǒng),在完善停車場(chǎng)和公共交通組合的基礎(chǔ)上建設(shè)駐車換乘信息誘導(dǎo)系統(tǒng);利用網(wǎng)絡(luò)媒體和手機(jī)、GPS智能導(dǎo)航等信息終端,為公眾提供實(shí)時(shí)、便捷、個(gè)性化的交通信息服務(wù)。⑶出租車營(yíng)運(yùn)管理方面,應(yīng)用了RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)。上海市啟動(dòng)了出租車電子標(biāo)簽試點(diǎn),將識(shí)別芯片安裝在出租車后窗的玻璃處,執(zhí)法人員使用手持識(shí)別儀透過GSM將數(shù)據(jù)傳送到指揮中心,快速的把出租車的車牌號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、車輛顏色、營(yíng)運(yùn)證等資料讀出,以此快速地識(shí)別正規(guī)出租車和“克隆”出租車,借助交通物聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽識(shí)別技術(shù),有效的提高了出租車輛營(yíng)運(yùn)管理的水平。⑷公路不停車電子收費(fèi)方面,計(jì)劃到2020年,ETC(ElectronicTollCollection)電子自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)全國(guó)覆蓋率達(dá)到60%以上。ETC使公路收費(fèi)走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化,提高公路的通行能力,降低了收費(fèi)管理的成本,減少了車輛和路面的損耗,為解決交通擁擠、交通阻塞、交通事故和交通污染問題提供了有效的途徑。⑸港口建設(shè)方面,以虎門港物聯(lián)網(wǎng)工程為例,去年虎門港全面啟動(dòng)了“智能港及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程”項(xiàng)目,他們采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)架構(gòu),以RFID及其他傳感技術(shù)為數(shù)據(jù)采集終端,通過有線和無線的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),把數(shù)據(jù)資源匯集到港口數(shù)據(jù)中心,云計(jì)算平臺(tái)完成海量數(shù)據(jù)的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)港口在生產(chǎn)操作、倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流跟蹤、海關(guān)監(jiān)管、環(huán)境污染等方面管理的智能化,依托物聯(lián)網(wǎng)打造智慧型的港口,帶動(dòng)了港口建設(shè)一場(chǎng)新的技術(shù)革命。

4交通物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面的探討

4.1要加強(qiáng)交通物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作針對(duì)智能技術(shù)包含多學(xué)科的特點(diǎn),由此帶來的數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)的復(fù)雜性,需要制定和完善統(tǒng)一的物理層接口協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)物理層接口的標(biāo)準(zhǔn)化,可以最大限度降低系統(tǒng)的瓶頸,保證整個(gè)系統(tǒng)接口的互聯(lián)性,有助于物聯(lián)網(wǎng)配套產(chǎn)業(yè)的新產(chǎn)品研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),促進(jìn)智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

4.2要改善基礎(chǔ)設(shè)施的硬件品質(zhì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中裝備的各種智能傳感設(shè)備及硬件,要制定標(biāo)準(zhǔn)采購(gòu)目錄和安裝規(guī)范,盡量采用新一代智能產(chǎn)品。對(duì)老化的設(shè)備要定期檢查和更新?lián)Q代,特別是對(duì)采集設(shè)備的性能進(jìn)行制度性評(píng)估,提高硬件設(shè)備的品質(zhì),不僅對(duì)杜絕各類事故提供可靠的保證,而且使智能技術(shù)更加有效的發(fā)揮。

4.3要加快智能交通系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用從交通物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀來看,很多地區(qū)發(fā)展還不平衡,有的還未引入真正意義上的智能交通系統(tǒng)。許多在用的交通管理系統(tǒng),智能綜合分析的功能較少。有些交通指揮系統(tǒng)只是具備監(jiān)測(cè)、記錄、抓拍等被動(dòng)性的監(jiān)管功能。不具備主動(dòng)性的智能預(yù)防、誘導(dǎo)分流和調(diào)控功能。在交通管理方面,對(duì)車輛流量、車速、車況、路況、環(huán)境仍處在人工監(jiān)管狀態(tài),對(duì)突發(fā)事件應(yīng)急反應(yīng)上還缺乏智能處理的預(yù)案。為此,加快智能交通系統(tǒng)的核心技術(shù)研發(fā),建立物聯(lián)網(wǎng)智能預(yù)防系統(tǒng)顯得格外重要。智能預(yù)防系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)一個(gè)重要的組成部分。通過多種智能技術(shù)實(shí)時(shí)感測(cè)和智能的分析,對(duì)道路、車輛、駕駛員、環(huán)境及時(shí)提出預(yù)報(bào)、預(yù)警、誘導(dǎo)和安全評(píng)估以及專家解決方案。可以實(shí)現(xiàn)有效的限速限載,合理的分流調(diào)控,排除事故隱患,減少人員傷亡和路產(chǎn)損失,為公共交通提供更加安全的保障。

5智能交通系統(tǒng)的研究

在建立交通物聯(lián)網(wǎng)的地區(qū),初步實(shí)現(xiàn)了交通運(yùn)輸、物流倉(cāng)儲(chǔ)、交通監(jiān)管等方面的自動(dòng)化、數(shù)字化管理。但物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,數(shù)據(jù)分析、安全預(yù)防、調(diào)控決策和重大事件的處理大部分還需要人工完成,處理的結(jié)果還未達(dá)到專家水準(zhǔn)。因此,研發(fā)和應(yīng)用智能交通系統(tǒng),是今后交通物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵所在。

5.1智能交通系統(tǒng)的是一個(gè)交通領(lǐng)域的專家系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)是當(dāng)前交通運(yùn)輸領(lǐng)域的前沿研究課題,是一個(gè)涉及領(lǐng)域多、知識(shí)面廣的龐大的體系架構(gòu)。采用云計(jì)算平臺(tái)技術(shù),使分布的系統(tǒng)硬件和軟件資源充分地整合,通過虛擬化管理和調(diào)度,可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù)(IaaS),平臺(tái)級(jí)服務(wù)(PaaS)和軟件級(jí)服務(wù)(SaaS)。人工智能是研究如何構(gòu)造智能機(jī)器或智能系統(tǒng),使它能模擬、延伸擴(kuò)展人類智能的學(xué)科。人工智能技術(shù)包含計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等,主要應(yīng)用在專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別等領(lǐng)域。智能交通系統(tǒng)就是采用人工智能和云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的交通領(lǐng)域的專家系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)交通物聯(lián)網(wǎng)智能化的一個(gè)重要途徑。

5.2智能交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成智能交通系統(tǒng),也是一個(gè)功能完整的、有學(xué)習(xí)新知識(shí)能力的、并能進(jìn)行邏輯推理的、在交通管理方面代替人類思維支配系統(tǒng)運(yùn)行的知識(shí)系統(tǒng)。它由若干個(gè)子系統(tǒng)和知識(shí)庫組成,各個(gè)子系統(tǒng)也是一個(gè)獨(dú)立的專家子系統(tǒng),根據(jù)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域可劃分為:路橋?qū)<易酉到y(tǒng);車輛專家子系統(tǒng);船舶專家子系統(tǒng);水運(yùn)專家子系統(tǒng);物流專家子系統(tǒng);交通監(jiān)管專家子系統(tǒng);應(yīng)急救援專家子系統(tǒng);安全預(yù)防專家子系統(tǒng)等。每個(gè)子系統(tǒng)由若干個(gè)完整的智能模塊組成,按照功能的劃分,每個(gè)智能模塊對(duì)它管轄的范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)的感測(cè)和處理。智能交通系統(tǒng)由日常處理、智能處理和專家處理幾個(gè)層面系統(tǒng)組成。按照事件等級(jí),日常處理只解決經(jīng)常發(fā)生的簡(jiǎn)單事件,智能處理以快速響應(yīng)、準(zhǔn)確及時(shí)、合理調(diào)控、節(jié)約資源、預(yù)防事故發(fā)生為目的;遇到重大的復(fù)雜事件轉(zhuǎn)由專家處理來決策。

5.3智能交通系統(tǒng)的研究方向智能交通系統(tǒng)通過知識(shí)工程方法進(jìn)行研究,主要研究方向是解決智能接口技術(shù)、檢索推理機(jī)構(gòu)、知識(shí)獲取、解釋機(jī)構(gòu)等問題。知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫及其知識(shí)、數(shù)據(jù)的管理通過云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)來完成。針對(duì)大量不同的系統(tǒng)終端數(shù)據(jù)采集技術(shù)的復(fù)雜性,要重點(diǎn)解決端口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式、編碼、交換、傳輸、差錯(cuò)控制等關(guān)鍵技術(shù)問題。智能交通系統(tǒng)在事件處理過程中,根據(jù)發(fā)生的不同事件的等級(jí),由相應(yīng)的子系統(tǒng)來進(jìn)行響應(yīng),通過云計(jì)算平臺(tái)調(diào)用系統(tǒng)知識(shí)庫的知識(shí),進(jìn)行邏輯推理和篩選分析,得出切實(shí)可行的專家處理意見。由于采用云計(jì)算的編程模型、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和虛擬化技術(shù),進(jìn)行大規(guī)模的分布式計(jì)算和并行處理,有效的利用了系統(tǒng)資源,使專家處理的結(jié)果變得更加及時(shí)和準(zhǔn)確。智能交通系統(tǒng)每個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力,能自動(dòng)地獲取知識(shí),對(duì)系統(tǒng)知識(shí)庫隨時(shí)進(jìn)行充實(shí)和更新。并經(jīng)過人機(jī)接流,使學(xué)到的新知識(shí)達(dá)到專家水平。

6結(jié)束語

綜上所述,引入人工智能技術(shù)進(jìn)行智能交通系統(tǒng)的研發(fā),已提到重要的日程上來。廣泛應(yīng)用智能技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)交通系統(tǒng)進(jìn)行深入的改造,全面實(shí)現(xiàn)交通物聯(lián)網(wǎng)智能化,必將帶來交通運(yùn)輸領(lǐng)域革命性的變化。更為重要的是智能交通的發(fā)展戰(zhàn)略帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需要的多方面產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,特別是高科技新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)加快智能型交通物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。