基于物联网工程的智能交通系统模型的(3)

因素二：行人守法意识薄弱

因素三:道路施工期一拖再拖

因素四：城市规划布局不合理

因素五：公交路线分布不合理

因素六：交通安全教育不足

因素七：交通设施管理混乱

因素八：老城区道路欠账多

3.2 小结

虽然现在交通方式有陆路、水路、航空等，但陆路交通的不便已显而易见，所以交通路径的择优选择就尤为重要。目前主要的管理办法主要是人工处理，或较为初级的智能管理。随着高新技术的发展和应用，道路交通管理领域正发生一场深刻的变革。智能交通系统在全球范围内的兴起，从根本上改变了传统交通控制的思想观念，传统的经验型交通管理模式已经无法适应新时期道路交通发展的需求。道路交通管理正在从以静态管理为主的模式向着以动态管理为主、动静态管理相结合进行网络化、智能化管理的方向发展，对道路交通流进行整体优化、全面控制、主动诱导的先进交通控制技术和管理方法在现实中逐步得以实施。

4 基于物联网技术的智能交通管理系统模型

4.1 物联网智能交通模型

智能交通管理系统（Intelligent Transportation Management System，ITMS）是通过先进的交通信息采集技术、数据通信传输技术、电子控制技术和计算机处理技术等，把采集到的各种道路交通信息和各种交通服务信息传输到交通控制中心，交通控制中心对交通信息采集系统所获得的实时交通信息进行分析、处理，并利用交通控制管理优化模型进行交通控制策略、交通组织管理措施的优化，交通信息分析、处理和优化后的交通控制方案和交通服务信息等内容通过数据通信传输设备分别传输给各种交通控制设备和交通系统的各类用户，以实现对道路交通的优化控制，为各类用户提供全面的交通信息服务。

智能交通系统作为一个信息化的系统，它的各个组成部分和各种功能都是以交通信息应用为中心展开的，因此，实时、全面、准确的交通信息是实现城市交通智能化的关键。从系统功能上讲，这个系统必须将汽车、驾驶者、道路以及相关的服务部门相互连接起来，并使道路与汽车的运行功能智能化，从而使公众能够高效地使用公路交通设施和能源。其具体的实现方式是：该系统采集到的各种道路交通及各种服务信息，经过交通管理中心集中处理后．传送到公路交通系统的各个用户，出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以自动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以随时掌握所属车辆的动态情况，进行合理调度。这样，路网上的交通经常处于最佳状态，能够改善交通拥挤，最大限度地提高路网的通行能力及机动性、安全性和生产效率。美国是应用智能交通较为成功的国家。1995年美国交通部出版的“国家智能交通系统项目规划” ，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。7大领域包括出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。基于物联网技术的智能交通系统模型如下图4-1所示。

图4-1 基于物联网技术的智能交通系统模型

(1)中心型子系统

该子系统包括交通管理子系统、突发事件管理子系统、收费管理子系统、商用车辆管理子系统、维护与工程管理子系统、信息服务提供子系统、尾气排放管理子系统、公共交通管理子系统、车队及货运管理子系统及存档数据管理子系统1 0个子系统。该类子系统的共同特点是空间上的独立性，即在空间位置的选择上不受交通基础设施的制约。这类子系统与其它子系统的联络通畅依赖于有线通讯。

(2)区域型子系统

该子系统包括道路子系统、安全监控子系统、公路收费子系统、停车管理子系统和商用车辆核查子系统5个子系统属于区域类型。这类子系统通常需要进入路边的某些具体位置来安装或维护诸如检测器、信号灯、程控信息板等设施。区域型子系统一般要与一个或多个中心型子系统以有线方式连接，同时还往往需要与通过其所部署路段的车辆进行信息交互。

(3)旅行者子系统

该类子系统以旅行者或旅行服务业经营者为服务对象，运用智能交通系统的有关功能实现对多式联运旅行的有效支持。远程旅行支持子系统和个人信息访问

子系统属于旅行者子系统。旅行者子系统可通过有线或无线方式与其它类型的子系统间进行直接的信息传递。

(4)车辆型子系统

该类子系统的特点是安装在车辆上。根据载体车辆的种类，车辆型子系统又可细分为普通车辆子系统、紧急车辆子系统、商用车辆子系统、公交车辆子系统和维护与工程车辆子系统。这些子系统可根据需要与中心型子系统、区域型子系统及旅行者子系统进行无线通讯，也可与其它载体车辆进行车辆问通讯。每种类型的子系统通常共享通讯单元。作为子系统间信息渠道的一个构成部分，通讯单元所起的作用仅仅是传递信息，并不参与智能交通系统的信息加工和处理。具体通讯单元的选定具有相当大的自由度，有线通讯单元可选择光缆、同轴电缆或双绞线网络等。而广域无线通讯是近些年来发展很快的一个领域，可供选择的技术种类繁多且更新很快。

4.2 感知层模型设计

近年来，物联网相关技术的发展成熟，为交通信息的采集提供了新的思路，也为智能交通系统的研究注入了新的活力。加之政府对物联网行业和智能交通行业发展的重视，以及大力度的资金支持，极大地促进了物联网技术在智能交通领域的发展。

目前，RFID技术在电子不停车收费（ETC）系统中已经取得了很大的成功，比如美国东海岸的E-ZPass项目、美国伊利诺伊州的I-Pass项目、以及香港的Autotoll项目，这为RFID技术在交通领域更广泛的应用提供了一定的借鉴意义。RFID相比交通领域传统的检测技术，比如线圈检测、视频检测等，具有的最大优势就是它能够迅速、准确地识别特定的车辆。信息采集的过程如下图4-2所示。

图4-2 车辆信息采集过程示意图

当携带有RFID标签的车辆经过检测区域时，阅读器天线发出的信号会激活RFID标签，然后RFID标签会发送带有车辆信息的信号，天线接收到信号后传送给阅读器，经阅读器解码后通过网络传输到数据中心，经过分析、处理就可以获得路网的交通流参数以及车辆的行驶轨迹，据此可以作出有效的控制和管理措施。

4.3网络层模型设计

网络层技术主要用于实现物联网信息的双向传递和控制，重点在于适应物物通信需求的无线接入网和核心网的网络改造和优化，以及满足低功耗、低速率等物物通信特点的感知层通信和组网技术。针对当前区域综合交通运输网络结构、交通运输网络资源合理配置等体现可持续发展特征的综合交通运输网络研究相对滞后的现状,深入研究区域交通网络时空结构演化及基于此的交通网络规划具有重要的理论价值与工程实践意义，如图4-3GPS系统应用平台拓扑图就是网络层模型设计的典型运用[4]。

图4-3 GPS系统应用平台拓扑图

4.4 应用层模型设计

4.4.1 智能判定

感知层探测到各种路况信息以及影响因素，并经网络层传递到应用层。针对各种问题，应用层应能够智能判断是否繁忙、是否适合交通出行、选择何种交通方式，应用层应发出指令将以上智能判定结果通知。

通过RFID技术可以实现特定车辆的进入控制。通过安装在路口的RFID阅读器，并辅以其他自动控制系统，可以不让特定类型的车辆，或有违章记录的车辆进入某区域或者某路段。

4.4.2 智能处理

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