交通擁堵幾乎是每個(gè)大城市都會(huì)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的問題,從一個(gè)城市的局部高峰期擁堵逐漸的發(fā)展到了全面全時(shí)段擁堵的方向發(fā)展。一、二線城市也在承受著交通擁堵的壓力,甚至一些三線城市也開始出現(xiàn)了交通擁堵的情況發(fā)生。交通擁堵不僅增加了人們出行的成本,同時(shí)也加大了交通事故的發(fā)生率。尤其是在居民上下班高峰期間,所用的時(shí)間與費(fèi)用由于堵車而受到了嚴(yán)重的浪費(fèi),影響居民的生活質(zhì)量,而城市的大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的擁堵狀況,也嚴(yán)重的影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。
交通是每一個(gè)人日常生活的重要方面,同時(shí)也是整個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略基礎(chǔ)之一,關(guān)系著政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、環(huán)境等各個(gè)方面。四通八達(dá)的交通是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,智能交通發(fā)展依賴一系列新技術(shù)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的興起,引領(lǐng)智能交通開始一輪跨越式發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)在某種程度上吻合,而且智能交通的發(fā)展已經(jīng)在全行業(yè)奠定了良好的技術(shù)應(yīng)用意識(shí)及技術(shù)普及基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域特別是物流運(yùn)輸領(lǐng)域,具有良好的適應(yīng)性。
物聯(lián)網(wǎng)概念最早由美國(guó)麻省理工學(xué)院于1999年提出,其概念為依托射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)和設(shè)備,按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,使物品信息實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理,實(shí)現(xiàn)物品信息互聯(lián)而形成的網(wǎng)絡(luò)。
隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵不斷豐富,我國(guó)工業(yè)和信息化部電信研究院2011年對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義為:物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸,它利用感知技術(shù)與智能裝備對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián),進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘,實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫鏈接,達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策目的。
物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控制、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、計(jì)算機(jī)、軟件、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域,涵蓋的關(guān)鍵技術(shù)非常多。
依據(jù)工信部電信研究院的分析,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制,并通過通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制。應(yīng)用層提供信息處理、計(jì)算等通用基服務(wù)設(shè)施、能力及資源調(diào)用接口,以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用。
目前物聯(lián)網(wǎng)在全球的應(yīng)用還處于起步階段,應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)也主要是以射頻識(shí)別、傳感器為主的項(xiàng)目,而且多數(shù)還是試驗(yàn)性的小規(guī)模項(xiàng)目。由于發(fā)達(dá)國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)及應(yīng)用比較領(lǐng)先,因此物聯(lián)網(wǎng)的興起及應(yīng)用,在發(fā)達(dá)國(guó)家也比較領(lǐng)先。美國(guó)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最廣泛的國(guó)家,其應(yīng)用涉及多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,歐盟物聯(lián)網(wǎng)在物流交通、電力等領(lǐng)域應(yīng)用并形成一定規(guī)模。
盡管智能交通系統(tǒng)與交通物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展目標(biāo)上相近,技術(shù)要素與應(yīng)用范圍也在某種程度上相似,但是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用背景更廣闊,其網(wǎng)絡(luò)廣度、信息量及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建思想,是傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)無(wú)法比擬的。智能交通系統(tǒng)是自上而下的信息開發(fā)利用方式,著重于從管理者的角度來(lái)采集和開發(fā)利用信息,而物聯(lián)網(wǎng)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用,則側(cè)重于自下而上的信息采集利用模式,兩者在對(duì)信息資源采集的精度、覆蓋度不同,對(duì)信息資源的開發(fā)利用強(qiáng)度也不同,運(yùn)用的商業(yè)模式不同,產(chǎn)生的社會(huì)效益也會(huì)有明顯差別。
可以認(rèn)為,智能交通系統(tǒng)是智能交通發(fā)展過程中相對(duì)初級(jí)的階段,交通物聯(lián)網(wǎng)則是智能交通發(fā)展中的技術(shù)及理念升級(jí)階段,物聯(lián)網(wǎng)將為智能交通的發(fā)展提供質(zhì)的飛躍及巨大發(fā)展空間。
伴隨著新的信息科技在仿真、通信網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)控制等領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展,智能交通系統(tǒng)開始進(jìn)入人們的視野。發(fā)展智能交通系統(tǒng)的初衷就是為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的交通擁堵問題,但是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能交通絕不僅僅只是解決了堵車問題而已。下面選取幾個(gè)當(dāng)下比較典型的應(yīng)用來(lái)介紹物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能交通。
電子收費(fèi)(Electronic Toll Collection,ETC)系統(tǒng)是我國(guó)首例在全國(guó)范圍內(nèi)得到規(guī)模應(yīng)用的智能交通系統(tǒng),它能夠在車輛以正常速度行駛過收費(fèi)站的時(shí)候自動(dòng)收取費(fèi)用,降低了收費(fèi)站附近產(chǎn)生交通擁堵的概率。
在這種收費(fèi)系統(tǒng)中,車輛需安裝一個(gè)系統(tǒng)可唯一識(shí)別的稱之為電子標(biāo)簽的設(shè)備,且在收費(fèi)站的車道或公路上設(shè)置可讀/寫該電子標(biāo)簽的標(biāo)簽讀寫器和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)。車輛通過收費(fèi)站點(diǎn)時(shí),駕駛員不必停車交費(fèi),只需以系統(tǒng)允許的速度通過,車載電子標(biāo)簽便可自動(dòng)與安裝在路側(cè)或門架上的標(biāo)簽讀寫器進(jìn)行信息交換,收費(fèi)計(jì)算機(jī)收集通過車輛信息,并將收集到的信息上傳給后臺(tái)服務(wù)器,服務(wù)器根據(jù)這些信息識(shí)別出道路使用者,然后自動(dòng)從道路使用者的賬戶中扣除通行費(fèi)?,F(xiàn)在各大銀行也支持ETC業(yè)務(wù)辦理,方便快捷,例如中國(guó)銀行、中國(guó)工商銀行、中國(guó)建設(shè)銀行、華夏銀行等均可辦理。
目前ETC產(chǎn)品主要應(yīng)用于高速公路及道橋收費(fèi)系統(tǒng)。根據(jù)交通運(yùn)輸部“十二五”發(fā)展規(guī)劃,“十二五”期間,全國(guó)ETC車道將達(dá)到6000條,電子標(biāo)簽的用戶將達(dá)到500萬(wàn)個(gè)。在今年3月份,交通運(yùn)輸部發(fā)文啟動(dòng)了ETC全國(guó)聯(lián)網(wǎng)建設(shè),力爭(zhēng)在2015年底基本實(shí)現(xiàn)全國(guó)ETC聯(lián)網(wǎng),未來(lái)ETC在城市智能交通領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的市場(chǎng)前景。
實(shí)時(shí)的交通信息服務(wù)是智能交通系統(tǒng)最重要的應(yīng)用之一,能夠?yàn)槌鲂姓咛峁?shí)時(shí)的信息,例如交通線路、交通事故、安全提醒、天氣情況等。高效的信息服務(wù)系統(tǒng)能夠告訴駕駛員他們目前所處的準(zhǔn)確位置,通知他們當(dāng)前路段和附近地區(qū)的交通和道路情況,幫助駕駛員選擇最優(yōu)的路線。可以幫助駕駛員找到附近的停車位,甚至預(yù)定停車位。智能交通系統(tǒng)還可以為乘客提供實(shí)時(shí)公交車的到站信息和公交車的位置等信息,便于規(guī)劃用戶等車時(shí)間和出行時(shí)間。
實(shí)施交通信息服務(wù)是一種協(xié)同感知類任務(wù),設(shè)置在各交通路口的傳感器實(shí)時(shí)感知路況信息,并實(shí)時(shí)上傳到主控中心,經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘與交通規(guī)劃分析系統(tǒng),對(duì)海量信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和分析處理,并經(jīng)通信塔發(fā)布給市民。
例如由寧波政府推出的應(yīng)用“寧波通”,成都推出的‘天府通’等智能交通APP,它提供了出行前、出行中、便民服務(wù)3大類18項(xiàng)便民服務(wù),更便捷的是它融合了交警、城管、氣象等多個(gè)部門、幾十個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交通信息,涵蓋城市的交通設(shè)施、交通工具以及所有交通事件,為出行者提供全面、實(shí)時(shí)的信息。
智能交通管理主要包括交通控制設(shè)備,例如交通信號(hào)、匝道流量控制和公路上的動(dòng)態(tài)交通信息牌。同時(shí)一個(gè)城市或者一個(gè)省份交通管理中心需要得到整個(gè)地區(qū)的交通流量狀況以便及時(shí)檢測(cè)事故、危險(xiǎn)天氣事件或其他對(duì)車道具有潛在威脅的因素。
智能交通管理是一個(gè)綜合性智能產(chǎn)物,應(yīng)用到了如無(wú)線通信、計(jì)算技術(shù)、感知技術(shù)、視頻車輛監(jiān)測(cè)、GPS全球定位系統(tǒng)、探測(cè)車輛和設(shè)備等重要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。這其中包含了眾多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,如:聯(lián)網(wǎng)汽車用微控制器、RFID設(shè)備、微芯片、視頻攝像設(shè)備、GPS接收器、導(dǎo)航系統(tǒng)、DSRC設(shè)備等,這些設(shè)備由于民用情況不多,較多是線下政府采購(gòu),但由于近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的興起,也漸漸有線上供應(yīng)平臺(tái)可以獲得,這些平臺(tái)的興起使得智能交通概念得以推廣。
智能匝道流量控制是智能交通管理的應(yīng)用之一。引路調(diào)節(jié)燈設(shè)置在高速公路入口,引導(dǎo)車輛分流進(jìn)入高速公路,能夠降低高速公路車流斷開的幾率,目前大概有20個(gè)美國(guó)大城市已經(jīng)開始應(yīng)用這一技術(shù)。
智能交通是信息社會(huì)中交通運(yùn)輸業(yè)向前發(fā)展的必然產(chǎn)物。歸根結(jié)底,發(fā)展智能交通就是為了改善人們的生活質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。結(jié)合我國(guó)當(dāng)前實(shí)際來(lái)看,發(fā)展智能交通必須遵循“全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)”的科學(xué)發(fā)展觀,需要社會(huì)多個(gè)部門的共同努力,有機(jī)整合各方面的資源,找準(zhǔn)切入點(diǎn),才能共同推動(dòng)和提高我國(guó)交通的智能化水平。