智慧城市網(wǎng)
技術(shù)文章
智能交通發(fā)展淺析
閱讀：843 發(fā)布時(shí)間：2021-5-24 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，汽車保有量持續(xù)增加，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)受到土地、規(guī)劃等因素的影響，導(dǎo)致目前道路通行能力無(wú)法滿足城市快速增長(zhǎng)的交通需求。交通擁堵、環(huán)境污染、能源消耗、安全駕駛等已經(jīng)成為面對(duì)的共同問(wèn)題。初期，各國(guó)傳統(tǒng)做法為大規(guī)模改擴(kuò)建交通基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)道路擴(kuò)容提高通行能力。但是目前現(xiàn)有的城市規(guī)劃及有限的城市空間使道路擴(kuò)容舉步維艱，交通快速發(fā)展所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)日益體現(xiàn)，人們追求舒適快捷出行的美好愿望與現(xiàn)有道路嚴(yán)重?fù)矶碌默F(xiàn)狀產(chǎn)生了巨大矛盾，同時(shí)新的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)水平井噴式發(fā)展，通信電子技術(shù)更新為新的出行方式奠定了基礎(chǔ)，在此背景下，智慧交通應(yīng)運(yùn)而生。
一、發(fā)展現(xiàn)狀
智慧交通系統(tǒng)又被稱為智能運(yùn)輸系統(tǒng)，主要是將人、車、路三者綜合考慮，結(jié)合*的控制工程技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、信息技術(shù)及傳感器技術(shù)等，將各種*有效集成，形成一種高效、環(huán)保、節(jié)能的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)道路管理智慧化、交通工具智慧化及出行方式智慧化的一套綜合系統(tǒng)。 目前我國(guó)交通系統(tǒng)的建設(shè)主要通過(guò)交通點(diǎn)信息采集、后臺(tái)數(shù)據(jù)處理和信息發(fā)布來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如路口紅綠燈系統(tǒng)、實(shí)時(shí)路況提醒系統(tǒng)、道路指示標(biāo)志指引系統(tǒng)、情報(bào)板系統(tǒng)等。近年來(lái)，各地各部門先后對(duì)智慧交通系統(tǒng)進(jìn)行了探索，不斷拓展交通的智慧屬性，如通過(guò)技術(shù)手段打破信息不對(duì)稱，使出行資源更有效地實(shí)現(xiàn)供需對(duì)接，開發(fā)出了共享單車、網(wǎng)約車、分時(shí)租賃、充電樁等資源共享系統(tǒng)，優(yōu)化了交通資源配置；從單點(diǎn)檢測(cè)到線檢測(cè)再到區(qū)域檢測(cè)，不斷擴(kuò)大檢測(cè)范圍，特別是橋梁、隧道、濃霧、風(fēng)吹雪等高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，擴(kuò)大監(jiān)控范圍，同時(shí)在道路交叉口上設(shè)置電子、高清卡口、車牌抓拍、信號(hào)燈等對(duì)來(lái)往車輛進(jìn)行引導(dǎo)；除了新設(shè)備新系統(tǒng)的應(yīng)用，還不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提升系統(tǒng)性能，提高設(shè)備使用效率。
二 、關(guān)鍵技術(shù)分析
(一)5G技術(shù)
5G網(wǎng)絡(luò)又被稱為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，區(qū)別于前幾代通信技術(shù)的主要標(biāo)志性能力指標(biāo)為Gbps用戶體驗(yàn)速率，其核心性關(guān)鍵技術(shù)為超密集組網(wǎng)及新型式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。5G網(wǎng)絡(luò)最主要的優(yōu)勢(shì)為數(shù)據(jù)傳輸速率高，平均數(shù)據(jù)速率超過(guò)100Mbit/s，峰值速率高達(dá)20Gbit/s，能夠優(yōu)化上網(wǎng)效率。同時(shí)還可以將流量容量和網(wǎng)絡(luò)效率提升100倍，并將延遲降低1倍至1ms。5G網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)更快、更多、更靈活的方向發(fā)展。其關(guān)鍵技術(shù)包括高密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模多天線技術(shù)、同時(shí)同頻全雙工通信、毫米波可見光傳輸?shù)取?其中高密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)拉近終端與節(jié)點(diǎn)間的距離，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍及系統(tǒng)容量，擴(kuò)大系統(tǒng)容量流量密度，提升高峰值速率和用戶體驗(yàn)速率，并增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性；理論上，天線越多，頻譜效率和傳輸可靠性越高，大規(guī)模多天線技術(shù)采用分布式天線系統(tǒng)，圍繞小區(qū)在不同空間位置分別部署數(shù)十至數(shù)百根天線單元，這些天線單元通過(guò)光纖接至基站設(shè)備，提供強(qiáng)大的天線增益；同時(shí)同頻全雙工通信可以增加鏈路容量、實(shí)現(xiàn)頻譜虛擬化、任意分雙工、采用新型中繼方案，簡(jiǎn)化干擾協(xié)調(diào)；隨著半導(dǎo)體技術(shù)和工藝的發(fā)展和成熟，毫米波可見光傳輸也取得了很大的發(fā)展，為5G性能的提升提供了多樣選擇。
(二)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)即萬(wàn)物互聯(lián)技術(shù)，指的是通過(guò)紅外感應(yīng)、RFID識(shí)別、全球定位、激光掃描等傳感器設(shè)備，按特定的協(xié)議，將無(wú)處不在的物體通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，可以進(jìn)行信息交換和處理，主要技術(shù)為傳感器技術(shù)、射頻技術(shù)、嵌入式技術(shù)等。(1)傳感器技術(shù)。傳感器技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)采集、通信、控制等的關(guān)鍵技術(shù)，是各種*的基石。傳感器相對(duì)于物體而言就像人的五官一樣，物體可以通過(guò)傳感器感知周圍環(huán)境，可以將抽象的各種生物、化學(xué)、物理等信號(hào)采集并通過(guò)某種規(guī)律進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別處理的數(shù)字信號(hào)。(2)射頻技術(shù)。射頻技術(shù)是將無(wú)線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)進(jìn)行融合而產(chǎn)生的一種傳感器技術(shù)，可以直接附著在物品上，本身標(biāo)簽上攜帶了大量的信息，可以通過(guò)專用設(shè)備對(duì)其信息進(jìn)行讀寫，識(shí)別工作不需要人工干預(yù)，不受環(huán)境限制，可應(yīng)用于高速運(yùn)行的物體或者惡劣的氣候環(huán)境中。(3)嵌入式技術(shù)。嵌入式技術(shù)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)等一系列的復(fù)雜技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)類似于人的大腦，可以對(duì)接收到的信息進(jìn)行分類處理。
(三)大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)
大數(shù)據(jù)是指以不同方式，通過(guò)多個(gè)來(lái)源搜集到的具有實(shí)時(shí)性特征的龐大數(shù)據(jù)組，為了有效挖掘信息的內(nèi)在價(jià)值而產(chǎn)生的技術(shù)。云計(jì)算技術(shù)是由于用戶服務(wù)需求的增長(zhǎng)，企業(yè)處理業(yè)務(wù)能力需求的提升而產(chǎn)生的，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)管理資源，為企業(yè)降低管理成本。兩者就像硬幣的正反面一樣，大數(shù)據(jù)依托云計(jì)算的分布式處理對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，同時(shí)云計(jì)算對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐，為大數(shù)據(jù)提供靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)[2]。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，大數(shù)據(jù)分析變得更加完善，能夠幫助使用者整合來(lái)自眾多來(lái)源的數(shù)據(jù)；云計(jì)算根據(jù)當(dāng)時(shí)的需求進(jìn)行擴(kuò)展，減小工作負(fù)載。同時(shí)私有云解決方案也對(duì)大數(shù)據(jù)的安全性和隱私性進(jìn)行了保護(hù)，避免大數(shù)據(jù)受到高級(jí)威脅。
(四)AR技術(shù)
AR技術(shù)也叫做增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、三維建模仿真、實(shí)時(shí)跟蹤、智能交互等手段生成的一種逼真的視、聽、力、觸和動(dòng)等感覺(jué)的虛擬環(huán)境，讓用戶沉浸其中，實(shí)現(xiàn)用戶和環(huán)境直接進(jìn)行自然交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“增強(qiáng)”。AR技術(shù)可以將多種虛擬信息，通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式與真實(shí)世界融合、疊加起來(lái)，例如地理位置信息、道路運(yùn)行狀態(tài)、交通管理部門業(yè)務(wù)信息等，通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式把他們與真實(shí)世界進(jìn)行融合、疊加，可以很直觀、及時(shí)地感知到當(dāng)前路面、交通、車輛、警員勤務(wù)等信息。
三、關(guān)鍵技術(shù)融合應(yīng)用
在智能交通的建設(shè)上，要實(shí)現(xiàn)低延誤、安全、環(huán)保的出行目標(biāo)，需要將以上關(guān)鍵技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、5G技術(shù)、AR技術(shù)相互融合、滲透，構(gòu)建數(shù)字化的信息采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化的信息傳輸系統(tǒng)、智能化的管理與服務(wù)系統(tǒng)，有效提高運(yùn)營(yíng)管理和出行服務(wù)信息化、智能化水平，更好地滿足人民群眾安全舒適便捷的出行需求，使人、車、路更加協(xié)同、更加智能。 比如對(duì)最常見的紅綠燈系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)感知不同方向車流量變化，結(jié)合收集上來(lái)的車輛速度、數(shù)量以及分布密度等因素，對(duì)道路上運(yùn)行的車輛狀態(tài)、排隊(duì)長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)向車輛比例等進(jìn)行深度分析，根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)紅綠燈相位及配時(shí)進(jìn)行調(diào)整，在不同時(shí)間段執(zhí)行不同的配時(shí)方案，降低車輛等待時(shí)間，減少路口道路資源消耗。 在解決停車問(wèn)題上，可以充分利用周圍停車位，將小區(qū)、商場(chǎng)等停車位均納入到城市停車管理調(diào)度系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)調(diào)整周圍控制停車位狀態(tài)，引導(dǎo)車主就近停車，節(jié)約資源，緩解路側(cè)停車壓力，同時(shí)提高停車位使用效率。
在智慧服務(wù)區(qū)的建設(shè)上，對(duì)衛(wèi)生間、休息區(qū)、停車場(chǎng)、便利店、餐廳、加油(加氣、充電)站、維修站等各服務(wù)場(chǎng)所運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線檢測(cè)和信息自動(dòng)采集，全面提升系統(tǒng)感知能力。信息傳輸初步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，服務(wù)設(shè)施建設(shè)與信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)現(xiàn)一體化發(fā)展，在服務(wù)區(qū)不斷推廣應(yīng)用5G、云計(jì)算等技術(shù)，通信信息網(wǎng)絡(luò)持續(xù)完善，網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)實(shí)現(xiàn)廣覆蓋、低時(shí)延、高可靠、大帶寬功能。實(shí)現(xiàn)智能衛(wèi)生間、智能停車管理、智能商超餐飲、出行信息發(fā)布等功能，為公眾提供更加便捷舒適的停車、如廁、購(gòu)物、餐飲、休息、信息獲取等服務(wù)，公眾出行體驗(yàn)不斷提升。 在車輛通行中，發(fā)展優(yōu)化車輛編隊(duì)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛技術(shù)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)等，對(duì)車輛運(yùn)行中道路事件做到及時(shí)可靠發(fā)現(xiàn)，提升交通控制措施有效性，優(yōu)化并利用系統(tǒng)資源、提高道路交通安全和效率、緩解道路交通擁擠，研究有限數(shù)據(jù)下高效的車路協(xié)同架構(gòu)體系，突破實(shí)時(shí)交通事件監(jiān)測(cè)技術(shù)、交通問(wèn)題疏解策略選優(yōu)方法、交通控制誘導(dǎo)策略關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)現(xiàn)高速公路分車道精細(xì)控制，支持有人駕駛車輛、自動(dòng)駕駛車輛的混合出行，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、高效的車路協(xié)同智慧交通的典型示范。
四、智慧交通發(fā)展前景
近年來(lái)我國(guó)公路、鐵路、水運(yùn)、航空等交通行業(yè)都得到了飛速發(fā)展，但是各種出行方式之間信息交互仍然滯后，未來(lái)隨著信息化和智能化進(jìn)一步提高，各種出行方式信息共享和智能化服務(wù)技術(shù)將得到充分發(fā)展和應(yīng)用。在國(guó)家政策大力扶持、科學(xué)技術(shù)飛速前進(jìn)的大背景下，巨大的市場(chǎng)空白及發(fā)展空間使各行業(yè)企業(yè)爭(zhēng)相入駐，在各分支領(lǐng)域?yàn)槌鲂姓咛峁┝烁泳?xì)、準(zhǔn)確、完善和智能的服務(wù)。積極出臺(tái)各項(xiàng)政策法規(guī)，為各行業(yè)參與智慧交通建設(shè)部門提供了政策支持和輔助?；谝陨弦蛩?，我國(guó)智慧交通建設(shè)必將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)。