交通运输物联网关键技术的研究

　　基于物联网的智能管理和服务是现代交通运输业转型发展的必然趋势，通过分析研究交通运输物联网中的关键技术的应用，为未来发展智能交通运输提供一定的思路和建议。

 

　　一、引言

 

　　物联网是继计算机、互联网之后的第三次信息产业革命，正以其快速提高的技术水平和不断扩大的应用范围，逐步渗透到交通、教育、卫生、公共安全等各行各业。经过业界近年来对物联网的研究和应用，将物联网基本定义为在计算机、互联网等信息化技术的基础上，把任何物品相连接，形成一个巨大的网络，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的概念。从本质上来说，物联网就是将现实世界信息化，通过对信息的收集、传递、利用整个生命周期的有效管理达到优化管理的目的，其核心价值就是大范围的信息共享。

 

　　交通运输是一种空间位移活动，主要由交通工具、交通基础设施、交通对象三要素构成。近年来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，交通运输需求急剧增长，各种负面效应随之而来，交通拥堵、交通事故、能源消耗和环境污染等暴露出来的问题日益严重。应用物联网技术智能感知各类交通运输要素，构成交通运输物联网体系，并对掌握的信息进行分析、处理和共享，是解决交通运输过程中信息不对称、实现交通对象在交通网络中高效、安全、绿色的空间位移的有效手段。交通运输行业可以说是最能展现物联网成效的行业之一。

 

　　二、交通运输物联网中的关键技术

 

　　(一)感知技术

 

　　交通运输物联网的感知主要解决两个问题。一是解决“我是谁”的问题，即感知各类交通要素基本属性的静态信息。二是解决“我现在的状态怎么样”的问题，即感知在交通运输过程产生的动态信息，比如车辆的实时状况、驾驶人员的健康状况、道路桥梁的适行状况等。目前在交通运输中常用的物联网感知技术有视频识别、射频识别(RFID)、定位技术(GPS、AIS、雷达等)和传感器技术等。

 

　　是基于无线通信的自动识别技术，分为无源、半有源、有源三种，主要用于识别和跟踪物品。RFID具有识别速度快目标多、体积小、穿透好、耗能低、安全高、等特点，可实现全程、全天候对交通各要素的精准感知和监管，比如车辆通过RFID实现对交通标志标线的识别，比目前的导航预置方式，信息更实时、更准确。目前，受到技术标准、实施成本、管理体制等因素制约，在交通运输中，远未达到成规模的有效运用。

 

　　2.传统传感器检测精度高、适应性强、技术成熟，是交通信息采集的重要方式。但是由于传感器安装和维护成本高而且采集信息覆盖范围小，对于大范围的交通网来说，现实应用难度很大。基于传感技术集成的微机电系统(MEMS)重量轻、尺寸小、能耗低，既能采集信息和对信息进行一些简单的预分析、预处理，又能完成采集设备与信息处理中心的互联互通，是智能化信息采集、拓宽采集面的有效手段，必将随着交通运输物联网的深入研究而广泛应用。

 

　　交通运输空间范围广，实时移动性强，感知节点数量巨大且随机，可能会造成大量的信息冗余，因此，对感知节点的分布以及感知信息的融合控制也是需要深入研究的领域。

 

　　(二)通信技术

 

　　目前，用于交通运输主流无线通信技术有RDS-TMC、CDPD 、GPRS、3G等远程技术以及DSRC、Zigbee等短距离技术。

 

　　-TMC是基于调频(FM)的交通数字信息广播发布技术，它利用现有的调频广播资源，将信息编码调制后插入音频信号一起发射至接收端进行解调，并可实现对道路拥堵、施工、事故等信息的可视化发布。该项技术发展至今已经相当成熟，而且成本低廉，在欧洲已经大范围运用，但其最大的不足是单向通信，随着交互需求的不断发展，只能说是短中期内大范围交通信息发布的有效解决颁发，或者是中长期内大范围交通信息交互的辅助手段。

 

　　、GPRS、3G都是蜂窝数字式分组数据通信技术，主要基于专用的网络，信息主要通过终端、基站、中央控制系统进行交换。这类技术最大的优点是带宽大、速率快，而且能与Internet无缝连接，特别是近年来4G技术的提出和发展，为交通运输物联网研发丰富、多维的应用提供了无限的可能，是最具有发展前景的。但是这类技术往往因为高昂的成本投入和租用第三方通信网络费用，在实际应用中难以为继。

 

　　3. Zigbee和DSRC是当下研究最热的两种微波短程通信技术。Zigbee来源于蓝牙技术，从严格意义上来讲是一种无线个域网技术，低功耗、低速率是其最大的特点，适用于小范围内的简单的传感控制，比如通过运用Zigbee将车辆的速度、角度等传感器和触发器进行组网控制，实现自动化辅助驾驶。DSRC具有穿透性强、实时性好、可靠性高、传输速率高、便于扩展等优点，该技术在不停车收费(ETC)系统上已经得到成功运用，但因前期基础设施投入较大制约了其快速发展，当然，不可否认的是，基于DSRC技术实现车车、车路短距离通信，是交通信息采集以及信息服务智能化的一个重要的发展需求。

 

　　三、结语

 

　　总而言之，物联网的发展对交通运输行业来说，既是挑战也是机遇。充分利用物联网带来的科技成果，建设大范围、全时空、高效、安全、绿色的智能化交通运输管理和服务网络，是破解交通运输发展难题、推动交通运输可持续发展的有效手段，也是实现“智慧城市”的重要部分，必将给整个人类社会带来质的飞跃。

 

　　作者：周琦峰 来源：数字化用户 2013年13期

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