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基于物联网技术的智能交通控制系统研究

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  【摘  要】作为物物相连的互联网,物联网通过信息传感设备,把互联网与任何物品相连接,为构建智能交通信号控制与采集的体系提供了可能。论文从基于物联网的智能交通系统整体框架入手,并着重分析其在交通控制和信号采集两个子系统中的运用,指出物联网技术将全面提升交通管理水平。
  【Abstract】As the internet connected to things, the internet of things connects the internet to any object through information sensing devices, making it possible to build a system of intelligent traffic signal control and acquisition. This paper starts with the overall framework of the intelligent transportation system based on the internet of things, and emphatically analyzes its application in the two subsystems of traffic control and information acquisition, and points out that internet of things technology will improve the level of traffic management in an all-round way.
  【关键词】物联网;技术;智能交通系统
  【Keywords】internet of things; technology; intelligent transportation system
  【中图分类号】TP273+.5                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069(2020)01-0164-02
  1 引言
  从字面简单理解,物联网就是“物物相连的互联网”,其英文名称是“The Internet of Things”。我们可以这样理解:互联网仍然是物联网的基础和核心,物联网在一定程度上,其实是因特网的一种特殊形式,或者说是在其基础上,又进行了不断扩展和持续延伸的网络;进一步扩展和延伸了客户端,也就是可以理解为只要是两个以上的物品之间,甚至更多的物品互相能够进行即时通信,或者是自由进行信息交换。伴随着激光扫描器、全球定位系统、红外感应器和射频识别(RFID)等技术的快速发展,按照事前制定的协议,物联网通过一定的传感设备,把因特网与不同的物品相互连接,不断进行它们之间的信息交换,从而可以智能化识别物品,多方位进行管理、监测、定位和跟踪的一种网络。FORRESTER是美国的权威咨询机构,根据他们的预测分析,预计2020年,世界上跟人与人通信的业务相比,物物互联的业务将达到30∶1,因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的产业。
  2 基于物联网的智能交通框架设计
  目前常见的交通系统收集数据的方式落后,采集信息的手段单一,对车辆动态诱导和道路拥堵疏通的多种手段还不能达到更高要求,实时有效处置突发事件,应急能力整体上处于较差水平。智能交通系统是基于物联网的框架来进行设计的,采用无线通讯系统的浮动车检测技术和搭载车载定位装置,结合线圈、地磁检测、视频和微波等采集交通信息的固定式多种手段,从而可以实时收集整个城市内的交通和车辆信息,通过超级计算中心,对最优的车行路线和交通指挥方案进行动态计算。
  3 智能交通的子系统设计
  3.1 交通控制系统
  交通信号控制系统的体系架构,具体包括以下几个层次:系统的逻辑结构为三级,从下而上分别是路口级、区域级、中心级。信号控制中心设备主要包括客户端、通信服务器、数据库服务器、中央控制服务器和区域控制服务器等。一些通信网络和光端机构成通信的主要部分。检测、机器信号等则构成主要的路口部分设备。具体的功能划分进一步描述如下。
  控制中心级:这一类主要用在城市和全区域范围内,顺利完成交通控制,积极增强管理功能,主要包括设定主要的参数、控制合理的服务、全面监测整体区域,等等。
  控制区域级:主要完成对交通的区域信息采集,包括对信号处理机的预测优化,然后分发到控制路口去执行具体的方案。對本区域路口进行完善优化,同时区域控制服务器还负责信号机控制和监测信号。
  控制路口级:采集和上传完整的数据信息,快速履行控制中心的相应方案。同时积极根据实际交通路口的需求,科学智能调整绿灯时间,以便有效达到全局优化,使信号的时序达到最大的临界区间,路口情况在最大程度上达到较高的适应,从而可以有效保证畅通程度达到最佳。
  3.2 信号采集系统
  采集车辆信息的主要方式比较多,但在目前运用广泛的只有两种:一种是固定式采集,通过超声波检测仪器、安装地磁检查仪器、微波检测仪器、环形线圈、视频检测仪器、电子标签阅读器等专业的检测设备,多方位、多角度开展检测,有效采集道路断面的机动车各种信息[1]。因此,为了实现能够全天候、实时有效采集大量的交通信息,必须使用多种综合技术,并实施多传感器的信息采集,对多源信息在后台运行,进行结构化描述、数据融合等预处理工作,从而可以为进一步的分析提供标准化格式的数据。   4 面对的安全问题
  红外感应器和射频识别,英文简称为RFID,是物联网目前的主要传感技术,这个芯片可以嵌入任何产品,是可以被任何人有效感知到的,对于相关产品的拥有者来说,有了这样的一个系统,就意味着可以轻松驾驭和方便管理。这就需要在安全技术环节上狠下工夫,整合出一套强大并且有力的安全系统。可是在现在智能交通的研究阶段,哪些安全问题有可能会出现,这些安全问题如何进行有效解答,如何进行信息屏蔽等,这些问题其实都非常复杂,甚至远远不够清晰,因为在不断发展中可能会出现更多的新情况。但是并不意味着这些问题就可以不去解决,尤其是对于管理平台的这些供应商而言。如果解决安全技术问题不太理想,那么物联网或许将成为提供信息的一个方便平台,但不过是来供竞争对手使用的,那么它的价值必然就会遭遇到非常大的质疑,当然再也不会有企业敢于并且愿意进一步去使用。
  根据自身的特点属性,除了面对移动通信网络超越了传统的网络安全问题之外,“物体与物体之间的互联网”在安全方面必然还有着一些特殊的要求,并且完全不可能等同于已有移动网络的安全。这是因为物联网的构成元素都是大量的机器和设备,自然缺乏有效的监测装置,并且设备的集群往往异常庞大。正是这些相关设备的属性造成了物联网在安全问题上的特殊要求。这些问题主要有以下几个方面。
  感知节点和物联网机器的本地安全问题。由于“物体与物体之间的互联网”在一定意义上可以取代人类,经常完成一些相对机械、极度危险和十分复杂的工作。所以感知节点和物联网机器在多数情况下,肯定是不需要人去监控的,那么在“缺乏人类”的场景部署中,黑客攻击者接触这些设备非常容易,从而轻松对他们进行控制,造成极大的损害,甚至取代本地计算机的硬件和软件。
  感知网络信息传输和安全问题。在通常情况下,一般设计对傳感节点功能设计将比较简单,并且其自身能量通常使用电池,这样就不可能拥有相对复杂的安全保护能力[2]。从水文监测到温度的测量,从自动控制到道路的导航,物联网在数据传输和消息方面并不具有同样的标准,所以特定的安全保护体系只能是“不幸的家庭各有各自不幸”。
  网络信息传输的核心安全问题。核心网络的安全保护通常是相对完善的、严密的,但是由于物联网存在海量的节点,如果有人故意造成大宗机器同时发送信息,将可能造成网络闭塞不堪,严重的情况甚至可能造成整个网络的崩溃,从而使得整个网络处于被攻状态,所有的各项服务都遭受拒绝,其所造成的损失非常大。智能交通的通信网络从安全结构的宏观层面来看,都是仿照人类传播的方式而进行事先设计的,当然在一定程度上,并不一定就完全适用于机器语言。在逻辑上,会对现有的安全机制带来巨大的影响,将会造成整个网络机器和机器之间的联系被强制分割和断裂,这是网络设计者在以后所不得不慎重考虑的一个重要问题。
  5结语
  经过上文的分析,在智能交通控制领域大量应用物联网的各种技术,将加强智能交通控制标准,并提升相应的信息服务,从而带来现场的物理实体控制情报分析和交通管理的巨大变化。从基于物联网的智能交通系统整体框架来看,在交通控制和信号采集两个子系统中,尽管存在网络信息传输的核心安全、感知网络信息传输、感知节点和物联网机器的本地安全等问题,但是我们可以欣喜地看到,物联网将为构建智能化的交通管理系统带来革命性的变革,对于人类社会发展而言,也能够使绿色GDP概念进一步被广泛接受,环境污染将得到更好的治理,这场变革所带来的巨大的经济效益和社会效益值得我们进一步关注。
  【参考文献】
  【1】旷利平,黄艺娜.基于物联网技术的智能交通信号灯控制系统[J].南方农机,2019,50(18):152.
  【2】胡哲源,宛岩.物联网技术在智能交通中的应用探索[J].信息记录材料,2019,20(03):102-103.
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