【導讀】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是全球信息化產(chǎn)業(yè)的一個重要科技，受到各界重視。是發(fā)源于互聯(lián)網(wǎng)的。一種新型信息技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)得到了國內(nèi)外相關(guān)研究機。本文主要通過介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念及重要技術(shù)來實現(xiàn)對城市交通系統(tǒng)。實現(xiàn)對交通密集區(qū)域的需求分析，從而達到最大化優(yōu)化?；芾硐到y(tǒng)的工作流程和其對城市交通優(yōu)化后帶來的便利。進行了分析研究和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的重大意義。

　　

【正文】 出行者在選擇這 n 條路徑中的一條時，會根據(jù)這些路徑的效用 、時間、路程及多種因素 來 作出 選擇。效用大的路徑選擇的概率就高，反之亦然。由于路徑的效用和走行時間 呈相反 關(guān) 關(guān)系 ，路徑的效用也因而具有隨機性。因此，出行者會假想并選擇一條具有最大效用的路徑，這條路徑稱為意念交通最短路徑。從上述定義可知，意念交通最短路徑具有很大的隨機性，與出行者的特征有密切 第四章 基于物聯(lián)網(wǎng)的交通誘導系統(tǒng) 18 關(guān)系。 而根據(jù)調(diào)查得知：大部分人對于面對這種是否選擇效用更佳的道路是呈現(xiàn)出猶豫的態(tài)勢。都選擇視情況而定 ；而一小部分人依舊習慣走自己熟悉的道路；只有十分之一的人肯定的說會選擇效用高的線路。 從這個調(diào)查中我們可以發(fā)現(xiàn)，交通 之所以有大部分人選擇看情況，主要有兩個原因：第一和計算機所給出的替代路徑有關(guān)，如果此替代路徑線路太長，他們寧可擁堵，也不愿意改變路線；第二是大部分出行者不太清楚自己所要去的目的地是否在計算機 系統(tǒng) 給出的替代路線中，如果此路線不能達到最終的目的地，他們也不會改變路線 。況且 誘導系統(tǒng)的使用普及率還和人們的思想觀念有很大的相關(guān)性， 而造成這一現(xiàn)象的原因 我們不能決策人們的想法， 所以只能通過交通誘導系統(tǒng)的潛移 默化的引導，使之成為城市交通的核心。 動態(tài)交通系統(tǒng)的動態(tài)路徑分析 現(xiàn)實交通中最優(yōu)路徑問題可視為 最短路徑問題。隨著圖論理論以及相關(guān)知識理論不斷地深入發(fā)展，目前最優(yōu)路徑算法已廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的尋址計算、城市地理信息系統(tǒng)、智能交通等系統(tǒng)中。但是現(xiàn)在的最優(yōu)路徑問題已絕不僅僅是最短路徑問題，而是要進行全方位立體化的考慮 。 最優(yōu)路徑選擇是動態(tài)交通 路徑誘導系統(tǒng)中一個關(guān)鍵問題，目前首要問題就是如何表示實際的道路交通網(wǎng)絡(luò)。路網(wǎng)表示是算法進行最優(yōu)路徑選擇的基礎(chǔ)，其表示方式直接決定了算法模型的表示方式，復雜程度，求 解速度。 從直觀意義上考慮，一般用圖來表示路網(wǎng)。用節(jié)點表示交叉口，用線段 表示路段，用權(quán)值來表示各路段上的 屬 性，例如這些屬性可以為 :距離、時間、費用、耗能、安全性等。一般情況下，由于同一路徑不同方向的權(quán)值全然不同，因此，可以用有向圖來描述路網(wǎng)。所以，最優(yōu)路徑問題就可以直接轉(zhuǎn)化成在一個有向圖上求解多目標的最優(yōu)路徑問題，對于此問題，可以選用人工智能的一些算法來求解。 路徑優(yōu)化問題是城市交通路徑誘導系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容之一，從路徑優(yōu)化算法到路徑優(yōu)化算法的實際應(yīng)用過對城市交通道路網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外學者進行了全面深入的研究。 城市交通路徑誘導就是通過對城市交通道路網(wǎng)絡(luò)、交通流等諸多因素的分析，建立基本的路網(wǎng)優(yōu)化模型， 根據(jù)出 行者所設(shè)定目標進行最優(yōu)路徑的預測，最終會使道路上存在合理的交通流分配。單目標路徑優(yōu)化的算法在不斷更新，從經(jīng)典的 Dijkstra 算法、 A*算法到 第四章 基于物聯(lián)網(wǎng)的交通誘導系統(tǒng) 19 遺傳算法等方法，都從不同的角度實現(xiàn)了路徑優(yōu)化 使得車輛 誘導系統(tǒng)呈現(xiàn)了中心式與分布式并重、單車與群體誘導協(xié)調(diào)發(fā)展的趨勢。 我們采取不同的算法使得產(chǎn)生的浮動值，在采用一定的數(shù)學方法，計算出最有的最佳路線方案提供選擇。 動態(tài)交通誘導系統(tǒng)的框架設(shè)計 現(xiàn)有交通誘導技術(shù)主 要以無線廣播、誘導顯示屏和離線導航為主的初級誘導手段， 存在信息滯后、覆蓋范圍小等問題，歸納有如下幾個方面： 1. 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)僅以歷史數(shù)據(jù)作參考，模型計算后所得路徑常常不適用于實時的交 通善，進而無法對突發(fā)交通狀況進行實時調(diào)整。 2. 在路徑搜索時，現(xiàn)有的路徑搜索方法，都是以整個路網(wǎng)中的所有路段為對象， 進行全面的搜索，搜索范圍廣。這類全路網(wǎng)的遍歷搜索對數(shù)據(jù)庫及設(shè)備要求高。 3. 在路權(quán)的定義時，常以路段行程時間作為阻抗，未考慮交叉口轉(zhuǎn)向延誤產(chǎn)生的 影響，并且無法獲得路徑在各節(jié)點的轉(zhuǎn)向情況。 4. 由于進行 全路網(wǎng)搜索，使得實時路徑搜索計算量巨大，對處理器要求高，計算 時間長，在現(xiàn)有硬件條件下幾乎無法實現(xiàn)。 針對這些缺點，我們短時間內(nèi)無法將之徹底解決，但是可以通過下列的這些方法操作將之減小到最小?？梢?運用車聯(lián)網(wǎng)實時獲取全路網(wǎng)信息，利用實時傳送的信息進行分析處理，以便于對突發(fā)情況實時處理。 對現(xiàn) 有路網(wǎng)進行邏輯化處理，簡化路網(wǎng)，縮小路徑搜索范圍，減少無效搜索， 提高搜索效率。 建立轉(zhuǎn)向延誤模型，并與所搜索路徑相聯(lián)系，獲得路徑中各節(jié)點的轉(zhuǎn)向延誤 ， 以便更精確路徑的總延誤。縮小路徑搜索計算時間，可以進行離線計算，建立 OD 路 徑集的數(shù)據(jù)庫，為實時路徑需求提供路徑備選路徑。利用車聯(lián)網(wǎng)實時更新道路運行狀態(tài)，引導車輛規(guī)避擁堵區(qū)域，分壓分流 。大大減小對交通誘導系統(tǒng)帶來的負荷?？蚣茉O(shè)計如下圖所示： 第四章 基于物聯(lián)網(wǎng)的交通誘導系統(tǒng) 20 圖 5 交通誘導系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 交通誘導 系統(tǒng) 工作 流程 交通誘導的系統(tǒng)主要由 交通信息采集單元、信息處理與主控計算機、誘導發(fā)布組成， 交通信息采集 主要 實現(xiàn)對系統(tǒng)所需原始數(shù)據(jù)的采集，如道路現(xiàn)狀、交通流量、交通流速、道路占有率等，并形成交 通信息數(shù)據(jù)庫，供誘導信息生成模塊和 UTFGS 的其他子系統(tǒng)共同使用。交通信息采集一般通過交通檢測系統(tǒng)來完成。 隨著智能交通的發(fā)展，交通信息檢測器的使用將越來越多。目前國內(nèi)外在交通檢測系統(tǒng)或交通 信息采集系統(tǒng) 中，大量應(yīng)用了電磁 傳感技術(shù) 、超聲傳感技 術(shù)、雷達探測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、 計算機技術(shù) 、通信技術(shù)等，檢測器主要有：電感環(huán)檢測器（環(huán)型感應(yīng)線圈）、超聲波檢測器、紅外檢測器、雷達檢測器、視頻檢測器等。 而 交通誘導信息處理與控制計算機 則 設(shè)置在指揮中心和分中心的大廳里的控制臺上，對經(jīng)過工作人員人工確認后的交通信息和指揮管理信息接收并進行處理，輸入或發(fā)布信息（或指令），向電臺、電視臺和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布交通誘導信息，設(shè)置交通信息板和交車輛或出行者 實時交互時的信息傳遞 OD 需求 實時交通數(shù)據(jù) 交通誘導系統(tǒng) 行程時間預測 延誤計算 路徑計算 第四章 基于物聯(lián)網(wǎng)的交通誘導系統(tǒng) 21 通誘 導屏的顯示參數(shù)等。也就是說，交通誘導信息發(fā)布計算機主要是完成本子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取、 數(shù)據(jù)處理 、誘導方案制定、誘導信息發(fā)布控制、 數(shù)據(jù)存儲 等功能。 誘導發(fā)布 主要是指通過車載終端、電臺及電視臺、 Inter、外場誘導顯示設(shè)備（簡單的可變交通信息板和交通 誘導顯示屏 ） 由指揮中心計算機通過綜合通信網(wǎng)實行遠程控制，傳送并顯示各種圖文信息，向司機及時發(fā)布不同路段的不同路而情況及各類交通信息，并進行交通法規(guī)、交通知識的宣傳，從而有效疏導交通，促進行車安全。 在整個系統(tǒng)中，首先要做到采集信息子系統(tǒng)的實現(xiàn)，采用固定型信息采集技術(shù)或者移動型信息采集技術(shù)實現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)條件下的信息采集 。 實現(xiàn)了對信息的采集后，是對信息的傳輸，和對信息的處理，在物聯(lián)網(wǎng)條件下實現(xiàn)對 GPS 數(shù)據(jù)和 RFID 數(shù)據(jù)的浮動處理。這些信息包括出行需求信息、道路資源信息等。在對信息進行 路徑算法和延誤時間計算及行程 時間預測處理后，最終由交通管理平臺做 出最終的 路徑誘導方案和 交通調(diào)控信息，來實現(xiàn)對整個城市的智能調(diào)控。 如下圖： 圖 6 模型工作流程圖 本章小結(jié) 物 聯(lián)網(wǎng)在交通誘導上顯示出其特有的優(yōu)越性，傳統(tǒng)的交通誘導僅是通過各類信息發(fā)布方式（如交通門戶網(wǎng)站、交通廣播、可變標志牌等）進行車輛的誘導，還有近年來興 第四章 基于物聯(lián)網(wǎng)的交通誘導系統(tǒng) 22 起的車載導航，這些誘導方法都是以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)為基礎(chǔ)，進行道路規(guī)劃。控制 管理中心在進行誘導 是一種被動誘導的模式 ，即 因為某條道路產(chǎn)生擁堵了，就采取可變標志牌進行提示或者是限行等措施，這些應(yīng)急的補救措施可以降低擁堵道路的流量，但卻對周邊其他道路帶來無法預估的交通壓力，將會產(chǎn)生新的擁堵。如此往復，這類被動式的誘導是杯水車薪，無法從根本上解決問題。 在物 聯(lián)網(wǎng)條件下可以扭轉(zhuǎn)這一被動的局面，改被動誘導為主動誘導。所謂主動誘 導即控制中心通過物 聯(lián)網(wǎng)獲取當前路網(wǎng)的運行狀態(tài)和各車輛的 OD 需求，根據(jù)道路運行狀態(tài)把由這些 OD 需求所得出的最優(yōu)路徑進行實時的分配，以保持整個路網(wǎng)運行平衡為標準，分別給各車輛發(fā)布路徑誘導信息，引導車輛運行，以達 到整個路網(wǎng)的動態(tài)平衡。 第五章 結(jié)論與展望 23 第 5 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 本文根據(jù)當前 RFID 定位技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域給出了 RFID 定位系統(tǒng)發(fā)展趨勢 .， RFID 定位技術(shù)與其它定位技術(shù)相比， RFID 定位具有極強的發(fā)展?jié)摿Α?雖然 ， RFID 技術(shù)是可用于從低頻到微波的各個頻率，但在具體應(yīng)用時，關(guān)鍵還是要選擇一個正確的工作頻率，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景如何選擇標簽，都會影響定位精度，技術(shù)和方法的選擇同時還影響整個系統(tǒng)的成本和效率。雖然這種技術(shù)精度還沒有達到很高，但是輔以 GPS 全球定位系統(tǒng) 之后，互相彌補，能達到一個非常高的精度。不過優(yōu)點存在，缺點也少不了，該系統(tǒng)很容易 重復數(shù)據(jù)，加重系統(tǒng)的負荷，造成數(shù)據(jù)紊亂，減緩系統(tǒng)的壽命。 對于物聯(lián)網(wǎng)交通的應(yīng)用還需要進一步的擴展，這只是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一小部分。交通信息共享是智能交通領(lǐng)域研究的重點領(lǐng)域之一，動態(tài)、異構(gòu)和分布是交通信息系統(tǒng)的主要特征。系統(tǒng)的融合從整體決定了這些系統(tǒng)能否發(fā)揮功效的關(guān)鍵。本文研究在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下交通信息資源整合方面的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)為交通信息資源整合提供了新的可供參考的模式。物聯(lián)網(wǎng)概念將改變?nèi)藗冮L期以來所形成的對于物理基礎(chǔ)設(shè)施和 I T 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)難以協(xié)調(diào)、不同種類 IT 基礎(chǔ)設(shè)施難以資源整合和共享的觀念和現(xiàn)狀。交通管理系統(tǒng)中的各類傳感器、信號控制器、車載終端連同中心的系統(tǒng)一起都可以成為未來物聯(lián)網(wǎng)中的資源。 展望 可以看出，一個完善成熟的基于物聯(lián)網(wǎng)的交通管理系統(tǒng)，它的強大之處在于其的信息整合性和融合性， 我們可以展望，未來的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。但在這 之前我們可以有進一步的發(fā)展 。能最大程度的使用信息、科技在日常生活中帶給我們的巨大變化。 運用這些 系統(tǒng)和巨大數(shù)據(jù)流量的信息，物物相連的網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)過統(tǒng)一管理平臺的整理，一個完善且功能強大的系統(tǒng)會給 我們的生活帶來多大的改變呢？ 致謝 24 致 謝 本文的研究工作是在我的導師 何老師 的精心指導和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著導師辛勤的汗水和心血。導師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受的啟迪。從尊敬的導師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 2020 年 5 月于重慶 參考文獻 25 參考文獻 [1] 顧煊 王東 盛煥燁 RFID 定位管理系統(tǒng)設(shè)計與 實現(xiàn) (上海交通大學 ) [2] 劉錦 顧加強 我國物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展策略 [3] 胡玲玲 朱彤 徐旭 一種基于 RFID 技術(shù)的交通管理系統(tǒng) (公安部第三研究所防偽事業(yè)部 , 上海 202004) [4] 王 堯 王 娜 潘嘉欣 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能停車場系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 (長安大學 電子與控制工程學院 ) [5] 宋遠峰 劉新 基于 RFID 的定位系統(tǒng)綜述 ( 重慶電訊職業(yè)學院 ) [6] 李作緯 倪燃 張岳 高速公路交通誘導信息發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) (山東交通學院信息工程系 , 山東濟南 ) [7] 楊兆升 城市交通流誘導系統(tǒng) 中國鐵道出版社 2020 年 [8] 劉燦齊 車流在交叉口分流向延誤的最短路徑及算法 同濟大學學報 2020 年 [9] 梁晶 哈爾濱市交通路徑誘導系統(tǒng)研究 哈爾濱工程大學 [10] 基干物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市交通誘導研究 西南交通大學