時間：2023-06-02 09:02:36
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【關鍵詞】智能交通 圖像處理技術 概述 應用
我國經濟目前處于快速的發展過程中，交通事業及其機動化水平也得到了迅速的發展，但在此背景下我國的交通發展存在很多問題，很多城市的交通流量都在與日俱增，交通堵塞、事故等經常發生。為了解決當下交通事業發展的困難局面，我國有些城市已經開始建立和應用智能化交通系統，以此實現城市交通的順暢運行。在智能交通系統的應用中，圖像處理技術應用比較廣泛，具有重要的現實意義及廣闊的發展前景。
1 智能交通的概述
智能交通系統，目前在全球很多國家得到了廣泛的應用，是很多國家發展交通事業及運輸事業過程中的重點關注對象。我國目前經濟發展速度較快，相關的科學技術也在不斷深化發展的過程中，在此背景之下，智能交通系統在我國也處于快速發展的趨勢下，在很多城市得到了較好的應用，具有極強的應用前景。智能交通系統，是基于完善道路設計建設的基礎上發展而來的，該系統主要應用了信息技術、智能技術、電子技術、地理技術、圖像處理技術、傳感器技術等多種不同的先進技術。其中，圖像處理技術在智能交通系統中的應用最為廣泛，也最具重要價值。這些先進技術的應用，使得智能交通系統成為了一種先進、準確、實時的交通系統，可以帶動交通事業與運輸事業向智能化方向發展。
智能交通系統的發展與應用，不僅可以提高地面交通的效率，還可以使現有的交通基礎設施得到最為廣泛和高效地應用，也能保證交通安全。應用智能交通系統之后，人力、物力、財力投入都會出現明顯的下降，與傳統模式的交通系統相比，具有較好的社會價值與經濟意義。此外，應用智能交通系統，還可以實現對車輛運動狀態下的行為分析，保證分析工作的準確性，對于交通部門的工作也有積極的促進作用。
2 圖像處理技術在智能交通中的應用
筆者在上文已經提到，智能交通系統在具體的應用過程中，需要很多先進技術給予支撐，其中，圖像處理技術的應用最為廣泛，是智能交通系統應用的所有技術中最為關鍵的技術之一。下面將對圖像處理技術在智能交通中的應用作簡要分析：
2.1 車牌識別
在智能交通系統中，圖像處理技術的應用首先就體現在車牌識別中。車牌識別是智能交通系統的主要構成，可以幫助車輛管理部門對車輛進行合理、高效的管理，提高工作人員的具體效率。目前，車牌識別主要應用于停車場管理、小區管理、高速公路系統等主要方面。
車牌識別，主要是對路面運行的車輛進行監控拍攝，提取其車牌的主要信息，如漢字字符、英文字符、顏色、數字等。在對這些信息進行處理的過程中，需要對圖像進行采集、預處理、最終識別。車牌識別的應用，需要相關的部門安裝數字設備、攝像系統、計算機系統等，在此基礎之上對車輛進行圖像信息采集，之后對采集到的信息進行預處理，找出車牌在圖像中存在的具置，將所有信息進行提取，并分析信息中的所有要素，最終識別出車牌的真實信息及真實號碼。
車牌識別在具體的應用過程中，圖像、照片的質量會受到很多外界因素的影響，如日照因素、降雨、車輛運行速度等。在這些不同的外界因素影響下，車牌識別系統所采集到的車牌信息經常會出現模糊、看不清、重疊等問題，對于后續的識別工作有嚴重的負面影響。因此，在進行正式的車牌識別工作之前，工作人員應當著重對車牌圖像進行預處理，如對圖像進行灰化、二值化、校正等，保證車牌識別的準確程度。我國目前雖然也應用圖像處理技術進行車牌識別工作，但是我國車牌的格式相對繁多，背景也比較復雜，缺少較好的統一性，因此存在識別不清等問題，需要有關部門對此進行進一步合理改善。
2.2 信息采集
在智能交通的發展與應用過程中，工作人員還可以利用圖像處理技術進行信息采集，以保證智能交通系統得到高效、穩定的運行。
某市交通部門在開發智能交通系統之后，利用圖像處理技術對交通信息進行合理的采集。工作人員通過對該技術的具體操作，獲取道路交通運行過程中方方面面的運行信息，如具體的車流量、車輛運行速度、車輛類型、道路交通密度等。圖像處理技術在采集這些相關信息之后，就將圖像立即傳回到工作人員及分析人員的電腦上，分析人員就可以據此獲取交通運行的確切信息與實際狀況，從而保證交通管理部門對道理交通進行合理、高效的管理，并及時發出預警信息與誘導信息，對道路交通運行中的車流進行調節與疏導，避免交通出現嚴重擁堵，實現道理交通的順暢運行。該市交通部門發現，在應用圖像處理技術進行信息采集與分析之后，道路交通管理部門的工作效率得到了明顯的提高，該市的交通擁堵問題也得到了合理解決。
2.3 車輛檢測
圖像處理技術在智能交通中的應用，除了車牌識別之外，還可用于車輛檢測工作。目前，車輛檢測的主要方法有背景差檢測法、邊緣檢測法、幀差法、模型法等。這四種檢測方法都可用于進行車輛檢測，并具有較好的檢測效果。目前，在智能交通的應用與發展過程中，圖像處理技術的一個主要的應用方向便是被用于車輛檢測。
智能交通應用圖像處理技術進行車輛檢測，在某種程度上是基于車牌識別工作才得以進行的。智能交通系統在采集到車輛信息之后，圖像處理技術就可以通過對車牌等車輛的主要信息進行合理、高效的識別，以此實現對車輛的實時檢測。
2.4 在電子警察中的應用
圖像處理技術在智能交通中的應用，還可以體現在電子警察的應用方面。電子警察是智能交通系統的重要組成部分，可以在某種程度上代替警察進行工作，不僅可以保證工作的高效性，還可以提高工作的合理性。圖像處理技術在電子警察中的應用，主要可以分為以下幾個方面：圖像濾波技術、圖像編碼、圖像識別、圖像加密等。
圖像濾波技術主要指的就是圖像處理技術可以將拍攝到的視頻畫面中的噪聲等嚴重的干擾源進行合理清除，在此基礎上將視頻圖像中的有效信息進行高校提取。視頻編碼，主要就是利用相應的編碼技術對智能交通系統拍攝到的視頻圖像進行二次編碼，以此保證圖像可以滿足具體的通信需求。圖像加密，主要用于對視頻圖像進行密碼，也可以添加其它的保密手段，保證視頻圖像的安全性。
某市交通部門在開發和利用了智能交通系統以后，將電子警察與智能交通系統相結合。該市的電子警察，由于應用了比較先進、關鍵的圖像處理技術，因此不僅可以做到對車輛、行人進行視頻拍攝，還可以對拍攝好的視頻進行分析、加密、編碼等。該市交通部門的管理者發現，電子警察在應用圖像處理技術之后，工作效率得到了明顯提高，對于該市的交通事業發展起到了積極的促進作用，也帶動了該市智能交通系統在未來的深化發展。
2.5 障礙物檢測
除了上述幾種應用方向之外，圖像處理技術在智能交通中的應用，還包括了障礙物檢測這一主要內容。在交通系統中，障礙物主要包括了車輛行駛過程中前方道路的行人、自行車、電動車、其它機動車及交通標識等。圖像處理技術在障礙物檢測中的應用，主要是利用了立體視覺檢測、背景運動檢測分析、光流檢測等主要方法。在進行檢測的過程中，圖像處理技術主要是基于對攝像頭拍攝到的視頻畫面等進行細致分析，看道路前方何處存在障礙，并及時將障礙情況提示給司機等人。目前，這幾種主要的障礙物檢測方法在智能交通系統中都得到了相對較好的應用，效果也比較理想，對于圖像處理技術的深化革新及智能交通系統的再發展可以起到強有力的推動作用。
3 結語
智能交通的發展與應用，不僅可以解決現存的交通問題，更可以帶動我國交通事業在未來的發展。在智能交通的應用過程中，圖像處理技術得到了比較廣泛的應用，可以用于車牌識別、字符分割等。圖像處理技術的應用，不僅給予智能交通發展應有的支持，也提高了智能交通的應用效率，保證智能交通的應用收到實際效果。相關部門及人員若想保證智能交通得到深化發展，就一定要重視圖像處理技術的應用效果及其應用質量。
參考文獻
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作者簡介
紀老平（1974-），女，山西省太原市人。大學本科學歷?，F為太原警官職業學院講師。研究方向為圖像處理、數字水印。
1.1智能物流
現在的物流管理有著明顯的信息化發展，隨著物聯網技術的發展特別是物聯網技術與物聯網與衛星定位技術、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術、GIS地理信息系統相結合，使物流管理的每一個流程都被準確無誤的感知和掌握，GIS與GPS與感知信息的結合，構成了物流信息一張強大的網。
1.2智能醫療
自動識別技術為醫療領域提供了方便，最典型的代表是RFID自動識別技術，RFID技術與醫院信息系統（HIS）及藥品物流系統的融合，是醫療信息化的必然趨勢，智能醫療能夠幫助醫生實現對病人全方位的監控，達到會診記錄，病情記錄等關鍵信息的共享，還有對病人醫療器械和病人病情發展的追蹤，這種智能醫療必然會得到更大的推廣。
1.3智能交通
物聯網在智能交通上的應用也非常普遍，最典型的例子莫過于乘坐公交車時IC卡的使用，物聯網技術與公交系統的融合，統籌運用GIS和GPS等手段，達到調度，發配，收費等管理于一體，同時還有智能化的停車，系統調配紅綠燈，及時查看路況信息等交通控制調配等手段，都體現了物物相連的物聯網對于交通的幫助，還有公路、橋梁、交通的智能檢測，都體現了智能交通的作用。
1.4智能農業
智能工業。智能農業與智能工業最主要的體現上是在對于數字的實時監控上，從生產、加工、運輸、分銷、零售上，企業信息管理系統，從生產監控系統，信息管理系統，質量管理系統，信息服務系統，到信息跟蹤，事故追溯系統，質量評估系統，統計分析系統，信息門戶系統等，使農業和工作都達到智能化的水平，方便生產。
1.5智能安保
智能安保體現在傳感節點的利用上，利用傳感節點的覆蓋全面性，來防治翻越，偷渡，恐怖襲擊等威脅安全的入侵，這種智能安保已經應用到世博會當中。2.6智能家庭物聯網對于智能家庭，數字家庭的建設有著非常廣闊的發展前景，智能家庭不是簡單地將家中的電子產品結合到一個遙控裝置當中去，這樣做只是一個簡單的電子設備相連，物聯網所要達到的智能家庭，數字家庭的目的，是通過物聯網建立外部聯系，讓服務與設備之間產生聯系，達到互動效果，一個最理想的例子就是在工作的過程中，在辦公室里就可以指揮家用電器的工作，在下班回來的途中各個家用電器已經各司其職，回家時就享受自動化的成果與便利。
2物聯網通信技術的發展
物聯網是推動世界發展的重要動力，有人把它比作是繼計算機和互聯網之后的第三次革命，這樣的比喻一點也不為過，1990年的施樂公司可樂售飯機可以被看作是物聯網技術的最早實踐，1999年麻省理工學院Auto-ID中心在美國統一代碼委員會的支持下提出了PC（ElectronicProductCode）的概念．比爾蓋茨1995年在書中提及了物聯網的概念，1999年美國麻省理工學院闡明了物聯網的含義，但隨著物聯網的發展這種含義也產生了變化，再隨后的時間段內，各國開始提高了對物聯網的認識，并把物聯網當作一項國家戰略來發展，目前的物聯網當中有三項關鍵的技術，分別是傳感器技術、RFID標簽、嵌入式系統技術；所涉及的四大關鍵領域分別是：RFID；傳感網；M2M；兩化融合，隨著各國對于物聯網技術的重視，一些關于物聯網發展的戰略也相繼被提出，如日本的u-Japan計劃，韓國確立了u-Korea計劃，歐盟執委會發表了歐洲物聯網行動計劃，美國將新能源和物聯網列為振興經濟的兩大重點，智慧地球被提出并引起強烈反響。2009年8月，總理的感知中國講話和建立的感知中國研究中心將中國的物聯網信息技術推向了一個新的高度，物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。
3總結
十幾年來，隨著我國城市化進程的提速、汽車數量的爆炸式增長，城市擁堵問題也日益嚴重，與此相伴的是頻繁的交通事故、噪聲污染和空氣污染，使城市承載能力與社會運行效率受到了嚴峻挑戰。因此，如何破解城市發展速度與社會效率的矛盾成了全社會普遍關注的問題。智能交通設備通過信息技術將人、車和路有機地聯系在一起，能夠提高既有有交通基礎設施的運行效率、提高城市承載能力。特別的是，在國家實施新型城鎮戰略的大背景下，智能交通行業的個股有望迎來戰略發展機遇期，相關上市公司有望從中受益。
智能交通處于快速發展期
目前，政府層面的監管要求是推動我國智能交通發展的主要力量，比如，隨處可見的電子眼、集成交通指揮平臺系統等。最近幾年來，政府投資于智能交通的步伐開始加快，年均增速超過了20%，主要原因有以下三個方面：一是政府對智能交通的重視；二是城市道路和交通擁堵所帶來的問題日益嚴重，比如，北京因擁堵十分嚴重被戲稱為“首堵”；第三，西方發達國家的實踐證明了智能交通能夠在一定程度上有效緩解城市擁堵問題。
從行業規模來看，我國智能交通行業尚不足400億，而美國智能交通行業的收入已達到1118億美元，即便是面積與人口遠少于我國的日本，智能交通行業的市場份額也達到了377億美元，是我國的6倍。而從智能交通的發展特征來看，我國以硬件投入為主，占投入總金額的80%以上，而歐美發達國家的智能交通投入主要集中于軟件與服務方面，兩者發展水平的高低顯現無疑。未來，我國智能交通行業也必然會向縱深階段發展，北京、上海等經濟實力雄厚的大城市已經開始布局車路協作系統和出行服務。中金公司認為，2015年，智能交通行業是量變向質變轉換的關鍵時間點，“十二五”末期，市場規模有望達到1000億。
行業成長性優良
據了解，我國從事智能交通行業的企業約有2000多家，主要集中于道路監控、收費站、GPS，以及系統集成等環節。統計數據顯示，2011年千萬級智能交通項目數量為195項，同比增長了129%，項目金額合計57.9億元，同比增長了180%，目前行業規模約在120億左右。湘財證券該行業研究員朱程輝認為，未來3-5年，智能交通行業有望保持年均20-30%的增長，5年后有望形成千億級別的市場規模。
由于需求旺盛，在過去幾年內，智能交通行業的相關上市公司的營業收入和利潤均實現了高增長，龍頭公司甚至達到了30%的復合增長。與此同時，行業整體毛利率普遍高達25%-50%，整體凈利率也有20%左右（參見圖1），體現了良好的競爭格局和較強的議價能力。
細分龍頭顯著受益
智能交通行業產業鏈不長，主要涉及硬件、軟件、系統集成和服務擴展幾個方面。其中，硬件方面涉及采集、傳輸和自動化等；軟件應用到控制、管理、導航等；系統集成由于硬件再與軟件組成，涉及城市ITS和城際ITS；系統集成為服務擴展提供支持。在這條產業鏈上，各個環節的參與者數量眾多，相關細分行業龍頭（參見表1）。
從海外發達國家智能交通行業的發展歷程及我國的實際情況來看，硬件及系統集成有望受益最大。
大華股份（002236）：公司是智能交通行業的硬件采集商，近幾年來來受益于政府支持，獲得了高速發展。財務數據顯示，公司2010年、2011年的凈利潤增幅分別為122.11%與45.21%，2012年的凈利潤增幅在60%-100%之間。同時，公司近三年來的銷售毛利率均穩定在42%以上，凈資產收益率也在20%以上。成長性與盈利能力均居高該板塊前列。
未來，隨著監控設備從標清向高清發展，公司作為行業龍頭，將會充分享受設備更新換代帶來的市場機會，市場份額有望進一步擴大。近兩年來，公司在二級市場上表現也堪稱大牛股，反映了資金對公司未來發展前景的看好。
生活在大都市的人對道路交通的狀況都深有體會，用一個字來形容就是：堵，尤其是當你有急事的時候，堵得你坐立不安，堵得你心急如焚。城市居民的生活秩序和生活質量已經在一定程度上因為堵車而受到了影響，盡管路越修越寬，像北京從三環擴到四環，從四環拓到五環，現在又開始向六環發展，但堵車的情況并未見有太多的改觀。那究竟是什么原因造成堵車情況如此嚴重呢？
道路交通因何而堵？
不同城市的道路交通擁堵情況具有不同的特點，但總體來看以下幾個方面是共同的原因。
（1）汽車交通發展失控，道路建設難以適應車輛超常增長的需求。這個問題對于很多城市來說都存在，道路擴充的速度遠遠趕不上汽車的增長速度，尤其是在市區，道路擴充的余地是很有限的，車路之間的矛盾日趨尖銳，道路超負荷運轉。例如在天津市，由于道路、停車場等交通設施受土地和空間資源配置的制約，道路與交通管理設施建設滯后于車輛和交通流量的發展，城市車均道路面積呈明顯的下降趨勢，根據統計數據，天津市市內機動車行駛速度1996年平均為26.96公里/小時，比1989年下降了35％，高峰時段，市中心干道路段的機動車平均時速僅為10公里/小時。
（2）停車難的靜態問題直接影響交通擁堵的動態問題。這是許多大城市普遍存在的問題，停車場的建設遠遠滿足不了車輛發展的需要，路邊亂停亂放現象嚴重，既影響了交通也影響市容。隨著城市車輛保有量的迅速增長、外來車輛的大量增加、公共停車設施的嚴重滯后，以及停車設施多頭分散管理、相互脫鉤、缺乏聯系與協調，使目前車輛停放愈加困難，尤其是城市中心商務區的停車難問題日益突出，成為亟待解決的社會問題。例如青島市路內（包括路邊和路上）停車位占公共停車泊位的比例約為73％左右，且公交車公共停車泊位萬人擁有率很低。
（3）政府用于市政基建的資金有限。這一點在很多城市（例如廣州市和青島市等）都有體現，由于政府用于市政基建投資資金的限制，加上法規、管理措施不配套等各方面的原因，制約了主城路外公共設施的開發建設速度。北京的這一問題還不是很明顯，但也存在城市交通投資主體單一的問題，如果一直這樣下去就會難以適應當前和未來發展的需要。
（4）對公共交通的重視不夠和投資不足。要解決城市的交通擁堵問題，大力發展公共交通才是出路，北京、上海、廣州等特大城市尤其如此。目前國內的公交系統信息化應用還比較落后，很多公交公司的車輛調度仍然依靠人工進行，不僅效率低，而且很容易造成車站的擁堵。目前智能公交調度系統在國內基本處于空白階段，也是方案商可以重點發展的領域。以廣州為例，與廣州市的經濟發展程度和GDP相比，廣州市在公共交通建設上的投入卻很有限，公共交通投入低于廣州市財政收入的增長速度，市財政逐年增長，對公共交通的補貼卻逐年減少，同時廣州對公交專用車道的認識也需要進一步提高，2010年亞運會的召開將使廣州公共交通面臨比較大的壓力。
除此之外，其他原因如道路功能的戰略規劃失當、城市道路資源利用率低下、城市中心區土地開發強度與其交通環境最大允許容量的矛盾日益突出、出租車空駛率仍然比較高等問題，也增加了無效交通量，導致擁堵產生或嚴重化。
中國智能交通
既然道路的擴充有限度，而機動車又在不斷地高速增長，車路的供求矛盾如此尖銳，什么辦法能使道路交通的擁堵情況得到改觀呢？這時候很多人想到了智能交通。
智能交通要解決的問題其實就是兩個字――秩序。既然汽車數量在不斷增加，道路快速擴充又不現實，那么解決車輛行駛的秩序問題就顯得尤為重要。所謂智能交通系統（Intelligent Transport System，簡稱為ITS），是一種集信息技術（IT）、人工智能（AI）、電子控制、地理信息（GIS）、全球定位（GPS）、影像、計算機處理、有線/無線通信等多種技術在一起的交通運輸管理系統，能對各種運輸方式進行現代化、科學化的智能管理。
在一些發達國家，例如日本、歐美國家，一些技術在智能交通領域的應用已經比較成熟，智能交通的應用成效也日益顯著，中國政府從上世紀90年代后期也開始重視職能交通領域技術的發展。2000年初，科技部會同國家計委、經貿委、公安部、鐵道部、交通部等幾十個部、委、局聯合建立了發展ITS的政府協調領導機構――全國智能運輸系統協調領導小組及辦公室，并成立了ITS專家咨詢委員會，交通部、建設部和公安部已先后成立了智能運輸系統工程研究中心。中國在全國智能運輸系統協調小組及辦公室的直接指導下，通過產、學、研相結合的方式開展研發和推廣應用。全國智能運輸系統協調領導小組及辦公室負責組織研究制定中國智能運輸系統發展的總體戰略、技術政策和技術標準，以及相關的扶持政策，積極支持有關部委、地方、企業及科研單位，根據行業、地區特點開展ITS關鍵技術研究與應用示范，促進產業化。
“十五”期間，中國政府非常重視ITS的共性和關鍵技術的研究，并在“十五”科技攻關重大專項中安排了“智能交通系統關鍵技術開發和示范工程”項目。在共性基礎研究和關鍵技術研究中，國家安排了10個項目對全社會進行招標，項目實際投入經費總額超過15.89億元人民幣，其中，中央劃撥經費5000萬元人民幣。同時，“十五”期間，在“智能交通系統關鍵技術開發和示范工程”重大專項中，北京、上海、廣州、深圳、中山、重慶、天津、青島、濟南、杭州十個城市成為智能交通系統應用試點示范城市，為了配合奧運會的籌備，同時還在國家項目的基礎上又在10個城市安排了11個項目開展了更加廣泛的工作。
智能交通的作用領域及范圍
智能交通所涉及的領域，以及這些領域對緩解交通擁堵能起到的作用，主要有以下方面。
（1）智能交通信號控制系統。這是智能交通的重要組成部分，可以對交通信號實行智能化控制，根據車流量的大小來決定紅綠燈時間的長短，也可以在一定程度上緩解交通擁堵情況。目前，北京的智能交通信號控制系統在284個路口、17條道路、114處信號燈已實現。未來五年內，北京市還計劃將90%的信號燈納入智能交通控制系統，到那時十字路口的車輛等待時間會相對縮短。
（2）交通流信息采集處理/分析、系統。這一系統的作用，和行進中的車輛進行道路選擇有著直接的關系，也因此直接關聯到交通疏導能力。就中國各城市而言，北京在這方面做得比較好，上海、廣州、寧波、大連等其他幾個城市在該領域也有所嘗試。北京市的實時動態交通流信息采集、處理／分析、系統示范工程已經完成，系統按照使用對象的不同可分為對內顯示子系統和對外子系統，對內顯示子系統的用戶為交通管理者，系統信息作為管理和決策依據；對外子系統的用戶為出行者，系統將有關的交通信息通過交通廣播電臺和電視臺以及顯示大屏等形式，供出行者參考。
（3）公交智能調度系統。在這一領域，青島市走在了前列。青島的公交智能調度平臺經過多年的建設已經相對比較完善，已經開始為青島的道路暢通做出了貢獻。北京這幾年在這方面也加強了投入，已經建立起來的系統包括客運樞紐站運營調度管理與乘客信息服務系統、公共電汽車區域運營組織與調度系統、南中軸路大容量快速公交智能調度系統和公交車救援調度系統等子系統。例如北京的公共電汽車區域運營組織與調度系統，通過對區域內公交車進行統一組織和調度，提高公交線路的調配和服務能力，實現區域人員集中管理、車輛集中停放、計劃統一編制、調度統一指揮，人力、運力資源在更大范圍內的動態優化配置，降低公交運營成本，提高調度應變能力和乘客服務水平。并且，作為示范工程的11條線路也已于2005年完成。這些系統可以使公共交通實現合理調度，合理運營，為乘客出行提供了很大的方便。
（4）停車誘導系統。這也是國內主要城市近幾年大力投入的一部分。北京的停車誘導系統目前在西單商業街建成，未來在金融街、中關村等地區也將建設停車誘導系統；廣州市的一些繁華商業中心地區也建起了交通誘導系統。隨著車輛的增加，停車的靜態問題會直接影響到交通的動態問題，停車誘導系統可以對出行者的停車事先進行提示，減少車輛在道路上無效停留的時間。
（5）出租車智能指揮調度系統。在這一領域，廣州市做得比較好，交通指揮中心的總平臺已經與多個大型出租汽車公司的平臺整合起來，可以實現全市范圍的統一調度、統一指揮，提高運行效率，減少出租車的空駛率等。
（6）綜合信息平臺。綜合信息平臺可以說是幾大系統中最重要的部分，就是將上述系統統一起來，建成一個大的平臺進行綜合管理，然后將采集來的交通方面的信息向政府、企業、公眾公布，目前，諸多城市，例如北京、廣州、青島等，都在建設這個平臺。無論是交通的管理者還是出行者，如果對實時的道路交通信息都能做到心中有數，那出行的效率就會大大提高。例如北京的交通綜合信息平臺，已經成為北京市智能交通系統的支撐層，是連接其他應用系統的樞紐，負責全市綜合交通運輸系統信息的存貯、處理和，是北京市智能交通系統的核心建設內容。該平臺將于2007年之前完成一期工程建設，可以實現向政府交通管理部門提供決策支持，向社會公眾提供多方式、全方位的交通信息服務，為2008年奧運會的成功舉辦創造條件。
其他，貨運調度系統、物流信息系統等也會影響城市交通。在智能交通系統的建設中，上述系統的應用對緩解交通擁堵可以起到相當的作用，相信隨著應用的逐漸成熟，智能交通系統所發揮的效能將會越來越大。
市場規?？捎^但挖掘不夠
智能交通是一個市場前景看好的市場，中國的智能交通市場已經進入了成長期，對于在智能交通中扮演最重要角色的IT 系統集成來說，這屬于名副其實的朝陽產業。計世資訊的研究結果顯示，2006年中國智能交通的投資額將會達到91.94億元人民幣，比2005年增長23%（見圖）。
圖 2005-2006年中國智能交通建設投資規模
智能交通市場增長的動力，首先來自國家和政府對ITS建設的重視程度越來越高；其次，2008年奧運會在中國的舉辦，也將帶動北京及相關城市ITS的發展；第三，城市道路和交通問題的日益嚴重，企業和個人對出行效率更加關注，使ITS的發展迫在眉睫；此外，信息技術的迅速發展，也將帶動智能交通的發展。
智能交通盡管市場前景光明，但是目前來看，對商機的挖掘遠遠不足。究其原因是多方面的，除了產業鏈不成熟、基礎技術薄弱、產品產業化水平低、軟件投入過少等原因外，最重要的原因是，在系統設計階段沒有充分考慮到城市交通的實際需求，例如作為智能交通重要服務領域之一的VMS（可變信息情報板）系統在北京、上海、寧波、大連等很多城市都已投入使用，但是實際效果卻大不相同。
從技術角度而言，不同城市的VMS系統采用的信息技術都基本相同，排除各城市交通狀況等客觀因素影響，應用水平的巨大差異，最主要的因素在于系統設計時，是否認真考慮了城市的實際交通需求，并從這種需求出發合理設計VMS系統所需具備的功能。一些城市在功能需求定位上的誤差，直接導致了系統最終的實施效果差強人意。
智能交通的核心問題是解決交通的規劃、調度、監控和服務。作為一門新興的應用科學，智能交通研究和使用的重點都應該集中于交通需求的本身，從實際出發，找到問題，分析問題，從而確定解決問題的方法和手段。智能交通系統是否能發揮應有的作用，取決于其系統規劃和設計的內涵。國內有大量的智能交通項目，購買了大量的先進設備，上馬了大量的先進系統，可是實施后發現對改善交通毫無用處，甚至根本就無法投入使用。究其根本，就在于沒有遵循智能交通的客觀規律，沒有從交通需求實際出發，盲目投入，導致資源的極大浪費。
道路信息采集和系統最具發展前景
既然道路信息采集和系統是智能交通的一個重點應用領域，同時也被當做是智能交通中最具成長性的領域，那么，道路信息采集和系統的市場前景為什么如此被看好呢？以下是我們分析的幾個主要原因。
（1）國家和政府的高度重視給信息采集和系統的發展帶來了良好的政策環境。
交通部表示，“十一五”期間我國將建設國家公路基礎設施信息采集網絡等五大系統。這“五大系統”包括：
a. 建設國家公路基礎設施信息采集網絡；
b. 建設交通信息和共享網絡；
c. 建設由我國自行或合作開發運營的位置信息服務系統；
d. 進一步開發和應用高速公路監控管理系統；
e. 在國家高速公路網、國家干線公路網上逐步建立交通監控、交通信號、交通誘導等手段先進的交通管理系統。
從“十一五”的重點規劃，就可以看出交通信息采集和共享已被提到了相當的高度。
此外，公眾出行交通信息服務系統作為交通部2006年的三項信息化建設示范工程之一，也在2006年初正式啟動?！肮姵鲂薪煌ㄐ畔⒎障到y”是依托公路信息資源整合系統和客運站場管理信息系統的信息資源，通過互聯網、呼叫中心、手機、PDA等移動終端、交通廣播、路側廣播、圖文電視、車載終端、可變情報板、警示標志、車載滾動顯示屏，以及分布在公共場所內的大屏幕、觸摸屏等顯示裝置，為出行者提供較為完善的出行信息服務。
（2）用戶需求是信息采集和系統成長的主要驅動力。
無論是個人用戶還是企業用戶，對道路信息采集和的需求都越來越明顯。目前主要城市的私家車數量越來越多，交通擁堵情況嚴重，用戶對于出行效率越來越看重，對道路交通信息的依賴程度越來越高。
與個人用戶需求相比，針對單位的信息應用模式會先成熟起來。目前針對單位的信息應用模式應該更快一些發展，單位的采購比較集中，同時消防局、救護車、警車等特殊行業對時間和效率要求非常高，在特殊情況下成本考慮退居次位，對道路交通信息的需求也很大。
（3）目前各種基礎數據資源已經具備，這使得信息采集和的應用普及成為可能。
目前各種道路基礎數據資源已經具備，有待整合利用。不少城市的基礎數據都已可迅速收集，但對資源進行整合分析和綜合利用的能力還相當缺乏。一些城市在信息采集和方面甚至已經走在了前列，如北京、上海、寧波等。從全國范圍來看，北京的道路交通信息采集系統還是比較領先的，目前在北京的環路，如二、三、四環都已經實現了數據采集的無縫覆蓋，大概每隔800～1000米就有一個數據采集點，數據采集方式主要是采用微波、超聲波和視頻探頭；在一些主要路口，還設置了感應線圈。
從2006年3月開始，北京市民在出門前就可以在網絡上查詢目的地的路況信息，以及實時的交通狀況；同時，還可以加裝車載的引導系統，通過GPS可以接收到最新的路況信息，根據自己的需要選擇最佳路線。
2006年4月6日，北京市第一個面向公眾出行服務的綜合交通信息服務網站――“北京公眾出行網”（省略、省略）正式開通，該網站作為北京市公眾出行信息服務示范工程的一部分，可以為公眾提供動態交通信息、交通基礎設施信息、客運信息、交通黃頁、出行常識等5類信息服務。系統的建成為廣大公眾提供了全面、綜合的交通信息服務，對提高北京市公眾出行交通信息服務的水平具有很好的示范作用。
（4）未來智能交通需要重點解決的問題就是信息的采集和。
ITS中心主任王笑京表示：“未來智能交通需要重點解決的就是信息采集和的問題。”相比較而言，中國現在的信息采集系統已經較為全面，而信息系統還沒有跟上，這也是現在智能交通建設最需要解決的問題。王笑京還認為，“目前存在的主要問題就是缺乏信息的有效利用，各種手段有利有弊?！?/p>
道路交通信息采集和的主要問題是信息沒有有效利用、缺少提供手段、數量和實效都有限。國內的手段基本以免費的方式為主，例如網站、路邊電子顯示屏、電視、廣播等，發達國家基本上也采取類似的方式，每種方法都各有利弊。目前，車載終端被看做是最好的信息手段，但是由于成本過高，每個車載終端要上萬元錢，且車載終端是屬于消費者消費行為，讓消費者買單不太現實。
除了北京之外，其他城市在道路信息采集和方面也做了許多嘗試。
廣州出租車實現車載裝置誘導功能，既是信息發出者，又是信息受益者。廣州智能交通系統（ITS）公用信息平臺目前已經完成一期工程，只要車輛安裝了該系統車載終端，就能與智能交通系統聯網，從而實現車輛行駛狀態分析、道路擁堵實時狀態分析、線路優選、行車誘導等功能。廣州目前已有1萬輛“衛星的士”安裝了這種可以用于定位、通信、刷卡消費的車載終端系統，系統內的信息每隔數十秒會不斷更新。
其他城市也有各自的新嘗試。2006年一種新型的交通流量信息牌在杭州街頭出現，智能交通信息流量牌能準確為行人導航，在紅綠燈變換時可及時提醒行人是否繞道走；寧波的城市實時交通信息與動態導航系統采取最新的探測車技術；2006年初全國第一個道路交通信息車載實時系統在大連市正式開通，大連市的車輛只要安裝了車載導航儀，就可在行駛中隨時知道道路交通是否擁堵；上海手機發短信可查線路變動，上海市民只需用手機發送短信，便可查詢到上海公交線路變動，因為18000輛公交車將在2007年之前全部安裝GPS定位儀，而一個囊括上海公交、出租、軌道交通、長途客運等交通出行方式的智能交通信息平臺已在建設中，其中的城市交通信息監控中心有望于今年底完成建設并試運營。
在國家信息化 發展 戰略和產業化方向的目標下，gps技術在智能 交通 系統中得到廣泛的 應用 與發展。在我國智能交通系統體系框架的43種用戶服務中就有二十幾種需要知道車輛的實時位置，從而實現監控、調度、導航等功能。gps在智能交通系統中的應用，與無線移動通信技術、智能導航終端、 電子 地圖密切相關。
無線移動通信技術： 目前 ，為了取得廣泛的覆蓋范圍和降低系統投入成本，gps系統普遍采用成熟的公共移動通信網作為通信通道。當前gps可用的較先進的通信網為gprs網和cdma1x。基于gprs網的傳輸速度 理論 可以達到100kbps以上，而2003年正式開通的cdma1x 網絡 ，由于采用了反向相干解調、前向快速功率控制等技術，理論帶寬可達300kb/s，目前實際應用帶寬在100kb/s左右(雙向對稱傳輸)，傳輸速率高于gprs，可提供更多的中高速率業務。神州數碼、安華北斗、奧星等公司最近推出了基于cdma1x無線通信方式的智能交通系統，支持實時gps車輛定位、監控、行車信息采集(如車輛id、車輛速度、定位點經緯度、方向等)。日后，隨著2.5g的cdma1x/gprs向3g網絡過渡，頻譜效率越來越高，支持的速率也將越來越高，增加到3g初期的幾百kbps,再到3g增強型的幾mbps，然后到3g進一步增強型的幾十mbps乃至上百mbps，再到超3g(b3g)的上百mbps~1gbps，gps將可以實現更多視頻新業務。
智能導航終端：在發達國家，車載導航已經非常成熟。日本的車載導航發展是全球領先的，目前超過80%的 新車裝有車載導航，附帶覆蓋全國的電子地圖。特有的準3g無線通信網絡使駕車人可以在車上實現寬帶上網，日本已經實現了幾乎全部城市的道路信息實時。由于巨大的市場潛力和不可估量的發展前景，日本幾乎所有的汽車生產廠家都參加了這一高 科技 角逐，如宏達、尼桑、本田、 馬自達、三菱以及松下、先鋒、阿爾派、健伍等公司都已開發出自己的車載導航產品。世界其它發達國家如美國、德國、荷蘭也不甘落后。在美國，高檔車上原廠配備導航設備，中檔車型的用戶可以選裝或者購車后自行安裝，附帶的電子地圖可以覆蓋整個北美地區和歐盟地區。在歐洲，由飛利浦、西門子開發的車載導航系統1995年已在雷諾、菲亞特等大眾化民用車輛上使用。
在國內，安華北斗、奧星等公司最近推出了支持cdma1x通信功能的gps導航設備，與國外導航設備功能大致相當，能夠實現導航功能、電子地圖、轉向語音提示功能、定位功能、測速功能、顯示航跡。值得期待的是，傳統廠商新科最新研發的新科gps衛星導航器有六大特點：擁有歐美及全
關鍵詞：智能交通；物聯網；交通管理模式
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 20-0000-02
物聯網作為新一代信息技術的代表，它是全球技術發展的方向，物聯網是信息化與工業化融合的重要途徑和載體，也是信息產業發展的第三次浪潮。而智能交通作為國家“十二五”期間重點扶持的新興產業之一，同時也是最迫切需要融合物聯網相關技術的領域之一，面臨著巨大的發展機遇。很顯然，ITS（智能交通）離不開各類傳感器對交通數據的采集，離不開局域、網絡的交通信息共享，離不開智能系統的監控和管理。物聯網具“信息、和智能”兩大特征，其在城市智能交通領域的應用，必將引領城市交通的管理和服務發生革命性的變革。智能交通行業中利用物聯網技術、網絡和設備來實現交通運輸的智能化，智能交通系統與物聯網的相互融合，必能促進中國智能交通系統的大發展。
智能交通系統著眼于提高交通基礎設施運行效率，立足解決交通擁堵、交通事故以及與交通運輸業密切相關的能源和環境等問題，借助于電子信息以及科技等領域的優勢，綜合運用各種高新技術實現對人、車輛、道路以及交通與運輸的智能化監控與管理，實現感知道路的各種信息（交通擁堵、重大事件、公交、停車信息、環境（尾氣）與天氣等；采用互聯網、廣播電視網、3G天線網絡等三網融合的數據傳輸系統實現任何時間、地點的實時道路狀況及數據的交互與傳輸；充分發揮數據信息有效價值，將數據信息分層分類及時發送到相應的部門和用戶群體；為機動車駕駛員和市民提供最佳的出行路線；為政府及有關職能部門應對突發事件和交通道路指揮及未來發展提供決策參考與依據。
1 基于物聯網的智能交通體系框架的研究
傳統的交通信息采集方式落后并且手段單一，不能實現24小時的實時提供現場信息的實際情況以及道路擁堵疏通和突發交通事件的實時處置能力有有限的情況下，我們采用基于物聯網架構的智能交通體系，采用多種交通信息采集手段，結合出租車和公交以及其車輛的日常運營，采用搭載車載定位裝置和無線通訊系統的浮動車檢測技術，實現對交通信息要素的全天候實時獲取。通過路網流量分析預測和交通狀況研判，為路網建設和交通控制策略調整及相關交通規劃提供輔助決策和反饋。
智能交通體系框架下的智能交通體系通過實時全天候采集和智能分析并結合車載無線定位裝置等多種通訊方式，實現了車輛路徑規劃、動態誘導和區域路網交通管控，能夠使整個交通信息系統進行整合，為交通指揮中心信息平臺提供實時信息。為情報分析和指揮決策提供數據支持。在目前智能交通體系中車輛信息采集方式有固定式采集和浮動車式采集。固定式采集方式通過安裝檢測設備，從而對機動車信息進行檢測。而浮動車將采集所得的位置和時間數據上傳給數據數據處理中心，由數據處理中心對數據進行存儲、預處理，然后利用相關模型算法將數據匹配到電子地圖上，計算或預測車輛行駛速度、旅行時間等參數，對路網和車輛實現“可視化”管控。浮動車采集技術是固定點采集技術的重要和有益的補充，它實現全流程的信息采集，結合固定點式采集，能夠為路網數學模型的建立提供更全面豐富的數據。
2 基于物聯網的智能交通誘導系統的應用研究
智能交通誘導系統主要利用屏信息，對駕駛員提供誘導。駕駛員通過信息板實時對應交通節點下游的部分路網交通狀態，來選擇交通行駛路線。并能夠對交通管理措施提供跟蹤反饋。交通誘導屏信息子系統主要功能包括：
2.1 提供在線車輛誘導、緊急事件的通告信息。交通誘導信息包括道路擁堵信息、快速路出口匝道擁堵信息、以及根據天氣狀況、路面及路面設施檢修狀況、特殊情況需要封閉道路等各種交通警示信息等，即時通知駕駛員，以提高其警覺性，實現車流的合理導向，緩解車流分配不均對交通造成的影響，保障車輛的安全行駛。
2.2 智能交通誘導系統的控制模式。智能交通誘導系統包括自動和手動兩種控制模式，系統可以自由的在自動和手動之間切換。誘導系統在自動情況下，系統自動向交通誘導屏發出顯示道路交通狀況的信息，紅色表示堵塞、黃色表示擁堵、綠色表示暢通。在手動的情況下，系統自動向交通誘導屏發出顯示道路交通狀況的信息需經操作員手工確認方可，同時操作員可手工向交通誘導屏發送文字信息。
2.3 可變動態文字警示信息顯示。智能交通誘導系統中的信息標志牌不應該固定不變的文字信息，應該重要的路況信息、警示信息，以便提高交通誘導屏的可讀性。
3 基于物聯網的智能交通車聯網系統應用
城市交通的發展涉及多個部門，需要建立統一高效的協調機制。物聯網目前處于概念設計期，希望政府、研究機構、高校、企業里能夠重視對這項技術的研究，這是一次非常難得的創新機會；RFID是物聯網得以實現最為重要的核心技術之一，城市交通領域應用潛力巨大；車聯網將成為城市智能交通發展的核心。國家發改委已經先期啟動基于物聯網的城市（廣州）智能交通試點示范，這些工作的開展必將帶動我國相關產業的發展。
“車聯網”是面向物聯網的城市智能交通發展的一條創新之路。汽車具有數量大、機動性強等特點，一直是城市交通管理的重點和難點。車與車、車與人、車與道路的協調一致是智慧城市的重要體現。車聯網作為物聯網最具有發展前景的典型應用，是物聯網以及智能汽車兩大領域的重要交集，是戰略性新興產業之一，也是未來智能交通拓展的方向。“車聯網”更具體、更容易落地實施；車聯網的構成不僅僅是汽車，還包括道路、行人等，涉及整個城市交通系統。
3.1 車聯網的幾大特性。所有車輛都是具有獨立身份和獨立思考能力的智能體，就像一個智能機器人，能自動判斷路況，不需人駕駛；所有車輛都可以實時感知自身、以及與其相關的物體的身份和狀態，借助無線通訊，城市內車與車之間，車與建筑物之間，以及車與城市基礎設施之間實現互聯互通；所有車輛所在的系統呈現出物體協同運作、系統狀態最優的自組織運行模式，車輛如深海中的魚群快速地游動卻彼此永不相撞。
3.2 車聯網面臨的四大挑戰。（1）規模。與汽車保有量的迅猛增長相對應的是，汽車相關的信息采集的種類也從單一的車輛身份信息逐步拓展至汽車的身份信息、運行信息、狀態信息和事件信息等，數據規模將突破幾十甚至幾百PB級，迫切需要海量信息的傳輸、存儲和處理技術。車聯網將依托汽車智能平臺實現節點級的海計算分層自組織形成局部智能，解決90%的感知數據處理。車聯網先導試驗階段將支持百萬級車輛的聯網應用。（2）性能。汽車具有數量眾多、個體分散、機動性強、牽涉面廣等特點，需要支持復雜應用場景、高速移動狀態下的信息感知技術。（3）安全。從互聯網的虛擬空間拓展到車聯網的物理空間，通過網絡就可能實現對現實世界車輛的攻擊，信息安全和危機處置將面臨的更大的挑戰。（4）隱私。車聯網可使每輛車成為一個節點。海量的涉車信息自動進入網絡，一切都將越來越“透明”，信息管理的權限設定將涉及基本的法律問題，甚至道德倫理問題，需要信息分級權限技術、隱私保護技術。
參考文獻：
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【關鍵詞】智能交通 物聯網 車輛通信網絡 V2V
中圖分類號： TP391.9 文獻標志碼：A
引言
隨著城市現代化的快速發展，汽車擁有量的急劇猛增，公路規劃建設的不配套，加之交通管理手段的滯后，“城市交通擁堵”問題，無疑是現代城市管理的一大難題。物聯網技術是一個跨學科的專業領域，將大量來自完全不同專業領域的技術綜合到一起[1]。智能交通與物聯網的融合將是今后智能交通的發展趨勢。隨著智能交通系統的發展，車輛通信網絡已經成為該領域的熱門網絡通信技術，有著廣泛的發展前景，路由協議是車輛通信網絡中關鍵的環節之一。
1 移動自組網中――Ad Hoc網絡簡介
1.1 Ad Hoc網絡的基本特點
通過移動IP協議，用戶可以在移動的情況下依然保持網絡的連接，這種網絡的運行要基于預先架設好的網絡設施，在全球覆蓋范圍內采用外地價格昂貴，并且外地經常會有信號衰減和干擾而無法使用[2]。為了減少外地的數量而保持網絡的覆蓋范圍，以及不能依賴預先架設的網絡設施的場合仍然能實現臨時快速自動組網，Ad Hoc網絡（簡稱MANET）應運而生。
一個MANET網絡由一組移動主機組成，這些主機不需要依賴已建立好的基礎設施，進行集中控制就可以進行通信。一般利用天線就可以建立主機之間的無線鏈路從而完成通信。考慮到無線電波的能量限制和頻道利用率等情況，一臺移動主機不能只以單一跳數的形式直接和其他移動主機進行通信。在這種情況下，必須采用多跳的通信方式[3]。MANET中的每一臺移動主機就相當于一臺路由器。
1.2 Ad Hoc網絡的特點
由于使用無線通信技術，Ad Hoc網絡具有無線通信系統的鏈路質量低、節點通信距離有限、帶寬受限制等特點，所以也具有帶寬優化、傳輸質量增強和能量控制等問題。Ad Hoc網絡與傳統的蜂窩移動通信系統不同，是一種無中心的網絡，要求其中的節點通過運行分布式算法來協調它們的行為，如信道接入、路由等。由于使用多跳的通信方式，Ad Hoc網絡也面臨新問題，如網絡配置情況廣播、發現和維護路由等[4]。
車輛通信網絡是傳統的移動自組織網絡（MANET）在交通道路上的應用，是一種特殊的移動自組織網絡。車輛通信網絡作為智能交通系統（Intelligent Transportation System，ITS）的重要組成部分，已經得到學術界和工業界越來越多的重視。其最重要的特點是能進行車與車之間（vehicle-to-vehicle，V2V）和車與路之間（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）的信息交換，從而達到車輛與車輛之間、車輛與路邊的基礎設施之間的實時通信，利用這些信息來提高道路交通的安全與管理效率[5]。
2 車輛通信網絡的路由技術
在單跳網絡中不存在路由問題，當數據跨過幾個節點傳輸數據時，必須使用路由協議功能[6]。路由是網絡層的功能，它為分組傳輸指定源節點到目的節點的路徑。針對移動自組網已經開發出多種基于不同策略的路由協議，將移動自組網分為以下四種兩兩相對的類型：（1）預選型和隨選型；（2）平面型和層次型；（3）GPS輔助型和非GPS輔助型；（4）單路徑型和多路徑型[7]。本文根據不同的路由策略主要討論預選型和隨選型路由協議。
2.1 預選型路由協議
預選型路由協議也稱為主動型路由協議或前應式路由協議。預選型路由協議是表驅動的，需要在每一個節點維護一個或多個路由表。每個節點定期向網絡廣播拓撲信息，維護路由表的最新路由信息，采用不同數量和內容的路由表和不同的廣播策略，形成不同的路由協議：DSDV、WRP、FSR和OLSR等。
2.2 隨選型路由協議
隨選型路由協議也稱為反應式路由協議、按需路由協議、是專門針對移動自組網提出的。隨選型路由協議并不事先生成路由，僅在源節點需要時才生成路由。分為路由發現和路由維護兩個階段。該路由協議有：AODV、DSR、TORA和SSA等。
（1）AODV（Ad Hoc On Demand Distance Vector）是采用基于距離矢量算法的一種路由協議，AODV中兩個重要協議過程：路由發現和路由維護。在自組網中當一個節點發送數據包給一個目的節點時，采用路由發現過程來動態決定這條路徑。AODV的重要特點是每個節點都維持一個基于時間的每一個路由表項利用率的狀態信息；AODV通過擴展環方法控制在路由發現規程中RREQ的泛洪式發送。
（2）DSR允許網絡節點動態發現經過多條路徑的路由，重要的特點是利用了源路由。DSR不使用周期性的路由廣播消息，有效減少網絡帶寬的開銷，該協議的所有操作都是按需的，與AODV相似，DSR協議也包含路由發現和路由維護兩個重要協議過程。DSR的路由發現過程是一個尋找從源節點到目的節點之間的源路由的過程。
3 車輛通信網絡的建模與仿真
利用 OPNET Modeler 仿真平臺，建立一個由 9個車輛節點組成的車間通信網絡模型。車輛通信網絡路由協議的仿真分析比較如下。
（1）圖1顯示的是兩種協議的吞吐量的比較，從圖中可以看出AODV協議的吞吐量高于DSR協議。因為AODV協議實現了DSR和DSDV協議的組合，因此與采用源路由的DSR協議相比，AODV協議提高了網絡帶寬的利用率，在吞吐量特性方面要優于DSR。
（2）圖2顯示DSR協議的負載明顯小于AODV協議，這是由于DSR協議路由負載主要是RREP與RERR分組，用來建立多條到目的節點路由。DSR協議使用了緩存技術和混雜接受方式偵聽路由請求分組，從而最大程度地降低了路由負載。而AODV協議路由負載主要是RREQ分組。
（3）圖3顯示在丟包率方面，開始AODV比DSR的丟包率小，隨著仿真時間的變化，AODV和DSR都是穩定維持在一個小的范圍內，DSR協議的性能始終保持在一個比較穩定的范圍內，而AODV則隨著仿真時間的增加而出現明顯的增大。
從以上仿真結果分析可以看出，對于車間通信V2V網絡，AODV 路由協議在吞吐量、路由負載、丟包率等性能上都比DSR路由協議更適合實際網絡的通信要求。
結語
文章建立了智能交通系統多跳場景V2V的無線數據通信場景，使用OPNET Modeler軟件進行建模和仿真，對V2V場景的無線網絡的總體性能進行了評估。但是，用OPNET Modeler軟件來仿真車輛通信網絡是理想狀況，與實際車輛仿真還是有差距的，未來的研究應該向實地實驗發展。
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2009年底，中國工程院啟動了重大咨詢項目――“物聯網及其在重要領域的應用”，在湖南大學主辦了“物聯網在交通運輸領域的應用”高層研討會⑦。李海峰⑧⑨認為交通運輸行業發展物聯網的三個重點是構建交通要素身份認證體系、構建交通要素信息精準獲取體系、搭建交通運輸物聯網平臺。利用IC卡、RFID電子標簽，結合GPS和通信技術組建成簡單的物聯網已經在危險品運輸、集裝箱管理系統、甩掛運輸等方面得到了應用。有專家預測，未來物聯網的發展將經歷四個階段：2010年之前RFID被廣泛應用于物流、零售和制藥領域，2010－2015年物體互聯，2015－2020年物體進入半智能化，2020年之后物體進入全智能化?？傮w上說，物聯網理念自提出到現在，其發展潛力、對經濟的拉動作用、對人們生活方式和各個領域的影響等方面已被世界各國達成共識。各個領域都在著手基于物聯網技術建立新的管理模型、新的管理系統。在公路網絡管理領域，包括人、車、路、環境四個要素，車聯網技術由于受到汽車廠商的推動而發展較快。相比之下，關于道路的物聯網、關于交通工程設施的物聯網發展較慢。國外對物聯網涉及的RFID技術、云計算技術等走在了我國前列。在這些關鍵技術沒有取得突破的情況下，國內基本達成以應用拉動物聯網技術發展和產業發展的技術途徑，公路網絡管理是物聯網應用的重要領域。目前，國外一些公司進入了我國，主要涉及汽車遠程通信、定位、求助功能。在其他的基于物聯網的公路網絡管理領域，國內處于概念框架、模型建立探索階段。開展路網脆弱性分析和協同技術研究的意義在于提高路網的魯棒性，提高運輸效率、減少交通擁擠、降低尾氣排放、進而減緩全球變暖的速度、減少出現極端天氣的可能性。這構成了一個暢通、高效、綠色的正循環。新一代智能交通管理系統是在物聯網背景下，研究公路網絡脆弱性分析和協同技術，旨在突破路網脆弱性分析模型、部分路段通行能力降級后路網容量分析模型和車輛間協同運行技術，從而對所有的路段進行重要度排序，確定出網絡中哪些路段是關鍵組成部分，哪些設施應該給予優先的維護和管理，為公路網絡管理提供決策依據。研究車輛間協同運行技術可以改善交通流運行模式，減少或消除不良的駕駛行為給交通流帶來的干擾，提升運輸效率。
物聯網技術
物聯網（IoT，InternetofThings）的概念由美國麻省理工學院（MIT）的KevinAshton1999年提出，是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和共享，用以實現智能化識別和管理的一種網絡。具體地說，就是把傳感器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道以及各類重大設施和裝備等各種物體中，然后與現有的互聯網結合，實現人類社會與物理系統的整合，人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。物聯網具有全面感知、可靠傳遞、智能處理的特點，在各個領域都有廣泛應用前景，被稱為繼計算機、互聯網、移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，是下一個具有萬億元級規模的戰略性新興產業。物聯網涉及制造業、物流業、服務業、電信業和廣播電視業等多個行業，具有重大的經濟價值和市場前景。賽迪顧問研究顯示，中國物聯網產業在公眾業務領域以及平安家居、電力安全、公共安全、健康監測、智能交通、重要區域防入侵、環保等諸多行業的市場規模均超過百億甚至千億元。物聯網技術包括范圍很廣，目前主要是傳感技術、通信技術和網絡技術相互融合和促進的綜合體，而且以傳感網為主，因此物聯網有時候又稱為傳感網。隨著對物聯網技術和應用研究的不斷深入，物聯網的概念和內涵必將得到進一步發展，并會在環境、電力、物流、交通等領域和行業出現眾多物聯網應用的典型案例。智能交通系統，是指將先進的傳感器技術、信息技術、網絡技術、自動控制技術、計算機處理技術等應用于整個交通運輸管理體系，從而形成的一種信息化、智能化、社會化的交通運輸綜合管理和控制系統。這個系統中的傳感、信息和網絡等技術都包涵在物聯網技術中，是物聯網技術應用的一個重要方面。借助當前物聯網技術飛速發展的勢頭，基于物聯網的智能交通系統必能使各種交通基礎設施發揮最大效能。
基于物聯網的新一代智能交通管理系統技術架構
基于物聯網的新一代交通管理系統應具有以下特點：環?！蠓档吞寂欧帕?、能源消耗和各種污染物排放，提高生活質量；便捷———通過移動通信提供最佳路線信息和一次性支付各種方式的交通費用，增強出行者體驗；安全———檢測危險并及時通知相關部門；高效———實時進行跨網絡交通數據分析和預測，可避免不必要的浪費，而且還可以最大化交通流量，提升運輸效率；可視———將所有物流配送車輛、公共交通車輛和私家車整合到一個數據庫，提供單個網絡狀態視圖；可預測———持續進行數據分析和建模，改善交通流量和基礎設施規劃。為實現上述目標，根本的問題包括兩個方面：一是基于物聯網技術，在考慮部分道路通行能力降級、路網飽和度變化的情況下，識別路網脆弱性，對路網中各條路段的重要度進行排序，將路網中脆弱性比較大的路段、重要度比較高的路段這兩類路段管理好，整個路網的可靠性就能夠得到保證；二是基于物聯網技術，尤其是車聯網技術，建立新的車輛運行模型，減少或消除不良駕駛行為對車流運行的擾動，提升車流運行效率。具體包括以下幾個方面：（一）智能交通管理中的物聯網技術要實現智能交通管理，首先必須對交通的實時狀況進行準確、及時、有效的監控，各種傳感技術在這個過程中起到舉足輕重的作用。智能交通行業的傳感技術成熟度和行業市場成熟度都較高，而且政府扶持力度大，在建設“數字城市”和“智慧城市”方針的指引下，智能交通系統在許多城市已經開始規?；瘧?，市場前景廣闊，投資潛力巨大，將成為未來幾年物聯網產業發展的重點領域。特別是隨著物聯網技術的發展，物聯網的優勢將在智能交通領域得到充分發揮，傳感器和車載傳感設備能夠更加實時監控交通流量和車輛狀態，并通過網絡將信息傳送至智能交通管理系統中心，通過科學管理和合理調度提高對道路設施的利用水平，提高安全性并最大化交通網絡流量，尤其是車輛可以靠自己的智能在道路上安全行駛，公路可以靠自身的智能將交通流量控制和調整至最佳狀態。同時，系統還能為旅途中的人們提供全方位的信息咨詢和娛樂服務，提高人們旅行質量，管理人員通過系統能及時準確地掌握道路和車輛的安全狀況，提升了道路交通安全水平。（二）基于物聯網技術的路網容量分析技術路網容量是指在受交通控制的道路某點或斷面處，在給定的時間范圍內，車輛或行人能合理地通過的最大數量。路網容量不僅與路網的拓撲結構有關，而且與交通流量、交通流動力學、駕駛員的駕駛行為等有密切關系，是公路網絡管理的一個難點。在實際路網中，經常出現道路流量遠遠小于道路通行能力的情況，導致現有基礎設施不能得到有效利用。因此，人們常常會自問“路網到底能夠容納多少車輛通行？”交通流理論中的研究成果表明：如交通擁堵、臨界密度處的流量雪崩等現象都會造成道路通行能力急劇下降，這是由交通流特性所決定的。德國交通科學家Kerner將交通流劃分為三種狀態：自由流、同步流、寬幅運動阻塞流，在這三種不同的交通流模式下，路網容量具有顯著差別。但是，利用目前的交通流模型推算路網容量具有較大的誤差，在物聯網環境下，可以充分利用交通狀態和車輛狀態的實時數據（每個車輛上傳的速度、加速度數據和道路上傳的流量、速度、密度數據），并在車輛和管理系統之間雙向傳輸，即車輛在行駛過程中可以通過向系統上報發送一些路況和車輛本身的信息，同時中心系統也可以向車輛發送一些預告信息、或者給出相關建議，因而可以充分利用路網容量，提高指揮使用的效率，改善交通秩序，為人們的生活創造有序和安全的交通保障。本部分可建立基于物聯網實時數據的交通狀態估計模型，在此基礎上建立路網容量的動態分析模型。（三）基于物聯網技術的路網脆弱性分析技術路網脆弱性是指路網在受到隨機事件影響的情況下，網絡性能或服務水平下降，進而失去部分或全部連通能力的性質。物聯網技術的先進性表現在將物理基礎設施和IT基礎設施整合為統一的基礎設施，兩者合二為一，物聯網技術為管理系統全方位提供信息來源，交通基礎設施為物聯網提供應用環境和平臺。在此背景下，道路、車輛、交通工程設施都具備感知、計算、通信的能力，因此道路設施能夠將路面完好情況、摩擦系數、溫度、氣象條件等性能參數和流量、速度、密度等交通狀態參數實時地發送給公路網絡管理中心，車輛能夠將車輛的速度、加速度等運行參數實時地發送給公路網絡管理中心，交通工程設施將控制設施的狀態實時傳送給公路網絡管理中心。本部分可在物聯網具備的透徹且全方位感知數據的基礎上，融合管理科學、復雜網絡理論等學科技術，建立基于動態數據的路網脆弱性分析的新一代模型和軟件，計算出路網脆弱性指標值和路段重要度，為道路管理部門確定路段脆弱度和采取各種控制策略提供依據，以預防和減輕破壞性事件所造成的影響，增強管理部門對災難事件和應急事件的預防能力和應對能力。（四）基于物聯網技術的路網廣義費用優化技術節能減排是我國當前的一項重要任務，需要在各個行業中加以實施。交通運輸是我國的耗能大戶，加強公路網絡管理，提高車輛運行效率，對于節約燃油消耗、減少尾氣排放有著重要的貢獻意義。因此，在進行公路網絡管理時，要以出行距離、出行時間、燃油消耗、尾氣排放構成的廣義費用為優化目標。路網廣義費用的測算是一個非常復雜的問題，它與車型、行駛里程、道路等級、行車速度、測量折舊費、燃料的消耗、通行費及物價等眾多因素相關。在物聯網背景下，這些信息都可以通過各種渠道實時獲得，每個車輛能夠實時檢測出車輛的燃油消耗量和尾氣排放量，同時還可以依據路網拓撲關系，結合道路交通各網絡元素的實時數據，對路網和車輛的性能特征進行多方面的分析計算。特別是分析路網規劃方案的經濟性，即在能滿足運輸需求的前提下，規劃方案所消耗的費用最低，則該規劃方案就最優。本部分主要根據物聯網提供的信息，應用經濟分析的方法，構建基于物聯網的路網廣義費用分析模塊，并建立相關模型和算法，特別是最小費用模型和優化算法，在部分道路或橋梁通行能力降級的情況下，建立優化目標為路網廣義費用的動態交通分配模型，為駕駛員路線選擇、出行引導提供理論支撐，實現路網廣義費用最佳化。（五）基于車聯網的車輛間協同運行技術車聯網是物聯網在汽車領域的一個細分應用，是指車與車、車與路、車與人、車與傳感設備等交互，實現車輛與公眾網絡通信的動態移動通信系統。它可以通過車與車、車與人、車與路互聯互通實現信息共享，收集車輛、道路和環境的信息，并在信息網絡平臺上對多源采集的信息進行加工、計算、共享和安全，根據不同的功能需求對車輛進行有效的引導與監管，以及提供專業的多媒體與移動互聯網應用服務。公路網絡管理的一個難題是有人參與，駕駛員的駕駛行為特點差異很大，如魯莽型、保守型。駕駛行為差異大帶來的主要問題是車流中的擾動增多，當交通流處于臨界密度時，這些擾動就會誘發擁擠的產生，而且擁擠波會在公路上快速傳播，從而誘發更多的擁擠。車聯網目前受到通用等大的汽車廠商的推進，有望比道路設施的物聯網、交通工程設施的物聯網提早實現。車聯網在智能交通的發展中可以起到引領作用，它可以把許多傳統汽車產業和智能交通連接起來，并讓移動互聯網、IT業、服務業等在智能交通中找到新的用途。在車聯網背景下，本部分可建立車輛縱向跟隨控制模型，實現車輛在車隊自動駕駛的過程中，保持較小的安全車間距，通過自動化減少人的因素帶來的復雜影響。（六）基于物聯網的智能交通應用子系統物聯網系統中存在大量的實時信息，對于綜合決策而言，這些信息都是有用信息，但對于某一些具體的應用而言，就僅僅只需要其中的部分信息，比如電子警察、電子車牌、智能公交、車隊管理和停車場管理等具體應用場景和應用子系統，這些較為完備的應用子系統的合集，構成了新一代的智能交通管理系統。在這些子系統的開發完善過程中，需要做的事情很多也很有挑戰性。比如，研發基于物聯網技術的交通指揮中心，充分利用各渠道獲得的交通信息，并完善功能，使指揮中心信息載體呈現多元化；研發具有電子識別、防偽、防盜等信息化管理功能的系統，同時實現對車輛的自動識別、檢測、定位和檔案管理，提高交通管理業務信息化水平；研發基于物聯網技術的安全輔助駕駛系統，自動控制安全車速和車距，主動向車輛發送警告信息或危險信息，改變交通事故預防方式，變被動預防為主動預防。因此要在物聯網和智能交通大背景下，分別構建、充實和完善各種不同種類的專門的智能交通應用子系統，并共享其信息，為系統中其他應用和路網管理提供支持，進而能構建基于物聯網的新一代智能交通管理系統，保障人、車輛和路網的安全。
