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智慧交通視闕下車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在樂山交通擁堵治理中的應用研究

2021-09-10 03:43:17強永軍
科技研究 2021年19期
關鍵詞:智慧交通

摘要:為治理樂山交通擁堵現(xiàn)象,本文將圍繞車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展開研究,主要論述技術(shù)基本概念與關鍵功能,后介紹樂山交通擁堵現(xiàn)狀,提出技術(shù)應用策略與注意事項。采用文中策略,至少可以在一定程度上緩解樂山交通擁堵情況,優(yōu)化當?shù)亟煌ōh(huán)境,且注意相關事項可保障技術(shù)作用的長效性。

關鍵詞:智慧交通;車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);交通擁堵治理

0.引言

隨著智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)等先進技術(shù)的發(fā)展與普及,智慧交通概念應運而出,此概念下人們需要通過技術(shù)系統(tǒng)對交通環(huán)境進行管理,同時自主規(guī)避一些不必要的影響,全力打造良好的交通環(huán)境。這一背景下,樂山因為人口較多,很早就出現(xiàn)了交通擁堵現(xiàn)象,這一現(xiàn)象是當?shù)亟煌ü芾聿块T與城市車輛用戶的一大困擾,所以如何對該現(xiàn)象進行治理是一項值得思考的問題,而智慧交通可以給當?shù)毓芾聿块T及車輛用戶提供有效幫助,正確使用智慧交通下的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠解決問題,至少能有效降低車輛擁堵概率與程度,故為了發(fā)揮技術(shù)作用有必要展開相關研究。

1.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本概念與關鍵功能

1.1基本概念

車聯(lián)網(wǎng)是一種在車輛上安裝無線通信設備,促使車輛可接入網(wǎng)絡的技術(shù),通過該項技術(shù)車輛信息就會被實時傳輸?shù)骄W(wǎng)絡平臺中,再依靠平臺信息可以對車輛情況作出判斷,具體內(nèi)容如下。

第一,在個人角度上根據(jù)信息,駕車人員可規(guī)避擁堵路段,并得到導航幫助[1]。

第二,在整體車輛交通角度上所有車輛能提前知道路況,正確選擇行車路線,一方面能盡快脫離擁堵路段,另一方面盡可能避免擁堵因素。從這里可以看出,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通擁堵方面主要可起到兩大作用,首先是能盡可能避免擁堵形成,其次是避免擁堵惡化,說明通過該項技術(shù)可以優(yōu)化交通環(huán)境。

1.2關鍵功能

宏觀上車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能非常豐富,可應用于交通管理的多個方面,諸如車輛安全保護、車輛違章提醒、信息查詢等,而著眼于交通擁堵治理,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關鍵功能有二,具體內(nèi)容如下。

第一。路況實時監(jiān)控與播報。因為現(xiàn)代通信技術(shù)的信息傳輸速度極快,基本上可以做到零延時,所以車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崟r獲取信息,并完成信息傳輸,實現(xiàn)信息更新。圍繞這一點,利用物理設備可以對路況進行監(jiān)控,監(jiān)控所得信息會實時展示在信息平臺上,隨后展示給駕車人員,諸如駕車人員可以在確保安全的情況下查閱信息平臺,尋找快捷路線,或者通過車輛播報功能,用語音播放信息,以便駕車人員實時了解信息,對行車路線作出調(diào)整,這種方式不會造成駕駛安全影響[2]。

第二,車輛定位與智能決策功能。即單純依靠路況監(jiān)控與播報功能給駕車人員提供信息服務,很容易出現(xiàn)大量無用信息,諸如駕車人員本身的形成路線就不會經(jīng)過擁堵路段,但因為前方擁堵,所以系統(tǒng)將進行播報,這些信息對于該駕車人員而言是無意義的,屬于無用信息。為避免這種情況發(fā)生,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過車輛定位功能判斷車輛位置,并且根據(jù)駕車人員習慣(諸如駕車時間、常走路線與目的地、出發(fā)地等)判斷駕車人員是否可能經(jīng)過擁堵路段,如果經(jīng)過概率較高才會播報,否則不會對此做出反應。

2.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)設計

2.1總體框架

雖然在不同場合下車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)的框架會存在差異,但框架的基本結(jié)構(gòu)一致,具體見圖1。

參照圖1,信息網(wǎng)絡平臺是整個系統(tǒng)的核心,與管理終端、車載端之間分別保持雙向連接關系,這也讓終端與車載端之間存在間接的雙向連接關系,同時平臺還單向接收物理層采集所得信息,這些信息會根據(jù)需求向終端或車載端發(fā)送。而管理終端主要根據(jù)信息網(wǎng)絡平臺信息對事件進行判斷,即假設平臺向終端發(fā)送了某路段車流量的信息,管理終端就會根據(jù)該路段車流量容量以及車速、當前車流量等關鍵信息對路段擁堵概率作出判斷,如果概率超過標準值就會發(fā)出預警指令,指令則通過平臺發(fā)送到車載端,通知駕車人員規(guī)避。車載端主要是將駕車人員的需求傳遞給平臺,再由平臺將需求傳遞給管理終端,以便管理終端滿足駕車人員需求,諸如駕車人員想要查詢10公里以外某路段的交通情況,就可以通過車載端發(fā)出指令,終端將根據(jù)指令調(diào)度出對應信息,滿足需求[3]。物理層主要有道路監(jiān)控設備等組成,負責采集信息,并將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式,在傳輸給信息網(wǎng)絡平臺,之所以要將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式,是因為管理終端與車載端只能讀取該格式數(shù)據(jù)信息,而監(jiān)控設備等采集到的信息初始格式是電信號,故必須轉(zhuǎn)換。

2.2系統(tǒng)實現(xiàn)

第一,信息網(wǎng)絡平臺。因為該平臺在整個系統(tǒng)中相當于中轉(zhuǎn)站,所以其對信息交互的速度有直接影響,若網(wǎng)絡使得信息交互速度變慢,就可能引起信息實時性不足,不利于系統(tǒng)實用價值,根據(jù)這一要求必須慎重選擇平臺網(wǎng)絡環(huán)境。一般情況下建議選擇IPSecVPN技術(shù)構(gòu)建專用網(wǎng)絡,形成對應信息網(wǎng)絡平臺,這樣做的好處有二:(1)IPSecVPN專用網(wǎng)絡能夠有效控制用戶人數(shù),避免未下載車載端人員進入網(wǎng)絡占用資源;(2)IPSecVPN專用網(wǎng)絡能夠有效避免外界干擾,能充分發(fā)揮資源作用,保障通信質(zhì)量。

第二,管理終端。管理終端主要承載功能層,需要具備多種功能,其中最重要的信息處理功能。信息處理功能可通過智能技術(shù)來實現(xiàn),即智能技術(shù)具有自主識別信息、學習的作用,因此借助該項技術(shù)管理終端能夠?qū)碜孕畔⒕W(wǎng)絡平臺的信息進行識別,從而對事件作出判斷。值得注意的是,智能技術(shù)的應用必須建立在大數(shù)據(jù)基礎上,故為了構(gòu)建大數(shù)據(jù)管理終端需要具備量大內(nèi)置功能:(1)云數(shù)據(jù)庫功能,即大數(shù)據(jù)的數(shù)量量級龐大,因此帶來了較大的數(shù)據(jù)儲存需求,而以往數(shù)據(jù)庫技術(shù)容量有限,難以滿足需求,故建議選擇云數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫容量理論無限,且可控性良好,可滿足大數(shù)據(jù)儲存需求,只要將采集所得數(shù)據(jù)導入其中即可;(2)數(shù)據(jù)分類功能,即大數(shù)據(jù)另一大特征是數(shù)據(jù)類型繁多,若不對數(shù)據(jù)進行分類,可能導致數(shù)據(jù)混亂,不利于智能分析結(jié)果質(zhì)量,因此可以借助智能技術(shù)對數(shù)據(jù)進行預處理,依照數(shù)據(jù)特征完成分類,隨后再將數(shù)據(jù)導入云數(shù)據(jù)庫。

第三,車載端。車載端相當于用戶端,因此為了給駕車人員提供操作界面,車載端主要以APP的形式呈現(xiàn),用戶登錄APP后即可進入IPSecVPN專用網(wǎng)絡,連接信息網(wǎng)絡平臺[4]。車載端APP要包含相關應用功能,諸如以上(1.2)提到的三大關鍵功能都屬于應用功能,這些功能主要用編程方法實現(xiàn),再通過UI設計方法布置在相關界面,駕車人員通過操作可以調(diào)出相關功能來使用。

第四,物理層。物理層由監(jiān)控類設備組成,諸如攝像頭、傳感器等,能夠采集到各種各樣的信息,該層只要將設備安裝在指定位置即可,內(nèi)容簡單,不多加贅述。

3.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交通擁堵治理應用策略與注意事項

3.1交通擁堵現(xiàn)狀

目前,樂山交通擁堵現(xiàn)象主要發(fā)生在城區(qū)內(nèi),情況比較嚴重,但擁堵情況具有明顯的規(guī)律性,主要體現(xiàn)在兩個方面,具體內(nèi)容如下。

第一,擁堵分時段。樂山城區(qū)的交通擁堵情況一般發(fā)生在特定時段,諸如上下班高峰期、放學時段、節(jié)假日等,每當進入任意時段,當?shù)亟煌〒矶虑闆r就會變得十分嚴重,根據(jù)當?shù)亟痪芾頂?shù)據(jù)顯示,非特定時段僅需要10分鐘左右的路程,在特定時段需要40分鐘,可見擁堵嚴重性。

第二,擁堵地點相對固定。樂山城區(qū)交通擁堵地點比較固定,一般是高架橋下方涵洞、主干道轉(zhuǎn)彎處、學校門口、各大停車場出入口等,這些地點幾乎每日都會出現(xiàn)擁堵,即這些地點在特定時段會出現(xiàn)一些現(xiàn)象,諸如家長集中接孩子放學,導致學校門口車輛密集,占用到了正常交通面積,故正常行駛車輛被迫集中,最后形成擁堵,說明這些地點也是當?shù)亟煌〒矶轮饕梢虻木奂c。

3.2應用策略

根據(jù)樂山交通擁堵現(xiàn)狀,圍繞車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過三項策略進行優(yōu)化,具體內(nèi)容如下。

第一,路況監(jiān)控。即根據(jù)交通規(guī)章及法律規(guī)定,在任何情況下行人、非機動車都不應當占用機動車道,這不僅是為了避免交通擁堵現(xiàn)象發(fā)生,也是為了保障多方安全,但樂山當?shù)亟煌〒矶碌攸c中的一些特殊現(xiàn)象均存在違規(guī)、違法性,諸如家長將車輛停在機動車道邊緣處等孩子放學就是典型的違規(guī)行為。針對這種現(xiàn)象,樂山交通部門應當借助路況監(jiān)控功能進行處理,可通過兩種應用方式解決對應問題:(1)在特定地點安裝監(jiān)控設備,在特定時間密切觀察交通情況,如果發(fā)現(xiàn)違規(guī)、違法行為必須讓就近人員前去處理,消除潛在的交通擁堵成因;(2)在發(fā)現(xiàn)違規(guī)、違法行為后應當?shù)谝粫r間在信息平臺上發(fā)布指示信息,提醒后方車輛減速慢行,不要相互搶道,盡可能保持車流順暢,信息會第一時間通過車載播報設備傳遞給駕車人員,這樣就能避免交通擁堵發(fā)生,也保障了交通安全。

第二,行車路線引導。即因為一些交通擁堵情況是不可避免的,所以面對這種擁堵,交通管理部門必須盡可能快的疏通,但以往該項工作難度較大,原因在于管理人員一邊疏通,后方車輛一邊加入擁堵車流,故很難在短時間內(nèi)解決問題。面對這種情況,每當交通部門發(fā)現(xiàn)某路段出現(xiàn)擁堵之后,就可以通過信息平臺向通信站點發(fā)送信息,站點會將信息分發(fā)給正在該路段上行駛的車輛,同時智能終端會根據(jù)駕車目的地重新規(guī)劃路線,建議駕車人員繞行,引導其選擇其他路線,這樣同時避免了擁堵情況惡化,也避免了后方駕車人員陷入擁堵困境,加之現(xiàn)場工作人員的疏導,能夠在相對短的時間內(nèi)解決擁堵問題[5]。

第三,道路影像。即實際情況中存在一些突發(fā)性的交通事故,這些事故也會導致交通擁堵發(fā)生,原因在于事故具有突發(fā)性,因此后方車輛可能來不及反應,作出應急動作,而該動作在道路上會可能引起蝴蝶效應,能在短時間內(nèi)形成交通擁堵。著眼于這一點,借助車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將路況監(jiān)控影響傳輸給后方車輛,如果前方出現(xiàn)了突發(fā)性事故,后方車輛有充裕的時間作出反應,可體現(xiàn)規(guī)避影響范圍,這樣就能避免蝴蝶效應發(fā)生,一定程度上可降低交通擁堵概率。

3.3注意事項

目前,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展側(cè)重于功能開發(fā),故至少從當下來看該項技術(shù)還不夠完善,實際應用存在一些問題,其中最值得注意的問題就是網(wǎng)絡安全問題,即車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所處環(huán)境具有開放性,加之車輛普遍擁有大量的外部信息接口,同時網(wǎng)絡與接口均沒有得到良好的安全保護,因此很容易受到攻擊,導致車輛信息,甚至是駕車人員個人信息泄露[6]。針對這一點,樂山市應當做好網(wǎng)絡安全防護工作,該項工作中建議選擇綜合性安全防護方案,例如先借助云技術(shù)建立云端安全檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)囕v進行記錄,形成車輛日志,根據(jù)日志可知車載終端行為是否正常,如果發(fā)現(xiàn)異常會通知車主,同時對異常行為進行追蹤,以便打擊犯罪,隨后可建立車聯(lián)網(wǎng)證書管理機制,該機制可以對車輛及車主身份進行認證,任何未通過認證的用戶均不能進入車載終端,故車輛與車主的信息得到保護。

4.結(jié)語

綜上,智慧交通視闕下樂山交通擁堵情況可以通過車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行管理,采用對應策略可以從擁堵原因處進行預防,也能盡快處理不可避免的擁堵情況,說明該項技術(shù)具有良好應用價值,值得在樂山交通管理中推廣。同時在技術(shù)應用中相關部門要注意網(wǎng)絡安全問題,必須在保障網(wǎng)絡安全的情況下才可使用該項技術(shù)。

參考文獻

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[3]陸承,李智慧.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防中的應用[J].消防科學與技術(shù).2020,(12).1751-1754.

[4]周小松.一種基于邊緣計算的智能公交解決方案[J].武漢職業(yè)技術(shù)學院學報.2019,(6).95-98.

[5]伍朝輝,武曉博,王亮.交通強國背景下智慧交通發(fā)展趨勢展望[J].交通運輸研究,2019,(4).26-36.

[6]鄭金兵,李科峰,趙小超,等.面向交通狀況智能監(jiān)測的泛在互聯(lián)車聯(lián)網(wǎng)研究[J].通信技術(shù),2018,(7).1631-1636.

樂山市社會科學界聯(lián)合會“智慧交通視闕下車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在樂山交通擁堵治理中的應用研究”,(課題編號:SKL2020D61)

作者簡介:強永軍(1988年2月)男,羌族,四川綿陽人,樂山職業(yè)技術(shù)學院,講師,碩士,主要從事車輛網(wǎng)、學生管理方面的研究。

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