發(fā)布時間：2020-04-15所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：近年來，國內(nèi)汽車保有量日益增多，汽車成為公眾出行的重要交通工具。在帶給人們便利的同時，日益增多的汽車也造成了不少交通問題。為切實保障人們出行安全，有必要應(yīng)用一些高科技來解決道路交通問題，在此背景下，智能交通應(yīng)運而生。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能
摘要：近年來，國內(nèi)汽車保有量日益增多，汽車成為公眾出行的重要交通工具。在帶給人們便利的同時，日益增多的汽車也造成了不少交通問題。為切實保障人們出行安全，有必要應(yīng)用一些高科技來解決道路交通問題，在此背景下，智能交通應(yīng)運而生。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通的基礎(chǔ)上獲得了極大的發(fā)展，也逐步影響到汽車行業(yè)的變革。為此，本文首先對車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)進行概述，并分析了基于車聯(lián)網(wǎng)的智能交通架構(gòu)，最后介紹了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：智能交通;車聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用
目前，中國汽車總量已位于全球首位，汽車數(shù)量的增多也引發(fā)了不少問題，如交通擁堵、行車安全等。為確保公眾出行安全，我國應(yīng)盡快建立智能化交通體系。在此背景下，基于車聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)應(yīng)運而生，能實時監(jiān)控車輛與交通情況，有效防范交通事故的發(fā)生，并能明顯緩解交通堵塞問題，為人們創(chuàng)設(shè)安全、舒適的駕車環(huán)境。
1車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)概述
車聯(lián)網(wǎng)是指運用多種無線通信技術(shù)實現(xiàn)對車輛狀態(tài)信息與道路交通環(huán)境信息的管理與共享，并根據(jù)不同的功能需求對車輛運行狀態(tài)予以監(jiān)管，并提供綜合化服務(wù)。其中，采用的主要通信技術(shù)包括無線射頻識別技術(shù)、無線通信技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等[1]。車輛狀態(tài)信息是指車輛的屬性信息以及動靜態(tài)信息;道路交通環(huán)境信息是指交通路況、道路基礎(chǔ)設(shè)施信息以及服務(wù)信息等。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)車與車、車與路、車與人之間信息的共享，有助于車、路、人三者的“對話”。正如單個電腦被互聯(lián)網(wǎng)連接起來一樣，車聯(lián)網(wǎng)就是將獨立的汽車連接起來的網(wǎng)絡(luò)。建立在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的智能交通系統(tǒng)具有三大特性。
1.1網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大
車聯(lián)網(wǎng)是一種極其復(fù)雜與龐大的交通系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量通常為數(shù)百萬甚至幾千萬。它主要涉及車輛與道邊設(shè)備等相關(guān)交通信息數(shù)據(jù)。單個道邊設(shè)備所覆蓋的信號范圍通常也包括幾十或上百個汽車節(jié)點
1.2拓撲變化迅速
安裝在車輛內(nèi)部的車載通信軟件會根據(jù)車輛的運行而發(fā)出不同的數(shù)據(jù)信號，信號平均移動速度極快，明顯快于無線網(wǎng)絡(luò)運動節(jié)點傳播速度[2]。因此，智能交通系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)拓撲、信道環(huán)境、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)參數(shù)均會伴隨汽車使用的時間變化而發(fā)生變動。
1.3可預(yù)見移動軌跡
車輛在道路上行駛時，駕駛員需要將車輛運行速度控制在合理的范圍內(nèi)。利用車聯(lián)網(wǎng)智能化交通系統(tǒng)分析汽車的歷史行駛信息，進而預(yù)測其移動軌跡。
2基于車聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)架構(gòu)分析
2.1車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)架構(gòu)
目前，較為典型的車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)架構(gòu)主要分為三個層次，如圖1所示。
2.1.1基礎(chǔ)交通感知層。借助射頻識別技術(shù)、傳感技術(shù)、車輛定位技術(shù)和信號處理技術(shù)等實現(xiàn)對車輛行使?fàn)顟B(tài)、道路狀態(tài)、道路設(shè)施的全面實時監(jiān)控，通過采集上述信息數(shù)據(jù)為車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供全面、有效的終端信息服務(wù)[3]。
2.1.2信息共享網(wǎng)絡(luò)傳輸層�；趧討B(tài)車聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議完成對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)感知層的數(shù)據(jù)匯總，并將其傳輸至車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，然后借助云計算與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進行分析與處理，增強對現(xiàn)實交通狀況的感知能力，為車聯(lián)網(wǎng)快速做出正確決策提供有效依據(jù)。同時，借助先進的計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分調(diào)動各項資源，為智能化交通系統(tǒng)的順利應(yīng)用提供有效的技術(shù)保障。
2.1.3實際系統(tǒng)應(yīng)用層。該層是對汽車系統(tǒng)實施拓撲化的管理模式，強化智能交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能。一方面能夠加強車輛安全控制、實現(xiàn)交通事件預(yù)警，另一方面能為人們提供個性化服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)信息查詢與訂閱、車載娛樂信息共享、車輛基礎(chǔ)信息提醒等。
2.2車聯(lián)網(wǎng)多層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
云計算技術(shù)屬于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，云計算是指借助虛擬化技術(shù)把分散的計算數(shù)據(jù)、存儲信息、網(wǎng)絡(luò)資源集中起來，構(gòu)建邏輯統(tǒng)一的資源池，對云計算平臺實時監(jiān)控，并能動態(tài)調(diào)配云資源。這樣就能為用戶提供個性化、靈活性的服務(wù)[4]。從目前的技術(shù)水平來看，單純基于云技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)保存在終端，而由云端提供服務(wù)，使得數(shù)據(jù)與云端間的信息傳輸占用很多通信資源。此外，車載云計算無法保證車輛資源的可用性，因此所提供的服務(wù)缺乏穩(wěn)定性。為提高車聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)效率，最終構(gòu)建智能交通系統(tǒng)，技術(shù)人員采用霧計算，在終端設(shè)備與云服務(wù)器之間增設(shè)一個霧層，同時把云端完成的數(shù)據(jù)計算與分析拓展至霧層，用戶就能在本地分析與管理相關(guān)交通信息。這不僅減少了傳輸開銷，也提高了傳輸效率，減少了傳輸時延[5]。簡單而言，霧計算將汽車用戶與車聯(lián)網(wǎng)有效聯(lián)系起來，利用距離較近的霧層用戶的數(shù)據(jù)資源為遠距離用戶提供有關(guān)交通信息，同時也能獲取不同層次汽車用戶的系統(tǒng)性交通信息�；谝陨舷到y(tǒng)架構(gòu)，目前研究重點是將車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為“云—霧—節(jié)點”的多層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
車載云平臺對汽車通信、存儲以及計算資源進行有效整合，從而提高了信息利用率。汽車用戶可通過軟件、車載云平臺獲取低能耗實時訪問，它主要包括三個層次。一是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，對司機的健康、情緒等信息進行監(jiān)控，并采集車內(nèi)溫度、氣壓等環(huán)境信息。二是數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)，主要是指車與車的通信、車與地的通信，將車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)采集的相關(guān)信息傳輸至云端。三是云服務(wù)器，對數(shù)據(jù)進行存儲、計算，并提供不同服務(wù)。
3智能交通系統(tǒng)中車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用
3.1夜晚會車遠光燈的關(guān)閉控制
在晚間行車時，如果遇到兩車相會，通常需要關(guān)閉遠光燈，這對司機來說增加了一定的負擔(dān)。利用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就能自動完成晚間行車遠光燈的關(guān)閉。在智能交通系統(tǒng)中，車與車保持了實時通信，因此雙方司機都能輕易了解對方的車輛位置、車速、行駛方向、是否會車和什么時候會車等信息。當(dāng)系統(tǒng)判斷前方有車相會時，車載系統(tǒng)會自動關(guān)閉遠光燈，會車結(jié)束再開啟遠光燈。這一過程不需要司機做任何操作，讓司機更省心，有效保證了晚間行車安全。智能交通系統(tǒng)對晚間會車遠光燈關(guān)閉的控制邏輯圖如圖2所示。
3.2變道輔助
當(dāng)汽車需要變道時，車聯(lián)網(wǎng)車載終端會自動收集目標(biāo)車道上的前后汽車信息，以了解附近汽車的運行狀況，包括車速、是否同時變道等信息，待評估出變道后的危險程度，做出能否按期變道的判斷，在車內(nèi)及時顯示，并做出相應(yīng)的操作。智能交通系統(tǒng)對變道的提示如圖3所示，當(dāng)車距未超出50m時，發(fā)出紅色警告，不可變道;若車距超出100m，無任何警告，說明可安全變道;若50≤車距≤100m，則發(fā)出黃色警告，建議不要變道。
3.3路口碰撞預(yù)警提示
路口是容易發(fā)生車輛碰撞的主要場所，為此，要加強路口碰撞預(yù)警，這對避免交通事故，確保行車安全有著重要的意義。應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，后車車載系統(tǒng)會自動采集前車信息，從而判斷前車的行駛信息，為司機提供預(yù)警提示，從而合理調(diào)整行車速度與行車狀態(tài)[6]。
3.4紅綠燈信息提示
路口埋設(shè)的無線信號發(fā)射裝置會向汽車發(fā)射與紅綠燈信號聯(lián)動的相關(guān)信息。在快接近紅綠燈時，汽車可接收到紅綠燈的相關(guān)信息，了解紅綠燈當(dāng)前狀態(tài)與變化趨勢，從而合理調(diào)整本車速度，保證無停留通過路口。
4結(jié)語
車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是構(gòu)建智能交通系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐。這對緩解交通擁堵、防范交通事故均有積極的意義。目前，基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通系統(tǒng)構(gòu)建是一項任重而道遠的任務(wù)，仍需要各領(lǐng)域的專家和學(xué)者深入研究，共同推進智能交通的發(fā)展。
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