物联网RFID技术在智能交通系统的应用

Posted 2020-10-05

　　随着经济的发展和社会的进步，城市人口增多，汽车数量持续增加，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，由此引发的环境噪声、大气污染、能源消耗等已经成为现在全球各工业发达国家和发展中国家面临的严峻问题。智能交通系统作为近十年大规模兴起的改善交通堵塞减缓交通拥挤的有效技术措施，越来越收到国内外政府决策部门和专家学者的重视，在许多国家和地区也开始了广泛的应用。

　　随着近两年物联网技术在国内的迅捷发展，智能交通领域被赋予了更多的科技内涵，在技术手段和管理理念上也引起了革命性变革。

　　物联网指通过射频识别、传感器网络、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出物联网概念，它实质上等于RFID技术和互联网的结合应用。

　　系统工作原理

　　各种交通传感器，将感知到车流量、车速、车型、车牌、车位等各种交通信息，通过无线传感器网络传送到位于高速数据传输主干道上的数据处理中心进行处理，分析出当前的交通状况。通过基于物联网的交通诱导发布系统为交通管理者提供当前的拥堵状况、交通事故等信息来控制交通信号，来控制车辆的通行，实现车与路的互动，同时发布出去的交通信息将影响人的行为，实现人与路的互动。车、路、人从而融为一体。

　　系统整体结构

　　1.指挥中心子系统：可以联动信息采集、信号控制、非现场执法、视频监控、诱导发布五大子系统，具有对交通数据采集、处理、整合、存储管理和分析能力，具有组织协调、指挥调度辅助决策能力。

　　2.信号控制子系统：建立在传统意义信号控制机的基础上,通过采用先进的传感设备作为交通流量采集设备和更为先进的自适应协调控制系统。它能够自动协调和控制整个区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。

　　3.非现场执法子系统：采用现代先进技术，进行交通违章行为特别是闯红灯违章行驶的自动监测，为公安交通管理部门提供强有力的执法证据，对改善交通秩序、保障交通安全、提高道路交叉口通行能力、减少交通事故等都将起到重大作用。

　　4.视频监控子系统：视频监控系统能够24小时不间断检测与治安相关的事件包括安全区域检测、夜间出没、异常追逐打斗、辅助治安卡口、人数统计等,并实时发出预警，提示视频监控操作人员。解决了传统视频监控系统“能监不能控”，面对海量视频数据工作人员极度疲劳的两大主要问题。

　　5.信息采集子系统：由车辆检测器、信号接收机两部分组成。车辆检测器使用感应线圈或地磁传感器，配合压电传感器形成前端采集系统，可以检测相应断面主路车道的车流量、车速、占有率、车型、车轴重等重要信息。路口及路段各个方向的车辆检测器将检测到的上述交通信息汇集至信号接收机后由其连接传输设备，传输至数据处理中心以便处理。

　　6.诱导发布子系统：诱导发布子系统采用具有自主知识产权的“基于国标的地面数字电视系统”(紫荆神网)，构建一个集数字电视网、移动通信网、因特网于一体(三网合一)的发布平台。

　　相对于以前环形线圈和视频为主要手段的车流量检测及依次进行的被动式交通控制，物联网时代的智能交通，全面涵盖了信息采集、动态诱导、智能管控等环节。通过对机动车信息的实时感知和反馈，在GPS、RFID、GIS(地理信息系统)等技术的集成应用和有机整合的平台下，实现了车辆从物理空间到信息空间的唯一性双向交互映射，通过对信息空间的虚拟化车辆的智能管控实现对真实物理空间的车辆和路网的“可视化”管控。

　　作为物联网感知层的传感器技术的发展，实现了车辆信息和路网状态的实时采集，从而使得路网状态仿真与推断成为可能，更使得交通事件从“事后处置”转化为“事前预判”这一主动警务模式，是智能交通领域管理体制的深刻变革。

　　现阶段物联网的基本技术为RFID技术与传感器网络技术。RFID具有车辆通信、自动识别、定位和远距离监控等功能，是物联网的基本感知和识别技术之一，在移动车辆的识别和管理系统方面有着非常广泛的应用。RFID已经成为服务ITS重要的信息技术;另外，作为汽车数字化标准信源之一的RFID技术也是实现“车联网”的重要技术条件。目前，RFID技术主要在智能公交定位管理和信号优先、智能停车管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费、高速公路多义性路径识别及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。而物联网的应用不仅仅体现在识别上，也要发挥其网络的优势。

　　展望

　　物联网应用于智能交通已成为星火燎原之势。作为物联网产业链中的重要组成部分，智能交通具有行业市场成熟度较高，行业传感技术成熟，政府扶持力度大的特点，在建设“数字城市”和“智慧城市”的口号中，智能交通系统在许多城市已经开始规模化应用，市场前景广阔，投资机会巨大，将成为未来几年物联网产业发展的重点领域。