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智能交通發展淺析
閱讀：811 發布時間：2021-5-24 隨著經濟社會的發展，汽車保有量持續增加，交通基礎設施建設受到土地、規劃等因素的影響，導致目前道路通行能力無法滿足城市快速增長的交通需求。交通擁堵、環境污染、能源消耗、安全駕駛等已經成為面對的共同問題。初期，各國傳統做法為大規模改擴建交通基礎設施，通過道路擴容提高通行能力。但是目前現有的城市規劃及有限的城市空間使道路擴容舉步維艱，交通快速發展所帶來的負面效應日益體現，人們追求舒適快捷出行的美好愿望與現有道路嚴重擁堵的現狀產生了巨大矛盾，同時新的時代，科學技術水平井噴式發展，通信電子技術更新為新的出行方式奠定了基礎，在此背景下，智慧交通應運而生。
一、發展現狀
智慧交通系統又被稱為智能運輸系統，主要是將人、車、路三者綜合考慮，結合*的控制工程技術、電子計算機技術、數據通信傳輸技術、信息技術及傳感器技術等，將各種*有效集成，形成一種高效、環保、節能的綜合運輸系統，進而實現道路管理智慧化、交通工具智慧化及出行方式智慧化的一套綜合系統。 目前我國交通系統的建設主要通過交通點信息采集、后臺數據處理和信息發布來實現，例如路口紅綠燈系統、實時路況提醒系統、道路指示標志指引系統、情報板系統等。近年來，各地各部門先后對智慧交通系統進行了探索，不斷拓展交通的智慧屬性，如通過技術手段打破信息不對稱，使出行資源更有效地實現供需對接，開發出了共享單車、網約車、分時租賃、充電樁等資源共享系統，優化了交通資源配置；從單點檢測到線檢測再到區域檢測，不斷擴大檢測范圍，特別是橋梁、隧道、濃霧、風吹雪等高風險地區，擴大監控范圍，同時在道路交叉口上設置電子、高清卡口、車牌抓拍、信號燈等對來往車輛進行引導；除了新設備新系統的應用，還不斷改進生產工藝，提升系統性能，提高設備使用效率。
二 、關鍵技術分析
(一)5G技術
5G網絡又被稱為第五代移動通信技術，區別于前幾代通信技術的主要標志性能力指標為Gbps用戶體驗速率，其核心性關鍵技術為超密集組網及新型式的網絡架構。5G網絡最主要的優勢為數據傳輸速率高，平均數據速率超過100Mbit/s，峰值速率高達20Gbit/s，能夠優化上網效率。同時還可以將流量容量和網絡效率提升100倍，并將延遲降低1倍至1ms。5G網絡正朝著網絡更快、更多、更靈活的方向發展。其關鍵技術包括高密度異構網絡、大規模多天線技術、同時同頻全雙工通信、毫米波可見光傳輸等。 其中高密度異構網絡通過拉近終端與節點間的距離，擴大網絡覆蓋范圍及系統容量，擴大系統容量流量密度，提升高峰值速率和用戶體驗速率，并增強系統靈活性；理論上，天線越多，頻譜效率和傳輸可靠性越高，大規模多天線技術采用分布式天線系統，圍繞小區在不同空間位置分別部署數十至數百根天線單元，這些天線單元通過光纖接至基站設備，提供強大的天線增益；同時同頻全雙工通信可以增加鏈路容量、實現頻譜虛擬化、任意分雙工、采用新型中繼方案，簡化干擾協調；隨著半導體技術和工藝的發展和成熟，毫米波可見光傳輸也取得了很大的發展，為5G性能的提升提供了多樣選擇。
(二)物聯網技術
物聯網技術即萬物互聯技術，指的是通過紅外感應、RFID識別、全球定位、激光掃描等傳感器設備，按特定的協議，將無處不在的物體通過互聯網連接起來，可以進行信息交換和處理，主要技術為傳感器技術、射頻技術、嵌入式技術等。(1)傳感器技術。傳感器技術是目前實現采集、通信、控制等的關鍵技術，是各種*的基石。傳感器相對于物體而言就像人的五官一樣，物體可以通過傳感器感知周圍環境，可以將抽象的各種生物、化學、物理等信號采集并通過某種規律進行轉化，轉化為計算機可以識別處理的數字信號。(2)射頻技術。射頻技術是將無線射頻技術和嵌入式技術進行融合而產生的一種傳感器技術，可以直接附著在物品上，本身標簽上攜帶了大量的信息，可以通過專用設備對其信息進行讀寫，識別工作不需要人工干預，不受環境限制，可應用于高速運行的物體或者惡劣的氣候環境中。(3)嵌入式技術。嵌入式技術是以應用為中心，以計算機技術基礎，綜合計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術等一系列的復雜技術。嵌入式系統類似于人的大腦，可以對接收到的信息進行分類處理。
(三)大數據云計算技術
大數據是指以不同方式，通過多個來源搜集到的具有實時性特征的龐大數據組，為了有效挖掘信息的內在價值而產生的技術。云計算技術是由于用戶服務需求的增長，企業處理業務能力需求的提升而產生的，通過互聯網管理資源，為企業降低管理成本。兩者就像硬幣的正反面一樣，大數據依托云計算的分布式處理對海量數據進行挖掘，同時云計算對大數據進行支撐，為大數據提供靈活的基礎架構[2]。隨著云計算技術的發展進步，大數據分析變得更加完善，能夠幫助使用者整合來自眾多來源的數據；云計算根據當時的需求進行擴展，減小工作負載。同時私有云解決方案也對大數據的安全性和隱私性進行了保護，避免大數據受到高級威脅。
(四)AR技術
AR技術也叫做增強現實技術，是利用計算機多媒體技術、三維建模仿真、實時跟蹤、智能交互等手段生成的一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環境，讓用戶沉浸其中，實現用戶和環境直接進行自然交互，從而實現對真實世界的“增強”。AR技術可以將多種虛擬信息，通過增強現實的方式與真實世界融合、疊加起來，例如地理位置信息、道路運行狀態、交通管理部門業務信息等，通過增強現實的方式把他們與真實世界進行融合、疊加，可以很直觀、及時地感知到當前路面、交通、車輛、警員勤務等信息。
三、關鍵技術融合應用
在智能交通的建設上，要實現低延誤、安全、環保的出行目標，需要將以上關鍵技術結合起來，將大數據技術、云計算技術、5G技術、AR技術相互融合、滲透，構建數字化的信息采集系統、網絡化的信息傳輸系統、智能化的管理與服務系統，有效提高運營管理和出行服務信息化、智能化水平，更好地滿足人民群眾安全舒適便捷的出行需求，使人、車、路更加協同、更加智能。 比如對最常見的紅綠燈系統進行改進，通過傳感器實時感知不同方向車流量變化，結合收集上來的車輛速度、數量以及分布密度等因素，對道路上運行的車輛狀態、排隊長度、轉向車輛比例等進行深度分析，根據分析結果，對紅綠燈相位及配時進行調整，在不同時間段執行不同的配時方案，降低車輛等待時間，減少路口道路資源消耗。 在解決停車問題上，可以充分利用周圍停車位，將小區、商場等停車位均納入到城市停車管理調度系統中，實時調整周圍控制停車位狀態，引導車主就近停車，節約資源，緩解路側停車壓力，同時提高停車位使用效率。
在智慧服務區的建設上，對衛生間、休息區、停車場、便利店、餐廳、加油(加氣、充電)站、維修站等各服務場所運行狀態進行在線檢測和信息自動采集，全面提升系統感知能力。信息傳輸初步實現網絡化，服務設施建設與信息基礎設施建設實現一體化發展，在服務區不斷推廣應用5G、云計算等技術，通信信息網絡持續完善，網絡通信服務實現廣覆蓋、低時延、高可靠、大帶寬功能。實現智能衛生間、智能停車管理、智能商超餐飲、出行信息發布等功能，為公眾提供更加便捷舒適的停車、如廁、購物、餐飲、休息、信息獲取等服務，公眾出行體驗不斷提升。 在車輛通行中，發展優化車輛編隊系統、自動駕駛技術、不停車收費系統等，對車輛運行中道路事件做到及時可靠發現，提升交通控制措施有效性，優化并利用系統資源、提高道路交通安全和效率、緩解道路交通擁擠，研究有限數據下高效的車路協同架構體系，突破實時交通事件監測技術、交通問題疏解策略選優方法、交通控制誘導策略關鍵技術。實現高速公路分車道精細控制，支持有人駕駛車輛、自動駕駛車輛的混合出行，實現安全、環保、高效的車路協同智慧交通的典型示范。
四、智慧交通發展前景
近年來我國公路、鐵路、水運、航空等交通行業都得到了飛速發展，但是各種出行方式之間信息交互仍然滯后，未來隨著信息化和智能化進一步提高，各種出行方式信息共享和智能化服務技術將得到充分發展和應用。在國家政策大力扶持、科學技術飛速前進的大背景下，巨大的市場空白及發展空間使各行業企業爭相入駐，在各分支領域為出行者提供了更加精細、準確、完善和智能的服務。積極出臺各項政策法規，為各行業參與智慧交通建設部門提供了政策支持和輔助。基于以上因素，我國智慧交通建設必將繼續保持高速增長。