移动互联网技术在高速公路智能交通中的运用
时间：2023-03-10 11:35:05 来源：千叶帆 本文已影响人
李靖博
（山西省智慧交通研究院有限公司 山西 太原 030032）
近年来，在我国经济快速、持续发展背景下，基础设施不断完善，高速公路工程作为国家经济发展必需的基础设施，全国高速公路主干网已基本全面建成。当前，随着经济发展，依靠现有的高速公路交通服务系统已不能有效满足公众对交通服务的及时性、准确性、多样性等的需求，对高速公路交通服务系统提出了更高的要求。移动互联网技术的运用，开展了高速公路服务的新模式，同时对推进高速公路信息化发展进程提供了帮助。以互联网技术为核心的交通系统智能化变革，优化了人们的高速出行方式[1]。与此同时，移动互联网技术也因具有强大的信息、数据分析技术，能够帮助车主规划最佳的出行路线，选择最便利的高速交通付费模式，实现高速缴费智能化、路线选择实时化。
智能交通系统被称为高速公路交通调度ITS智能指挥系统，是指在高速公路交通中，充分利用移动互联网，从智能缴费、智能监控以及智能道路指挥系统等角度出发，提高高速公路服务的智能化程度，为人们提供高质量的出行环境。其核心发展与动力均来源于现代高速智能化车辆道路指挥调度管理技术，特点是通过智能调度指挥管理系统，来协同联动和提高沿线车辆、人员、道路设施的统一、高效、稳定运转和高效配合。大大降低高速公路出现交通事故的概率，提升沿线路段车辆通行的安全管控能力。在一定程度上提高车辆的出行效率，优化整体交通环境，实现生态化的发展[2]。
2.1 系统框架
立足于高速公路智能交通服务信息系统运用，系统框架设计可以大致上总结概括为下列三个重要部分：第一个核心部分即为交通信息实时采集系统，其最终目的是自动收集分析各类信息。第二个核心部分即是信息存储及处理系统，主要职能是对大量信息自动进行处理、分析、计算以及数据存储。第三个核心部分职能是信息自动发布，承担着信息快速反馈机制的主要作用，详见图1。
图1 智慧高速公路架构图
2.1.1 信息采集系统
高速公路交通调度智能化管理系统中，运用的是动态信息采集系统，主要是由数据静态存储系统以及数据动态记录、采集系统两个模块共同组成。其中数据库静态存储系统提供的数据信息主要来源于各个地方交通业务部门所建立的数据库，从中获取有关的静态信息内容。动态系统中的信息数据自动获取方法主要有：固定的交通信息获取型系统以及可移动型的系统[3]。这两个系统在实际开发运用过程中，可以借助于可移动型终端，对交通信息内容自动进行确定，并且可以直接运用信息技术程序自动对用户产出的交通信息数据进行实时采集，详见图2。
图2 信息数据的采集流程
2.1.2 信息处理系统
大数据处理系统运用的真正意义在于能实现对用户信息的采集，并对采集到的数据信息资料进行智能分类、分析、整理以及安全高效存储海量信息等诸多重要技术工作。处理实际信息时，最终被计算机系统进行智能分析和处理的系统数据信息种类一般有：数据库系统的内部数据信息以及动态数据信息，详见图3。
图3 信息数据处理流程图
2.1.3 信息发布系统
信息发布系统的主要任务之一是依托于信息交互反馈平台，进行数据信息的发布与推广，其中一般包括数据发布的网关、通信交换接口模型以及数据交换接口模型[4]。直接对接互联网的移动用户信息主要接收传输的设备产品有：服务类网站、手机移动运用、交通广播、短信服务终端以及移动车载移动终端等，详见图4。
图4 信息发布流程图
2.2 逻辑结构
构建完整的高速公路智能服务系统逻辑层大致可以分为以下几类内容：①用户数据接入层。所谓的用户数据接入层其实仅仅是一个用户终端与整个系统终端之间的一个连接逻辑层次，此时二者之间数据的信息传递逻辑形式一般为双向。②运用层。核心任务是实现系统功能，通过对用户所传递的各类业务需求信息进行采集、记录与整理分析，给予相关用户针对性需求反馈。③系统运用支持层。运用支持层主要的业务作用是用来对用户采集的数据质量进行质量管理评估与风险分析，并且随时响应其他运用层提供的运用数据需求[5]，详见图5。
图5 智慧高速公路操作系统图
2.3 核心技术
（1）信息技术
信息技术既是未来建设高速公路交通智能化管理及服务平台系统上的必备技术之一，也是交通运输智能系统上可以远程操作、实现各类业务信息即时在线查询、采集及传输管理以及分析反推功能等工作的核心技术。
（2）LBS定位技术服务
LBS位置导航服务技术的主要增值业务是指由各种移动通信卫星定位、网络导航定位系统以及与其他卫星地面空间定位系统功能相融合，为主要的增值技术运用系统业务类型，定位于网络技术业务运用的核心运用系统可以实现自动实时提供空间位置地理信息，为目标用户系统提供完整的目标空间位置数据、地理信息等业务信息[2]。
3.1 有效提升交通运行效率
在优化高速公路网络交通环境方面，通过积极研发和运用各种智能系统，促进和加强了高速公路交通信息资源的整合、开发、优化和统一利用，并进行高效的资源的共享。大量相关实践的研究结果都表明，智能交通系统中移动互联网的运用，不仅安全，可以有效降低汽车行驶过程中的危险性，而且在很大程度上可以有效缓解交通拥堵。同时能够在极大程度上提高网络导航的运用效率，强化道路交通系统的顺畅性，为人们营造舒适的生活体验。而车内搭载的智能车载GPS技术就是利用移动互联网技术将各种道路信息及时播送给车主，如卫星定位导航技术、识别定位技术、互联网技术及运用系统等，对于现代汽车来说，可以快速实现车主对各个方面和角度信息的更高感知，如理解汽车的含油量、选择最佳出行方式和路线、超重等问题，同时可共享各类车辆数据资源，实现对整车的数字化监控，并根据共享协议的内容要求，将车辆的数据等传输到车辆信息数据源设备中。
3.2 大幅提升交通管理质量
交通主管部门要主动、积极、有序地做好服务协调指导工作，推进智能化交通信息化管理，对高速公路信息进行动态管理，使交通信息资源得到最大程度的优化。在推进交通管理信息化运用平台项目建设的过程中，需要将动态交通管理平台与交通优化管理平台紧密结合起来，管理流程的具体制定必须符合国家标准“先点后线”的要求，制定工作方向，对相关信息公共服务平台建设进行相应的严格监管。信息化利用其合理便捷的流程管理机制，推动各部门及相关系统建设充分沟通、促进、互补、协调，有效提升现代交通服务质量和效率。此外，智能交通管理发挥着越来越重要的作用，能够实现交通数据信息在各个部门中的流转。在施工过程中，运输管理人员必须及时制定一系列严格、合理、完善的管理标准体系，以便严格按照这些标准和规范，自动收集、存储和共享各种数据和信息。
4.1 无感支付技术在高速公路智能交通系统中的运用
ETC技术是不停车收费技术，已在高速公路上广泛使用。但是随着车牌识别技术的迅速增加，ETC技术在市场中受到了很大的影响，ETC模型相对较重。首先，用户需要办理OBU车辆单元，可以在线上进行预约、线下进行安装操作，也可以去附近的网点进行办理。有一些专门从事OBU的企业，例如在广东有粤通卡，湖南有湘通卡，北京有速通卡等。其次，需要安装ETC系统，并且需要配置读取OBU的RSU设备。但车牌识别技术是一个相对较轻的模型。这也是移动互联网公司越来越热衷于车牌识别系统，如支付宝、微信投入了资金进入该项目的原因。对于用户而言，车牌识别技术无需安装硬件设备，只需要注册就可以使用该项服务。对于高速公路运营商而言，车牌识别技术可使用现有设备而无需投资，方便车牌识别技术迅速发展。但是，车牌识别具有很高的环境要求，灯光虽然可以解决黑暗中的识别问题，但是如果遇到大雨和雪风，则不能准确识别车辆信息。另外，应重视车牌的真实性问题。目前，全国各地的高速公路增加了多种支付方式，将传统的人工收费以及ETC收费、无感识别支付等进行了综合运用，加快了车辆付费的速度，降低了高速公路的拥堵风险。
4.2 智能处理技术在安全事故预防中的运用
预防是安全管理的重要手段之一。在公路安全管理中，智能运输技术的运用可以使汽车在道路上驾驶得更加智能，例如智能驾驶、自动导航等。此外，它还可以实时监视驾驶员的驾驶状态。如果驾驶员有醉酒的行为，将自动发出警告，并将手动驾驶转变为自动驾驶，能够在极大程度上避免出现安全事故。实践证明，智能交通技术的运用可以大大减少高速公路上安全事故的发生概率。如果驾驶员能够做出及时的或提前的准备，那么就能够在极大程度上避免安全事故的发生。智能交通技术在高速公路安全预防中的运用，可以显著提高交通预测的准确性，从而使驾驶员提前做出判断，避免发生危险。在特定运用程序中，可以使用AHS系统。该系统是道路上安装的智能设备。当检测到汽车中的仪器时，系统将发送与仪器相对应的信号，以告知道路前的道路条件，如果前面的车辆是紧急制动，该系统会尽早发送警报信号，以提供足够的时间让驾驶员避免交通事故。
4.3 云计算技术的运用
云计算业务通常是通过移动互联网建立的平台，以快速增加和处理信息数据，完成数据的云计算方法。由于云计算技术具有非常丰富、强大、多样化的网络计算和分析功能，例如预测功能。用户通过相关的产品（例如个人计算机终端、电话和各种移动设备）轻松地进入数据中心，并根据自己特定的基本需求逻辑模型，选择相关数据的运用模式。在大数据时代，云计算技术逐渐消除了传统的平行分布式数据库技术，逐渐成为当今全球大数据计算和使用开发的最关键的技术。在智能高速公路系统中，云计算技术能够对汽车的行驶数据、高速公路的道路信息（譬如公路路面的裂缝问题、弯沉问题等）进行实时的数据采集、分析，将所收集到的数据与云计算平台中的数据模型进行对比分析，从而得出高速公路的真实状况，并及时对车主提供最新的道路交通信息，便于车主做出下一步计划。云计算技术的运用，很大程度上提高了信息数据的分析、处理技术，如遇危险情况，高速公路管理中心也能及时作出反应，实行补救措施，是完善智能化高速公路系统的重要技术手段[6]。
综上所述，智能化城市高速公路交通管理服务监控系统，在所有实际工程建设中与运用实施过程中，都需要依靠新一代移动及互联网技术的发挥支撑作用，而新型移动智能通信设备技术以及网络技术的深入发展又为智能高速公路交通系统的完善提供了技术支持。互联网技术在高速公路智能系统中的运用需求结合实际情况，建立一个系统、完整、高效的新型智能化高速公路交通服务系统，这一过程的实行，能够在极大程度上提高我国交通行业的现代化发展。
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