智能交通技術論文

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智能交通技術論文范文第1篇

問題日益突出，如何依靠科技創新解決交通問題，構建更加便捷、高效、節能、暢通、安全的交通，并通過高技術交通解決方案推動經濟增長，是擺在我們面前的一個嚴峻而又緊迫的問題。

智能交通系統（intelligent　transport　systems，ITS）是將先進的信息技術、數據通訊傳輸

技術、電子控制技術、計算機技術及智能車輛技術等綜合運用于交通運輸管理體系，通過對交通信息的實時采集、傳輸和處理，借助各種科技手段和設備，對各種交通情況進行協調和處理，建立起一種實時、準確、高效的綜合運輸管理體系，從而使交通設施得以充分利用，提高交通效率和安全，最終使交通運輸服務和管理智能化，實現交通運輸的集約式發展［1］。

ITS通過提升傳統交通系統的信息化、智能

化、集成化和網絡化程度，保障人、車、路與環境之間的相互交流，進而提高交通系統的效率、機動性、安全性、可達性、經濟性，從而達到保護環境，降低能耗的作用。經過10多年的應用和實踐，智能交通系統已經成為國際公認解決現有交通問題的重要途徑，越來越受到國內外政府、專家、學者等的重視和廣泛應用。

1　中國智能交通協會的成立

智能交通系統是一項系統工程，需要各有關

政府部門、產業界以及科研機構的推動和協調配合。按照美洲地區、歐洲和非洲地區、亞太地區劃分，分別由美國智能交通協會（ITS　America）、歐洲智能交通協會（ERTICO－ITS　Europe）和日本智能交通協會（ITS　Japan）負責世界智能交通大會的協調組織工作［2］，同時引領著智能交通行業的發展，這也是國際上最早成立智能交通協會的三大國際組織。為促進智能交通技術及產業的發展，世界發達國家相繼成立了智能交通協會，各國智能交通協會也是智能交通世界大會理事會的成員，代表本國出席各種國際技術交流活動。我國的臺灣省和香港特別行政區也分別成立了各自的地區智能交通協會，并積極參加各種國際活動［2］。

我國智能交通的發展主要由多個政府部門聯

合推動，為更好地協調全國智能交通工作，根據各部門的意見和建議，2000年由科技部牽頭，會同原國家計委、原經貿委、公安部、原交通部、鐵道部等10多個部委，聯合成立了全國智能交通系統協調指導小組，2005年隨著政府機構的改革，協調指導小組進行了調整，增加了財政部、原建設部、原民航總局和總后勤部4個新成員單位。“十五”

期間，協調指導小組成員單位在推動我國智能交通系統規劃和建設中發揮了重要的作用。

鑒于協調指導小組是由政府部門組成的臨時

機構，開展工作缺乏系統性和連續性，特別是在國際會議和交流合作方面有諸多不便，為更好地協調全國智能交通工作，我國交通主管部門多次建議希望由科技部牽頭，在“全國智能交通系統協調指導小組”的基礎上，成立中國智能交通協會，適應智能交通發展趨勢，推動相關技術標準的研究和制定，加強國際交流與合作。為此，成立了由科技部、公安部、原建設部、原交通部、鐵道部、原民航總局等交通行業主管部門有關負責人組成的中國智能交通學會籌備工作組。

2007年3月，科技部向民政部正式提出申請成立“中國智能交通協會”。2007年11月，民政部批復同意科技部正式開展協會籌備工作。2008年5月14日，由科技部、公安部、住房和城鄉建設部、交通運輸部等共同發起，經民政部批準，中國智能交通協會在北京正式成立。

中國智能交通協會的成立不僅是中國智能交

通發展的里程碑，更是中國智能交通事業在依靠創新機制更好更快發展的新起點。近年來，中國智能交通協會組織了多次國內外重要交流活動，不斷擴大影響，得到國內外同行的認可。

2　歷屆會議議題

中國智能交通年會自2005年舉辦以來，已經在北京、上海、南京等地成功舉辦了7屆，議題始終聚焦ITS的主要領域，緊密跟隨國家政策引導方向，圍繞當前智能交通所面臨的問題和技術發展趨勢開展研討，為國內外專家學者提供了良好的交流平臺。

（1）2005年12月9日，第一屆中國智能交通年會在上海召開，會議由高層論壇和學術研討2部分組成，第一屆會議共錄用國內外論文165篇，參會人員300多人。會議議題涉及ITS現狀和發展規劃、ITS解決方案設計、交通信息采集、交通信息服務、交通行為誘導、交通智能控制、電子不停車收費、公交一卡通等內容。

（2）2006年12月20日，第二屆年會在北京召開，主題為：“ITS的現狀與未來”。重點圍繞ITS戰略與政策、智能交通技術、ITS建設成果與產業發展、ITS新理論與新技術等進行了交流和研討。此屆會議規模空前，共有500余專家、學者及各界人士共聚一堂，并首次邀請了來自日本、韓國和歐洲交通協會的代表參加并做大會報告，加深了同國際智能交通協會組織的溝通和交流，擴大了年會的影響力［3－4］。

（3）2007年12月14日，第三屆年會在南京召開，主題為：“智能交通讓城市更暢通”。重點探討了我國在城市智能交通領域的成果和經驗，以及國外先進理念對我國智能交通發展的啟示。重點圍繞ITS戰略與政策、城市公交智能化技術，基于ITS的道路交通管理、控制與安全技術，智能交通技術、ITS成果與產業等專題開展研討和交流。

（4）2008年9月26日，第四屆年會在青島召開，主題為“交通安全”。主要針對智能交通發展、交通安全、交通控制、交通節能減排、智能車輛、交通出行服務等進行了廣泛而深入的研討。會議

共舉辦學術交流會6場，征集論文245篇，錄用140篇。

（5）2009年12月11日，第五屆年會在深圳召開，主題為“智能交通、新能源汽車———創造出行新方式”。代表們就智能交通、新能源汽車國家政策及發展規劃、技術發展方向及趨勢等進行了廣泛研討。同時，本次年會以促進智能交通、新能源汽車領域技術進步和協同發展為目標，并首次與第六屆國際節能與新能源汽車創新發展論壇一并舉辦，為全面展示我國智能交通與新能源汽車的最新技術成果，積極推動我國智能交通和汽車先進技術的融合和協同發展提供了新的平臺［5］。

（6）2011年9月6日，第六屆年會在北京舉辦，年會首次引入了新能源的主題：“智能交通、新能源汽車———低碳綠色出行”［6］。與第五屆年會一樣，也同期舉辦了中國國際智能交通展覽會和第七屆國際節能與新能源汽車創新發展論壇。此屆會議還表彰了對智能交通事業做出突出貢獻的會員單位，旨在呼吁更多人為年會的發展獻言獻策，為我國智能交通事業發展貢獻更多力量。同時還舉行了《中國智能交通發展年鑒》（2010）儀式，這是我國正式出版的第一部智能交通年鑒。

（7）2012年9月26日，在北京舉辦的第七屆年會，以“智能交通———感知新生活”為主題，并同期舉辦了中國國際智能交通展覽會。大會上同時還舉行了中國智能交通協會科學技術獎勵基金捐贈儀式暨首屆智能交通科技獎頒獎儀式，該獎項旨在推動我國智能交通行業的科技進步和創新工作，促進科技人才成長，激勵利用科技力量促進行業發展。

3          　中國智能交通年會的意義

智能交通年會的如期舉辦，為國內外專家、學

者提供了一個良好的交流平臺，為政府、企業提供了一個需求和展示的平臺，為解決我國城市交通面臨的各種問題，推廣我國智能交通的成果和應用起到了積極的促進作用，見證了中國智能交通十幾年來所取得的成就，同時也開啟了一扇讓世界進一步了解中國的智能交通，使中國智能交通走向世界的大門。

定期舉辦年會是行業內政府、企業、科研院校

的共同心聲，也是我國智能交通發展進程中的大勢所趨，對于推動我國智能交通建設、理論知識研究以及產業良性發展有著重要的意義。同時也為我國在智能交通關鍵技術領域取得具有應用價值的重大成果，為智能交通系統建設和產業化發展提供技術支持，以及為促進低碳高效交通裝備的戰略轉型，提升綜合交通安全和運輸效率做出了積極貢獻［7］。

4　結語

我國自20世紀末開始推進和發展智能交通

系統技術以來，國家一直重視和支持智能交通的發展。從“十五”期間科技部智能交通科技攻關計劃項目的實施，到“十一五”期間科技部863計劃、科技支撐計劃等一系列項目的部署，我國智能交通領域科技水平取得了長足的進步，科技為智能交通發展起到了良好的引領和支撐作用，奠定了我國智能交通領域的研究基礎，培育形成了智能交通產業。

未來5年，將是我國智能交通系統發展的重

要提升階段。這更需要智能交通人在年會提供的廣闊平臺下加強技術交流，在重點技術領域有所突破，在關鍵技術領域內取得具有應用價值的重大成果，為智能交通系統建設和智能交通產業化發展提供技術支持。在國家“全面建設小康社會”

智能交通技術論文范文第2篇

關鍵詞：智能車輛；環境感知；傳感器；多傳感器信息融合

中圖分類號：E91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0026-01

一、前言

隨著社會的進步，汽車成為人們出行必不可少的交通工具，車輛堵塞、交通事故等問題也日益顯現。汽車數量的快速增長造成了公共交通效率低下、交通事故頻發。建立起現代化的智能交通系統便被提到日程上來。智能車輛（Intelligent Vehicles， IV）作為智能交通系統（Intelligent Transportation Systems，ITS）的重要組成部分，也是系統的運行主體，能夠提高駕駛安全性，大幅改善公路交通效率，降低能源消耗量，由于眾多優點，該技術的研究日益受到國內外相關機構的關注。

智能交通系統能夠有效緩解交通壓力，合理調配公共交通資源和道路資源。基于機器傳感技術和控制技術，駕駛系統采用信息傳輸技術和計算機視覺技術監測道路路面、交通標志、其他車輛、行人以及交通事故等道路環境狀況，有效保證智能車輛在各種路況下的安全行駛，并能對一些異常狀況進行及時處理。在過去的10多年里，相關技術取得了很大的進步，有些國家已經成功開發了一些基于視覺的道路識別和跟蹤系統。其中，具有代表性的系統有：LOIS系統、GOLD系統、RALPH系統、SCARF 系統和ALVINN系統等。從這些先進技術的應用便可看出，感知外部環境模塊是智能車輛的核心技術。

二、環境感知傳感器在智能車輛上的應用現狀

智能車輛在道路上暢行離不開相應的傳感技術，其中最重要的是道路環境感知模塊，該模塊將先進的通訊技術、信息傳感技術、計算機控制技術結合起來系統利用。智能車輛系統主要有環境感知模塊、分析模塊、控制模塊等部分組成。環境感知傳感系統主要由機器視覺識別系統、雷達系統、超聲波傳感器和紅外線傳感器組成。

（一）機器視覺識別系統

機器視覺識別系統是指智能車輛利用CCD等成像元件從不同角度全方位拍攝車外環境，根據搜集到的視覺信息，識別近距離內的車輛、行人、交通標志等。機器視覺也有其弱點，容易受到環境的影響，在能見度較低時效果不理想，因此，在傳感器類別中屬于被動型。與雷達系統相比較，視覺識別系統價格低廉，一輛車上可以安裝多處，監測范圍更大，搜集道路信息更為全面，通過對其所得的圖像進行處理可以識別、檢測周圍路況，這些也是主動型傳感器無法替代的。所以越來越多的人對利用機器視覺感知車輛行駛環境產生很大的興趣，該系統在現實生活中隨處可見，普及率最高，機器視覺在智能車輛研究領域得到廣泛的應用， 成為最受歡迎的傳感器之一。

（二）雷達系統

雷達系統是一種主動型傳感器，利用微電磁波探測目標距離、速度、方位等。雷達不需要復雜的設計與繁復的計算。雷達系統的使用不受光線、天氣等因素干擾，無論是白天還是黑夜，晴天或者下雨，雷達系統都能夠正常運轉。由于雷達是靠電磁波反射原理來工作的，這會導致相近的不同雷達間電磁波相互干擾而影響工作效能。但是，瑕不掩瑜，由于雷達在準確提供遠距離的車輛和障礙物信息方面有著得天獨厚的優勢，因此在車輛的防碰撞系統中有著廣闊的應用前景。

（三）超聲波傳感器

顧名思義，超聲波傳感器是指利用超聲波為檢測方法的傳感器。使用超聲波探測得來的的數據處理簡單、快速，超聲波傳感器可以發射定向長生波，能夠在較小范圍內檢測到物置。這種技術在醫學應用上比較廣泛和成熟。汽車工業上的利用首見于在歐洲銷售的的BMW 車上的超聲波停車裝置。這種系統利用一片單片機進行控制，超聲波遇到障礙反射回傳后，根據傳感器探測距離發出不同的提示音。

（四）紅外線傳感器

紅外線傳感器是利用紅外線來進行測量工作的傳感器，技術更加先進。紅外線傳感器不受黑暗、風、沙、雨、雪、霧的阻擋，環境適應性好，且功耗低。這些特點使它遠超其他傳感器。與超聲波傳感器相比，反應速度更快，探測范圍更廣，由于其探測視角小，方向性和測量精度有所提高。與機器視覺結合使用，紅外線傳感器可以增強機器視覺識別的可靠性，使黑夜如同白晝，因此常被用于智能汽車中的夜視系統中。

三、多傳感器的綜合利用

在復雜的路況環境下，單一傳感器都有其局限性，僅僅安裝單一傳感器難以提供路況環境的全面描述，因此設計智能車輛必須配置多種傳感器。例如夜間行駛時紅外線傳感器是必不可少的；而停車、倒車時主要使用超聲波、雷達探測周邊障礙物的遠近；機器視覺除日常應用外與其他傳感器結合起來可以使得智能車輛駕駛安全性更加可靠。

隨著計算機信息技術、通信技術、控制技術和電子技術的進步，智能車輛技術研究中多傳感器信息融合技術的應用取得了許多令人振奮的成果。如車載系統互聯技術、歐洲的Peugeo系統、美國的IVHS系統等。Tsai-Hong Hong等利用激光傳感器采集圖像獲得車輛前方的距離信息，在正常的路況環境下，采用彩色攝像機與激光傳感器聯合感知道路表面和定位道路邊界。這些技術經過不斷改進，相信在不久的將來引起汽車工業的革命。

四、結語

在智能車輛的環境感知模塊技術研究中，傳感器是智能車輛控制系統的關鍵。如何使傳感器技術更好的應用到汽車行業上來，未來將成為傳感器技術研究領域的一個發展方向。

整合各種類型的傳感器技術，使其為智能車輛提供更加真實可靠的路況環境信息，對智能汽車技術的發展來說是至關重要的。由于實際的應用環境所得到信息大多數都是不確定信息，傳感器回饋信息融合還原真實路況還有很大的困難。

縱觀全球，我國的智能車輛研究工作還處于起步階段，同歐美日等相比還很落后。但隨著我國社會經濟的發展，汽車保有量不斷膨脹，嚴峻的交通現狀迫使我們把發展智能交通盡早提到日程上來，只要我們勇于創新，結合我國具體國情，不斷進行深入、細致的研究，我國智能化交通必能早日實現。

參考文獻：

智能交通技術論文范文第3篇

論文摘要:從利用自動化檢測手段完善現有高速公路和突破傳統道路的兩個方面，提出了高速公路的發展方向及“道路智能”的祈棍念，對現代“智能交通(ITS)”的內容進行了補充和發展。

前言

現代交通運輸的發展方向是以智能交通(rrs)作為其首要的發展方向，世界發達國家紛紛制訂相應的研究計劃。歐洲在1986年就開始實施了“歐洲高效安全交通計劃(PROMETHUS)，其中包括政府、汽車廠商、科研機構都紛紛參與。1991年成立了歐洲道路交通通信技術實用化促進協會，推廣ITS技術以及1’1’S技術在國際間的合作。日本、美國也都相繼成立了與ITS技術相關的協會，以期推動ITS技術的發展。18年間，ITS技術發展飛速。這種對于智能交通(ITS })技術的研究均是將先進的車輛控制技術、先進的信息技術、數據傳輸技術、電子控制技術、計算機技術等綜合運用于道路交通運輸管理體系，使人、車、路更加協調地結合在一起，建立一種實時、準確、高效的管理體系，從而提高道路交通運艷效率。其目標是“安全高速”。智能交通(ITS)是由軟件和硬件兩部分組成。軟件是以“先進的交通信息系統”結合“先進的交通管理系統”。而硬件是以車輛自身的外茍憾知智能系統，利用各種傳感器技術作為其基礎平臺，結合計算機技術實現車輛的自動化。各種先進的自動化安全防護系統以及其他車輛技術為主的一些綜合技術。就各種車輛智能技術及其智能交通(ITS)現今發展的軟硬件技術來看，無論從其理論深度和其實際應用，都可以說達到了相當高的程度。但在“人一一車—路”這三者中對于“道路智能”的研究還停留在一個較低的水平上。所謂“道路智能”是指道路本身和附加在道路上的機電設備和其他設施，利用自動化技術及計算機技術，對行駛在其路面上的車輛進行自動控制和千涉。這種控制和干涉不依賴于車輛自身的控制能力，而是道路對車輛施加的一種外控制力。

1完善載體基礎

高速公路是實現“道路智能”的最佳載體。對現有的高速公路在以下幾個方面進行完善，從而實現“道路智能。”

1.1“半封閉”與“大半封閉”的完善。目的是加強行車安全，減少交通事故，保護道路延長使用壽命，降低養護成本，提高高速公路的戰備功能。

目前高速公路直接受到自然界的影響主要是雨雪的侵蝕和山體滑坡及大霧等，在北方僅就初冬新雪使路面結冰，而由此引發的交通事故造成的經濟損失是十分巨大的。路面產生病害，自然環境的影響是一個重要的因素。雨雪侵蝕及因陽光直射高溫使道側到吏用壽命降低，提高了養護成本，使養護間隔周期變短，同時也影響道路暢通。降低減少雨、雪、陽}R寸高速公路不良影響的研究別良重要的。除了加強高速公路路面、路周排水的研究外，如何在現有的高速公路上方，使用科學的建筑技術，在合適的高度加設合適材質的棚蓋進行“半封閉”的研究和實踐。對高速公路施以相當程度的保護措施。可大幅度減少交通事故，延長道路使用壽命。在有山體滑坡危險的路段，使用擋土墻技術進行“大半封閉”，使自然災害對高速公路的影響降到最低。另外一旦發生戰爭，“半封閉的”高速公路的戰備功能會極大凸現，它對車輛運輸的隱蔽及對高速公路自身的隱蔽作用，無疑都要優于無封閉的高速公路。

1.2加建高軸載高速公路。按不同的軸載對車輛進行分道，降低非標高軸載車輛對普通標準雙輪組單軸100KN的高速公路的破壞。提高高速公路對經濟建設的服務功能。

在“車一路”的協調發展過程中，對于高速公路的改良來適應車輛及運輸業的發展是經濟建設的必要過程。加建高軸載高速公路細分車道，按不同的車輛的實際載荷進行分道行駛。防止高軸載車輛對標準軸載高速公路的破壞。另一方面使行駛在同一車道上的車速上也達到了相對的統一，能大大降低因超車、超載引發的交通事故。在高速公路的路面病害中，由于特大超重車輛增多而造成比例是相當大的。其對路面的破壞也是災害性的。高軸載的大量出現是經濟發展一個必然現象，加強道路對車輛的發展、交通運輸業的發展進行適應的研究，來提高高速公路對經濟建設的服務功能是唯一的、正確的選擇。單純的處罰是下策，是違背交通運輸業發展客觀規律的。在收費上調整“標準軸載”與“高軸載”車道的收費標準，以期達到“誰消費，誰付費”的公平原則適應交通運輸業規律，促進經濟建設和發展。

2道路智能

2.1路面智能化。研制新型智能材料達到分散承載保護路基，對車輛進行保速、限速，保證車輛的安全和高速公路自身的安全。

在復合材料和智能材料不斷發展及應用的今天，如何研制出路面智能材料是交通領域的新課題，也是最具有巨大發展潛力的課題。新型的智能材料應具備以下特性和功能:a耐磨耐壓耐腐蝕抗老化;b.對載荷有分散功能;。.當載荷超出某一預設值時材料將發生變化，變化后的特性將限制車輛的速度。卸載后恢復原特性;d.在某一承載面上移動載荷相繼施壓，發生頻數和時間大于或，小于預制值時，材料特性將發生變化來限制車速;e.當材料上有移動載荷和固定載荷時能提供不同的可檢出信號;f可接受外干預產生特性變化，吸載性、方向性承載等;g.具有獨立和集合的功能。

利用具有上述特性和功能的材料，結合自動化松娜(技術、計算機技術和高速公路其他安全輔助設施，形成一個高速公路自動控制系統(以下簡稱“高控系統)。就可以實現車輛智能系統及“智能交通”中復雜的“車輛跟弛”技術。對行駛在此高速公路的車輛提供一般豪華轎車才具有“碰撞避免系統”，例如:在同一車道的兩輛一前一后行駛的車輛，當后車車速大于前車車速時，在安全的距離內無超車軌跡信號時，“智能路面，將自動吸載對后車限速。迫使后車被動減速使其難以追撞前車。另外“高控系統”也可以進行對“智能路面”干預使“智能路面”吸載對車輛減速，保障車輛安全。此處“吸載”是指“智能路面”利用其材料特性使路面與車輛的摩擦力在方向性上發生變化或產生增量性變化，以及其他形式的外在結構變化，對車輛進行安全阻礙。當路面有特點。后(當載荷超出某一預設值時材料將發生變化，變化后的特性將限制車輛的速度)，就會對車輛進行外力限速保證車輛及高速公路安全。對超車的車輛進行方向性承載及限速避免因超車發生的碰撞事故。所謂“方向性承載”是通過利用材料外部結構形狀進行變化的特性，引導限制車輛行駛方向。避免因車輛操縱系統失靈和誤操縱而引發的交通事故。

2.2環保節能性的研究

環保是經濟發展的先決條件。解決汽車高速行駛時的噪音和汽車在高速公碑陰卜放廢氣都是“道路智能”的一部分。路面新材料的使用必將使汽車的噪音得以解決。而汽車的廢氣剎滋解決的最佳方法，是汽車使用燃料驅動最小化問題。有了高速公路的基礎完善，就使得汽車使用電力驅動成為可能。電能的環保性使其應用在智能化的高速公路上是一種恰當的選擇。電能可以利用太陽能、風能等自然能進行轉換，具有可持續發展的特性。利用高速公路的分布特性，沿線鋪設“車輛電力供給線路”，為行駛在高速公路上的車輛提供“外動力”，達到環保節能的目的。解決車輛使用燃料驅動最小化問題使其在減排方面更加環保。

智能交通技術論文范文第4篇

關鍵詞：交通擁擠；射頻識別；數據冗余率；智能交通

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）08-0073-03

0 引 言

隨著城市的高速發展，城市交通擁擠問題日益嚴重。為交通管理人員和駕駛人員提供實時準確的交通擁擠狀況，以便及時采取有效措施，改善交通流，提高道路的通行能力，成為智能交通的一個重要研究方向[1]。

目前，廣泛采用的交通擁擠檢測方法包括地埋式感應線圈、微波檢測器、GPS浮動車檢測技術、視頻檢測技術等[2-4]。其中，地埋式感應線圈存在易損壞、難修復、施工復雜的缺點；微波檢測器存在技術復雜，價格較高的缺點；GPS浮動車檢測技術缺點是存在檢測盲區；視頻檢測技術需要獲取大量交通狀態參數，系統實現比較復雜，易受雨雪霧霾等惡劣天氣的影響。

近年來，隨著射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）的發展，利用RFID作為實時交通流的采集手段逐漸成為智能交通的主流[5，6]。RFID是一種利用射頻信號進行非接觸式雙向通信，自動識別目標對象并獲取相關信息數據的無線通信技術。RFID技術具有遠距離識別、移動目標識別、多目標識別等特點，廣泛應用于高速公路自動收費系統、列車交通監控系統、車輛監控管理等智能交通領域。因此，利用RFID技術檢測交通擁擠狀況具有著重要的意義。

當前，利用RFID技術來計算交通擁擠程度研究較少。文獻[8]提出采用基于RFID的路段平均速度里計算交通擁擠程度，需要利用多個采集點的數據，對后臺系統的處理能力要求較高；由于需要考慮采集點之間紅綠燈對車速的影響，計算也比較復雜。

本文將在介紹RFID數據采集的冗余性特點基礎上，提出利用RFID數據冗余率來計算交通擁擠狀況，并結合實際數據驗證方法的有效性，最后是結論。

1 交通擁擠程度的計算

最簡單的RFID系統包括電子標簽、讀寫器天線、讀寫器和后臺系統等。在RFID的交通應用中，電子標簽通常安裝在車輛的前擋風玻璃上，電子標簽包含車輛的號牌等信息；讀寫器及天線安裝在道路上方；當車輛經過讀寫器的天線作用區域時，車輛上的電子標簽被讀寫器識別，電子標簽包含的信息被讀寫器讀取，這些信息可以被讀寫器傳送到后臺系統進行進一步處理。圖1給出了RFID智能交通的應用能夠場景。

RFID讀寫器識別電子標簽的速度很快，800/900 MHz頻段的超高頻RFID，讀寫器在1 s內可以識別數百個電子標簽[9]。在RFID智能交通應用中，由于讀寫器天線作用范圍內的電子標簽數目很少，讀寫器會進行多次重復識別，從而產生大量的數據冗余。處理冗余的通常方法是消除相隔時間太短的相同數據[10]。但是這同時也丟失了冗余數據中包含的信息。在RFID交通應用中，我們可以采用這個數據冗余性來在計算交通擁擠程度，并采用模糊數學隸屬度來表示交通擁擠程度。

如果在最近一段時間內，讀寫器在其天線作用區域內的讀取計數（識別的車輛次數）為N、車輛計數（消除讀取計數中重復的車輛號牌后得到車輛數目）為M，就可以采用公式（1）來計算交通擁擠程度。擁擠程度為0時，表示交通通暢；擁擠程度為1時，表示交通嚴重擁擠。

其中，C是平均數據冗余率，即車輛平均重復識別次數。C與讀寫器天線在垂直于地面方向上的作用范圍、RFID數據采集點的正常車速、安全車距等有關。下面給出數據冗余率C的估算過程。

RFID讀寫器天線在垂直于地面方向上的作用范圍如圖2所示。其中，讀寫器天線安裝在距離地面上方H m的A點，其最大作用距離為R m，天線在垂直方向的作用角度為θ。由此，可以采用公式（2）來計算讀寫器天線在車輛行駛方向上的工作范圍W。

通常，一臺讀寫器可以有多個天線，在每個車道上方安裝一個天線，各個天線采用輪換方式進行工作，這樣一臺讀寫器就可以監視識別多個車道上的車輛。如果一臺讀寫器監視的車道數目為L個，讀寫器在每個車道上的識別時間T s，則讀寫器識別一個車道的間隔時間為（L×T） s。這樣，在最近 t s內，讀寫器對車輛的理論讀取計數為t/（L×T）次。

如果在數據采集點處，車輛的正常行駛速度V m/s，車輛平均長度為B m，車輛間安全間距為G m。車輛在最近t s內行駛了（V×t） m，其中W m在讀寫器天線作用范圍內，這樣，在最近t s內，讀寫器對車輛的實際讀取計數為（t/（L×T）） ×（W/（V×t））= W/（V×/（L×T））次。再考慮到車輛之間的安全間距，讀寫器識別一個車道上的車輛的平均次數C（數據冗余率）可以用公式（3）計算。

在以上C值的計算推導中，假設車輛上的電子標簽只要在讀寫器天線作用范圍內，都能被識別到。在實際應用中，讀寫器天線實際作用范圍W要比理論值小。因此，應根據各個采集點處的具體情況調整C的取值。

2 實驗結果

為了驗證所提出的基于RFID的交通擁擠程度計算方法的有效性，可采用2011年深圳大學生運動會賽事電子車證系統的實際數據進行檢驗。

在電子車證系統中，對全市200萬輛機動車中涉及賽事的2萬輛車的前擋風玻璃上安裝了超高頻電子標簽，并在賽事車輛經常經過的道路上方安裝了50臺超高頻讀寫器，分布在32個斷面（采集點）上。數據采集的斷面選擇在一段道路的中點，這樣，采集到的車輛交通流數據基本不受紅綠燈的影響，能很好地用于計算交通擁擠程度的目的。圖3給出了一個RFID數據采集點的場景，可以看到安裝在每個車道上方的讀寫器天線。

在這個電子車證系統部分采集點，讀寫器天線距離地面高度約5 m，讀寫器最大作用距離約12 m，讀寫器天線在垂直方向的工作范圍約50°。這樣，在車輛行駛方向上，讀寫器天線的有效工作范圍W約為9.5 m。一個讀寫器通常有4根天線。輪流識別4個相鄰車道上的車輛，每個車道上的識別時間為40 ms，識別4個車道需要160 ms。在采集點，車輛的正常行駛速度為10 m/s，通過天線作用區域的時間為9.5 m/（10 m/s） = 950 ms。在950 ms內，車輛被識別的平均次數（車輛計數）為950/160≈次，即C取值為6。考慮到車輛長度和安全間距，以及讀寫器天線的有效工作范圍，應取C=3～4。

筆者利用一個采集點處讀寫器在2011年8月2日18時15分18秒開始采集的原始數據，計算了最近5 s內基于數據冗余率的交通擁擠程度，其中，C值取為3和4。表1給出了這個采集點的交通流數據和相應的交通擁擠程度計算結果。

表1所對應的時間正是晚高峰期間。從表1可以看出，有2輛賽事車輛經過了這個采集點，其中一輛用了8 s才行駛了不到9.5 m，這個速度遠遠小于10 m/s的正常速度，可以認為這時發生了交通擁堵。采用本文的計算方法，交通擁擠程度達到或超過了0.9，這與實際情況符合較好。

由于只有不到1%的車輛安裝了電子標簽，在表1對應的時間前后，由于沒有賽事車輛經過該采集點，因此，無法計算交通擁擠程度。如果有足夠數量的車輛安裝了電子標簽，完全可以用這個方法來計算其它時間交通擁擠程度。

圖4給出了另一個采集點從2011年8月13日13時18分38秒開始的120 s內的交通擁擠程度情況。當時，賽事車輛集中通過這個采集點，道路上發生了交通擁擠，在2 min內，有9輛賽事車輛通過了該采集點。

3 結 語

根據RFID交通數據采集的特點，建立了交通擁擠程度的計算模型，并利用實際的RFID交通流數據進行了驗證。實驗表明，本文提出的基于RFID的交通擁擠程度模型有效可行。本文的方法只需要利用最近幾秒內的RFID系統采集的數據進行計算，對交通擁擠的檢測具有較高的實時性。本文提出的交通擁擠程度計算方法非常簡單，在一臺讀寫器上就能完成，避免了在后臺集中計算時對后臺系統的壓力，完全能夠應用于大規模的智能交通系統。

參 考 文 獻

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智能交通技術論文范文第5篇

英文名稱：Communications Standardization

主管單位：中華人民共和國交通部

主辦單位：交通部科學研究院

出版周期：半月

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本：大16開

國際刊號：1002-4786

國內刊號：11-2815/U

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發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1976

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期刊簡介

《交通標準化》（半月刊）創刊于1973年，是交通運輸部主管，交通運輸部科學研究院主辦，國內外發行的科技期刊；是交通系統唯一以將標準化理念與質量和市場融為一體為主旨的專業化刊物。近年來，《交通標準化》雜志以其刻意的裝幀、準確的定位及高質量的編審得到業內一致好評和認可，公認其為具有較強權威性、學術性和可讀性的精品雜志，是政府交通主管部門和交通行業企事業單位領導及相關人員的必讀刊物，也是發表科技論文的理想園地。