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基于物联网的交通信息网络
随着计算机技术、网络技术、传感器技术等先进技术的发展，基于互联网的传感器技术应运而生。基础的扩展和延伸形成了新一代的物联网技术（简称物联网）。物联网是21世纪人类面临的重大发展机遇。物联网将被广泛应用，是继第二代计算机、互联网和移动通信网络之后的又一次信息革命。目前，世界上许多国家的城市道路交通拥堵和安全问题日益突出，道路交通利用率普遍不高，路网运行效率低下，交通现代化程度有限。造成这些问题的根本原因是交通信息不对称，交通信息服务功能不完善，交通信息管理不到位。物联网技术将有助于解决这些交通问题，进而对包括交通运输业在内的整个社会产生巨大而深远的影响。为了一项新技术的产生和发展，深入研究交通信息采集、传输的特点，系统研究物联网交通信息网络处理与服务对交通运输业发展的实际需求，将有利于提高交通运输系统的效率，有利于促进交通运输业产业结构的调整和运输业的升级。本文深入研究了物联网技术对交通的影响，确定了区域交通信息网络的研究方向。在此基础上，提出了基于物联网的区域交通信息网络的层次结构和体系结构。物联网（IoT）将现实世界中的对象链接到虚拟世界，并为任何具有开关的对象启用随时随地的连接。它构成了一个物理对象和生物以及虚拟数据和环境相互作用的世界。当大量设备连接到internet时，会生成大量数据。所以大量的数据必须被控制并转换成有用的信息。为了开发高效的系统。本文重点研究了基于物联网系统的交通信息网络在智能交通系统中的应用，给出了智能交通系统中物联网的选择方法，以支持智能城市的视觉效果，其目的是利用先进而强大的通信技术进行城市管理。
关键词：物联网、交通信息网络、智能交通系统ITS、预测模型、BP神经网络、仿真
1.1研究背景及意义
1.1.1背景
物联网是世界新经济和高新技术发展的战略制高点之一，世界各国都十分关注。2009年，中国政府将“发展物联网产业”写入《政府工作报告》，并将其列为中国五大新兴战略产业之一，极大地推动了物联网产业的发展。2016年，将大数据、云计算、物联网正式纳入“十三五”重点项目。2010年，四川省委、省政府将物联网产业纳入全省重点培育和发展战略性新兴产业。是增强产业竞争力、加快转变发展方式、培育新的经济增长点的重大举措之一。省经济和信息化委员会制定发布了《四川省物联网产业“十二五”发展规划》，提出了“十二五”期间“三个1000”发展目标。初步形成了以成都为中心，绵阳、乐山、遂宁、内江等城市为支撑的物联网产业发展集群。2014年，省委、省政府还将“大数据、云计算、物联网等新兴产业”列入“政府工作报告”重点工作，加大工作力度和政策支持力度，重点开展培训。2015年，全省物联网工作将进一步贯彻落实《国务院关于促进物联网有序健康发展的指导意见》、《物联网发展十大专项行动计划》和全国物联网工作电视电话会议精神，切实跟随党中央的指示。国务院、四川省委、省政府的决策部署要求，就是要做好四川省物联网工作，促进全省物联网产业健康有序发展。重点开展交通领域物联网示范工程、物联网相关技术公共服务平台建设等9个方面的工作，为交通等领域提供专业的信息服务。
1.1.2研究意义
1-研究基于物联网的交通信息网络规划布局，可以有效解决交通问题。
交通运输业是一个点多、线长、面广、流动性很强的行业。公路利用率不高、路网运行效率低、交通现代化水平有限的情况普遍存在。世界上许多城市都受到日益突出的道路拥堵和安全问题的困扰。King和Jeffery等人的研究。显示6%的距离和12%的时间被浪费了。据权威机构的调查数据显示，在特大城市，寻找停车位的油耗占能源总量的30%，每天至少有70%的私家车主遇到停车困难的问题。造成这些问题的根本原因是交通信息不对称、交通信息服务功能不完善、交通信息管理不到位。Tsuji等人的模拟结果表明，一个高效的交通信息系统可以为获得信息的驾驶者带来9%-14%的收入。在考虑到突发性交通拥堵，驾驶员获取信息的能力将会有更多的收益。同时，物联网技术也促进了交通管理和服务水平的大幅提升。物联网技术使我们能够从海量数据中获取第一手信息，使我们的服务更加高效和人性化。例如，在城市交通中，通过物联网技术，集成某一区域的交通信息，分析相关数据，实时预测该区域的交通信息，及时为行人提供有效合理的建议。在物流运输领域，通过物联网技术可以精确控制车辆、货物以及整个运输系统的方方面面，实现“精准物流”、“智能物流”、“低碳物流”，世界主要发达国家都非常重视物联网技术在交通运输业中的应用。例如美国的智能驾驶，日本的智能道路，欧洲的协调道路。从上世纪80年代引入智能交通管理系统以来，我国不断加大物联网技术在智能交通中的应用，交通管理水平不断提高。实践证明，将现代交通系统与物联网进行结合有利于促进资源合理配置，减轻日益增长的繁重交通需求与供给不足的矛盾，提高交通运输效率，促进交通产业的升级并实现交通可持续发展
2-物联网交通信息网络规划布局研究是技术创新的内在要求
随着各种新技术的出现，物联网下交通信息网络的研究也在逐步完善。物联网成为了信息技术发展的主流趋势，是新一代信息技术的重要组成部分。它将各种创新的传感技术，如射频识别设备、传感设备、全球定位系统或其他信息获取方法嵌入到世界上的各种对象、设施和环境中；并将信息处理能力和智能技术注入互联网。在世界上的每一个物体中，物质世界都被极大地数字化和赋予生命，使物体能够“说话”、“思考”和“行动”。目前，国内外有关物联网技术的研究与开发共同投入了大量的人力、物力，取得了一些重要的技术突破，并已开始开发物联网的业务应用。作为芯片模块和通信方面的基础，如美国德州仪器供应商，以及我们提供的移动通信芯片ZigBee芯片和网络技术产品均符合标准。以英特尔为代表的计算机、网络和通信产品制造商，可提供物联网中的RFID芯片、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片、核心WiMAX芯片和产品。像高通这样的芯片公司，其他公司的通讯模块都有基于Cinterion的通讯芯片和模块，所需的东西都有通讯功能，使设备具备通讯能力。一家欧盟电信运营商专注于物联网业务，在研究M2M通信模块方面具有早期优势，并且拥有更多的M2M通信模块业务，更好更容易为M2M提供设备支持。在中国，有20多个省份，自治区、直辖市实现了路网监测、交通事故检测、气象监测等应用。路网检测信息采集设备设置密度逐步提高，部分高速公路实现了全程监控，可提供长途客运。危险货物运输车辆动态监测。这些新技术应用于交通行业，必然涉及交通信息预测、采集、处理、数据融合与共享等多个方面。这将影响交通信息网络的系统设计、信息发布技术和信息服务功能，并产生巨大影响。技术需要创新，因此物联网技术是交通运输业中的应用的一项重要的技术创新，如何在物联网环境下建立一个相对完整、经济合理、可靠、高效的区域交通信息网络，深入研究区域交通信息网络体系结构、信息需求分析、布局模型、网络优化、实施规划和管理运行机制等也具有理论研究价值和现实意义。
3-基于物联网的交通信息网络规划与布局研究是社会经济发展的现实需要。
由于物联网技术存在于一个无限多功能的网络状态中，它涉及到整个社会的方方面面，对经济具有全面的带动作用。潘云鹤院士指出，“物联网产业是无限的，可以继续增长”，物联网本身就是一个大产业。它不仅可以促进信息产业的发展，也促进了交通运输业的发展。世界各国都把物联网作为世界新经济和高新技术发展的战略高地，都非常关注。目前，国内外企业逐步加快了物联网业务应用的发展，形成了一些较为成熟的业务模式。根据最新的IC Insight报告，2012年全球MEMS半导体传感器和驱动器的年复合增长率将达到19%，年销售额将达到97亿美元。在我国，随着电信网络特别是3G无线网络的扩展和全覆盖，相关传感核心技术的突破，物联网在我国推广应用的条件逐步成熟。物联网是在关键技术、产业发展和应用的基础上迅速发展起来的。特别是物联网与现有交通网络相互融合、相互促进，在交通核算、车辆管理、调度等特殊应用中取得了良好的经济效益和社会效益。据不完全统计，2011年一季度，我国智能交通项目数量为825个，市场规模为76亿元。城市智能交通市场项目621个。市场规模23.5亿元，同比增长32.8%，年均增长率翻了一番。在2012年7月工业和信息化部发布的《物联网“十二五”发展规划》中，共有4个地方提到“交通”。在应用示范部分，重点介绍了在交通、电力、环保等领域实施物联网应用示范工程的情况。重大基础设施管理和运行维护应用模式网络化创新，提升重大基础设施监测管理能力和安全保障能力，进一步研究物联网，加快感知中心建设，促进信息技术在交通领域的广泛应用，提高资源利用率，经济运行效率，投入产出比。目前，我国物联网发展已进入产业化、标准化的关键时期。在如此大的社会背景下，互联网的影响无处不在。随着社会经济的进步和发展，物联网给交通带来了深远的变化。研究物联网条件下的交通信息网络，寻找现代交通可持续发展的理论指导和实践经验，是社会经济发展的现实要求，有利于交通运输业由传统产业向现代服务业转变，安全平稳，使交通运输业更便捷、高效并进行绿色发展，促进和带动信息产业发展。
1.2国内外研究综述
1.2.1国内外研究现状
1）物联网基本理论自1999年物联网概念诞生以来，物联网研究开始萌芽。不同的组织、不同的专家学者、不同的企业对物联网的定义有不同的看法，其研究内涵也不尽相同。每个都有自己的重点。1999年，以凯文·阿什顿为代表的麻省理工学院汽车识别中心（麻省理工学院）在美国举行的移动计算机与网络国际会议上首次展示了物联网。2005年，国际电信联盟（ITU）在信息社会世界首脑会议上发布了《2005年国际电信联盟物联网报告：物联网》，并正式提出了物联网的概念。2008年，欧盟在“2020年物联网”报告中指出，物联网是一个有标签和虚拟人物的物体网络。这些标签和个性信息使用智能界面和智能空间中的用户。社会和环境传播。人们普遍认为，物联网是指“万物互联”，具有“可感、可靠传递、智能处理”三大特点，目前，我国理论界对物联网的定义尚未达成完全共识。一些学者以RFID技术为中心来定义物联网。另一组学者以传感器网络技术为中心来定义物联网。一些学者也将上述两种观点结合起来，认为物联网是上述两种发展的产物技术。王宝云（2009）基于EPC全球物联网架构和泛在ID物联网系统，阐述了物联网技术的概念，并对物联网发展的历史和未来趋势进行了深入研究。沈素斌、范曲丽等（2009）通过分析现有物联网定义、内部原理、体系结构和系统模型的技术文献和应用实例，讨论了物联网和下一代网络、网络物理系统和无线技术。提出了物联网的服务类型和节点分类，设计了基于被动、主动和网络节点的物联网体系结构和系统模型。孙奇波、刘杰等（2010）分析了物联网的基本概念和特点，比较分析了物联网与传感器网络、泛在网络、机对机通信、计算物理系统的关系；接着介绍了国际电信联盟（ITU）提出了一种无处不在的传感器网络（USN）体系结构，提出了物联网系统体系结构的研究建议，最后总结了物联网标准化的发展现状，并对物联网标准化的发展提出建议。张百兰，杨向红等（2010）从物联网关键技术的角度：RFID（射频识别）技术、传感器网络技术、智能技术、纳米技术、全球定位系统（GPS）技术和云计算技术的研究，进而提出物联网的基本概念，从应用角度对物联网的典型应用现状进行总结，提出当前实施的难点和建议，最后对物联网的发展前景进行展望。瞿俊硕，朱志祥（2010）论述了物联网概念的起源和发展，比较分析了物联网、传感器网络机器对机器（M2M）和泛在网络之间的区别和关系，研究了泛在网络和M2M结构模型的基础。本文将提出了一种可操作和管理的通用物联网体系结构模型，给出了一个基于该结构的企业物联网应用实例。同时，国内研究机构对无线传感器网络的协议、算法和体系结构提出了许多创新的思想和理论。对此，国内清华大学、上海交通大学、东南大学、南京邮电大学、哈尔滨工业大学、北京邮电大学等都取得了一些相关的理论研究成果。
2） 物联网关键技术在国际电信联盟2005年发布的物联网报告中，物联网有四项关键应用技术：射频识别（RFID）、传感器技术、智能技术和纳米技术。（纳米技术）。在传感器网络和RFID领域，美国是传感器网络技术的发源地，目前在全球市场处于领先地位。周翔（2005）概述了RFID技术的主要应用和研究现状，介绍了RFID的组成和基本工作原理，重点研究了标签天线弯曲对超高频段、微波段应用和多卡识别系统性能的影响。深入研究了防冲刷的两项关键技术。李航、陈厚进（2011）介绍了物联网的概念，认为物联网的关键技术有：射频识别（RFID）技术、传感器技术、网络通信技术、云计算，它们都是基于智能电网、智能交通、后勤管理等应用，说明了物联网的广阔应用前景。王斌（2011）从物联网的概念、基本特征、发展过程和现状入手，分析了物联网的关键技术，探讨了物联网技术的应用前景和技术的进一步发展。邱晓明（2011）分析了现有的物联网，从物联网的体系结构和关键技术入手。首先，他讨论了物联网的基本概念，总结了物联网应该具备的五个方面（对象、情感、联合、智能和控制），并提出了物联网的体系结构，然后分析了物联网的关键技术，包括感知技术、识别技术、网络技术和智能技术，对物联网的发展提出了建议。石建军、李晓莉（2011）分析了交通信息云计算的优势、特点、方法和部署，认为交通信息云也是一种高效的信息收集和服务概念，是实现交通行为控制的基础。以车载GPS定位信息的采集、传输、计算和应用为例，比较了现有的基于云计算的车载信息处理模式和基于云计算的车载信息处理模式，提出了一种高效、闭环可验证的个性化路径云计算模式，导航信息作用于大量的驾驶员个体将实现一种可控的路径指引方法。刘鹏程（2011）指出，欧洲物联网研究项目组制定了物联网发展物联网战略研究路线图，认为标准化技术对物联网发展至关重要，需要优先考虑和研究，该技术被列为十三项关键支撑技术之一。
3） 关于物联网产业模式，物联网产业链的构成比较复
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