摘 要

当前城市交通拥挤与堵塞的趋势逐渐恶化，交通问题不仅给当前社会发展带来负面影响，而且还不断恶化城市的生存环境，成为阻碍经济和城市发展的瓶颈，而与此同时城市交通信息化和数字化建设的不断推进，交通大数据持续呈现爆炸式增长态势，通过运用车联网技术实现数据资源共享，充分发挥其组合效率及信息集成优势，构建出综合而完善的交通信息服务体系，通过强大的数据处理能力，提高城市交通运输管理水平，更好地配置交通资源，实现智能交通。

本文分析了造成当前城市拥堵的原因，在智能交通和车联网目前发展背景下综合分析，提出了减缓城市交通拥堵的策略，基于车联网技术建立智能交通系统缓解城市拥堵，并通过在交通信号控制和路径诱导等方面的运用，在城市交通出现拥堵情况时，能够为动态分配给出行车辆行驶路径，在引导和减少交通拥堵点的同时，从整个城市交通现状出发，结合互联网因地制宜综合发挥各种措施的效益，整合优化城市的交通情况，减缓交通压力。

文章意义在于研究分析交通拥堵的成因的基础上论述了如何利用车联网技术解决城市交通拥堵的诸多问题，整合各地区、各部门及各开放平台的交通资源，更加高效地配置交通资源，灵活应对各种交通问题，为当前日益严峻的城市交通拥堵提供新的决策方案，利用日臻完善的车联网技术来缓解当下最为紧迫的城市交通拥堵问题。

本文特色在于基于智能交通发展趋势与建设不足的矛盾现状，辨析当前城市交通存在的隐忧，理清当前车联网解决拥堵发展思路，明确新时期高效交通模式创新方向，探讨大数据车联网时代城市智能交通解决交通拥堵的发展方向与建设任务。

关键词：车联网，城市交通，大数据，交通拥堵

Abstract

At present, the trend of urban traffic congestion and congestion is gradually deteriorating. The traffic problem not only negatively affects the current social development, but also worsens the living environment of the city and becomes a bottleneck hindering economic and urban development. At the same time, urban traffic informationization and With the continuous advancement of digital construction, traffic big data continues to show explosive growth. Through the use of big data technology to achieve data resource sharing, give full play to its combination efficiency and information integration advantages, and build a comprehensive and perfect traffic information service system, through powerful Data processing capability, improve urban transportation management level, better configure transportation resources, and realize intelligent transportation.

This paper analyzes the factors that cause the current urban congestion, comprehensively analyzes the current development of intelligent transportation and the Internet of Vehicles, and proposes strategies to slow down urban traffic congestion: based on the Internet of Vehicles technology to establish an intelligent transportation system to alleviate urban congestion, and through traffic signal control and The use of path guidance, etc., in the case of urban traffic congestion, can give the vehicle travel path for dynamic allocation, while guiding and reducing traffic congestion points, starting from the current situation of the entire city, adapting to local conditions and combining various measures with the Internet Benefits, integrate and optimize traffic conditions in the city, and reduce traffic pressure.

Through research and analysis of the causes of urban traffic congestion, this paper discusses how to use the Internet of Vehicles technology to solve many problems and dilemmas of urban traffic congestion, integrate the traffic resources of various regions, departments and open platforms, and give full play to the role of the Internet of Vehicles in traffic congestion. More efficient allocation of transportation resources, flexible response to various traffic problems, providing new decision-making solutions for the increasingly severe urban traffic congestion, and using the perfect vehicle networking technology to alleviate the most urgent urban traffic congestion problems.

This paper is based on the contradiction between the development trend of intelligent transportation and the lack of construction, to analyze the current hidden dangers of urban traffic, to clarify the current thinking of the development of congestion in the car network, to clarify the direction of high-efficiency traffic mode innovation in the new era, and to explore the urban intelligence of the era of big data car networking. Traffic development and construction tasks to solve traffic congestion.

Keywords:car networking, urban transportation, big data, traffic congestion

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究背景 1

1.2 课题研究的目的和意义 1

1.2.1 研究的目的 1

1.2.2 研究的意义 1

1.3 国内外车联网交通研究现状 2

1.3.1 国内现状 2

1.3.2 国外现状 2

1.4 课题研究的主要内容 3

第2章 智能交通和车联网的基本理论 4

2.1 智能交通的基本理论 4

2.1.1 智能交通的定义 4

2.1.2 智能交通的组成 4

2.1.3 智能交通的分类 5

2.1.4 智能交通与传统交通模式区别 6

2.2 车联网基本属性和构成 6

2.2.1 车联网基本属性 6

2.2.2 车联网构成 7

2.3 车联网关键技术 9

2.4 智能交通和车联网的融合发展 10

2.5 本章小结 11

第3章 我国城市交通发展的现状 12

3.1 城市交通的概念 12

3.2 城市交通现状 12

3.2.1 武汉市交通现状 12

3.2.2 基于武汉市的城市交通现状分析 13

3.3 城市交通发展趋势 14

3.4 本章小结 15

第4章城市交通拥堵的成因分析 16

4.1 交通基础设施建设不够完善 16

4.2 交通管理规划策略实施滞后 17

4.3 公共交通没有得到有效规划利用 17

4.4 本章小结 19

第5章 应用车联网技术缓解城市交通拥堵的对策分析 21

5.1 基于车联网技术建立智能交通系统缓解城市拥堵 21

5.2 车联网技术在交通信号控制和路径诱导等方面的应用 23

5.2.1 车联网在交通信号控制运用解决拥堵 23

5.2.2 交通诱导在拥堵治理运用 24

5.3 结合车联网因地制宜发挥各种措施的综合效益 25

5.4 本章小结 27

第6章 结论与展望 28

6.1 结论 28

6.2 展望 28

参考文献 30

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

我国是人口大国有很大的交通出行需求，随着近年国内经济快速增长大量人口拥进城市，城市汽车数量迅速增加，建设相对不完善的市区交通系统无法承载剧增的交通流量，这些因素的存在就使得城市交通问题日趋严峻，交通拥堵不仅给社会经济发展带来负面影响，而且还持续恶化城市的生存环境，成为阻碍经济和社会发展的瓶颈，因此为进一步促进城市的稳定发展，我们需找出分析造成城市交通问题的原因，采取有效的策略改善城市的交通状况，这对于城市交通拥堵治理的研究是非常有必要，有价值的。

应对城市交通问题国内之前大多都是采用对城市的交通基础设施进行大规模的改建及扩建的策略。然而现在大量的人口向城市聚集，用于交通基础设施的改建及扩建的土地资源就有了一定程度上的减少，这就促使了各种各样交通问题在短时间内集中爆发，当前城市交通系统没有办法及时提出应对日益增加的交通压力的策略，这就造成了现在城市交通拥堵的严峻形势。

在大数据技术作为打造交通数据平台、构建大数据交通系统的重要手段的背景下，互联网与交通运输相结合的车联网运行模式正在重新组建整个交通领域的生态系统。近年来，“互联网 交通”已经开始引领智能交通的从数据到信息，从信息到知识，再到智慧的发展过程，这一切都表明了智能交通的理念已经广泛传播与普及。在这样的大背景下本文从车联网出发，探讨如何利用日臻完善的车联网技术来缓解当下最为紧迫的城市交通拥堵问题。

1.2 课题研究的目的和意义

1.2.1 研究的目的

城市交通领域的重大变革会由车联网的新技术与思维引发，在运用大数据分析的基础上可实现跨区域和平台的交通数据资源共享整合，使其组合效率和信息集成优势充分发挥，交通数据和资源也会得到更加有效地处理分配。本文从互联网 交通出发，依靠现有的车联网智能交通系统，灵活应对各种交通问题，提高现有道路通行效率，减少交通拥堵，实现道路资源利用的最大化，使城市交通系统高效流畅的运行。

1.2.2 研究的意义

智能交通技术应用程度日渐加深，使各种交通数据采集系统的功能变得愈发多元化、智能化，能够搜集的数据规模也迎来质的增长，以及随着移动互联网、物联网等网络新技术的快速发展和推广应用、交通产业新产品模式纷纷出现，这使得利用车联网大数据技术对交通数据进行分析，为人们出行以及企业物流提供科学有效指导成为可能。本文了分析城市交通拥堵的成因，并结合车联网技术为完善与更新解决城市拥堵提供对策和方案。

1.3 国内外车联网交通研究现状

通过查阅之前文献^[1]了解到经过数十年的发展和积累，车联网的内涵逐渐清晰：车联网建立在车内网，车间网和车载联网的基础上。综合了数据采集技术，信息处理技术，计算机网络技术，软件技术，控制技术等技术，在这些基础上实现了车联网智能交通的管理和控制，进而提高交通效率和运输服务水平。车联网的整体结构可分为三个部分：硬件平台，系统软件和智能车载终端。其中硬件平台由传感器和信号处理器构成，负责信息采集、融合与存储；系统软件由无线通信、系统管理等构成，负责信息传输和数据处理；智能车载终端直接面向用户的节点，负责接收用户请求并提供服务信息^[2]。

1.3.1 国内现状

相比欧美发达国家，国内的车联网研发和部署是相对落后的，大多数理论和技术都依赖于国外进口。通信设施和通信标准的建立仍存在许多瓶颈。然而，随着中国大学和科研机构的不断努力，中国的汽车网络发展迅速。中国的汽车保有量是世界上最高的，拥有巨大的汽车保有量将在日常经常性运营中产生大量的交通数据。如果这些数据被车辆互联网使用，它将产生巨大的利益，并且还将促进车辆互联网的持续改进。与发达国家相比，中国的汽车网络建设缺乏有效的数据采集，即感知层的数据非常稀缺。除了北上光等特大城市外，一些大中城市基本上没有部署各种传感器进行交通信息采集，这也是这些城市交通拥堵高峰的重要原因。与此同时，部分城市的智能交通系统仍处于起步阶段，在对交通数据收集后，只是简单机械的杂糅在一起，提供给交通参与者使用，缺乏海量数据处理分析。就目前而言，国内在交通设施的硬件部署方面仍然还有很大的发展空间。

现阶段，国内智能交通系统主要用于电子收费，运营管理，货物运输，信息登记，管理系统制定，车辆安全驾驶和应急处理。同时国内智能交通技术相对也比较成熟，尤其是在北京和广州这两座城市运用中，其效果最为明显。随着经济技术的快速发展，现今较大城市的智能交通运输系统已经相对成熟，其现阶段具体内容主要包括：交通指挥与调度，道路网络管理与控制，应急处理，公路管理与控制。在这四个主项目下，又被详细的划分了大小不一的多个子系统，帮助各区域的交通管理部门展开合理的道路管控工作，确保了交通运输的高效安全^[3]。

1.3.2 国外现状

智能交通系统和车辆互联网的出现归功于美国，美国也是车辆互联网技术的领导者。通过该技术的交流和沟通，已经完全建立了一些相对完整的车辆管理，公交规划信息，行人交通需求，车辆停放和收费系统。与此同时，出现了车辆互联网技术中的网络，传感器，云计算和大数据的标准和规范。美国倡导的智能交通车辆网络可以有效整合车辆，交通参与者，道路，道路管理人员等交通要素，大大提高交通智能。

日本是除了美国之外又一个在汽车网络领域也处于世界领先地位的国家。早在上世纪九十年代，日本就设立了车辆道路管理协会。2006年，日本首次为东京都市区引入了智能交通解决方案，该解决方案使用高速无线通信网络连接车辆，行人和道路。任何道路交通因素，不再仅仅是交通信息的提供者，同时也会是交通信号的接收者。当前日本的智能交通系统是一套国家道路交通服务系统，该系统不仅仅能降低道路交通事故的发生，还可以有效缓解交通拥堵，与此同时也会有助于减少汽车造成的污染。日本现在已经形成了自动计费系统，交通管理系统和安全驾驶系统。

欧洲在车辆互联网上的努力并未停止。这也成为了车联网建立的重要基础。SafeTRIP是一家知名的汽车智能交通解决方案公司，在欧洲基于该互联系统开发了用于车辆平台通信的通信技术。其特点是能够允许包括欧盟成员国在内的所有交通要素进行紧急呼叫并覆盖大面积区域。它可以在一些山区和沙漠地区得到很好的覆盖，从而促进紧急通信需求。目前，欧洲已经建立了用于运输系统的无线数据通信网络。电子收费，车辆行驶安全等各个模块的开发应用^[4]。

1.4 课题研究的主要内容

本文的研究目标是利用车联网大数据分析，有效控制出行机动车数量，并通过在交通信号控制和路径诱导等方面的运用，在城市交通出现拥堵情况时，能够为动态分配给出行车辆行驶路径，在引导和减少交通拥堵点的同时，从整个城市交现状出发，因地制宜结合互联网综合发挥各种措施的效益，整合优化该城市的交通情况，减缓交通压力。本文的主要研究内容包括：

(1)智能交通和车联网的基本理论。阐述智能交通的基本理论，包括智能交通的定义，组成，分类；车联网基本属性和构成；智能交通和车联网的融合发展。

(2)城市交通拥堵的成因。具体分为城市交通基础设施建设不够完善，管理规划策略实施滞后，公共交通没有得到有效利用。

(3)应用车联网技术缓解城市交通拥堵的对策分析。由车联网技术提出了：深入运用大数据技术打造城市智能交通，在交通信号控制和路径诱导方面应用设想，因地制宜结合互联网综合发挥各种措施的效益。

第2章 智能交通和车联网的基本理论

2.1 智能交通的基本理论

2.1.1 智能交通的定义

智能交通系统是指基于电子信息技术的交通物流服务系统，通过通信，传感，信息，大数据技术和云分析处理技术建立了一套覆盖面广，实时性强，效率高，精度高的智能道路交通系统。该系统为交通参与者提供多样化的服务，表明智能交通系统可以通过传感器收集各种信息数据，包括驾驶员，车辆，道路状况，天气等。经过后台的大数据处理，然后把线路规划和调度情况反馈到相关处理部门，进行交通的合理调整，从而使整个道路交通运输，处在一种高效快速流畅的情况下，以达到最大限度的对现有道路资源的高效利用，从而达到提高道路交通系统运输效率的稳定性和安全性的效果^[5]。

2.1.2 智能交通的组成