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物联网技术在城市交通污染预测、预警系统设计中的应用

作者：陆波 马恩恩

来源：《电子技术与软件工程》2015年第22期

摘 要交通工具是现代人的生活中不可缺少的一个部分，随着社会经济的发展和科技水平的提高，人们使用的交通工具越来越多，在给每个人来了极大方便的同时也造成了严重的污染。如今城市机动车污染已导致很多城市的空气质量极速恶化，给人们的生存环境带来极大危险，改善城市交通状况以及减少空气污染是目前急需解决的问题。物联网是基于互联网技术发展而来的一种网络技术，应用领域广泛，尤其是在交通领域更是发挥了重大作用。物联网技术的诞生将开启智能交通的新时代，物联网城市交通中的应用是改善城市交通状况以及减少空气污染的重要途径。本文就物联网技术在城市交通污染预测、预警系统设计中的相关应用进行探讨。

【关键词】物联网技术 城市交通 空气污染

交通运输是耗能较大的行业，同时也是造成环境污染的主要因素，给社会造成了极大的经济损伤。如今城市机动车越来越大，交通堵塞情况越来越严重，长时间的路况堵塞不仅浪费了人们宝贵时间，同时也加大的能源消耗，车辆的噪声和尾气的排放更是造成了严重的环境污染。物联网技术应用于城市交通可以为交通管理者提供路况信息以及相关交通数据，以便做出有效的交通管理决策，达到节能减排的作用，并促进绿色交通运输，带来生态环境效益。 1 物联网技术

物联网技术的基础和核心仍然是互联网技术，而其用户终端延伸到任何物品，可以实现物品与物品之间的信息交换和通讯。所以物联网技术是一种物物相连的互联网，其利用信息传感设备将物品与互联网连接起来，最终实现智能化识别和管理。物联网技术的诞生人与人之间随时随地网络连接发展到物与物之间的网络连接。物联网主要涉及的技术有传感器、数据计算、信息处理、传感器网络以及公共网络承载，整体看分为三个层次，即感知层、网络层以及服务层。感知层次主要负责通过传感器进行信息采集；网络层主要实现信息数据的传递、融合以及信息处理，同通信网络将信息传输到互联网；服务层是结合行业的实际应用需求实现广泛智能化。

2 物联网技术在城市交通污染预测、预警系统设计中的应用

近年来环境生态的问题逐渐被人们重视起来，城市空气污染是导致环境生态问题的重要原因，而造成空气污染的一个重要因素就是移动污染源，即交通污染。基于物联网技术的城市交通污染预测、预警系统设计的目的是通过对城市空气环境进行实时监控、预警调控空气污染状

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态，改善空气质量，以便为人们提供一个良好的生活环境，提高公众健康水平。物联网技术在城市交通污染预测、预警系统设计中的关键技术应用如下： 2.1 大气扩散模型

建立机动车空气污染排放模型，以实时动态交通数据为基础，结合交通污染源感知数据、移动危险源或者其它大气环境污染感知数据，以及地方空气质量检测站提供的空气检测数据，为突发大气污染事故、严重污染天气形成过程、突发污染事故中非常规污染排放的控制以及应急处理提供技术需求。建立多尺度大气扩散模型，并在此基础上构建工程化空气质量模型，对特定区域内污染物的时空分布进行精准分析。利用相关技术对个体暴露活动因子进行监测，并对人体健康风险指标进行评估，经过危险因素识别、个体暴露评估以及风险表征过程，评估空气污染物对个体暴露水平的相互关系和影响，从而建立有效的环境空气健康风险评价方法。 2.2 环境风险评估预警模型

根据建立的地区环境空气健康风险评价方法，并结合气象快速预报等技术构建大气环境风险快速诊断和预警模型。充分利用风险预警系统提供的预警信息，结合其他各种数据库信息和应急资源，通过感知信息、数据融合以及分析、交流制定动态应急预案，为环境风险事故的应急决策提供依据和支持。 2.3 空气污染感知技术和模型

以城市交通调控以及空气质量调控要求为指导，与当地城市交通管理部门紧密协作，通过地方环境监测站以及GPS、GIS等相关交通监测技术获取交通动态数据、空气污染源数据以及空气质量监测数据。对所收集的各种进行进行数学统计和物理分析，并利用一定方法描述出城市机动车辆在各种不同状态下的污染排放情况，在此基础上建立车辆排放模型，并对特定区域等机动车辆污染物排放的实时数据进行统计、分析，通过对污染排放实时数据清单的模拟研究获取时空分辨率较高的动态路网排放清单，为机动车辆污染排放控制以及空气质量模型的相关决策提供数据支持。

3 基于物联网技术的城市交通污染预测、预警系统的应用

在物联网智能交通技术、环境监测技术、预警技术的基础上建立城市交通空气污染智能系统。依靠地方交通管理部门给予的信息和技术支持，对特定区域内行驶车辆的机动车类型、路况等动动态信息进行收集，并通过环境监测站获取环境动态以及气象信息。根据车辆平均速度排放模型获取动态路网机动车排放清单，根据大尺度扩散模型利用相关耦合技术将城市交通动态信息对污染排放的影响表征出来，以便获取污染源信息，再与空气质量相关监测数据进行系统校验、融合，并根据个体健康危害评估模型分析城市空气污染成分、污染的时空分布以及污染对人体健康的影响程度。总之，利用相关技术将交通动态信息以及空气污染监测数据进行有效结合，建立有效的空气环境调控系统，改善城市空气污染，提高城市空气质量。

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4 结语

交通污染导致空气质量恶化是很大城市存在的问题。如今随着物联网技术的快速发展，利用物联网技术改善缓解交通状况以及空气污染情况是人们当前的努力方向。科技是经济发展的主要动力，物联网技术的发展将带来一场科技革命，其在以后的发展中有着广阔的应用空间。 参考文献

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