智能交通系統(tǒng)無線通信技術(shù)及應(yīng)用

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【摘要】隨著我國道路交通的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)中無線通信技術(shù)的運(yùn)用愈發(fā)廣泛，無線通信技術(shù)為城市道路交通自動(dòng)化、信息化與智能化的發(fā)展開創(chuàng)了新前景。然而，無線通信技術(shù)高度電子化與集成化、技術(shù)含量高、難以全面掌握，故筆者參考大量文獻(xiàn)資料，簡單介紹幾種ITS通信技術(shù)在道路交通中的應(yīng)用情況，拓展了城市交通渠道，也引導(dǎo)國內(nèi)無線通信渠道的優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】交通系統(tǒng)；智能化；無線通信；ITS

通信產(chǎn)品智能化技術(shù)當(dāng)代交通框架下的融合，是便捷化交通體系開發(fā)的主導(dǎo)方向，它巧妙地將信息技術(shù)、數(shù)字化傳輸、電子傳感、智能化控制以及計(jì)算機(jī)程序等內(nèi)容有機(jī)串聯(lián)起來，以實(shí)現(xiàn)在全國范圍之內(nèi)，構(gòu)建了宏觀框架式的交通服務(wù)體系。該結(jié)構(gòu)具有信息傳輸精準(zhǔn)度高、抗干擾能力強(qiáng)以及信息傳導(dǎo)速率快等優(yōu)勢。智能交通程序（IIS）主要是由信息管理、車內(nèi)管理、路邊管控以及交通安全管控等部分組成，它可以充分利用現(xiàn)有的交通服務(wù)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建交通負(fù)荷調(diào)節(jié)，環(huán)境污染處理，以及交通指揮服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人、車、路的密切結(jié)合與和諧統(tǒng)一，因而日益受到各國的重視。無線通信技術(shù)是智能交通系統(tǒng)的根基，它不僅將移動(dòng)溝通手段與車輛調(diào)度管理承接起來，實(shí)現(xiàn)了信號傳輸?shù)某掷m(xù)性溝通，從而實(shí)現(xiàn)道路交通的信息資料掌控與全面協(xié)調(diào)控制。國內(nèi)在ITS領(lǐng)域的總體水平是處于初級發(fā)展階段，當(dāng)前其結(jié)構(gòu)框架下的相關(guān)元件都采用的進(jìn)口結(jié)構(gòu)，繼而實(shí)現(xiàn)了國外引進(jìn)與國內(nèi)自主研發(fā)的相互結(jié)合。

1數(shù)字移動(dòng)通信（GSM）

GSM主要是可移動(dòng)蜂窩渠道進(jìn)行信號標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變，它可以在車輛與移動(dòng)基站之內(nèi)創(chuàng)建信息互動(dòng)渠道。程序在數(shù)據(jù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)車輛管理與信息調(diào)度指導(dǎo)部分的相互承接，其中包括音頻和數(shù)據(jù)傳輸兩種形式，根據(jù)移動(dòng)終端與基站間傳輸信號特征（強(qiáng)度、方向、時(shí)間、頻率）變化值計(jì)算終端位置。GSM所實(shí)行的數(shù)據(jù)服務(wù)結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)運(yùn)行傳導(dǎo)的最高效率可達(dá)到9.6kb/s，此種框架結(jié)構(gòu)下的信號傳導(dǎo)方式，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)終端之間的渠道銜接。在移動(dòng)當(dāng)前智能交通結(jié)構(gòu)之上，除了速率≤200b/s的交通流量傳輸外，程序體系還可以進(jìn)行圖像、文字等方面的傳導(dǎo)。除了GSM部分電路直接連接，它也可以進(jìn)行組內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分組連接，我們將數(shù)據(jù)傳輸方式稱之GPRS業(yè)務(wù)。此時(shí)，該設(shè)備的速率傳輸最高可達(dá)到9.6kb/s，且它能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)終端之間、傳輸渠道之間的相互關(guān)聯(lián)。從信息調(diào)度的核心出發(fā)，傳輸信息可以借助組內(nèi)渠道、廣播等脈沖信號的傳輸渠道進(jìn)行信號溝通，以適應(yīng)當(dāng)前信息傳輸?shù)男枨?，?shí)現(xiàn)了信號為信息交通平臺(tái)服務(wù)的實(shí)踐效果。此外，由于此類信息屬于分鐘性持續(xù)性傳輸，駕駛員就不存在偶爾受到信號干擾的問題。

2全球定位系統(tǒng)（GPS）

2.1空間部分

全球定位系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)分布上，主要是由24顆衛(wèi)星構(gòu)成，衛(wèi)星與地表距離為20200km，24顆衛(wèi)星均勻地分布在6個(gè)軌道之上，按照每一個(gè)軌道4顆的標(biāo)準(zhǔn)，傾斜55°進(jìn)行規(guī)則性運(yùn)行。同時(shí)，全球定位系統(tǒng)中也包含了3顆備用衛(wèi)星，它們負(fù)責(zé)從宏觀層面進(jìn)行衛(wèi)星運(yùn)行情況監(jiān)控，以適應(yīng)導(dǎo)航程序系統(tǒng)的監(jiān)控需要。

2.2地面控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)中主要包含了檢測、核心控制、地面天線三部分組成。其中核心控制部分位于美國，地面控制站主要用于衛(wèi)星信號的傳遞，并對應(yīng)進(jìn)行衛(wèi)星星歷、運(yùn)行距離以及大氣反饋數(shù)據(jù)矯正等部分。

2.3用戶設(shè)備部分

地理信息技術(shù)中的用戶備份環(huán)節(jié)，實(shí)質(zhì)上就是信號接收設(shè)備。該結(jié)構(gòu)的主要功能是捕捉對應(yīng)衛(wèi)星測定角度、數(shù)據(jù)，并跟隨記錄其運(yùn)行情況。當(dāng)設(shè)備獲取到衛(wèi)星信號時(shí)，程序就可以按照衛(wèi)星與接收天線之間的距離，對衛(wèi)星運(yùn)行軌道的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)解分析。再根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，接收設(shè)備在微程序的控制作用下更精準(zhǔn)地進(jìn)行定位計(jì)算，最終得到用戶的地理信息資料。

2.4車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控

車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是地理信息技術(shù)、用戶備份等多重技術(shù)的結(jié)合體。圖1為系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)圖。智能交通程序應(yīng)用期間，執(zhí)行車輛部分應(yīng)用全球行為系統(tǒng)進(jìn)行信號定位，并對傳輸信息進(jìn)行加密管理，此時(shí)信息將直接在控制模塊的指引下，以短信的形式進(jìn)行傳導(dǎo)。此環(huán)節(jié)中的信息傳輸包含信息傳輸中心基站、信號網(wǎng)關(guān)、接收終端控制等部分。當(dāng)接收方收到信息后，接收程序?qū)⒘⒓催M(jìn)行信號定位，獲取執(zhí)行車的地理信息，并將接收到的系列信息都存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)共享平臺(tái)之中。

3位置服務(wù)技術(shù)（LBS）

3.1LBS概述

位置服務(wù)技術(shù)，就是在地理信息位置電子平臺(tái)定位的基礎(chǔ)上，為汽車提供的空間信息指導(dǎo)服務(wù)。位置服務(wù)技術(shù)主要是依靠移動(dòng)電信基站與終端聯(lián)合定位的方式，實(shí)現(xiàn)信息內(nèi)容的便捷性服務(wù)。這里所說的終端包括手機(jī)、筆記本等。最終，位置服務(wù)技術(shù)將利用地理信息程序進(jìn)行信息反饋結(jié)果的處理，以終端電子結(jié)構(gòu)圖的形式，將獲取的信息資訊以代碼、圖片等形態(tài)進(jìn)行展示而輔助位置服務(wù)平臺(tái)完成系列操作的，則是移動(dòng)通信終端的IPAS/PAS.CDPD等設(shè)備。即，地理信息平臺(tái)屬于開放性定位信息服務(wù)窗口，它可以與其他兼容性程序完美化承接。

3.2LBS交通工作方式

位置服務(wù)技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)，可為智能服務(wù)平臺(tái)管理中心提供詳細(xì)的信息管理資料，而此環(huán)節(jié)中的資料信息又分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)管理兩類。前者主要是指城市停車場所、行駛路線等方面，后者主要是指車流變化情況、汽車當(dāng)前形式狀態(tài)等方面。但無論是哪一種位置服務(wù)傳輸信息，都將跟隨實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的基本情況，相應(yīng)進(jìn)行信息增加、刪除，甚至是路段情況的對應(yīng)更新。此種動(dòng)態(tài)化位置服務(wù)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用方式，大大提高了交通管理服務(wù)系統(tǒng)的合理性，便民化服務(wù)色彩更加突出。構(gòu)建城市交通管理體系，是城市交通服務(wù)管理中不可缺失的分支。該程序的運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)城市計(jì)程車管理、公交線路管理、社會(huì)公共服務(wù)、城市交通指引等方面的有序性融合。同時(shí)，城市交通信息結(jié)構(gòu)，也將多重終端溝通渠道銜接在一起，實(shí)現(xiàn)手機(jī)客戶端、藍(lán)牙、筆記本等多個(gè)渠道相互承接的靈活式服務(wù)。位置服務(wù)技術(shù)的具體應(yīng)用期間，也實(shí)現(xiàn)了交通服務(wù)管理多重調(diào)節(jié)因素的對應(yīng)化調(diào)控。一方面，用戶可以在客戶端、無線網(wǎng)頁等渠道上進(jìn)行交通指揮服務(wù)。另一方面，位置服務(wù)技術(shù)也能夠從大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，獲取周圍交通管理人員的聯(lián)系信息，在城市區(qū)域范圍之內(nèi)產(chǎn)生交通問題時(shí)，可以第一時(shí)間借助位置服務(wù)展示系統(tǒng)，為管理部門提供相關(guān)指示。

4地理信息系統(tǒng)（GIS）

在智能交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之上進(jìn)行的信息操控與傳輸形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了地理信息技術(shù)的多樣化應(yīng)用，其中汽車行駛狀態(tài)下的實(shí)時(shí)分析和定位，是通過通信平臺(tái)實(shí)行信息傳導(dǎo)，可以在最短的時(shí)間內(nèi)找到停車位；或是結(jié)合城市交通停車場的數(shù)據(jù)信息，對汽車停車位置情況進(jìn)行人為控制；結(jié)合城市內(nèi)停車場的建設(shè)與規(guī)劃情況進(jìn)行選擇與判斷。交通出行群體，尤其是針對停車自動(dòng)化信息管理程序應(yīng)用群體———汽車駕駛者，對于出行的概念理解上存在著出行前期、中期兩個(gè)方面的區(qū)分。在不同的概念定義前提之下，程序給予分反饋信息也有所不同，如圖2所示。GIS開發(fā)結(jié)構(gòu)中Mapinfoprofessional和Mapbasic主要用于市區(qū)停車管理程序之上，該技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)城市停車區(qū)域的自動(dòng)化控制。從系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)而言，可將分為地圖子系統(tǒng)、停車信息管理系統(tǒng)、信息、維護(hù)、運(yùn)行調(diào)度以及數(shù)據(jù)實(shí)施革新系統(tǒng)。

5結(jié)語

無線通信手段在智能交通服務(wù)結(jié)構(gòu)中的而運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了無線信號的快速傳輸和高效率運(yùn)用，其中IIS技術(shù)是其核心。同時(shí)，隨著智能化水平的不斷提升，IIS的應(yīng)用價(jià)值也將最大限度體現(xiàn)出來。因此，加強(qiáng)無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用研究，對推動(dòng)我國智能交通系統(tǒng)的研究和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者：王成 單位：上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司貴州設(shè)計(jì)分公司