無(wú)線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

智能交通系統(tǒng)又稱ITS,交通系統(tǒng)包含道路車輛運(yùn)營(yíng)、服務(wù)控制等領(lǐng)域,我們?cè)谶@些領(lǐng)域中將綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信通信技術(shù)、傳感器等技術(shù),從而使車輛、道路管理人員和使用者之間的緊密聯(lián)系在一起,建立起一種更加高效、準(zhǔn)確的運(yùn)輸系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)最先起源于美國(guó),自1994年起全世界通稱為ITS。20世紀(jì)80年代起,中國(guó)開(kāi)始從治理城市交通秩序入手,運(yùn)用高科技手段來(lái)發(fā)展交通運(yùn)輸。之后,一些高校和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)行城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究和嘗試,開(kāi)始了解國(guó)際上的智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r,交通部也將智能運(yùn)輸系統(tǒng)的研究納入了公路、水運(yùn)科技發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010發(fā)展綱要。在“十二五”期間,高速鐵路安全運(yùn)行、移動(dòng)通信理論以及運(yùn)行環(huán)境感知與綜合檢測(cè)也被國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)列為信息科學(xué)部的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。ITS將會(huì)成為中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的巨大市場(chǎng)之一,建設(shè)ITS對(duì)于中國(guó)實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展具有重要意義。

2無(wú)線通信技術(shù)

無(wú)線通信技術(shù)是近些年來(lái)發(fā)展最快和應(yīng)用最廣泛的一種通信技術(shù),利用這種技術(shù)可以將移動(dòng)中的車輛與指揮調(diào)度控制中心緊密地連接在一起,保證相互不間斷地信息聯(lián)絡(luò)。無(wú)線通信技術(shù)涵蓋很多方面,如:藍(lán)牙、ZigBee、蜂窩移動(dòng)通信等無(wú)線通信技術(shù)。這些技術(shù)相互結(jié)合漸漸應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域,這些技術(shù)的融合可以實(shí)現(xiàn)交通管理中對(duì)緊急事件的處理和緊急車輛的管理,對(duì)于出行車輛可以提供道路導(dǎo)航服務(wù),對(duì)于運(yùn)營(yíng)管理中心的車輛可以進(jìn)行有效監(jiān)控、合理調(diào)度。本文主要介紹了ZigBee技術(shù)、蜂窩移動(dòng)通訊技術(shù),并簡(jiǎn)要分析了它們?cè)贗TS中的應(yīng)用領(lǐng)域以求跟大家共同探討。

3ZigBee技術(shù)

ZigBee是一種雙向無(wú)線通信技術(shù),特具有近距離、低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的特點(diǎn),它主要用于距離較短、功耗較低并且傳輸速率低的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,此外也可以用作間歇性數(shù)據(jù)、周期性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。近年來(lái),ZigBee技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家庭網(wǎng)絡(luò)、汽車自動(dòng)化、消費(fèi)電子、醫(yī)用設(shè)備控制等多個(gè)領(lǐng)域。在智能交通領(lǐng)域,ZigBee技術(shù)主要是傳遞信息的通用傳感器。特別是在公共交通領(lǐng)域,ZigBee技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合,可以更好的進(jìn)行公交車的運(yùn)行位置檢測(cè)和車輛調(diào)度。利用ZigBee技術(shù)的特點(diǎn),結(jié)合數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò),將采集到的信息發(fā)送給監(jiān)測(cè)平臺(tái),從而解決公交車到站、離站的時(shí)間監(jiān)測(cè)和自動(dòng)報(bào)站問(wèn)題。具體實(shí)施方案是,首先在各個(gè)站臺(tái)安裝“站臺(tái)監(jiān)控器”,然后在公交車內(nèi)安裝具有ZigBee功能的“無(wú)線識(shí)別器”。站臺(tái)監(jiān)控器里必須包含具有ZigBee功能的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和GSM/GPRS模塊。一方面,該模塊可以接收車內(nèi)無(wú)線識(shí)別器發(fā)來(lái)的信號(hào),通過(guò)檢測(cè)該車的唯一“標(biāo)識(shí)號(hào)”,識(shí)別到來(lái)的車輛,并將該車的到達(dá)時(shí)間、車牌號(hào)等信息通過(guò)GSM/GPRS傳送到控制中心;另一方面,向公交車發(fā)送站臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào),公交車可以根據(jù)收到的標(biāo)識(shí)號(hào)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站。之后,站臺(tái)監(jiān)控器應(yīng)該不斷的檢測(cè)該車發(fā)送的信號(hào)的強(qiáng)度,如果信號(hào)強(qiáng)度小于某一臨界值時(shí),即可認(rèn)定該車已駛離此站,并向監(jiān)控中心發(fā)出相關(guān)信息。這樣,監(jiān)控中心就能準(zhǔn)確掌握每一輛公交車的運(yùn)行情況。

4GPRS移動(dòng)通信技術(shù)

移動(dòng)通信技術(shù)是目前無(wú)線通信技術(shù)中更新速度最快的技術(shù)之一,目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的移動(dòng)通信系統(tǒng)是GSM,GSM雖然可以滿足ITS對(duì)語(yǔ)音通信的需求,但是在數(shù)據(jù)通信方面GSM則表現(xiàn)得比較弱,無(wú)法滿足需求。GPRS、CDMA、LTE等技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速,漸漸取代了GSM,成為逐漸發(fā)展成熟的新的移動(dòng)通信技術(shù)。下面主要介紹一下GPRS在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)簡(jiǎn)稱為GPRS,它打破了GSM只能提供電路交換的工作方式,只需增加相應(yīng)的功能實(shí)體,對(duì)已有的基站進(jìn)行部分改造即可,這種改造的投入成本不高,但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀,其傳輸速率最高可達(dá)9.6kb/s。在智能交通系統(tǒng)中除了需要傳輸交通流量狀態(tài)信息外,還需要傳輸數(shù)據(jù)量較大的報(bào)文或圖片,利用GPRS業(yè)務(wù),可以采用端對(duì)端、組播或廣播等多種傳輸方式。進(jìn)行信息傳遞。從調(diào)度中心發(fā)出的交通信息可以通過(guò)組播或廣播方式傳輸給行駛中的車輛,以便提供路徑導(dǎo)航信息,由于這類信息在一分鐘內(nèi)需要重復(fù)多次播放,因此駕駛員偶爾收不到也不會(huì)引起很大的問(wèn)題。但是,信息從車輛駕駛員傳遞給調(diào)度中心就要采用單播方式,它為調(diào)度中心提供正在行駛中的車輛信息,所以每次播放的內(nèi)容都非常重要,不能丟失,但由于它的傳輸速率很低,不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)堵塞。由此可見(jiàn),GPRS提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有了很大的改進(jìn),不僅增加了業(yè)務(wù)種類,而且連網(wǎng)快、功能強(qiáng)、降低了成本。此外,它還具有連接計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口,可以根據(jù)不同國(guó)家和地區(qū)的頻率資源分配來(lái)定制使用頻率。由于無(wú)線終端的體積很小,可以與手提計(jì)算機(jī)相連,提高了使用上的靈活性,擴(kuò)大了市場(chǎng)份額,降低了成本。

5結(jié)語(yǔ)

本文介紹了智能交通系統(tǒng)中無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用情況,通過(guò)對(duì)上述無(wú)線通信技術(shù)的分析可以發(fā)現(xiàn),無(wú)線通信技術(shù)對(duì)于ITS的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要,并隨著通信技術(shù)的發(fā)展,它在ITS中的作用與地位也將日益提高。

作者：張靜 單位：淄博職業(yè)學(xué)院信息工程系