一種基于定向廣播的智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有廣播提供道路信息的方法中雙向性不足，即現(xiàn)有廣播提供的道路信息并非駕駛員所需，提出一種基于定向廣播的智能交通系統(tǒng)，為駕駛員提供特定時(shí)間和范圍內(nèi)的道路信息，文章闡釋系統(tǒng)各工作模塊以及之間的聯(lián)系，最后說明系統(tǒng)的具體工作方式。

關(guān)鍵詞：定向廣播；智能交通；道路信息

1 背景技術(shù)

近年來，隨著交通需求與車輛數(shù)目的增加，交通事故頻發(fā)，交通系統(tǒng)也愈發(fā)復(fù)雜，擁堵現(xiàn)象不斷加劇，為滿足繁重的交通需求，保證交通道路運(yùn)行的連續(xù)性和整體性，為駕駛員選擇合理出行路線，并方便有關(guān)交通部門制定交通疏導(dǎo)方案，合理交通路況信息的發(fā)布，查詢方法就顯得非常重要。從目前情況來看，對(duì)駕駛員來說獲得道路信息狀況的主要方式是通過交通廣播，但這種方法存在缺陷，首先由于城市交通網(wǎng)絡(luò)龐大，交通臺(tái)所提供的道路信息是單向的，即駕駛員無法快速得知自己所需的道路信息，效率很低，其次以如此宏觀的范圍為駕駛員提供信息，缺少針對(duì)性，并不能提供有效的避讓道路，緩解交通壓力。文章所述系統(tǒng)通過移動(dòng)廣播中的定向廣播服務(wù)將駕駛員附近特定范圍內(nèi)的道路信息傳輸給駕駛員，并規(guī)劃合理避讓路線，為交通管理者緩解交通壓力提供依據(jù)和指導(dǎo)。

2 系統(tǒng)模塊圖

圖1

3 模塊組成及作用

3.1 擁堵范圍預(yù)先確定模塊

擁堵范圍預(yù)先確定模塊，包括擁堵時(shí)段和道路確定系統(tǒng)及車流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝系統(tǒng)；其中車流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝系統(tǒng)服務(wù)于車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊。

3.2 車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊

車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊包括信息采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；信息采集系統(tǒng)由線圈傳感器組成；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰嚵髁繑?shù)據(jù)分析模塊；線圈傳感器主要由電感線圈及與之相配套的車輛檢測(cè)器組成，通過饋線與車輛檢測(cè)器相連接。

3.3 車流量數(shù)據(jù)分析模塊

車流量數(shù)據(jù)分析模塊包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)；其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將車流量數(shù)據(jù)分析模塊中計(jì)算得到的信息傳輸?shù)降缆沸畔⒓氨茏屄肪€傳輸模塊；計(jì)算機(jī)中帶編程軟件可對(duì)車流量信息進(jìn)行分析處理并保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

3.4 道路信息及避讓路線傳輸模塊

道路信息及避讓路線傳輸模塊包括基站系統(tǒng)，移動(dòng)廣播服務(wù)中的定向廣播系統(tǒng)。定向廣播的工作原理是在預(yù)定的范圍內(nèi)建立一個(gè)或多個(gè)基站，在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行定向廣播傳達(dá)交通信息。由于定向廣播系統(tǒng)在特定范圍內(nèi)將信息傳輸?shù)接惺找魴C(jī)的車輛上，所以受眾廣。

4 系統(tǒng)工作方式

下面結(jié)合系統(tǒng)模塊圖以及具體實(shí)例對(duì)系統(tǒng)工作方式作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本系統(tǒng)包括擁堵范圍預(yù)先確定模塊，車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊，數(shù)據(jù)分析模塊，道路信息及避讓路線傳輸模塊。

擁堵范圍預(yù)先確定模塊利用互聯(lián)網(wǎng)上的信息及往常的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)特定時(shí)間特定路段進(jìn)行有效選取，具體方法如下：在網(wǎng)上查詢一些重大事件信息，主要指參與量大的公開活動(dòng)，如某時(shí)某地某明星要舉辦一個(gè)大型演唱會(huì)，可以預(yù)見在舉辦地當(dāng)天會(huì)出現(xiàn)一定程度的交通擁堵，再如春節(jié)，國慶等節(jié)期間，各火車站和汽車站會(huì)出現(xiàn)擁堵情況。對(duì)上述公開活動(dòng)信息進(jìn)行詳細(xì)分析來確定可能擁堵的范圍，可查詢以往的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來大致確定范圍，這里需要提出的一點(diǎn)是擁堵范圍應(yīng)包括主要擁堵區(qū)及周邊范圍，以便提供合理避讓路線。擁堵范圍預(yù)先確定模塊包括車流量數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝系統(tǒng)，為車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊提供設(shè)備基礎(chǔ)。車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊中，首先對(duì)擁堵道路安裝線圈傳感器，一般是成對(duì)的，兩個(gè)線圈感應(yīng)器距離s相對(duì)近一些可以是20-100cm，有車輛通過時(shí)，檢測(cè)器可以檢測(cè)電感頻率和相位的變化周期。只要測(cè)得通過兩線圈的時(shí)間間隔t，就可得知車速v=s/t。線圈檢測(cè)系統(tǒng)主要由電感線圈及與之配套的車輛檢測(cè)器組成，同一車道設(shè)置一組電感線圈。電感線圈通過饋線與車輛檢測(cè)器相連。車流量數(shù)據(jù)分析模塊接收車流量數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊中的道路信息，然后計(jì)算出在特定道路上車輛的平均速度以及車速的標(biāo)準(zhǔn)差，為提高信息的實(shí)時(shí)性，此數(shù)據(jù)的更新周期定在5-10分鐘，通過計(jì)算機(jī)編程對(duì)各個(gè)道路的平均速度進(jìn)行分級(jí)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)差如果較大，盡管平均車速很大但由于變化程度很大而未必是最佳路徑，故分級(jí)方法考慮平均車速和標(biāo)準(zhǔn)差兩個(gè)因素，具體分級(jí)與車速的關(guān)系如表1。

表1

最后考慮各道路服務(wù)等級(jí)的不同，通過計(jì)算機(jī)處理得到合理的避讓路線。

分級(jí)處理使用到的公式有

n表示數(shù)據(jù)更新周期內(nèi)通過的總車輛數(shù)，vi為每輛車通過線圈檢測(cè)器時(shí)測(cè)得的速度。

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過對(duì)各道路服務(wù)等級(jí)進(jìn)行比較，優(yōu)先選取服務(wù)等級(jí)較高的道路從而為駕駛?cè)藛T選取最佳避讓路線。

道路信息及避讓路線傳輸模塊接收到車流量數(shù)據(jù)分析模塊中的避讓路線和道路信息，采用移動(dòng)廣播業(yè)務(wù)（BCAST）中的定向廣播服務(wù)，通過移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò)向特定區(qū)域的移動(dòng)用戶進(jìn)行廣播，如商業(yè)區(qū)中的某個(gè)商場(chǎng)，向進(jìn)入該商業(yè)區(qū)的用戶廣播該商場(chǎng)的廣告信息，此技術(shù)也可用于向駕駛員提供一定范圍內(nèi)的車道信息。

為實(shí)現(xiàn)向某個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的用戶進(jìn)行廣播，需在特定區(qū)域內(nèi)建立基站，為了節(jié)省成本基站可以建在特定區(qū)域內(nèi)的中心位置。

5 結(jié)束語

為彌補(bǔ)現(xiàn)在通過廣播提供道路信息的方法中雙向性不足的缺陷，使得駕駛員得到的信息更有針對(duì)性，更有效地緩解交通壓力，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)基于定向廣播的智能交通系統(tǒng)。系統(tǒng)中所取的定向廣播范圍應(yīng)盡量大于可能發(fā)生擁堵的區(qū)域，從而保證駕駛員可以在未進(jìn)入擁堵路段前選擇合理的避讓路線，這對(duì)于在特殊時(shí)段特定區(qū)域內(nèi)管理交通有重要指導(dǎo)作用。

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