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

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 溫瑞生

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

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 溫瑞生

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年以來(lái)我國(guó)城市化水平顯著提升，交通工具的大量出現(xiàn)和路面狀況的日益復(fù)雜化為我國(guó)道路管理帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。立足于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷進(jìn)步這一現(xiàn)實(shí)科技基礎(chǔ)，以智能化為重要特點(diǎn)的無(wú)線通信技術(shù)在智能交通指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用變得越來(lái)越普及。本文將對(duì)這一點(diǎn)展開論述，目的在于對(duì)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)更為全面的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)交通管理事業(yè)的有序運(yùn)行。

無(wú)線通信；智能交通；應(yīng)用

1 相關(guān)概念辨析

1.1 無(wú)線通信技術(shù)概念

無(wú)線通信技術(shù)指通過利用電磁波信號(hào)在空氣中可傳遞這一特性實(shí)現(xiàn)信息交換的現(xiàn)代通信方式。其基本工作部件主要由發(fā)射器和接收器兩部分構(gòu)成，頻道的相同性是保證信息成功傳遞的橋梁。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，無(wú)線通信技術(shù)在原有的“一對(duì)一”基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了跨越，并最終成為以今天的雙向通信和中繼站通信為代表的的“一對(duì)多”通信模式，其信息傳遞效率大大提升。從藍(lán)牙到wifi，無(wú)線通信技術(shù)遍布我們生活的方方面面，它對(duì)交通領(lǐng)域的巨大影響是不言而喻的。

1.2 智能交通系統(tǒng)概念

智能交通系統(tǒng)（ITS）又稱為智能運(yùn)輸系統(tǒng)，其核心要義就在于對(duì)以無(wú)線技術(shù)為代表的先進(jìn)科技技術(shù)的運(yùn)用。除這項(xiàng)技術(shù)之外，相比之前的人工交通，智能交通系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上還加入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制理論和人工智能科技等諸多要素。這些要素保證了現(xiàn)代交通管理局面能夠在一個(gè)更加安全、便捷和高效的平臺(tái)上展開。采取這一技術(shù)是減少危險(xiǎn)、緩解壓力和提升人們出行幸福感的重要舉措。

2 智能交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1 內(nèi)部動(dòng)力

智能交通系統(tǒng)的源頭最早可追溯至二十世紀(jì)五十年代的美國(guó)，其無(wú)線化、數(shù)字化、精確化的發(fā)展趨勢(shì)在那時(shí)就已經(jīng)初現(xiàn)端倪。到了八十年代改革開放后，我國(guó)部分高校開始致力于城市道路交通領(lǐng)域的智能化研究。截止到二0一0年，交通部將陸路、水路的智能化體系歸進(jìn)“九五計(jì)劃”，并在當(dāng)年度的發(fā)展綱要中也作了強(qiáng)調(diào)。此外，國(guó)家還專門為此增設(shè)自然科學(xué)基金以支持，以上種種成分顯示出我國(guó)智能交通系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的成內(nèi)部發(fā)展動(dòng)力。

2.2 外部影響

自從進(jìn)入信息時(shí)代開始，以掌握大數(shù)據(jù)為核心標(biāo)志的云技術(shù)就為智能交通系統(tǒng)賦予了新的時(shí)代內(nèi)涵。其一，它使出行者實(shí)現(xiàn)信息的充分掌握成為可能。當(dāng)主干街道、公路橋梁、水域綠地和行車區(qū)域與禁行區(qū)域等路況信息都被納入信息庫(kù)而成為已知信息的時(shí)候，即便是在完全陌生的地方，出行者也能順利出行。其二，云技術(shù)能夠從宏觀上實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)城市路面狀況的整體把握，進(jìn)而為交通指揮提供有效的參考信息，避免交通堵塞等現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證交通的有序運(yùn)行。最后，云技術(shù)能夠?yàn)槌鲂姓叩陌踩ｑ{護(hù)航。通過該項(xiàng)技術(shù)，出行者能夠?qū)η胺铰访媲闆r進(jìn)行掌握和預(yù)測(cè)，規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)，降低交通事故的發(fā)生概率。

3 無(wú)線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用情況舉例

3.1 GSM技術(shù)應(yīng)用

GSM技術(shù)即對(duì)“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱，指的就是數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)。其中，信息覆蓋范圍的全球性是其最大特點(diǎn)?；谶@一特點(diǎn)，在移動(dòng)通信設(shè)備應(yīng)用的基礎(chǔ)之上將其優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大到交通領(lǐng)域就使得基站與車輛之間信息溝通橋梁的成功建立成為可能。由于該系統(tǒng)涵蓋語(yǔ)音與數(shù)據(jù)雙向業(yè)務(wù)，與在線服務(wù)形式的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相比，前者在智能交通系統(tǒng)中的運(yùn)用就更為高效和便捷。截止到現(xiàn)在，數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)采用安全系數(shù)和保密性更高的撥號(hào)方式接入網(wǎng)絡(luò)，其最高可將近10kh/s的信息傳送速率更是巨大的優(yōu)勢(shì)。此外，在GSM系統(tǒng)運(yùn)行期間，除能實(shí)現(xiàn)信息的傳送之外，還能實(shí)現(xiàn)信息的交流和反饋。盡管部分無(wú)效信息流入或?qū)π熊囘^程中的駕駛員造成干擾，但相比之前有線數(shù)字技術(shù)信息負(fù)載量的有限，GSM技術(shù)無(wú)疑具有更強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

3.2 RDT技術(shù)應(yīng)用

RDT技術(shù)本是指提出于1992年?yáng)|京國(guó)際會(huì)議上的并行工程技術(shù)，應(yīng)用到實(shí)際領(lǐng)域中來(lái)，即指旨在縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的快速設(shè)計(jì)技術(shù)。采用無(wú)線數(shù)據(jù)通信的形式可以對(duì)車輛信息、路面狀況和車流量進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，其所包含的窄頻鏈接紐帶可以在車輛與交通管理平臺(tái)二者之間實(shí)現(xiàn)信息互通。這一技術(shù)對(duì)周邊應(yīng)用環(huán)境要求較高，如在車流量較密集、建筑物較擁擠的城中區(qū)，信息傳送路徑受干擾較明顯，窄帶頻率的使用會(huì)受到較大限制；而在較為空曠的城郊地區(qū)，信息傳遞則較為通暢。目前針對(duì)這一現(xiàn)象，解決的辦法主要是通過采用計(jì)算機(jī)編碼技術(shù)和模擬信號(hào)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)語(yǔ)言翻譯，進(jìn)而在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)信息溝通，分擔(dān)窄帶頻率的信息傳遞壓力，提高信息傳遞效率。

3.3 UMTS技術(shù)應(yīng)用

UMTS即通用移動(dòng)通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，指在原移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上通過引入TD-SCDMA和HSDPA技術(shù)實(shí)現(xiàn)從2G到3G的技術(shù)跨越。該技術(shù)包含更加豐富的網(wǎng)絡(luò)通信種類（如光纖、衛(wèi)星電話等），且在原有基礎(chǔ)上加入了個(gè)性化理念，真正為用戶實(shí)現(xiàn)了“私人訂制”式服務(wù)。此外，相較于原有的通訊手段，3G技術(shù)更為復(fù)雜，其功能也更強(qiáng)大。首先，在云技術(shù)支持下，3G技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)從文字到圖片到音頻視頻可謂一應(yīng)俱全，這就為使用者提供了更加全面的信息供給。其次，3G技術(shù)更具有智能特性，能夠結(jié)合出行者實(shí)際情況給出準(zhǔn)確的信息反饋；且隨著帶寬質(zhì)量的提升，3G信息傳遞速率更快，出行者將有此收獲更好的用戶體驗(yàn)。最后，UMTS服務(wù)對(duì)象范圍極廣，通過對(duì)海量信息分析處理，其所給出的分析數(shù)據(jù)也更加全面準(zhǔn)確。

3.4 IVC技術(shù)應(yīng)用

即主要著眼于實(shí)現(xiàn)信息交互實(shí)時(shí)性的車輛無(wú)線信息通訊技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用早已有之，它主要由以下三大方面構(gòu)成。第一，車輛信息。既包括車輛管理信息，即車牌號(hào)碼、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼、駕駛證、行駛證等相關(guān)登記部門注冊(cè)信息，也包括車輛安全信息，即使用時(shí)長(zhǎng)、剩余油量、各方面性能等事關(guān)行車安全和駕駛者人身安全的信息。第二，路面情況。主要包括同一時(shí)間段的車流總量信息、交通堵塞狀況信息、前方道路積水、施工、深坑等影響駕駛因素信息等。這一技術(shù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和有效反饋兩種機(jī)制的并行使用實(shí)現(xiàn)智能化的交通管制。第三，通訊協(xié)議。在技術(shù)層面，其注重單向雙向數(shù)據(jù)的傳遞，通過采用激光傳遞的形式壓縮信息存儲(chǔ)于傳遞單位，進(jìn)而保證信息傳遞內(nèi)容的完善性傳播方向的準(zhǔn)確性。

3.5 其他應(yīng)用

除上述內(nèi)容以外，無(wú)線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的其他應(yīng)用也不在少數(shù)。以GPRS衛(wèi)星定位系統(tǒng)為例，它對(duì)車輛的具體位置實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)掌握，進(jìn)而不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控車流量和車速，還能通過準(zhǔn)確定位事故車輛進(jìn)而幫助事故處理部門在最短時(shí)間里提供救援。移動(dòng)公司的CDMA系統(tǒng)使檢測(cè)行駛過程中的車輛進(jìn)行成為可能，這就便于交通管理部門對(duì)公交、旅游大巴、BRT甚至地鐵等大型公共交通工具進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而極大提升了公共交通工具的安全系數(shù)。經(jīng)改良之后的無(wú)線接入技術(shù)在此前的基礎(chǔ)之上變?yōu)槎嘀穼拵?，極大提升了信息負(fù)載量和信息傳輸速度，方便了事故現(xiàn)場(chǎng)或行車記錄儀所記錄下的視頻資料的保存和傳輸。

總而言之，今天的智能交通系統(tǒng)能夠得以正常運(yùn)行離不開無(wú)線通信技術(shù)的支持。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為ITS的關(guān)鍵要素的無(wú)線通信技術(shù)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)必將取得更為長(zhǎng)足的進(jìn)步。

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