智能交通系統(tǒng)中無線通信網(wǎng)絡(luò)的研究

印峰

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，智能交通系統(tǒng)的功能越來越強大。由最初的語音傳輸、電路轉(zhuǎn)換傳輸發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)通信、計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)高度融合的交通通信。技術(shù)的發(fā)展，使得交通管制更加快捷、智能、高效，在很大程度上為人們的出行提供了便利，而且為駕駛者的生命安全提供了一定的保障。

關(guān)鍵詞：智能交通 無線通信 研究

1、相關(guān)概念辨析

1.1無線通信技術(shù)概念

無線通信技術(shù)指通過利用電磁波信號在空氣中可傳遞這一特性實現(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)展進步，無線通信技術(shù)在原有的“一對一”基礎(chǔ)上實現(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“一對多”通信模式，其信息傳遞效率大大提升。從藍(lán)牙到wifi，無線通信技術(shù)遍布我們生活的方方面面，它對交通領(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）又稱為智能運輸系統(tǒng)，其核心要義就在于對以無線技術(shù)為代表的先進科技技術(shù)的運用。除這項技術(shù)之外，相比之前的人工交通，智能交通系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上還加入了計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動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更加安全、便捷和高效的平臺上展開。采取這一技術(shù)是減少危險、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，其無線化、數(shù)字化、精確化的發(fā)展趨勢在那時就已經(jīng)初現(xiàn)端倪。到了八十年代改革開放后，我國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“九五計劃”，并在當(dāng)年度的發(fā)展綱要中也作了強調(diào)。此外，國家還專門為此增設(shè)自然科學(xué)基金以支持，以上種種成分顯示出我國智能交通系統(tǒng)擁有強大的成內(nèi)部發(fā)展動力。

2.2外部影響

自從進入信息時代開始，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)賦予了新的時代內(nèi)涵。其一，它使出行者實現(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而成為已知信息的時候，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)能夠從宏觀上實現(xiàn)對整個城市路面狀況的整體把握，進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)，保證交通的有序運行。最后，云技術(shù)能夠為出行者的安全保駕護航。通過該項技術(shù)，出行者能夠?qū)η胺铰访媲闆r進行掌握和預(yù)測，規(guī)避潛在風(fēng)險，降低交通事故的發(fā)生概率。

3、無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的改進歷程

3.1無線語音通信和數(shù)字通信

起初將無線通信運用到交通中，只為站與站間的接洽提供了通知服務(wù)，相當(dāng)于僅有無線電話通信的功能，而其它數(shù)據(jù)信息不能夠進行傳輸，并且兩個站點的通信頻道有特殊的規(guī)定。GSM全球移動通信就屬于數(shù)字通信。數(shù)字通信相對于傳統(tǒng)的通信增加了數(shù)據(jù)的功能板塊，數(shù)據(jù)包括文本、圖片、鏈接等內(nèi)容。數(shù)據(jù)和語音雙結(jié)合改變了原有信道占用的方式，從固定占用變成了通信時段的占用，大大的增加了頻率的使用率，提高了通信的速度。并且駕駛員和控制中心具有了端對端的交流方式，即個體終端對控制中心的封閉交流，而不再僅限于廣播的形式。

3.2 GSM和GPRS系統(tǒng)的比較

GPRS分組交換系統(tǒng)是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的。GSM相當(dāng)于無線電話和數(shù)字通信的產(chǎn)品，GPRS相當(dāng)于準(zhǔn)三代的和網(wǎng)絡(luò)通信的產(chǎn)品。GPRS分組交換模式，在交通的通信上發(fā)揮著極大的用處。它具有隨時在線、隨時傳播、按量計費，傳播速度相對于GSM的電路轉(zhuǎn)換來說速度更快。電路轉(zhuǎn)換技術(shù)占用固定頻道，延緩了整個通信的傳播速度。GPRS不僅提高了傳播速度，而且信息在沒有電或網(wǎng)的情況下可以進行保存，特別是接入時間段不需要重復(fù)登錄或者再次撥號。

3.3第三代無線通信

第三代無線通信實際上就是3G通信，它是在WiFi的影響下發(fā)明出來的，使得信號傳輸可以長期時間在線，隨時傳輸。并且使得不同通訊終端可以通信，如電腦、手機、傳真等等聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品任意交換信息。同時網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使得圖片、文本等數(shù)據(jù)和語言傳播效率和質(zhì)量大大提升。在智能交通系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的通信方式，極大的豐富了獲得信息的內(nèi)容和質(zhì)量，甚至可以做到遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、鎖定嫌疑車輛、設(shè)計最佳援救路線等。

4、智能交通系統(tǒng)中無線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析

4.1公共領(lǐng)域無線。GSM是由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織制定的一種數(shù)字移動通信標(biāo)準(zhǔn)，空中接口多采用時分多址技術(shù)。WCDMA主要采用寬帶碼分多址技術(shù)，其與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)具有相似的結(jié)構(gòu)，可以劃分為頻分雙工等方式。在實踐使用中，碼片速率為3.85Mcps，載波寬帶為5MHz。TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)是由中國第一次提出，也是我國在無線通信領(lǐng)域研究的一項重大突破，并在國際上使用的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)綜合了多種通信方式的優(yōu)勢，通過綜合使用智能天線等技術(shù)，在很大程度增強了無線通信的傳輸容量及效率，且能夠避免外部因素的過度干擾。

4.2短距離通信。DSRC是一種用于車輛的無線通信技術(shù)，能夠在車——路、車——車之間形成良好的通信網(wǎng)絡(luò)。該項智能交通系統(tǒng)中無線通信網(wǎng)絡(luò)的研究技術(shù)能夠為系統(tǒng)運行提供高速、實時的數(shù)據(jù)傳輸，能夠保證通信鏈路低時延以及系統(tǒng)運行可靠性，能夠有效節(jié)約成本，提高道路運行有效性。在實踐中，該項技術(shù)能夠?qū)Ω咚僖苿拥奈矬w進行監(jiān)測。WcWiLL建立在空中接口的下行共享信道基礎(chǔ)上，能夠發(fā)揮語音組呼功能，各項功能指標(biāo)符合集群調(diào)度應(yīng)用需求，最為關(guān)鍵的是其與系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的鏈接，形成無線虛擬專網(wǎng)，最大限度上避免外部因素對信息傳輸?shù)倪^度干擾，確保數(shù)據(jù)信息傳輸可靠、真實性。雖然，WLAN是當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣的無限寬帶接入技術(shù)，但是其通信覆蓋率過小，更多的是用于室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)，在智能交通系統(tǒng)應(yīng)用中還存在一定局限性，尤其是超過百米以上的距離，較易受到外部因素的干擾。

4.3比較分析。通過對當(dāng)前智能交通系統(tǒng)中無線通信網(wǎng)絡(luò)的研究，我們進行綜合比較發(fā)現(xiàn)，不同的接入技術(shù)，對應(yīng)的性能也有所差別，如無線蜂窩技術(shù)無法有效滿足時延需求，需要始終保持連接狀態(tài)，才能夠滿足短時告警類業(yè)務(wù)，如果采取這種方式，將會在很大程度上增加系統(tǒng)運行成本、且會過度消耗終端電能。但是該項技術(shù)在實踐中，具有覆蓋廣等優(yōu)勢，適用于支持交通效率、信息服務(wù)等多個環(huán)境當(dāng)中。如在公交車內(nèi)安裝具有蜂窩功能的無線識別器，站內(nèi)具備監(jiān)控器當(dāng)中同樣安裝該設(shè)備，在運行過程中，能夠接受到車內(nèi)無線設(shè)備發(fā)來的信號，以此來檢測車輛的到達(dá)時間、車牌號等。同時向公交車發(fā)送站臺標(biāo)識號，公交車能夠根據(jù)收到的信號進行自動報站，根據(jù)車輛發(fā)來信號的強弱判斷車輛與控制中心之間的距離，從而準(zhǔn)確掌握每輛公交車的運行狀況，進行科學(xué)合理調(diào)度公交車。而對于短距離通信來說，DSRC技術(shù)具有較好的時延性特點，在相對安全的環(huán)境當(dāng)中較為適用，如固定管理節(jié)點與移動臺之間的通信。

5、結(jié)語

智能交通系統(tǒng)運用在交通的各個方面，向著更加精細(xì)和廣泛的方向發(fā)展。每一位司機在享用無線通信帶來便利的同時，應(yīng)該謹(jǐn)遵交通法規(guī)，這是交通安全流暢的基本條件和首要條件。在技術(shù)提高出行效率和保障生命安全的同時，不能完全依靠技術(shù)，而應(yīng)該依靠內(nèi)在的約束力保證自身的安全。

參考文獻

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