論智能交通系統中的信息通信系統

高 明,楊愛學

(天津公安交通管理局科研所,天津 300161)

論智能交通系統中的信息通信系統

高 明,楊愛學

(天津公安交通管理局科研所,天津 300161)

我國城市智能交通系統的建立和建設工作目前存在許多滯后、不平衡和發展差距,還處于發展的初級階段。在發展和完善的過程中,信息通信系統的建設尤為必要,完備而先進的信息通信系統必須首先發展和完善信息通信網絡,必須根據我國的國情和城市發展的具體情況來設計和研發,以求實現智能交通通信系統的科學化和現代化。

智能交通;信息通信;系統;網絡

一、城市智能交通系統的相關情況概述

在城市的建設發展中,城市智能交通系統的先進理念科學知識,將被廣泛應用,城市中實現交通智能控制系統是城市實現科學化、現代化管理的重要標志之一,并將使城市道路交通管理發生質的變化,將給城市建設和交通參與者帶來更多的利益,從而使他們享受到更高、更快、更好的服務。

建立智能交通系統是城市發展的趨勢,從發達國家成功經驗來看,道路基礎設施的建設已經不是解決交通運行緊張的唯一辦法,采用智能交通系統管理已經成為解決這些問題的重要途徑。什么是智能交通系統,建設智能交通系統能解決什么問題?從國外經驗來看,智能交通系統(ITS)是綜合運用先進的信息系統、通信網絡、自動控制、定位系統、智能化分析與交通誘導系統等交通工程科學技術,改善交通運行系統的運行情況,以緩和道路堵塞,提高交通效率和安全性,減少交通事故,提高行車安全,減少行駛時間,降低、減輕對環境的污染,使交通參與利用者更方便、更舒適。通過消除道路堵塞等交通隱患,從而建立起一個智能化的、安全、便捷、高效、舒適、環保的先進的綜合交通運行管制體系。

我國城市智能交通系統的建設工作就目前的情況看,系統建設滯后,發展不平衡,差距比較大,沿海城市好于內地城市,大城市好于中小城市,東部地區好于西部地區,都還處于發展的初級階段。這種系統的建設與道路網的建設最好同步進行,在道路設計建設的時候,應將智能交通系統納入基礎建設的內容統一考慮,特別是保障系統正常運行的血脈通信網的建設必須首先考慮。

二、建立城市智能交通系統,首先考慮信息通信網的建設

隨著全球化信息技術的迅猛發展,通信信息產業已經成為國家經濟的支柱產業之一,通信信息和高科技是新世紀發展的重要標志。在通信信息技術迅猛發展的今天,道路交通的建設、智能交通系統的發展離不開通信信息和高科技,而且提出了更高的要求。

城市智能交通系統是由先進的交通管理指揮調度警務系統、先進的交通信號管理控制系統、先進的路況視頻監視測速統計車輛控制系統、先進的交通可變標志誘導管理控制系統、先進的交通警衛信息跟蹤顯示管理系統,先進的交通事故報警處警管理系統,先進的駕駛員信息管理系統、先進的泊車停放調度管理系統、先進的交通警察政務管理系統、先進的交通管理信息采集發布系統等幾大主要系統組成,形成城市的智能交通系統。在這幾大系統中,都離不開通信信息網絡系統,都需要有線無線通信網絡系統的支持。沒有先進的通信信息網絡系統的支持,幾大先進的智能管理系統將無法正常運行,失去它的智能作用。所以,筆者認為,在先進的智能交通管理系統中,通信信息網絡系統必須首先要實現系統的網絡管理化、交換智能化、控制現代化。通信信息網絡系統,在智能交通管理系統中的作用是非常重要的,應該放在首位重視,是首先要必須考慮建設的內容。通信信息網絡系統與智能交通系統的關系,就象人的血脈系統與肌體的關系。一個人的生存,如果沒有暢通的血脈體系在流動,人的生命將失去生存的保障,如果哪部分肢體的血脈阻塞,這一部分肢體將失去存在的價值。同樣,智能交通系統中的通信信息網絡不暢通,將影響到智能交通中幾大先進系統的信息交換傳輸,系統與系統之間、系統與控制中心、本系統內部各部位間的信息交換將受到制約和限制,將失去各系統的智能作用,整個智能交通系統將起不到智能作用。

隨著社會快速發展,科學技術的進步日新月異,信息化通信事業已經成為當今世界發展的大趨勢,信息通信基礎設施快速發展,提升了城市道路交通管理現代化、智能化水平。電子警務建設不斷深入,已經成為轉變警察職能、提高警務管理和服務社會水平的有效手段;信息通信技術在城市智能交通領域的應用效果日益顯著,為管理者和交通參與者享受智能交通帶來的快樂創造了便利條件。

要努力實現城市科學發展、和諧發展、率先發展,更好發揮智能交通在城市建設中的重要作用,都離不開信息化通信網絡。信息化通信的全面滲透和深入應用,不斷推動城市道路管理智能化水平邁向新高度,可顯著提升城市交通管理質量和現代化水平,未來時期,交通發展將面臨越來越嚴重的車輛增加、擁擠和執法環境惡化的壓力,迫切需要深化信息通信技術應用,使信息化通信網對智能交通系統發揮的作用更加廣泛,應用越來越密切。

三、通信網絡系統的建設模式與發展趨勢

智能交通系統中的信息通信網,是城市交通管理部門進行指揮調度、處置事故及突發事件、管理疏導交通、視頻監控檢測記錄違章、警務政務管理的重要技術手段,是向交通參與者提供實時的而不是靜態的情報,保障展示交通誘導信息、發布交通阻塞擁擠情況、提供信號燈最佳綠波配時、播報泊車管理空位參數、提供優質服務的關鍵鏈路技術。它的主要作用是為城市智能交通系統快速、準確傳輸信息提供專用通信保障。通信事業建設的滯后,將制約智能交通系統的發展,不具規模、不成體系、零亂落后的通信方式不能保證智能交通系統的正常工作,交通管理要實現科學化、現代化、智能化,首先要保證通信網建設規模化和網系化,各種信息傳輸暢通無阻。

智能交通系統中的信息通信網,可以采用自建專網、租用城市公網、租與建合網的模式,建設成一個具備有線通信、無線通信、有線與無線互通功能的,以有線光纖固話為主、無線為輔、移動介入、衛星跟蹤定位的立體交叉的體系完整、通信穩定、質量可靠、功能齊全、覆蓋整個城市交通管轄區域的,保證智能交通系統正常工作的有線無線通信系統網。

智能交通系統的有線通信網建設模式,應是一個全方位、大區域、多功能、分層次、互交聯、可拓展、高效率、高質量新科技的有線通信交換體系。

智能交通系統的無線通信建設,采用常規網、集群網或常規集群混合應用模式,為保證通信質量與效果,網絡基站設備可采用同頻群播方式,解決區域間相互干擾,擴大通信覆蓋范圍,滿足警務工作任務、安全保衛任務、日常交通勤務管理使用的需要,具有群呼、組呼、快捷、方便的無線專網通信系統。

設計建設有線無線通信網時,要保證系統的實用性、科學性、新穎性,要具有超前意識,充分考慮它的發展趨勢及新技術應用。

1.充分認識發展光纖通信勢在必行

未來通信遇到的最大問題將是信息量的不斷增大膨脹,通信能否暢通至關重要。要充分認識發展光纖通信勢在必行,光纖通信系統將用于多種有線通信是必然的,讓光纖通信為智能交通系統工作的各種信息的傳輸發揮其作用。

2.充分認識數字通信取代模擬通信是發展的趨勢

未來通信必須以數字通信為主,數字通信比模擬通信具有較多的優越性。隨著社會的發展進步,人們對通信的要求就會越來越高,而隨著數字通信的發展,原有的模擬通信方式逐漸表現出不能適應現代化對通信的要求,因此,充分認識數字通信取代模擬通信是發展的趨勢,改造現有的各種模擬通信系統為數字通信系統是今后通信發展的一個必然趨勢。

3.充分認識計算機與通信相結合的新概念

計算機與通信相結合是通信發展的一個新階段,計算機作為通信指令主體的結果,是人工操作指令無法比擬的,以新型的數據傳輸為主的計算機通信網,將成為實現通信現代化的一種重要手段。新的計算機通信網絡的開發與應用將給通信帶來一個全新的發展,要充分認識計算機與通信相結合的新概念,要應用新概念,讓它為智能交通系統發揮其作用。

4.充分認識多媒體通信技術的應用發展趨勢

多媒體通信是一門新技術,目前計算機界和通信界都在研究這門新技術,由于著眼點和研究方法不同,因而從論述上也不完全相同。多媒體通信業務種類繁多,將來的通信業務都會是多媒體通信業務,特別是寬帶通信業務也將全部是多媒體業務,要充分認識多媒體通信技術的應用發展趨勢,讓它為智能交通系統的各種信息的傳輸發揮其作用。

5.充分認識有線無線相互介入互通互補的重要性

有線通信網中介入無線通信,無線通信網介入有線通信,有線無線能夠互通的一種新的通信方式已經興起,將為有線無線通信傳輸提供迅速而可靠的通信手段。在城市道路交通管理工作中,應用有線和無線通信,保障智能交通系統正常運行,是科學化管理交通的重要標志。通信網要實現有線轉無線、無線轉有線、無線不同頻率的自動互轉、有線和無線互通,具有智能化轉接,轉接方式多樣,有線無線相互介入互通互補,將給有線局域網絡和無線局域網絡帶來新的生命與技術革命。

6.充分認識跟蹤定位技術的應用與發展方向

由于交通管理是動態的,活動范圍廣、管轄范圍大,加之管理保障任務的復雜性,將衛星通信定位系統應用于交通管理是比較理想的通信手段。隨著智能交通系統的發展,交通管理工作應用衛星通信也將是今后的發展方向。

四、通信網是保障智能交通系統正常運行的關鍵

通信網絡在智能交通系統中占有非常重要的地位,是保障系統正常運行的關鍵,是系統的血脈與命脈,只有保證通信網絡暢通,才能最大限度地發揮智能交通系統的智能功能。

1.保障交通信號控制管理系統通信暢通,實現綠波通行

智能交通系統中的交通信號控制管理系統,是將計算機控制的城市交通信號系統的中央控制、區域控制、路口控制三者設備有機連接在一起,形成一體化的控制模式,提高控制能力。該系統由交通流量信息采集與信息處理兩部分組成。采集部分包括自適應或感應信息提取、微波檢測、視頻檢測、人工信息采集四個子系統;處理部分包括中央和區域設備對采集信息的實時統計、運算,保存信息數據,提供優化后的信號燈配時,實現紅綠燈信號自動實時管理。

交通信號控制系統,對城市路口的交通信號實現計算機控制聯網,減少局部交通擁擠,提高交通運行的通行能力和安全性。交通控制信號燈自動配時系統,根據車流量數據對相應路口的信號燈時間進行調整,使每個路口的信號燈配時始終處于比較合理的狀況,實現線控面控綠波帶,從而最大限度地發揮道路通行能力,起到緩解交通擁堵的作用。

首先,保障中央控制與區域控制之間的通信鏈路暢通,優化數據,發布指令。一個城市只可建立一個中央控制、指揮、調度中心,但可建立若干個區域控制分中心。分中心接受中央控制的指令,受中央控制的控制。

其次,保障區域控制與路口控制之間的通信鏈路暢通,實時調整信號燈時間。計算機控制的城市交通信號系統,最終目的是對路口信號機實施控制。如果沒有通信網絡將中央控制、區域控制、路口控制連接在一起,就實現不了計算機對交通信號的控制。

通過建立的中央控制、區域控制、路口控制之間的通信傳輸網,實現了城市交通信號控制系統的智能化。

2.保障交通管理指揮調度警務系統通信暢通,提高調動警力快速反映能力

智能交通系統中的交通管理指揮調度警務系統,是通過應用有線無線通信技術、計算機技術、圖象技術、定位技術,根據交通管理工作的需要,指揮調動布置警力,具有信息反饋、方案決策和組織協調指揮能力的高效、快速、方便的交通管理指揮調度系統。

為了保證上情下達,及時處置事態,及時指揮調度布置警力,必須要建立警務調度系統。調度系統按級按需劃分,決策指揮調度級,情報參謀調度級,勤務管理調度級,動態應急調度級。調度人員可根據實際情況,隨意組成調度方案滿足實際調度需要。只有保障智能交通系統中的交通管理指揮調度警務系統通信暢通,才能有效管理交通,才能保障智能交通系統的正常運行。

3.保障路況視頻監視測速統計控制系統通信暢通,減少違章行為

智能交通系統中的路況視頻監視測速統計控制系統,是一個綜合性交通管理系統,該系統運用了傳感技術、監控攝像技術、通訊技術和計算機技術,組成一個多功能全方位監控的高智能化的處理系統。閉路電視監控系統因其能給人最直接的視覺、聽覺感受,以及對被監控對象的可視性、實時性及客觀性的記錄,因而已成為當前交通安全管理領域的主要手段,被廣泛推廣應用。閉路電視監控系統能實時、形象、真實地反映被監控對象,不但極大地延長了人眼的觀察距離,而且擴大了人眼的機能,它可以在惡劣的環境下代替人工進行長時間監視,讓人能夠看到被監視現場的實際發生的一切情況,并通過錄像記錄下來。

利用閉路電視監控系統,可以提高管理效率,實現實時指揮和調度,處理和保存信息。因此,只有保證路況視頻監視測速統計控制系統通信暢通,才能減少違章行為,才能實時、形象、真實地反映被監控范圍實況活動圖象,為管理者、決策者制定科學管理交通提供可靠數據。

4.保障可變標志信息板誘導管理系統通信暢通,根據交通擁擠信息,選擇最佳路線,減少運行等待時間

智能交通系統中的交通誘導管理系統,是提示交通參與者注意前方道路是否正常,有無擁擠。根據阻塞情況發出誘導指令,指揮車輛繞行,減少運行等待時間,提高運輸效果。

在智能交通系統中,需要大量的能隨機變換圖案或定時變換圖案的可變標志,隨著計算機用于交通管理,更需要大量的能受計算機控制而靈活顯示圖案的顯示板標志。可變標志的實施,將使城市交通靜態管理變為動態管理,為現代化計算機管理交通,智能化管理交通帶來方便。

只有保證可變標志信息板誘導管理系統通信暢通,才能為群眾提供選擇運行路線,根據交通擁擠信息,準確選擇最佳路線,才能節省駕駛人員的時間,減少運行等待時間,減少能源的消耗及對大氣的污染。

5.保障交通警衛信息跟蹤顯示管理系統通信暢通,高效安全,萬無一失

在交通管理工作中,交通警衛任務占有非常重要的地位,要做到高效安全、萬無一失,保證警衛任務的順利實施,保證警衛任務的安全進行,做到隨時了解、掌握進行情況,要設計建立警衛信息跟蹤同步顯示系統,實現警衛信息監視、監測、視訊顯示跟蹤一體化。

警衛信息監視監測技術,可利用 GPS定位系統,實時監視監測警衛車隊信號車所在的位置;警衛信息視訊視頻傳輸技術,應用無線視頻通信手段,實現實時監視功能。警衛信息實時同步顯示,可運用聲學、光學、無線傳播技術,將警衛車隊的真實運行情況在中心指揮室可一目了然。這些工作都離不開通信的保障,只有保障交通警衛信息跟蹤顯示管理系統通信暢通,才能做到高效安全、萬無一失。

6.保障對交通參與者應急救助系統通信暢通,以人為本,保護人民生命財產安全,減少經濟損失

智能交通系統中的對交通參與者應急救助系統,也就是交通事故報警、接警、處警系統。隨著車輛的增加,城市道路擁擠、堵塞的情況日益嚴重,交通事故不斷增長,在發生交通事故后,如何快速報警,及時快速處理事故現場,救助傷員,保護人民生命財產安全,減少因交通事故引起的堵塞,減少經濟損失,這都需要保證應急救助系統通信暢通。只有保證應急救助系統通信暢通,才能縮短報警、接警與處理交通事故時間,實現應急快速救助的目的。否則,人民生命財產得不到及時快速救助,會造成人員傷亡,加大經濟損失。

應急救助系統統一指揮調度協調警力,及時處理交通事故,提高快速反映和處置突發事件的能力。應急救助系統管理模式,以指揮中心為核心,即一級接處警單位,基層為二級三級接處警單位。采用集中管理控制,分開接處警和操作實施應用,既可使中心與基層同時接警,又可單獨接警。系統技術上實現高水準,管理上實現實時在線的分級處理、相互協調、密切合作、上級監控下級、高效有序的管理模式。

7.保障駕駛員車輛信息管理系統通信暢通,提供快速檢索通道,準確判斷真偽,合理調度車輛,提高運輸能力

智能交通系統中的駕駛員車輛信息管理系統,是對交通參與者的管理,主要是對駕駛員和車輛的管理。

首先,快速檢索、準確判斷真偽。運用先進的駕駛員車輛信息管理系統,對駕駛員車輛信息進行檢索,進行科學的管理。一是機動車信息查詢;二是駕駛員信息查詢;三是被盜車輛信息查詢;四是駕駛員、車輛漏檢漏驗信息查詢;五是法律法規相關政策文件的查詢。

其次,確定車輛位置,合理調度車輛,提高運輸能力。先進的衛星定位車輛調度系統,已在車輛管理領域應用。利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置,并可以隨目標移動進行跟蹤運輸。通過車輛調度系統,調度人員隨時可以確定入網車輛的方位,并進行調度,提供最佳行駛路線,最快的路線、最簡單的路線、最少的路線等信息,提高運輸能力,實現車輛管理信息化、網絡化,安全與運輸雙贏。通過車輛定位和監控管理系統,對遇有險情車輛或事故車輛發出的求助報警信號,顯示報警目標,并以報警聲光提醒值班人員進行緊急援助。

8.保障泊車停放調度管理系統通信暢通,自動檢測車位占有率,隨時發布空位信息,減少尋位時間

泊車停放調度管理系統,是智能交通系統的重要組成部分,建設和管理好停車場地,是衡量智能交通管理水平的重要標尺參數,要合理設計泊車場地的建設數量、建設規模,要建設高水平的停車場,應用高科技手段管理停車場,管理系統實現遙控視頻監視,出入車輛統計,自動檢測車位占有率,發布空位情況,免得司機無目的到處亂跑瞎兜尋空位,減少尋位時間,減少馬路上車輛亂停亂放現象,這些都需要通信暢通來保障,只有保證了泊車停放調度管理系統通信暢通,才能隨時發布空位信息,系統提示司機哪里有空位,供司機選擇,既方便省時,又改善了馬路秩序,營造良好的交通環境,為經濟建設服務。

9.保障交通信息采集發布系統通信暢通,發布真實可靠信息,供人們參考

智能交通系統中的交通信息采集發布系統,應用地圖地理信息集成管理不同來源的交通信息,通過計算機網絡進行數據管理和統計分析,將優化數據信息資料,實時提供給電臺、電視臺、交通控制調度中心等部門播報道路狀況使用,還可以通過道路上的顯示信息牌,顯示“交通擁擠狀況”及“車輛運行等待時間”進行通報。只有保障交通信息采集發布系統通信暢通,才能發布真實可靠信息,供人們參考。

10.保障交通警察政務管理系統通信暢通,實現辦公網絡化、自動化,節約紙張、減少浪費

通信網絡對城市智能交通建設發展和管理的作用與日俱增,已經廣泛應用到警務要事、警務服務和交通管理社會生活的方方面面,建立通信專網勢在必行,它將對城市交通管理工作上水平,上臺階,真正實現管理的智能化、科學化、現代化,辦公網絡化、自動化,對節約紙張、減少浪費發揮巨大的作用,更重要的是利于公安保密,其功能如下:一是內部警備電話交換通信功能;二是電視電話會議通信功能;三是網絡信息傳真通信功能。

總之,通信網絡在智能交通系統中占有非常重要的地位,是保障系統正常運行的關鍵,是系統的血脈與命脈,只有保證通信網絡暢通,才能最大限度地發揮智能交通系統的智能功能。人類社會已進入了信息時代,信息通信和高科技在未來新時代將達到迅猛發展,信息通信和高科技是新世紀、新時代發展的重要象征。在信息通信和高科技迅猛發展的今天和未來,智能交通系統的建設與發展離不開信息通信和高科技,而且對它們的要求提出了更高的水平,要求智能交通系統中的通信信息,必須實現網絡化、科學化、現代化。

智能交通系統信息通信要建設,要實現網絡化、科學化、現代化,就是要抓住城市道路交通系統建設機遇,推動智能交通系統中的通信事業的建設與發展。智能交通系統通信的建設與發展,是城市智能交通系統建設發展的需要,是社會發展的趨勢,是時代賦予的使命。

[1] 周正,等.通信工程新技術實用手冊[M].北京:北京郵電大學出版社,2002.

[2] 賀良華,等.網絡化信息采集在智能交通中的應用[J].自動化與儀表,2008(3).

[3] 婁燕,等.動態虛擬智能交通場景的研究與實現[J].計算機工程,2008(1).

[4] 崔艷萍.中國智能交通發展戰略研究的思路及內容探討[J].交通運輸系統工程與信息,2003(2).

[5] 代博蘭,等.面向智能交通的數據采集技術的研發現狀[J].中國水運:下半月,2009(3).

[6] 李陽,等.快速路智能交通系統研究[J].天津工業大學學報,2007(5).

責任編輯:張彩云

U491.2

A

1671-8275(2010)01-0054-04

2009-10-20

高明(1958-),男,天津人,天津公安交通管理局科研所工程師;

楊愛學(1950-),男,天津人,天津公安交通管理局科研所高級工程師。