智能交通系統中的無線通信技術及其應用

摘 要

智能交通系統（ITS Intelligent Transportation System）是為了緩解城市交通擁擠以及車輛駕駛安全的問題而出現的。智能交通系統主要是基于車輛無線通信技術和移動通信技術形成的，本文主要介紹了它們工作原理以及兩者在交通系統中的實際應用。

【關鍵詞】智能交通系統 無線通信技術 應用

1 車輛無線通信技術及其應用

1.1 車輛無線通信技術

車輛無線通信技術在短距離（100米以內）和方向性傳輸方面有效，經由激光和毫米波信道雙向或者單向的傳輸數據，它們還可以進行不停的轉換，每幀周期為25ms一幀中有25個間隙。車輛無線通信傳輸的實時信息包括：旅游信息（交通擁堵、道路信息、交通法規等）；車輛管理與監控；駕駛員的信息（駕駛員身份信息、特種車隊信息、車輛運輸貨物信息等）；車輛安全信息（車輛狀況、車輛位置、車輛行駛速度等）。車輛安全信息主要用于保證車輛安全，能夠避免如追尾、碰撞等交通事故，這項功能也是車輛無線通信的最主要的功能。

車輛無線通信技術主要包括兩種結構即路—車通信系統和車—車通信系統。如圖1圖2所示。在路—車系統中主要有輔助駕駛的信息包括交叉路口的車輛信息，道路警示信息。但是車輛在制定位置、速度警示車輛間不能相互通信，他們需要借助路邊的基站設施，才能完成。車—車通信系統中車聯合車輛之間就可以相互傳輸信息，這種情況下車輛自身必須擁有移動技術設備，才能夠自動檢測出通信范圍的車輛的各類信息。不依賴與路面基礎設備的車—車通信系統有更強的適應性。

1.2 車輛無線通信技術具體應用（智能公路和智能車輛）

在美國有一項智能化公路項目，運輸管理部分在在公路上安裝傳感器、攝像頭設備采集公路信息，再將這些信息進行實時發布，進而解決道路交通擁擠問題、實行智能收費以及車輛監控警示。車輛自身也載有高性能的處理器以及傳感器，具有信息采集和處理計算信息功能，車輛不僅能接收到公路信息還能接收附近車輛發出的信息。這就是將公路與汽車納入了一個電信網中，每臺車輛就像是移動電話，從而實現了車輛與公路的通信以及車—車信息交換。

2 移動通信技術及應應用

2.1 移動通信技術

如今廣泛運用于交通智能系統中的無線通信技術分別是第三代無線通信以及第四代無線通信技術。

在第三代無線移動通信工作原理中有三種通信區域分別是微微蜂窩區、微蜂窩區以及宏蜂窩區。微微蜂窩區能夠實現局域網（社區、校區、辦公樓）的通信；微蜂窩區則能實現城市與郊區范圍內的通信；宏蜂窩區能夠實現城市之間的漫游通信。運用第三代無線移動通信技術建立的智能交通系統能夠提高交通安全性和加強車輛管理。因為第三代無線移動通信采用異步轉換技術，傳播速率可達2—156mb/S，依靠衛星和地面網絡實現全球漫游，通信信息甚至覆蓋了水、陸、空運輸各部門。

LET即第四代無線通信技術，第四代通信技術在數據傳輸方面有更良好的性能，因此運用于交通智能系統中能夠進行數據較大的路況視頻、圖片傳送，并且具有傳輸速度快，信息損壞可能性低等特點。第四代無線通信技術在定位車輛、收集交通路況信息方面精確度很高，因此用于導航和道路最優化選擇等輔助車輛駕駛作用十分明顯。

2.2 移動通信技術應用

（1）車輛調度管理。3G（GPS GSM GIS）系統是一套科學有效的24小時移動車輛管理調度系統。它是利用GPS精確的定位系統和電信行業的移動通訊網絡對車輛進行實時監控。3G網絡技術能為車輛調度管理提供技術。通過3G技術的使用可以更加合理安排城市公交路線，并且能夠定位故障車輛，及時調整公交運行狀況。公交系統特有的電子播報語音以及沿途站點提示都是基于3G技術形成的。另外電子站牌能通過無線數據接收到公交車的位置和到站時間，為乘客提供了極大的方便，大大提高了工作效率。

出租車行業的汽車調度管理顯得尤為重要。基于3G系統的出租車叫車業務主要是乘客撥打出租車調度中心電話，調度中心再根據乘客信息搜尋最近的空車。叫車業務能夠節約乘客等車時間，能減少出租車在街上游蕩對空氣造成污染還能減少空車率，提高了經濟效益等。不僅如此，車輛調度系統還能保護乘客以及駕駛人的安全以及防止車輛丟失等功能。

（2）汽車導航技術。汽車導航是智能交通系統中使用最廣泛技術，它的使用給汽車出行帶來了極大的方便。汽車導航系統包括全球定位系統（GPS）和車輛導航系統兩個部分。

全球定位系統主要由用戶接收設備、地面監控裝置以及空間衛星組成。通過衛星無線通信探測道路情況，地面監控裝置將監測到的信息發送到衛星上，之后衛星再將這些數據信息發射回地面。車輛導航系統中有接收裝置，通過接收衛星傳送的數據確定車輛的位置，汽車導航系統會將獲得的定位信息作為出發點，在用戶通過文字或者語音輸入目的地信息之后，導航系統會自動讀取存儲在光盤中的電子地圖，然后自動計算出路線。用戶還能指定行在駛途中想要經過的地點或者道路，接著車輛導航顯示設備中就會出現線路指導信息。在行駛的過程中，如果車輛偏離了提示路線，導航系統還能重新根車身位置和目的地的信息重新計算出路線。在導航系統顯示器上還會顯示根據衛星定位出的汽車維修點、高速路服務區以及加油站站點等重要信息。

3 結語

無線通信技術和車輛無線通信技術在智能交通系統的使用在發達國家已經較為成熟，發達國家智能交通系統推廣和使用不僅在交通安全和車輛管制方面起到作用，還能有效緩解交通污染以及資源消耗的問題，并且在增強國際競爭力和提升國家安全方面發揮了重要作用。

參考文獻

[1]畢然，黨梅梅.智能交通系統標準化現狀及發展趨勢[J].電信網技術，2012（04）.

[2]徐琳，曲仕茹.基于數據流挖掘的交通流狀態辨識方法研究[J].西北工業大學學報，2013（01）.

作者簡介

翁武林（1980-），男，工程師，主要從事GSM/3G/LTE無線接入網的研發工作，對無線網絡演進、新業務發展及5G有一定研究。endprint

摘 要

智能交通系統（ITS Intelligent Transportation System）是為了緩解城市交通擁擠以及車輛駕駛安全的問題而出現的。智能交通系統主要是基于車輛無線通信技術和移動通信技術形成的，本文主要介紹了它們工作原理以及兩者在交通系統中的實際應用。

【關鍵詞】智能交通系統 無線通信技術 應用

1 車輛無線通信技術及其應用

1.1 車輛無線通信技術

車輛無線通信技術在短距離（100米以內）和方向性傳輸方面有效，經由激光和毫米波信道雙向或者單向的傳輸數據，它們還可以進行不停的轉換，每幀周期為25ms一幀中有25個間隙。車輛無線通信傳輸的實時信息包括：旅游信息（交通擁堵、道路信息、交通法規等）；車輛管理與監控；駕駛員的信息（駕駛員身份信息、特種車隊信息、車輛運輸貨物信息等）；車輛安全信息（車輛狀況、車輛位置、車輛行駛速度等）。車輛安全信息主要用于保證車輛安全，能夠避免如追尾、碰撞等交通事故，這項功能也是車輛無線通信的最主要的功能。

車輛無線通信技術主要包括兩種結構即路—車通信系統和車—車通信系統。如圖1圖2所示。在路—車系統中主要有輔助駕駛的信息包括交叉路口的車輛信息，道路警示信息。但是車輛在制定位置、速度警示車輛間不能相互通信，他們需要借助路邊的基站設施，才能完成。車—車通信系統中車聯合車輛之間就可以相互傳輸信息，這種情況下車輛自身必須擁有移動技術設備，才能夠自動檢測出通信范圍的車輛的各類信息。不依賴與路面基礎設備的車—車通信系統有更強的適應性。

1.2 車輛無線通信技術具體應用（智能公路和智能車輛）

在美國有一項智能化公路項目，運輸管理部分在在公路上安裝傳感器、攝像頭設備采集公路信息，再將這些信息進行實時發布，進而解決道路交通擁擠問題、實行智能收費以及車輛監控警示。車輛自身也載有高性能的處理器以及傳感器，具有信息采集和處理計算信息功能，車輛不僅能接收到公路信息還能接收附近車輛發出的信息。這就是將公路與汽車納入了一個電信網中，每臺車輛就像是移動電話，從而實現了車輛與公路的通信以及車—車信息交換。

2 移動通信技術及應應用

2.1 移動通信技術

如今廣泛運用于交通智能系統中的無線通信技術分別是第三代無線通信以及第四代無線通信技術。

在第三代無線移動通信工作原理中有三種通信區域分別是微微蜂窩區、微蜂窩區以及宏蜂窩區。微微蜂窩區能夠實現局域網（社區、校區、辦公樓）的通信；微蜂窩區則能實現城市與郊區范圍內的通信；宏蜂窩區能夠實現城市之間的漫游通信。運用第三代無線移動通信技術建立的智能交通系統能夠提高交通安全性和加強車輛管理。因為第三代無線移動通信采用異步轉換技術，傳播速率可達2—156mb/S，依靠衛星和地面網絡實現全球漫游，通信信息甚至覆蓋了水、陸、空運輸各部門。

LET即第四代無線通信技術，第四代通信技術在數據傳輸方面有更良好的性能，因此運用于交通智能系統中能夠進行數據較大的路況視頻、圖片傳送，并且具有傳輸速度快，信息損壞可能性低等特點。第四代無線通信技術在定位車輛、收集交通路況信息方面精確度很高，因此用于導航和道路最優化選擇等輔助車輛駕駛作用十分明顯。

2.2 移動通信技術應用

（1）車輛調度管理。3G（GPS GSM GIS）系統是一套科學有效的24小時移動車輛管理調度系統。它是利用GPS精確的定位系統和電信行業的移動通訊網絡對車輛進行實時監控。3G網絡技術能為車輛調度管理提供技術。通過3G技術的使用可以更加合理安排城市公交路線，并且能夠定位故障車輛，及時調整公交運行狀況。公交系統特有的電子播報語音以及沿途站點提示都是基于3G技術形成的。另外電子站牌能通過無線數據接收到公交車的位置和到站時間，為乘客提供了極大的方便，大大提高了工作效率。

出租車行業的汽車調度管理顯得尤為重要。基于3G系統的出租車叫車業務主要是乘客撥打出租車調度中心電話，調度中心再根據乘客信息搜尋最近的空車。叫車業務能夠節約乘客等車時間，能減少出租車在街上游蕩對空氣造成污染還能減少空車率，提高了經濟效益等。不僅如此，車輛調度系統還能保護乘客以及駕駛人的安全以及防止車輛丟失等功能。

（2）汽車導航技術。汽車導航是智能交通系統中使用最廣泛技術，它的使用給汽車出行帶來了極大的方便。汽車導航系統包括全球定位系統（GPS）和車輛導航系統兩個部分。

全球定位系統主要由用戶接收設備、地面監控裝置以及空間衛星組成。通過衛星無線通信探測道路情況，地面監控裝置將監測到的信息發送到衛星上，之后衛星再將這些數據信息發射回地面。車輛導航系統中有接收裝置，通過接收衛星傳送的數據確定車輛的位置，汽車導航系統會將獲得的定位信息作為出發點，在用戶通過文字或者語音輸入目的地信息之后，導航系統會自動讀取存儲在光盤中的電子地圖，然后自動計算出路線。用戶還能指定行在駛途中想要經過的地點或者道路，接著車輛導航顯示設備中就會出現線路指導信息。在行駛的過程中，如果車輛偏離了提示路線，導航系統還能重新根車身位置和目的地的信息重新計算出路線。在導航系統顯示器上還會顯示根據衛星定位出的汽車維修點、高速路服務區以及加油站站點等重要信息。

3 結語

無線通信技術和車輛無線通信技術在智能交通系統的使用在發達國家已經較為成熟，發達國家智能交通系統推廣和使用不僅在交通安全和車輛管制方面起到作用，還能有效緩解交通污染以及資源消耗的問題，并且在增強國際競爭力和提升國家安全方面發揮了重要作用。

參考文獻

[1]畢然，黨梅梅.智能交通系統標準化現狀及發展趨勢[J].電信網技術，2012（04）.

[2]徐琳，曲仕茹.基于數據流挖掘的交通流狀態辨識方法研究[J].西北工業大學學報，2013（01）.

作者簡介

翁武林（1980-），男，工程師，主要從事GSM/3G/LTE無線接入網的研發工作，對無線網絡演進、新業務發展及5G有一定研究。endprint

摘 要

智能交通系統（ITS Intelligent Transportation System）是為了緩解城市交通擁擠以及車輛駕駛安全的問題而出現的。智能交通系統主要是基于車輛無線通信技術和移動通信技術形成的，本文主要介紹了它們工作原理以及兩者在交通系統中的實際應用。

【關鍵詞】智能交通系統 無線通信技術 應用

1 車輛無線通信技術及其應用

1.1 車輛無線通信技術

車輛無線通信技術在短距離（100米以內）和方向性傳輸方面有效，經由激光和毫米波信道雙向或者單向的傳輸數據，它們還可以進行不停的轉換，每幀周期為25ms一幀中有25個間隙。車輛無線通信傳輸的實時信息包括：旅游信息（交通擁堵、道路信息、交通法規等）；車輛管理與監控；駕駛員的信息（駕駛員身份信息、特種車隊信息、車輛運輸貨物信息等）；車輛安全信息（車輛狀況、車輛位置、車輛行駛速度等）。車輛安全信息主要用于保證車輛安全，能夠避免如追尾、碰撞等交通事故，這項功能也是車輛無線通信的最主要的功能。

車輛無線通信技術主要包括兩種結構即路—車通信系統和車—車通信系統。如圖1圖2所示。在路—車系統中主要有輔助駕駛的信息包括交叉路口的車輛信息，道路警示信息。但是車輛在制定位置、速度警示車輛間不能相互通信，他們需要借助路邊的基站設施，才能完成。車—車通信系統中車聯合車輛之間就可以相互傳輸信息，這種情況下車輛自身必須擁有移動技術設備，才能夠自動檢測出通信范圍的車輛的各類信息。不依賴與路面基礎設備的車—車通信系統有更強的適應性。

1.2 車輛無線通信技術具體應用（智能公路和智能車輛）

在美國有一項智能化公路項目，運輸管理部分在在公路上安裝傳感器、攝像頭設備采集公路信息，再將這些信息進行實時發布，進而解決道路交通擁擠問題、實行智能收費以及車輛監控警示。車輛自身也載有高性能的處理器以及傳感器，具有信息采集和處理計算信息功能，車輛不僅能接收到公路信息還能接收附近車輛發出的信息。這就是將公路與汽車納入了一個電信網中，每臺車輛就像是移動電話，從而實現了車輛與公路的通信以及車—車信息交換。

2 移動通信技術及應應用

2.1 移動通信技術

如今廣泛運用于交通智能系統中的無線通信技術分別是第三代無線通信以及第四代無線通信技術。

在第三代無線移動通信工作原理中有三種通信區域分別是微微蜂窩區、微蜂窩區以及宏蜂窩區。微微蜂窩區能夠實現局域網（社區、校區、辦公樓）的通信；微蜂窩區則能實現城市與郊區范圍內的通信；宏蜂窩區能夠實現城市之間的漫游通信。運用第三代無線移動通信技術建立的智能交通系統能夠提高交通安全性和加強車輛管理。因為第三代無線移動通信采用異步轉換技術，傳播速率可達2—156mb/S，依靠衛星和地面網絡實現全球漫游，通信信息甚至覆蓋了水、陸、空運輸各部門。

LET即第四代無線通信技術，第四代通信技術在數據傳輸方面有更良好的性能，因此運用于交通智能系統中能夠進行數據較大的路況視頻、圖片傳送，并且具有傳輸速度快，信息損壞可能性低等特點。第四代無線通信技術在定位車輛、收集交通路況信息方面精確度很高，因此用于導航和道路最優化選擇等輔助車輛駕駛作用十分明顯。

2.2 移動通信技術應用

（1）車輛調度管理。3G（GPS GSM GIS）系統是一套科學有效的24小時移動車輛管理調度系統。它是利用GPS精確的定位系統和電信行業的移動通訊網絡對車輛進行實時監控。3G網絡技術能為車輛調度管理提供技術。通過3G技術的使用可以更加合理安排城市公交路線，并且能夠定位故障車輛，及時調整公交運行狀況。公交系統特有的電子播報語音以及沿途站點提示都是基于3G技術形成的。另外電子站牌能通過無線數據接收到公交車的位置和到站時間，為乘客提供了極大的方便，大大提高了工作效率。

出租車行業的汽車調度管理顯得尤為重要。基于3G系統的出租車叫車業務主要是乘客撥打出租車調度中心電話，調度中心再根據乘客信息搜尋最近的空車。叫車業務能夠節約乘客等車時間，能減少出租車在街上游蕩對空氣造成污染還能減少空車率，提高了經濟效益等。不僅如此，車輛調度系統還能保護乘客以及駕駛人的安全以及防止車輛丟失等功能。

（2）汽車導航技術。汽車導航是智能交通系統中使用最廣泛技術，它的使用給汽車出行帶來了極大的方便。汽車導航系統包括全球定位系統（GPS）和車輛導航系統兩個部分。

全球定位系統主要由用戶接收設備、地面監控裝置以及空間衛星組成。通過衛星無線通信探測道路情況，地面監控裝置將監測到的信息發送到衛星上，之后衛星再將這些數據信息發射回地面。車輛導航系統中有接收裝置，通過接收衛星傳送的數據確定車輛的位置，汽車導航系統會將獲得的定位信息作為出發點，在用戶通過文字或者語音輸入目的地信息之后，導航系統會自動讀取存儲在光盤中的電子地圖，然后自動計算出路線。用戶還能指定行在駛途中想要經過的地點或者道路，接著車輛導航顯示設備中就會出現線路指導信息。在行駛的過程中，如果車輛偏離了提示路線，導航系統還能重新根車身位置和目的地的信息重新計算出路線。在導航系統顯示器上還會顯示根據衛星定位出的汽車維修點、高速路服務區以及加油站站點等重要信息。

3 結語

無線通信技術和車輛無線通信技術在智能交通系統的使用在發達國家已經較為成熟，發達國家智能交通系統推廣和使用不僅在交通安全和車輛管制方面起到作用，還能有效緩解交通污染以及資源消耗的問題，并且在增強國際競爭力和提升國家安全方面發揮了重要作用。

參考文獻

[1]畢然，黨梅梅.智能交通系統標準化現狀及發展趨勢[J].電信網技術，2012（04）.

[2]徐琳，曲仕茹.基于數據流挖掘的交通流狀態辨識方法研究[J].西北工業大學學報，2013（01）.

作者簡介

翁武林（1980-），男，工程師，主要從事GSM/3G/LTE無線接入網的研發工作，對無線網絡演進、新業務發展及5G有一定研究。endprint