智能交通系统中的无线通信技术及其应用

摘 要

智能交通系统（ITS Intelligent Transportation System）是为了缓解城市交通拥挤以及车辆驾驶安全的问题而出现的。智能交通系统主要是基于车辆无线通信技术和移动通信技术形成的，本文主要介绍了它们工作原理以及两者在交通系统中的实际应用。

【关键词】智能交通系统 无线通信技术 应用

1 车辆无线通信技术及其应用

1.1 车辆无线通信技术

车辆无线通信技术在短距离（100米以内）和方向性传输方面有效，经由激光和毫米波信道双向或者单向的传输数据，它们还可以进行不停的转换，每帧周期为25ms一帧中有25个间隙。车辆无线通信传输的实时信息包括：旅游信息（交通拥堵、道路信息、交通法规等）；车辆管理与监控；驾驶员的信息（驾驶员身份信息、特种车队信息、车辆运输货物信息等）；车辆安全信息（车辆状况、车辆位置、车辆行驶速度等）。车辆安全信息主要用于保证车辆安全，能够避免如追尾、碰撞等交通事故，这项功能也是车辆无线通信的最主要的功能。

车辆无线通信技术主要包括两种结构即路―车通信系统和车―车通信系统。如图1图2所示。在路―车系统中主要有辅助驾驶的信息包括交叉路口的车辆信息，道路警示信息。但是车辆在制定位置、速度警示车辆间不能相互通信，他们需要借助路边的基站设施，才能完成。车―车通信系统中车联合车辆之间就可以相互传输信息，这种情况下车辆自身必须拥有移动技术设备，才能够自动检测出通信范围的车辆的各类信息。不依赖与路面基础设备的车―车通信系统有更强的适应性。

1.2 车辆无线通信技术具体应用（智能公路和智能车辆）

在美国有一项智能化公路项目，运输管理部分在在公路上安装传感器、摄像头设备采集公路信息，再将这些信息进行实时，进而解决道路交通拥挤问题、实行智能收费以及车辆监控警示。车辆自身也载有高性能的处理器以及传感器，具有信息采集和处理计算信息功能，车辆不仅能接收到公路信息还能接收附近车辆发出的信息。这就是将公路与汽车纳入了一个电信网中，每台车辆就像是移动电话，从而实现了车辆与公路的通信以及车―车信息交换。

2 移动通信技术及应应用

2.1 移动通信技术

如今广泛运用于交通智能系统中的无线通信技术分别是第三代无线通信以及第四代无线通信技术。

在第三代无线移动通信工作原理中有三种通信区域分别是微微蜂窝区、微蜂窝区以及宏蜂窝区。微微蜂窝区能够实现局域网（社区、校区、办公楼）的通信；微蜂窝区则能实现城市与郊区范围内的通信；宏蜂窝区能够实现城市之间的漫游通信。运用第三代无线移动通信技术建立的智能交通系统能够提高交通安全性和加强车辆管理。因为第三代无线移动通信采用异步转换技术，传播速率可达2―156mb/S，依靠卫星和地面网络实现全球漫游，通信信息甚至覆盖了水、陆、空运输各部门。

LET即第四代无线通信技术，第四代通信技术在数据传输方面有更良好的性能，因此运用于交通智能系统中能够进行数据较大的路况视频、图片传送，并且具有传输速度快，信息损坏可能性低等特点。第四代无线通信技术在定位车辆、收集交通路况信息方面精确度很高，因此用于导航和道路最优化选择等辅助车辆驾驶作用十分明显。

2.2 移动通信技术应用

（1）车辆调度管理。3G（GPS GSM GIS）系统是一套科学有效的24小时移动车辆管理调度系统。它是利用GPS精确的定位系统和电信行业的移动通讯网络对车辆进行实时监控。3G网络技术能为车辆调度管理提供技术。通过3G技术的使用可以更加合理安排城市公交路线，并且能够定位故障车辆，及时调整公交运行状况。公交系统特有的电子播报语音以及沿途站点提示都是基于3G技术形成的。另外电子站牌能通过无线数据接收到公交车的位置和到站时间，为乘客提供了极大的方便，大大提高了工作效率。

出租车行业的汽车调度管理显得尤为重要。基于3G系统的出租车叫车业务主要是乘客拨打出租车调度中心电话，调度中心再根据乘客信息搜寻最近的空车。叫车业务能够节约乘客等车时间，能减少出租车在街上游荡对空气造成污染还能减少空车率，提高了经济效益等。不仅如此，车辆调度系统还能保护乘客以及驾驶人的安全以及防止车辆丢失等功能。

（2）汽车导航技术。汽车导航是智能交通系统中使用最广泛技术，它的使用给汽车出行带来了极大的方便。汽车导航系统包括全球定位系统（GPS）和车辆导航系统两个部分。

全球定位系统主要由用户接收设备、地面监控装置以及空间卫星组成。通过卫星无线通信探测道路情况，地面监控装置将监测到的信息发送到卫星上，之后卫星再将这些数据信息发射回地面。车辆导航系统中有接收装置，通过接收卫星传送的数据确定车辆的位置，汽车导航系统会将获得的定位信息作为出发点，在用户通过文字或者语音输入目的地信息之后，导航系统会自动读取存储在光盘中的电子地图，然后自动计算出路线。用户还能指定行在驶途中想要经过的地点或者道路，接着车辆导航显示设备中就会出现线路指导信息。在行驶的过程中，如果车辆偏离了提示路线，导航系统还能重新根车身位置和目的地的信息重新计算出路线。在导航系统显示器上还会显示根据卫星定位出的汽车维修点、高速路服务区以及加油站站点等重要信息。

3 结语

无线通信技术和车辆无线通信技术在智能交通系统的使用在发达国家已经较为成熟，发达国家智能交通系统推广和使用不仅在交通安全和车辆管制方面起到作用，还能有效缓解交通污染以及资源消耗的问题，并且在增强国际竞争力和提升国家安全方面发挥了重要作用。

参考文献

[1]毕然，党梅梅.智能交通系统标准化现状及发展趋势[J].电信网技术，2012（04）.

[2]徐琳，曲仕茹.基于数据流挖掘的交通流状态辨识方法研究[J].西北工业大学学报，2013（01）.

作者简介

翁武林（1980-），男，工程师，主要从事GSM/3G/LTE无线接入网的研发工作，对无线网络演进、新业务发展及5G有一定研究。