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无线通信智能化交通技术探讨

摘要:随着城市不断发展,交通压力随之增大,人工管理的城市交通系统对处理大范围、高密度的交通拥塞显得力不从心。智能化交通系统借助各种无线通信技术,从信息数据的整体角度出发,对交通资源进行更为合理准确的配置。

关键词:智能化;交通系统;无线通信;ZigBee

人口密度大的地区的交通问题始终难以得到解决,智能交通系统的出现就是为了使交通流量更好地适应各种交通场景。智能化交通系统中的无线通信技术的应用,关键在于将交通车辆的统一调配工作交给基于无线通信的总控制单位。总控制单位借助无线通信手段,通过实时信息管理系统对场景中的交通单位进行统一调度。

一、无线通信技术简述

无线通信技术基于无线电波收发装置,几十年来发展迅速,大大提高了信息的传递效率,已经成为了交通管理的必要技术之一。无线通信技术从由单点到单点的模式,逐渐发展成为了一点对应多点的通信网络体系,满足了交通信息管理的要求[1]。现如今5G时代即将到来,超高速率、超低延时、超强稳定性的5G网络,有效地保证了车辆及道路信息的实时性,能够极大提高交通管理的效率,同时也为无线通信技术应用在高实时要求的场景中奠定了坚实的基础。

二、智能化交通管理系统简述

随着未来城市交通网络复杂程度的不断提高,智能化交通管理系统显得格外重要。它需要多种通信信息技术的支持,包括大数据、云技术、计算机技术、传感器技术以及信息管理技术。近年来,大数据、云计算使得交通管理系统的发展更进一步,交通信息的整体把握性更强。行人掌握交通信息的途径越来越多,即便是在完全不熟悉的环境中,也能借助实时信息统计的数据避免出行拥堵。智能化交通管理系统最初来自于美国的一些设计理念。20世纪五六十年代,美国的一些车辆采用了摄像头加传感器的设计方案,不仅能采集道路信息,而且可以将信息上传,初步实现了车辆交通的信息化与智能化管理。目前,交流流量密度大的国家和地区,例如日本,智能交通已经广泛投入使用,极大地提升了出行的效率。我国的一些一线特大城市已经初步建立起了智能化的道路交通调控体系,初步实现了对城市主干道的实时调配与指挥。

三、无线通信技术及在智能交通中的应用

(一)RDT技术。RDT(并行工程技术)的概念最初在1992年于东京国际会议上提出,而后推广到了工程应用中,代指一种产品快速设计技术。该技术采用基于无线通信和信息管理技术,可以对采集数据进行分析,实现对交通单位、道路情况、交通流量的实时显示和管理。但是RDT技术有比较高的应用环境要求。诸如建筑障碍密集的市中心、车辆流量密度大的区域,对窄带频率有较大影响。在广场、球场、郊区等地势开阔平坦的地区,该技术则表现出较高的稳定性。针对这种情况,可以利用编码技术和计算机技术提高计算机间数据交换的效率,保证信息系统的可靠运行[2]。(二)IVC技术。IVC技术的重点在于怎么样更有效地实现车辆之间的实时信息交换。IVC技术从以下三个信息要点入手:其一,技术通信协议。IVC技术对数据传递的单向或双向要求高,将传输信息通过激光传输技术压缩在传输单位中,确保数据信息能够准确无误地到达接收端。其二,车辆及驾驶员的信息管理,包括驾驶证、车牌号、发动机号等注册车辆信息,以及其他有关车辆通行的安全信息。其三,道路状况。如交通通畅度、路面施工、路面破损情况等对行车有较大影响的信息。(三)GSM应用。GSM(全球移动通信系统)最大的特点就是它具有全球性的覆盖范围。这样一来,车辆信号常常无需中继站的转发,可以与基站直接沟通。该技术具有多类型的信息传输功能,满足了智能化交通管理系统对信息有效性的要求。GSM的另外一个特点,就是它的安全性,这类网络常常通过拨号的方式联网,较快的传输速度,使得数据的传送具备了一定可靠性。(四)ZigBee技术。ZigBee和我们生活中常用的WiFi具有一定相似之处,二者都使用DSSS技术和2.4G频率。WiFi属于无线局域网,覆盖面比ZigBee要大,数据传输速率是ZigBee的数倍,但是它的功耗明显要大,所以一般需要外接电源供电。而ZigBee技术功耗很低,适合低速率、低功耗、短距离的应用场合[3]。短距离通信的ZigBee技术在交通中具有诸多适合的应用场合。可以以ZigBee为主要传输技术,建立一个交通信号灯的统一联动管理体系。每个信号灯都作为ZigBee的一个节点,与设置好的ZigBee基站相连,ZigBee基站则通过路由器联网与控制中心相连。此外,ZigBee还可以用于构建智能公交系统。将ZigBee节点设置在每个公交车内,同时公交车沿线上同样每隔一段距离设置一个ZigBee节点,再结合GSM/GPRS技术,即可实现公交车的实时定位系统。通过数据分析,便可较为准确地推断出公交车的到站时间和站间行驶时间,极大地方便了民众的公共出行。

四、结束语

在不久之后万物互联的5G时代中,智能交通系统成熟与否,取决于无线通信技术的发展与应用。各种通信技术将会更好地有机结合并服务于智能化的交通。智能交通系统也将成为未来交通管理的中流砥柱。

参考文献

[1]朱弘戈,杜豫川,任大凯.智能交通与大数据[J].中国公路,2018(22):20-23.

[2]袁伟,孙永强.物联网技术的并行工程应用与实践[J].宜春学院学报,2013,35(03):32-34.

[3]郭威.基于ZigBee的无线智能路灯系统研究[D].北京:北京交通大学,2014.

作者:董伟梁 单位:山东科技大学

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