淺談無線通信在智能交通行業(yè)的應(yīng)用

隨著無線通信技術(shù)的越來越成熟，以及經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展和進(jìn)步，城市水平便隨之提升。

與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給人們的生活帶來無限的便利，汽車的人均占有量逐年上升，道路不能滿足城市車輛的增長(zhǎng)速度，導(dǎo)致城市的交通愈發(fā)擁擠，而且城市的交通問題越來越突出，對(duì)城市的交通系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制和管理已經(jīng)成為一個(gè)急需解決的問題。

為了適應(yīng)大時(shí)代下的改變，系統(tǒng)智能化系統(tǒng)逐漸成為人們研究的課題。隨之，智能交通系統(tǒng)便映入大眾的眼簾。

傳統(tǒng)的有線技術(shù)目前是智能交通系統(tǒng)中的主要應(yīng)用，但是憑借著無線通信的靈活性、易擴(kuò)展性、易操作性等優(yōu)勢(shì)逐漸在智能交通系統(tǒng)中占有一席之地。

本文著重介紹無線通信在智能交通行業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景，包括電子警察、高清卡口、違停抓拍、電子站牌等系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單應(yīng)用。

智能交通系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ITS）就是將先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)等有效的綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)控制等領(lǐng)域，并加強(qiáng)道路、車輛、人三者之間的關(guān)系，從而形成一種準(zhǔn)確高效的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。

我國(guó)使用智能交通系統(tǒng)便是致力于我國(guó)的道路交通發(fā)展。其在發(fā)展和使用的過程中主要以無線技術(shù)為支撐。智能交通系統(tǒng)成為了現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的重要代表。從之前的人工交通層面出發(fā)，智能交通系統(tǒng)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器和自動(dòng)控制技術(shù)，這些技術(shù)的有效融合便在很大程度上影響了現(xiàn)代交通的發(fā)展。其能夠?yàn)槿藗兲峁┮粋€(gè)安全和舒適的平臺(tái)。該技術(shù)的運(yùn)用在很大程度上提升了出行的效率和質(zhì)量。

智能交通系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用的地區(qū)是日本，我國(guó)的智能交通系統(tǒng)使用地區(qū)便是北京、上海和廣州等大城市。比如，北京在內(nèi)部建立了道路交通控制體系，對(duì)交通實(shí)際狀況進(jìn)行了調(diào)度和指揮。

同時(shí)，在智能交通系統(tǒng)技術(shù)廣泛發(fā)展的背景下，智能交通在交通運(yùn)輸業(yè)得到了順利的發(fā)展。

在進(jìn)入大數(shù)據(jù)以及人工智能時(shí)代，智慧城市、智慧交通將以大數(shù)據(jù)為核心的云端技術(shù)作為重要載體，城市路網(wǎng)、交通密度、行車軌跡等信息都會(huì)傳到信息庫中，為交通指揮、城市規(guī)劃提供準(zhǔn)確信息，從源頭上預(yù)防交通堵塞的出現(xiàn)，確保城市高效有序的交通更加智能化。

目前通信網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)主要是視頻數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在智能交通系統(tǒng)的信息采集、處理、提供及應(yīng)用中起到了重要左右。沒有先進(jìn)的通信技術(shù)，就不可能有先進(jìn)的智能交通系統(tǒng)。同時(shí)，由于車輛、行人都是交通系統(tǒng)中的移動(dòng)體，因此無線通信技術(shù)逐漸成為構(gòu)建智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。

無線通信技術(shù)主要是指通過電磁波在空氣中傳播一些信息，以此展現(xiàn)出新穎的通信形式。該通信技術(shù)的工作原理為發(fā)射器和接收器。在運(yùn)行中保證信息進(jìn)行有效傳遞的基礎(chǔ)是頻道之間共有的相同性。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，發(fā)展到今天形成了雙向通信等多種通信模式。在該技術(shù)運(yùn)用的背景下，信息傳遞的效率逐漸提升。從藍(lán)牙發(fā)展到無線通信，我們的生活和工作被該技術(shù)侵占。其對(duì)交通產(chǎn)生了不可估量的影響。

無線通信技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用的過程中展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)不可忽視。比如，無線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)終端能夠進(jìn)行自由移動(dòng)，保證了交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的發(fā)展趨勢(shì)。在車輛實(shí)際運(yùn)行的過程中能夠保證圖片信息和現(xiàn)實(shí)信息的交互，在此基礎(chǔ)上形成了一個(gè)更加完善的交通管理系統(tǒng)。

移動(dòng)通信的發(fā)展已經(jīng)滿足人們的正常需求，從3G到現(xiàn)階段的4G以及未來的5G技術(shù)，目前4G可以實(shí)現(xiàn)上行50M，下行100M，帶寬方面已經(jīng)完全滿足人們的需求，而5G的帶寬可以達(dá)到10G/bs，下載帶寬可以達(dá)到1.25GB/s,所以來說4G技術(shù)完全可以滿足人們的需求。移動(dòng)通信技術(shù)通過TD-SCDMA和HSDPA技術(shù)保證其從3G技術(shù)發(fā)展到4G技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際使用的過程中展現(xiàn)了比較豐富的網(wǎng)絡(luò)通信功能。

并且，在實(shí)際發(fā)展的過程中融合了個(gè)性化的理念。在此基礎(chǔ)上，為展現(xiàn)出個(gè)性化的發(fā)展趨勢(shì)奠定了基礎(chǔ)和前提。另外，在合理運(yùn)用原有通信技術(shù)的情況下，4G技術(shù)展現(xiàn)出的功能更加強(qiáng)大，而且較其他技術(shù)也更加復(fù)雜。在云技術(shù)的有力支撐下，4G技術(shù)從文字、圖片轉(zhuǎn)化為音頻、視頻的全方位發(fā)展。

在這樣的情況下，汽車使用者就會(huì)更加全面地觀測(cè)到信息。同時(shí)，4G技術(shù)展現(xiàn)出一定的智能性。主要是因?yàn)槭褂谜咴趯?shí)際運(yùn)用的過程中，能夠準(zhǔn)確地反映交通信息。4G技術(shù)一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)便是傳播速度快，能夠讓使用者更好地進(jìn)行體驗(yàn)。最重要的一點(diǎn)就是UMTS技術(shù)能服務(wù)的對(duì)象比較廣，在對(duì)多數(shù)信息進(jìn)行重點(diǎn)處理的背景下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效性和全面性。

另外一個(gè)無線通信技術(shù)就是WLAN，當(dāng)今商業(yè)WIFI到處可見，誠然我們用的最大的應(yīng)用就是熱點(diǎn)覆蓋，但是WLAN還有一個(gè)重要的應(yīng)用，那就是無線橋接，實(shí)際上無線橋接在理想環(huán)境下可以達(dá)到30公里到60公里，其次就是帶寬的要求，隨著IEEE802.11ac以及后續(xù)的IEEE802.11ax的發(fā)展，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)橋接可以達(dá)到1GB/s,帶寬完全滿足，所以在智能交通環(huán)境中，有些路口、卡口以及不方便布線的地方都可以采用WLAN進(jìn)行代替有線的方式來實(shí)現(xiàn)，不僅僅大大減小人工施工成本，網(wǎng)絡(luò)也具有非常好的擴(kuò)展性。

接下來著重介紹幾個(gè)無線通信在智能交通中的應(yīng)用場(chǎng)景

●  道路違停抓拍系統(tǒng)

針對(duì)違停抓拍的網(wǎng)絡(luò)方案，傳統(tǒng)的是采用部署有線的方式來解決，但是缺乏靈活性，施工比較繁瑣，所以對(duì)此提出一種基于無線LTE的解決方案，通過將攝像頭連接到無線IP網(wǎng)關(guān)上，然后IP網(wǎng)關(guān)通過LTE信號(hào)進(jìn)行上傳到運(yùn)營(yíng)商基站，由公網(wǎng)傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行傳到監(jiān)控指揮中心，最終將前端的視頻圖像顯示在監(jiān)控中心的大屏。具體如下圖：

●  智能公交電子站牌信息系統(tǒng)

智能公交電子站牌解決了以往乘客等待公交車時(shí)的盲目與無聊，電子站牌不僅可以直觀告訴乘客：等候的公交車離本站還有多遠(yuǎn)，還可以提供實(shí)時(shí)文字或視頻節(jié)目供等候乘客觀看，諸如天氣預(yù)報(bào)、公交改道信息、公交政策等。

智能工具電子站牌的特性：

LED條燈實(shí)時(shí)顯示：顯示本條線路本站臺(tái)行駛方向的所有車輛所在位置；

四行LED屏：

(1)實(shí)時(shí)獲取并顯示“天氣預(yù)報(bào)”、“日期”、“時(shí)間”信息；

(2)動(dòng)態(tài)顯示各線路離本站最近的車輛位置。如果該線路到停運(yùn)時(shí)間，也會(huì)顯示出來；

(3)顯示公交公司通告、公益廣告、商業(yè)廣告等；

語音播報(bào)功能：通過電子站牌上的喇叭播報(bào)車輛位置，通常是播報(bào)“XX路車即將到站”；

站臺(tái)監(jiān)控功能：公交站臺(tái)來往人流大，站臺(tái)邊進(jìn)出公交車輛頻繁，站臺(tái)監(jiān)控錄像可以起到以下作用：

(1)實(shí)時(shí)抓拍各站臺(tái)圖片，監(jiān)控站臺(tái)客流量，實(shí)時(shí)調(diào)派車輛，提高公共交通效率；

(2)監(jiān)控錄像可保存3~10天，可針對(duì)站臺(tái)乘客糾紛進(jìn)行監(jiān)控、取證；

(3)監(jiān)控錄像可針對(duì)站臺(tái)邊進(jìn)站車輛的進(jìn)出站超速、壓站行為、過站不停進(jìn)行監(jiān)控、取證。

（4）提供WIFI熱點(diǎn)，打造智慧城市

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

 ● 智能交通高清卡口及電子警察系統(tǒng)

智能交通道路電子警察監(jiān)控系統(tǒng)通過建立覆蓋城市主要干道及交通路口的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備和軟件，可將交通路口車輛運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心，對(duì)道路車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。

通信技術(shù)在智能交通行業(yè)里占據(jù)了非常重要的位置，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，圖像傳輸一般采用大量視頻線或視頻光端機(jī)進(jìn)行傳輸，這樣容易受到地形等條件的限制，應(yīng)用和推廣上都有較大的障礙。

智能交通電子警察系統(tǒng)可以通過對(duì)視頻的智能分析判斷車輛闖紅燈、轉(zhuǎn)彎、逆向行駛、壓線、違反禁止標(biāo)示標(biāo)線等違法行為。目前智能交通電子警察監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了非常成熟的以太網(wǎng)技術(shù)，通過以太網(wǎng)絡(luò)來傳輸視頻、音頻及各種信息，實(shí)現(xiàn)了各種高效的監(jiān)控解決方案。下列方案中采用工業(yè)一體化無線網(wǎng)橋，在光纖接入點(diǎn)放置中心接收點(diǎn)，其它三個(gè)左右前端發(fā)射，具體如下圖：

● 智能公交車載信息系統(tǒng)

智能公交

就是運(yùn)用當(dāng)下最先進(jìn)的GPS/北斗定位技術(shù)、3G/4G通信技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合公交車輛的運(yùn)行特點(diǎn)，建設(shè)公交智能調(diào)度系統(tǒng)，對(duì)線路、車輛進(jìn)行規(guī)劃調(diào)度，實(shí)現(xiàn)智能排班、提高公交車輛的利用率，同時(shí)通過建設(shè)完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車內(nèi)、站點(diǎn)及站場(chǎng)的監(jiān)控管理。

智能公交是未來公共交通發(fā)展的必然模式，對(duì)緩減日益嚴(yán)重的交通擁堵問題有著重大的意義，中國(guó)大部分一線城市都已實(shí)現(xiàn)公交智能化，具體網(wǎng)絡(luò)如下圖：