無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)在交通管理中的應(yīng)用
摘要 本文利用無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積廣、具有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn),提出了將無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于交通管理的思想,給出了交通管理無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)交通管理的中心站設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸方式、交通管理模式進(jìn)行了描述,并指出利用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通管理具有高效、靈活的優(yōu)點(diǎn)。
1 引言
近年來汽車工業(yè)迅猛發(fā)展,私人交通車輛的增大使城市甚至鄉(xiāng)村交通越來越擁擠,這給交通管理、車輛管理及交通事故處理帶來了越來越大的壓力,要解決這些交通管理問題,需要明確每一個(gè)交通車輛的某一時(shí)刻所處的地理位置、行進(jìn)的方向、行進(jìn)的速度以及道路監(jiān)控等多個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù),并能及時(shí)準(zhǔn)確地將這些數(shù)據(jù)傳送到交通部門數(shù)據(jù)管理分控制中心或主控制中心,使管理人員及時(shí)掌握某一路段的交通狀況、處理交通事故,同時(shí)能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出控制區(qū)域內(nèi)的交通狀況及任一交通車輛所處的位置及相應(yīng)的參數(shù),也可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)在區(qū)域控制中心的區(qū)域圖上(大屏幕)顯示該區(qū)域內(nèi)的道路交通狀況及車輛所處的位置,這需要覆蓋面積廣、分布合理的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸手段。
當(dāng)前無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展相當(dāng)迅速,如中國(guó)聯(lián)通的GSM網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò);中國(guó)移動(dòng)的GSM網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)。目前的主要業(yè)務(wù)還是話音業(yè)務(wù)和部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù),隨著CDMA、GPRS網(wǎng)絡(luò)的成熟發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)容量的不斷擴(kuò)大,無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)將在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上有大的應(yīng)用前景,可利用該網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn),作為傳輸交通車輛管理的數(shù)據(jù)傳輸手段,實(shí)施大范圍道路交通的協(xié)調(diào)管理。
利用無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施交通管理,要把交通車輛看作是無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端,它能通過無線網(wǎng)絡(luò)將自身采集的所有數(shù)據(jù)傳送到所在區(qū)域內(nèi)的分控中心或主控中心,分控中心或主控中心又能對(duì)任一交通車輛發(fā)出相應(yīng)指令,完成交通指揮、管理調(diào)度等任務(wù),較少或者避免交通阻塞、交通事故的發(fā)生,使道路交通更通暢、便利。
2 控制中心的設(shè)置及交通管理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
交通管理控制中心是交通管理的調(diào)度、監(jiān)控、協(xié)調(diào)指揮樞紐,可分級(jí)分區(qū)設(shè)置。主區(qū)域控制中心下轄多個(gè)分控制中心,分控中心按照不同的區(qū)域平行設(shè)置??刂浦行闹g可以相互交換數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)交通車輛跨區(qū)域行使管理、調(diào)度與協(xié)調(diào)。
分區(qū)域內(nèi)的交通管理控制中心(簡(jiǎn)稱分控中心)的設(shè)置應(yīng)該根據(jù)交通道路主次、道路密度及道路的交通密度來設(shè)置。由于已經(jīng)有完善的并形成規(guī)模的無線通信網(wǎng)絡(luò)(GSM、CDMA、 GPRS)的基站,可以參考無線通信網(wǎng)絡(luò)基站的分布,合理設(shè)立控制中心,并利用光纜環(huán)路連接基站、分控中心及主控中心。
3 交通車輛的數(shù)據(jù)采集與傳輸
3.1 交通車輛的數(shù)據(jù)采集
每一個(gè)交通車輛都有一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),用于車輛端的各種數(shù)據(jù)采集,車輛端的數(shù)據(jù)包括交通車輛所處的地理位置(大地坐標(biāo)X、Y值,經(jīng)緯度值),交通車輛行進(jìn)的速度、行進(jìn)的方向,以及車輛調(diào)度相關(guān)的始發(fā)地、目的地等,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元,用于向控制中心發(fā)送。
3.2 交通車輛與控制中心間以及車輛間數(shù)據(jù)傳輸
每一個(gè)車輛,分配給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行號(hào)碼我們叫它為交通車輛網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼,分控中心或主控中心根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼可獲取交通車輛某一時(shí)刻的所有采集的車輛數(shù)據(jù)。每一個(gè)交通車輛我們都可以把它看作是一個(gè)移動(dòng)終端,交通車輛內(nèi)的收發(fā)單元將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按時(shí)段進(jìn)行編幀打包,并將打包的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到主控制中心或分控制中心的存儲(chǔ)系統(tǒng),分控中心與主控中心可相互調(diào)取數(shù)據(jù)。
通過與主控中心的數(shù)據(jù)交換,經(jīng)過計(jì)算,可以得出車輛所在的位置、就近區(qū)域車輛密度、道路情況,并顯示在觀察儀上,使操縱人員能夠看到自己所處的位置,為車輛行駛提供交通數(shù)據(jù)。
另外,我們可以把每一個(gè)交通車輛看作是一個(gè)移動(dòng)的微小蜂窩基站,當(dāng)它行使在某一路段時(shí),在其有效范圍內(nèi)的其他交通車輛就被看作是數(shù)據(jù)終端,它可以通過無線網(wǎng)絡(luò)接收這些交通車輛所采集的每一時(shí)刻的數(shù)據(jù),如圖4所示,它可以作為控制中心的臨時(shí)輔助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,同時(shí)通過自身的數(shù)據(jù)計(jì)算單元對(duì)所在區(qū)域的車輛密度、道路情況,給出自身的最佳前進(jìn)速度、方向,輔助、提醒駕駛員作出判斷,這些數(shù)據(jù)的取得也為交通車輛的自動(dòng)控制提供了一定的基礎(chǔ)條件。
4 利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施交通管理的模式
4.1 對(duì)交通道路監(jiān)控、指揮、流量控制管理
由于分控中心及主控中心通過無線網(wǎng)絡(luò)把每一時(shí)刻的某一控制轄區(qū)內(nèi)的交通車輛的數(shù)據(jù)采集起來,通過控制中心的大型運(yùn)算單元快速運(yùn)算和處理,可以計(jì)算出這個(gè)時(shí)刻控制轄區(qū)內(nèi)的交通車輛所在的位置、運(yùn)行方向及行進(jìn)的速度。并把轄區(qū)內(nèi)的交通狀況用大型顯示器顯示出來。同時(shí)控制中心管理員可根據(jù)這些數(shù)據(jù)通過軟件系統(tǒng)觀察某一路段上的交通違章狀況(如哪些交通車輛超速;哪些交通車輛占道;哪些交通車輛闖紅燈等情況),及時(shí)指揮并調(diào)度交通管理人員疏導(dǎo)交通。
4.2 交通車輛管理及交通事故處理
分控中心或主控中心可根據(jù)采集的交通車輛的數(shù)據(jù),對(duì)某一交通車輛實(shí)施鎖定、監(jiān)控,隨時(shí)了解到它所處的位置、行進(jìn)的方向及行進(jìn)的速度等。
當(dāng)某一路段發(fā)生交通事故或意外時(shí),交通車輛可由自身的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)出事故求救信號(hào)(可以是人工或根據(jù)事故傳感自動(dòng)設(shè)置),通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到所在區(qū)域的分控中心或主控中心,控制中心的大型顯示系統(tǒng)自動(dòng)彈出發(fā)生交通事故的相關(guān)信息,顯示出發(fā)生交通事故或意外的地點(diǎn)、事故交通車輛的信息,并將這些信息存儲(chǔ)在交通事故或意外專用存儲(chǔ)系統(tǒng)備案;發(fā)出警報(bào)提醒管理人員指揮調(diào)度交通管理員處理事故或意外,同時(shí)又能與最近醫(yī)院聯(lián)系,及時(shí)救助事故中的傷者。
當(dāng)發(fā)生交通事故后,交通管理部門可在控制中心提取發(fā)生交通事故時(shí)以及發(fā)生交通事故前的任意時(shí)段的數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù),由事故處理中心利用專用的計(jì)算方法,可以作為判斷事故責(zé)任的依據(jù),分析事故發(fā)生的原因等。
4.3 專用交通車輛的指揮、調(diào)度
可以利用這個(gè)交通管理網(wǎng)絡(luò)實(shí)施專用交通車輛的指揮、調(diào)度管理,如醫(yī)療急救中心的急救車、消防中心的消防車、交警的指揮調(diào)度車、銀行的運(yùn)鈔車、灑水車、除冰車等其他專用車輛的指揮調(diào)度。所有車輛都可以在專用控制中心的顯示系統(tǒng)顯示出具體的位置以及相應(yīng)的信息,指揮其行車路線,為這些車輛及時(shí)完成任務(wù)提供有高效的全局調(diào)度策略。
5 結(jié)束語
交通管理綜合水平的高低,直接影響城市內(nèi)部以及城區(qū)間高速公路交通狀況的改善,這需要采用先進(jìn)的技術(shù)手段,快速、廣泛地獲取全天道路交通狀況的各種數(shù)據(jù),包括車輛自身的各項(xiàng)參數(shù),同時(shí)將數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送回交通管理控制中心,在獲得全面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行科學(xué)的交通管理和調(diào)度。將無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于交通管理系統(tǒng)當(dāng)中,可以有效地解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋、數(shù)據(jù)傳輸問題,直接利用現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的合理分布基站,可使交通管理的建設(shè)成本降低。另外由于無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟,其數(shù)據(jù)傳輸具有靈活、可靠的特點(diǎn),應(yīng)用于交通管理當(dāng)中具有技術(shù)的可靠性。
無線網(wǎng)絡(luò)是傳遞信息的先進(jìn)技術(shù)手段,因此,我們應(yīng)很好地發(fā)掘它的潛在能量,盡最大限度地發(fā)揮其在交通管理上的作用,使交通管理更具科學(xué)性、快速性。
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