無線數字通信網絡在交通管理中的應用

摘要 本文利用無線數字通信網絡覆蓋面積廣、具有數據業務的特點，提出了將無線數字通信網絡應用于交通管理的思想，給出了交通管理無線網絡結構，對交通管理的中心站設置、數據傳輸方式、交通管理模式進行了描述，并指出利用無線網絡進行交通管理具有高效、靈活的優點。
1 引言
　　近年來汽車工業迅猛發展，私人交通車輛的增大使城市甚至鄉村交通越來越擁擠，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，需要明確每一個交通車輛的某一時刻所處的地理位置、行進的方向、行進的速度以及道路監控等多個數據參數，并能及時準確地將這些數據傳送到交通部門數據管理分控制中心或主控制中心，使管理人員及時掌握某一路段的交通狀況、處理交通事故，同時能準確預報出控制區域內的交通狀況及任一交通車輛所處的位置及相應的參數，也可以根據這些數據在區域控制中心的區域圖上（大屏幕）顯示該區域內的道路交通狀況及車輛所處的位置，這需要覆蓋面積廣、分布合理的數據傳輸網絡作為數據傳輸手段。
　　當前無線數字通信網絡發展相當迅速，如中國聯通的GSM網絡、CDMA網絡；中國移動的GSM網絡、GPRS網絡。目前的主要業務還是話音業務和部分數據業務，隨著CDMA、GPRS網絡的成熟發展，網絡容量的不斷擴大，無線數字通信網絡將在數據業務上有大的應用前景，可利用該網絡覆蓋范圍廣、雙向數據業務的特點，作為傳輸交通車輛管理的數據傳輸手段，實施大范圍道路交通的協調管理。
　　利用無線數字通信網絡實施交通管理，要把交通車輛看作是無線網絡的移動數據終端，它能通過無線網絡將自身采集的所有數據傳送到所在區域內的分控中心或主控中心，分控中心或主控中心又能對任一交通車輛發出相應指令，完成交通指揮、管理調度等任務，較少或者避免交通阻塞、交通事故的發生，使道路交通更通暢、便利。
2 控制中心的設置及交通管理網絡結構
　　交通管理控制中心是交通管理的調度、監控、協調指揮樞紐，可分級分區設置。主區域控制中心下轄多個分控制中心，分控中心按照不同的區域平行設置。控制中心之間可以相互交換數據，可實現交通車輛跨區域行使管理、調度與協調。

　　分區域內的交通管理控制中心（簡稱分控中心）的設置應該根據交通道路主次、道路密度及道路的交通密度來設置。由于已經有完善的并形成規模的無線通信網絡（GSM、CDMA、 GPRS）的基站，可以參考無線通信網絡基站的分布，合理設立控制中心，并利用光纜環路連接基站、分控中心及主控中心。
3 交通車輛的數據采集與傳輸
3.1 交通車輛的數據采集
　　每一個交通車輛都有一個數據采集系統，用于車輛端的各種數據采集，車輛端的數據包括交通車輛所處的地理位置（大地坐標Ｘ、Ｙ值，經緯度值），交通車輛行進的速度、行進的方向，以及車輛調度相關的始發地、目的地等，數據存儲在數據采集系統的存儲單元，用于向控制中心發送。
3.2 交通車輛與控制中心間以及車輛間數據傳輸
　　每一個車輛，分配給相應的網絡運行號碼我們叫它為交通車輛網絡號碼，分控中心或主控中心根據網絡號碼可獲取交通車輛某一時刻的所有采集的車輛數據。每一個交通車輛我們都可以把它看作是一個移動終端，交通車輛內的收發單元將數據采集系統的數據按時段進行編幀打包，并將打包的數據通過無線網絡傳送到主控制中心或分控制中心的存儲系統，分控中心與主控中心可相互調取數據。
　　通過與主控中心的數據交換，經過計算，可以得出車輛所在的位置、就近區域車輛密度、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據。
　　另外，我們可以把每一個交通車輛看作是一個移動的微小蜂窩基站，當它行使在某一路段時，在其有效范圍內的其他交通車輛就被看作是數據終端，它可以通過無線網絡接收這些交通車輛所采集的每一時刻的數據，如圖4所示，它可以作為控制中心的臨時輔助數據存儲器，同時通過自身的數據計算單元對所在區域的車輛密度、道路情況，給出自身的最佳前進速度、方向，輔助、提醒駕駛員作出判斷，這些數據的取得也為交通車輛的自動控制提供了一定的基礎條件。
4 利用無線網絡實施交通管理的模式
4.1 對交通道路監控、指揮、流量控制管理
　　由于分控中心及主控中心通過無線網絡把每一時刻的某一控制轄區內的交通車輛的數據采集起來，通過控制中心的大型運算單元快速運算和處理，可以計算出這個時刻控制轄區內的交通車輛所在的位置、運行方向及行進的速度。并把轄區內的交通狀況用大型顯示器顯示出來。同時控制中心管理員可根據這些數據通過軟件系統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），及時指揮并調度交通管理人員疏導交通。
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采集的交通車輛的數據，對某一交通車輛實施鎖定、監控，隨時了解到它所處的位置、行進的方向及行進的速度等。
　　當某一路段發生交通事故或意外時，交通車輛可由自身的數據采集系統發出事故求救信號（可以是人工或根據事故傳感自動設置），通過無線網絡傳遞到所在區域的分控中心或主控中心，控制中心的大型顯示系統自動彈出發生交通事故的相關信息，顯示出發生交通事故或意外的地點、事故交通車輛的信息，并將這些信息存儲在交通事故或意外專用存儲系統備案；發出警報提醒管理人員指揮調度交通管理員處理事故或意外，同時又能與最近醫院聯系，及時救助事故中的傷者。
　　當發生交通事故后，交通管理部門可在控制中心提取發生交通事故時以及發生交通事故前的任意時段的數據，根據這些數據，由事故處理中心利用專用的計算方法，可以作為判斷事故責任的依據，分析事故發生的原因等。
4.3 專用交通車輛的指揮、調度
　　可以利用這個交通管理網絡實施專用交通車輛的指揮、調度管理，如醫療急救中心的急救車、消防中心的消防車、交警的指揮調度車、銀行的運鈔車、灑水車、除冰車等其他專用車輛的指揮調度。所有車輛都可以在專用控制中心的顯示系統顯示出具體的位置以及相應的信息，指揮其行車路線，為這些車輛及時完成任務提供有高效的全局調度策略。
5 結束語
　　交通管理綜合水平的高低，直接影響城市內部以及城區間高速公路交通狀況的改善，這需要采用先進的技術手段，快速、廣泛地獲取全天道路交通狀況的各種數據，包括車輛自身的各項參數，同時將數據及時、準確地傳送回交通管理控制中心，在獲得全面數據的基礎上，進行科學的交通管理和調度。將無線數字網絡應用于交通管理系統當中，可以有效地解決網絡覆蓋、數據傳輸問題，直接利用現有無線網絡的合理分布基站，可使交通管理的建設成本降低。另外由于無線網絡已經發展得較為成熟，其數據傳輸具有靈活、可靠的特點，應用于交通管理當中具有技術的可靠性。
　　無線網絡是傳遞信息的先進技術手段，因此，我們應很好地發掘它的潛在能量，盡最大限度地發揮其在交通管理上的作用，使交通管理更具科學性、快速性。