【编者按】
智能交通就是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效的综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造,加强了车辆、道路、使用者三者之间的联系,
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三、智能交通系统——DSRC协议
为了发挥ITS的功能,实现ITS对车辆的智能化、实时、动态管理,国际上专门开发了适用于ITS领域道路与车辆之间的通信协议,即专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,简称DSRC)协议。
DSRC是ITS的基础,是一种无线通信系统,它通过信息的双向传输将车辆和道路有机地连接起来。系统主要包括三个部分:车载单元(On-Board Unit,简称OBU)、路旁单元(Road-Side Unit,简称RSU)以及专用短程通信协议。
1)车载单元(On-Board Unit,简称OBU) 目前国际上使用的车载单元很多,主要是通信方式和频率的差异。大多数国家车载单元主要应用在ETC(Electronic Toll Collection)系统中,因此多采用单片式电子标签。日本考虑到DSRC系统将来的可扩展性,采用了双片式电子标签。 车载单元一般由车载机和IC卡两部分组成,其中IC卡中已经记录了许多关于该车的信息,比如车辆类型、颜色、车牌号码等。现在常用的IC卡的储存容量有56K、128K、256K三种。
2)路旁单元(Road-Side Unit,简称RSU) 路旁单元又称为路边单元、车道单元、车道设备,主要是指车道通信设备——路旁天线。其参数主要有:频率、发射功率、通信接口等等。路旁天线能够覆盖的通信区域大约为3~30米。
3)DSRC协议 DSRC协议可以说是DSRC的基础,美国、欧洲、日本均建立了自己的DSRC标准,但是国际标准化组织目前尚未制定出完整的DSRC国际标准,但资料表明,基于5.8GHz的DSRC国际统一标准将成为必然。
DSRC标准可以分为三个层次:物理层、数据链路层和应用层。 物理层(Physical Layer):规定了机械、电器、功能和过程的参数,以激活、保持和释放通信系统之间的物理连接。其中载波频率是一个很关键的参数,它是造成世界上DSRC系统差别的主要原因。目前北美5.8GHz系统和900MHz系统,欧洲5.8GHz系统,日本5.8GHz系统。 数据链路层(Data Link Layer):制定了媒介访问和逻辑链路控制方法,定义了进入共享物理媒介、寻址和出错控制的操作。 应用层(Application Layer):提供了一些DSRC应用的基础性工具。应用层中的过程可以直接使用这些工具,例如:通信初始化过程、数据传输和擦去操作等等。另外,应用层还提供了支持同时多请求的功能。
四、智能交通系统重要部分——全球卫星定位技术
目前,为了取得广泛的覆盖范围和降低系统投入成本,GPS系统普遍采用成熟的公共移动通信网作为通信通道。当前GPS可用的较先进的通信网为GPRS网和CDMA 1X。基于GPRS网的传输速度理论可以达到100kbps以上,而2003年正式开通的CDMA 1X网络,由于采用了反向相干解调、前向快速功率控制等技术,理论带宽可达300kb/s,目前实际应用带宽在100kb/s左右(双向对称传输),传输速率高于GPRS,可提供更多的中高速率业务。神州数码、安华北斗、奥星等公司最近已推出了基于CDMA 1X无线通信方式的ITS系统,支持实时GPS车辆定位、监控、行车信息采集(如车辆ID、车辆速度、定位点经纬度、方向等)。日后,随着2.5G的CDMA 1X/GPRS向3G网络过渡,频谱效率越来越高,支持的速率也将越来越高,增加到3G初期的几百kbps,再到3G增强型的几Mbps,然后在3G进一步增强型的几十到上百Mbps,再到超3G(B3G)的上百Mbps-1Gbps,GPS将可以实现更多视频新业务。
智能导航终端:在发达国家,车载导航已经非常成熟。日本的车载导航发展是全球领先的,目前超过80%的新车装有车载导航,附带覆盖全国的电子地图。特有的准3G无线通信网络使驾车人可以在车上实现宽带上网,这样日本已经实现了几乎全部城市的道路信息实时发布。由于巨大的市场潜力和不可估量的发展前景,日本几乎所有的汽车生产厂家都参加了这一高科技角逐,如宏达、尼桑、本田、马自达、三菱以及松下、先锋、阿尔派、健伍等公司都已开发出自己的车载导航产品。世界其它发达国家如美国、德国、荷兰不甘落后,在美国,高档车上原厂配备导航设备,中档车型的用户可以选装或者购车后自行安装,附带的电子地图可以覆盖整个北美地区和欧盟地区。在欧洲,由飞利浦、西门子开发的车载导航系统1995年已在雷诺、菲亚特等大众化民用车辆上使用。
电子地图:智能交通系统的大部分信息都需要通过电子地图来表示,电子地图作为空间信息特别是交通信息的可视化产品,将交通路线及周围环境以视觉感受的方式传输给用户。欧洲大多数国家开展地图电子化较早,英国甚至在70年代就开始了地图电子化。日本则是亚洲最早开展地理信息化工作的国家,已能向社会提供电子地图系列产品。目前,世界各国都在紧锣密鼓地绘就“电子地图”,而其中的主轴是智能交通系统。就国内而言,上海测绘院是最早开展地图矢量化的测绘机构,目前,京、晋、陕、闽、湘等地相继绘制出数字化电子地图。智能交通系统中电子地图的发展趋势是信息量大、详尽而且支持动态变化。
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