智能交通的技术范文

导语：如何才能写好一篇智能交通的技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：物联网；智能交通；高速公路；应用

1.引言

随着经济及科技的发展，物联网技术在智能交通系统中得以普及应用。具体说来，物联网技术通过一系列红外感应器、GPS系统、射频识别等传感器设备与互联网的紧密结合，实现了人、车辆以及公路的相互联系，有效提高了高速公路路网的监测水平和公路运营的管理效率。

2.物联网与智能高速公路概述

2.1物联网应用原理

在高速公路中引入物联网技术，旨在运用其中的云计算、物联网、WebGIS、数据挖掘、无线接入、有线接入、视频分析以及工作流等主要技术对高速公路进行实时监控和管理，从而有效实现包含高速公路全程实时监控、路政管理、机电管理、收费管理以及养护管理等在内的多种技术、多部门的业务应用，切实提升高速公路运营效率，并最终实现对高速公路的智能管理和控制。

2.2物联网在智能高速交通中的作用

第一，缩短人们出行时间，提高人们出行效率。在智能高速公路中引入物联网技术，使得信息的传输速度大大提升，减少了人们出行过程中的绕行情况，提高了交通运输系统的运行效率，并在一定程度上缩短了人们的出行时间。第二，对事故预防以及处理起到一定的积极作用。运用物联网技术进行交通事故的预防和处理，能够有效实现公路上各个车辆信息的交互。同时，建立健全相关的物联系统，能够实现对车辆具置和车速的智能感知，为降低交通事故的发生频率起到了重要作用。第三，有效形成综合性的交通运输管理网络，实现国民经济的可持续发展。在综合交通运输系统中运用物联网技术，能够有效实现信息的顺利交互和综合运输的网络化管理，继而实现国民经济的可持续发展。

3.物联网在智能高速公路上的应用

3.1收费系统

加强高速公路收费网络体系建设，并运用中间不设主线收费站的方式，实现不同运营机构依据不同路段进行拆账收费的目的，提升收费效率。切实提升高速公路包含道路通行费、运输费以及停车费等在内的各个收费项目的自动化水平，并通过对电子标签或电子卡的运用，实现高速公路的“一卡通”，为收费的自动化和标准化提供强有力的技术支撑。

3.2智能监控系统

建立健全的高速公路智能监控系统，并将多种信息和技术有机结合起来，形成一套完整的自动化、智能化、程序化管理体系，有效提升高速公路的管理水平和运营水平。具体来说，主要表现为以下几个方面：第一，有效运行物联网中的电子地图、无线射频识别技术、定位导航技术、无线通信网络以及计算机车辆管理系统等，实现对路面状况的实时监测和分析，并通过无线通信将相关数据信息传送到相关监控中心；第二，信息在监控中进行处理之后，会直观地反映到电子地图中；第三，运用智能监控系统中的自动跟踪功能，实现对高速公路特殊用车的紧急处理；第四，对车辆实行多屏幕、多窗口的统一跟踪监控，实现对其的应急指挥和动态监视；第五，紧急救援。一旦高速公路发生交通事故，智能监控系统能够对其进行及时处理，实现紧急救援功能，确保高速公路的运行畅通；第六，导航及线路规划功能。智能监控系统能够有效实现对路况的动态分析，以便公路相关管理部门进行指挥管理。

3.3通信系统

众所周知，高速公路通信系统具有数据杂乱、业务量大、传输距离远等特点，这给高速公路通信系统提出了更高的要求。为提高高速公路的运行畅通和信息化服务水平，相关部门可在所管辖范围内的高速公路建立数据、语音以及图像等“三网合一”的通信系统，具体来说，主要包含光纤数字传输系统、综合业务接入网系统以及语音交换系统等三方面内容。“三网合一”不仅为高速公路日常运营管理提供了重要的数据参考信息，还为确保高速公路的正常运行打下了坚实基础。

3.4数据仓库系统

高速公路数据仓库系统是一个有关公路运营信息的共享平台，且在数据的收集、存储、查找、通信以及共享方面发挥着不可或缺的重要作用。具体来说，主要表现为以下几个方面：第一，提取共享信息，主要通过各个物联网传感器设备以及相关系统得以实现；第二，对多种数据资料进行融合处理。在对高速公路运营情况进行管理的过程中，数据庞杂且来源渠道众多，有效利用数据仓库系统能够实现信息的自动组织和分类，确保数据存储的完整性、准确性和系统性，大大提升数据信息的管理效率，减轻工作人员的工作压力；第二，提供具体信息服务，依据客户要求并结合相应的权限制度，为用户提供全面的翻阅和咨询服务，有效实现高速公路的人性化管理。

4.结语

就目前而言，我国智能交通中对于物联网的应用还不够全面，尚缺乏统一的技术标准和操作规范。随着经济及科技的不断发展，相信物联网技术在智能高速公路中的应用范围也会越来越广，从而切实提升高速公路的整体运营水平和服务水平。

参考文献:

[1]李野,王晶波,董利波,周国志,宋俊德.物联网在智能交通中的应用研究[J].移动通信，2010(15)：15-17.

[2]赵建东,张昊,王自上,李兆轩.交通事件视频图像自动识别系统的研究[J].北京交通大学学报，2011(04)：79-80.

[3]叶茂祯.浅谈物联网时代的交通管理智能化普适关键技术[J].福建电脑，2010(07)：63-64.

[4]周伟.计算机在高速公路管理工作中的应用研究[J].中国新通信，2015(07)：37-38.

[5]王振业.关于我国高速公路管理现状的研究[J].交通世界(工程技术)，2015(03)：12-14.

篇2

关键词：大数据；智能交通；数据技术

随着国民经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，居民购买汽车能力加强。我国的汽车保有量随之增加，在一些大城市机动车拥有量以超过10%的速度加速，机动车成为每个家庭代步的交通工具，在有限的交通资源配置下，机动车的增加缩短了道路使用周期，城市主干道路超负荷使用，违法停车致使道路不能合理使用、行车不文明、乘车环境不良等现象有增无减。大数据时代，如何改善当前的交通状况是本文阐述的核心内容。文章从以下几个方面来阐述：大数据的现状、大数据的概述、大数据的应用、智能交通的需求、智能交通体系的建立、数据技术。

1 大数据的现状

据权威数据显示，大数据应用在我国还处在起步阶段。但在未来三年，通信、金融领域将在大数据市场突破100亿元。市场规模在2012年有望达到4.7亿元，到2013年增至11.2亿元，增长率高达138%，2014年，保持了与2013年基本持平的增速，增长率为114.38%，市场规模达到24.1亿元，未来三年内有望突破150亿元，2016年有望达到180亿规模。自从2014年以来，各界对大数据的诞生都备加关注，已渗透到各个领域：交通行业、医疗行业、生物技术、零售行业、电商、农牧业、个人位置服务等行业，由此也正在不断涌现大数据的新产品、新技术、新服务。

大数据行业“十三五”规划主要目标：在2020年，将大数据打造成为国民经济新兴支柱产业并在社会各领域广泛应用，推动我国大数据产业稳步快速发展，基本健全大数据产业体系，推动制定一批相关大数据的国标、行标和地方标准，引进具备大数据条件的企业，建设大数据产业孵化基地，提高全国信息化总体水平，以跻身世界先进水平。

2 大数据的概述

2.1 大数据定义

大数据即巨量数据集合，目前还没有一个统一的定义。大数据的概念最早是由全球著名的管理咨询公司麦肯锡提出，2011年Mckinsey研究称，大数据通常是指信息爆炸时代产生的海量数据，在各个行业和业务领域，数据已经渗透到行业中并逐渐成为重要的要素，人们能够从海量数据中挖掘出有用的数据并加以应用。对大数据定义的另一说法是利用常用软件工具捕获、管理和处理数据所耗时间超过可容忍时间的数据集。

随着信息时代的高速发展，大数据已经成为社会生产力发展的又一推动力。大数据被称为是继云计算、物联网之后信息时代的又一大颠覆性的技术革命。大数据的数据量巨大，一般10TB规模左右，但在实际应用中，多个数据集放在一起，已经形成了PB级的数据量，甚至EB、ZB、TB的数据量。

2.2 大数据的特点

2.2.1 数据量巨大

数据量级别从TB级别跃升到PB级别。随着可穿戴设备、物联网和云计算、云存储等技术的发展，用户的每一个动作都可以被记录，由此每天产生大量的数据信息。据有关人士估算：1986～2007年，全球数据的存储能力每年提高23%，双向通信能力每年提高28%，通用计算能力每年提高58%；2007年，人类大约存储了超过300EB

的数据；到2013年，世界上存储的数据能达到约1.2ZB。

2.2.2 数据类型多样化

即数据类型繁多，产生了海量的新数据集，新数据集可以是关系数据库和数据仓库数据这样的结构化数据到半结构化数据和无结构数据，从静态的数据库到动态的数据流，从简单的数据对象到时间数据、生物序列数据、传感器数据、空间数据、超文本数据、多媒体数据、软件程序代码、Web数据和社会网络数据[1]。各种数据集不仅产生于组织内部运作的各个环节，也来自于组织外部。

2.2.3 数据的时效性高

所谓的数据时效性高指以实时数据处理、实时结果导向为特征的解决方案，数据的传输速度、响应、反应的速度不断加快。数据时效性为了去伪存真，采用非结构化数据剔除数据中无用的信息，而当前未有真正的解决方法，只能是人工承担其中的智能部分。有些专员负责数据分析问题并提出分析后的解决方案。

2.2.4 数据真实性低

即数据的质量。数据的高质量是大数据时代重要的关注点。但在生活中，“脏数据”无处不在，例如，一些低劣的伪冒产品被推上市场，由于营销手段的成功，加之其他因素的影响导致评分很高。但是这并不是真实的数据，如果对数据不加分析和鉴别而直接使用，即使计算的结果精度高，结果都是无意义的，因为数据本身就存在问题出现。

2.2.5 价值密度低

指随着物联网的广泛应用，信息巨大，信息感知存在于客观事物中，有很多不相关的信息。由于数据采集的不及时，数据样本不全面，数据可能不连续等等，数据可能会失真，但当数据量达到一定规模，可以通过更多的数据达到更真实全面的反馈。

2.3 大数据的应用

2.3.1 医疗大数据

利用大数据平台收集患者原先就医的病例和治疗方案，根据患者的体征，建立疾病数据库并对患者的病例分类数据库。一旦患者在哪个医院就医，凭着医保卡或就诊卡，医生就可以从疾病数据库中参考病人的疾病特征、所做的检查报告结果快速帮助患者确诊。同时拥有的数据也有利于医药行业开发出更符合治疗疾病的医疗器械和药物的研发。

2.3.2 传统农牧业大数据

因为传统农牧业主要依赖于天气、土壤、空气质量等客观因素，因此利用大数据可以收集客观因素的数据以及作物成熟度，甚至是设备和劳动力的成本及可用性方面的实时数据，能够帮助农民选择正确的播种时间、施肥和收割作物的决策。当农民遇到技术市场问题可以请教专业人员，专业人员根据实时数据做出科学的指导，制定合理的优化决策，降低农民的损失成本，提高产品的产量，从而为转向规模化经营打下良好基础。

2.3.3 舆情大数据

利用大数据技术收集民众诉求的数据，降低社会，有利管理犯罪行为。通过大数据收集在微博的寻找走失的亲人或提供可能被拐卖人口的信息，来帮助别人。

3 智能交通的需求

随着城市一体化的快速发展，新时代农民工涌入大城市，促使城市人口的增大不断给城市交通带来问题。究其原因主要有：一是机动车的迅猛发展导致城市主次干道的流量趋于饱和，大量机动车的通行和停放占据主干道路。二是城市交通的道路基础设施供给不平衡导致路网承担能力差。三是停车泊位数量不足导致机动车使用者不得不过多依赖道路停车。四是公共设施的公交车分担率不高导致交通运输效率降低。五是城市的土地开发利用与道路交通发展不均衡。六是行人和机动车主素质不文明导致道路通行效率降低。为此，智能交通的出现是改善当前城市交通的必要需求，能够在一定程度上有效的解决城市交通问题。

大数据是如何在智能交通的应用呢？可以从两个方面说明：一是对交通运行数据的收集。由于每天道路的通行机动车较多，能够产生较大的数据，数据的采集并发数高，利用大数据使机动车主更好的了解公路上的通行密度，有效合理对道路进行规划，可规定个别道路为单行线。其二是可以利用大数据来实现主干道根据道路的运行状况即时调度信号灯，提高已有线路运行能力，可以保障交通参与者的生命和提高有关部门的工作效率，降低成本。对于机动车主可以根据大数据随时的了解当前的交通状况和停车位数量。如果交通拥堵，车主则可选择另一路线，节约了车主的大量时间。

4 智能交通体系的建立

4.1 智能交通建立的框架

主要包括感知数据层、软件应用平台及分析预测和优化管理的应用。物理感知层主要是采集交通的运行状况和对交通数据的及时感知；软件应用平台主要整合每个感知终端的信息、将信息进行转换和处理，达到支撑分析并做出及时的预警措施。比如：对主要交通干进行规划，对频发交通事故进行监控。同时还应进行应用系统建设的优化管理。比如：对机动车进行智能诱导、智能停车。

智能交通系统需要在各道路主干道上安装高清摄像头，采用先进的视频监控、智能识别和信息技术手段，来增加可管理的维度，从空间的广度、时间的深度、范围的精细度来管理。整个系统的组成包括信息综合应用平台、信号控制系统、视频监控系统、智能卡口系统、电子警察系统、信息采集系统、信息系统。每个城市建立智能交通并进行联网，则会产生越来越多的视频监控数据、卡口电警数据、路况信息、管控信息、营运信息、GPS定位信息、射频识别信息等数据，每天产生的数据量将可以达到PB级别，并且呈现指数级的增长。

4.2 智能交通数据处理体系的构成

主要包括交通的数据输入、车辆信息、道路承载能力等的数据处理、数据存储、数据检索。其中交通数据输入可以是静态数据或者是动态数据。数据处理是针对实时数据的处理。数据主要存储的是每天采集的巨大数据量。为了从中获取有用的数据，则需要进行数据查询和检索，还要对数据进行规划。

5 大数据技术

5.1 数据采集与预处理

数据采集与预处理主要对交通领域全业态数据的立体采集与处理来支撑交通建设、管理、运行决策。采集的数据主要是车辆的实时通行数据，以实现实时监控、事先预测、及时预警，完成道路网流量的调配、控。这些数据获取可以采用安装的传感器、识别技术并完成对已接收数据的辨析、转换、抽取、清洗等操作。

5.2 数据存储与管理

大数据的存储与管理是把采集到的数据存放在存储器，并建立相应的数据库，如关系数据库、Not Only SQL即对关系型SQL数据系统的补充。利用数据库采用更简单的数据模型，并将元数据与应用数据分离，从而实现管理和调用。

5.3 数据分析与挖掘

数据分析及挖掘技术是大数据的核心技术。从海量数据中，提取隐含在其中，人们事先未知的，但又可能有用的信息和知识的过程。从复杂数据类型中挖掘，如文本、图片、视频、音频。该技术主要从数据中自动地抽取模式、关联、变化、异常和有意义的结构，可以预测模型、机器学习、建模仿真。从而实现一些高级别数据分析的需求。

5.4 数据展现与应用

数据技术能够将每天所产生的大量数据从中挖掘出有用的数据，应用到各个领域有需要的地方以提高运行效率。

6 结束语

大数据时代，能对智能交通信息资源进行优化配置，能够改善传统的交通问题。对非机动车主而言，利用大数据可以更好的规划线路，更好的了解交通状况，在一定程度上可以对问题预先提出解决方案，起到节省大量时间、额外的开支。同时对交管部门而言，能够在限的警力情况下合理配置人员资源和交通设备，主干道路在高峰期出现的问题能够合理利用大数据信息配置资源，在刑事案件侦查中也能发挥更重要的作用。

全国要实现智能交通的联网，依然有问题需要突破，这都是大数据的数据技术应用所在。

篇3

关键词： 智能交通系统；ITS；毫米波雷达；ASV

智能交通系统(ITS)建立在网络化的信息通信技术的基础之上，以实现交通管理的最佳化和道路的有效利用为手段，提高行车的安全性、舒适性以及道路的运输效率。据报道，日本在先进安全自动车(AdvancedSafetyVehicle，ASV)概念中，把ITS所需要的重要驾驶支持系统归纳为包括如下方面：

・防止碰撞前方障碍物的支持系统；

・防止进入弯道危险速度支持系统；

・制动并用式车间距离定速控制ACC(全速度域控制)系统；

・防止越出车线支持系统；

・维持车线支持装置；

・防止碰撞车辆周围死角障碍物系统；

・灯光随动系统(AFS)；

・被碰撞预知伤害降低系统；

・行人伤害降低及安全气囊系统；

・睡意警报装置；

・所有座位安全带使用劝告装置；

・后侧方和侧方信息提供装置；

・紧急制动信息提供装置；

・夜间前方行人信息提供系统；

构建上述系统需要用于道路环境和车辆状态检测的各种传感器以及用于信息提供、报警及操作支持的各种控制装置。此外，与ASV道路交通和通信信息系统配套的车载信息通信系统(Telematics)要满足两方面的通信需求：1．与道路信息的协调；2．与通信系统的协调。因此，以汽车为中心的信息通信技术、先进的驾驶控制系统和环境识别系统是汽车电子发展的下一波热点，其中，核心技术之一就是先进的无线通信技术。

本文试图向中国汽车电子、半导体和通信行业的技术人员概要介绍先进的车载无线通信技术在推动智能交通系统的发展中所发挥的作用，从而为中国汽车电子产业的技术升级提供参考。

车载无线网关提供统一的信息通信平台

目前，领先的汽车制造商已经开始研发针对驾驶员的信息服务系统和信息通信系统。例如克莱斯勒集团和Hughes Telematics公司宣布将提供集合了信息娱乐、安全和远程诊断功能的车载信息通信系统(Telematics)。福特公司将提供配备蓝牙和微软操作系统的汽车。Autonet Mobile公司也计划推出能够为车辆提供互联网接入服务的技术。

建立这些系统有望为制造商、零售商、消费者、导航服务提供商以及内容原创公司带来新的附加价值。例如，基于陆地和卫星的技术将为安全、保密、信息娱乐、远程诊断、维护通知和多播提供信息通信服务，最终有可能使远程升级车载系统成为可能。如图1所示，下一代智能交通系统将建立在先进的移动通信、卫星通信和互联网的基础之上。

从上图显而易见，无线通信技术将在智能交通系统中扮演重要的角色。瑞萨科技的专家指出(图2)，为了满足基于无线的信息通信系统的需要，汽车中有望出现一个智能交通电子控制单元(ITS ECU)，由它通过WLAN和专用短程通信(DSRC，Dedicated Short Range Communication)实现车与车之间、车与路之间的通信。可以想象，3G无线通信有着广阔的应用前景，本文在此不赘述。

值得注意的是DSRC技术的发展动向。国际上，DSRC标准化体系分为欧、美、日三大阵营所制订。欧洲采用的是CEN／TC278标准、日本采用的是ISO／TC204标准，它们都选择5．8GHz作为DSRC通信频率；美国正逐步地将应用于智能交通领域内的自动车辆识别的频率转向5．8GHz～5．9GHz系统，Fcc(美国联邦通信委员会)也正式将5．9GHz频段批准用于专用短程通信。中国目前采用的是源于ISO／TC204国际标准化组织智能运输系统技术委员会(国内编号为SAC／TC268)的5．795―5．815GHz ISM频段。目前，2．45GHz系统应用相对较少，没有形成主流。

传统上，DSRC是ITS智能交通系统领域中专门用于机动车辆在高速公路等收费点实现不停车自动收费EFC(Electronic Fee Collec―tion)的技术，也就是长距离RFID射频识别(又称电子标签E-tag)。DSRC标准主要涉及两类设备：路边设备RSU(Road-Side Unit)和车载设备OBU(On-Board Unit)。正是通过路边设备RSU与车载设备OBU之间建立通信，使得装有OBU的机动车辆在中速(50～60Km／h)情况下通过部置有RSU天线的门架时，实现车辆与路边设备RSU的数据交换。

国际上，松下电器在CEATEC JAPAN 2006上展出了支持5．8GHz频段DSRC的新一代ITS车载设备，这种通信系统将过去一直用于EFC的DSRC应用范围扩展到了其他服务和安全行驶辅助领域，例如，接收交通拥堵信息等等。该产品预计将在2007年度投入实用。

此外，推出DSRC芯片方案的还有冲电气工业、东光和TransCore公司。以TransCore公司研制出的Modem为例，它除了具备专用短距离通信功能之外，还能够实现长距离GPS和卫星通信的功能。据报道，该Modem的GPS精确度可达1米，并提供与汽车之间的多路通信通道，能够给车辆提供安全服务，且具有自动预警功能，并不受地域限制。该项技术将使汽车OEM厂商可以开发出完整的预防安全系统，具备火灾自动报警以及防止相撞的功能。

利用DSRC技术避免汽车之间的相撞事故是一项尖端的技术研究目标。业内认为，DSRC基础设施网络的建设是一个相当漫长的过程，这为中国半导体行业开发具备WiMAX、DSRC、GPS甚至蜂窝电话通信功能的统一无线网关，促进智能交通系统的发展提供的重要机会。可以预见的是，未来的汽车将成为一个随时随地由无线网络连接的移动通讯平台。

利用毫米波雷达和图像传感器构建智能驾驶控制系统

据日本Hitachi公司的研究显示，日本和西方国家正在努力开发更为先进的安全技术，其目标是把每年的交通事故和灾害降低30％～50％，为此，要开发一种新型的驾驶控制系统，这种的系统的主要功能包括：

・自适应巡航系统(ACC)；

・预防撞刹车系统(Precrash Safety System)；

・停止和前进(stop―And―Go)控制系统；

・车道保持系统(LKS)；

为了实现上述功能，需要采用一系列基于毫米波雷达的环境识别传感器、图像处理 摄像机以及新型的刹车、方向盘和其它子系统。其中的关键无线电技术就是毫米波雷达传感器。

目前，国际汽车半导体厂家在毫米波雷达器件上已经取得了一系列突破。例如，飞思卡尔半导体已经展示了使用硅锗(SiGe)技术的面向77GHz频带毫米波雷达的射频(RF)芯片。该芯片主要面向在部分汽车上配备的车与车之间的间距控制系统及预防撞安全系统等的车间距检测用途。与此同时，飞思卡尔还开发将射频芯片与接口IC、微控制器一起封装的毫米波雷达模块，以及旨在使该模块实现小型化的小型天线。由于通用毫米波雷达将来会成为必不可少的装备，据称，该公司今后还将对毫米波雷达的所有技术进行不断开发。

此外，新日本无线公司成功开发了使用76GHz频带的面向车载毫米波雷达的VCO。在AIN底板上形成基于微带线的电路后，通过表面封装耿氏二极管及变容二极管形成VCO。日本村田公司也推出了采用介质振荡器、振荡频率为38GHz的VCO。京瓷不久前也推出了两款用于60GHz频段无线通信和76GHz频段车载雷达等毫米波频段的陶瓷天线。

在实际使用的过程中，雷达系统与偏航速率传感器采用一体化设计，配备于车前隔栅后方。成功的案例包括：德尔福最大检测角度为15度的新型巡航控制系统毫米波雷达；雷克萨斯LS460车型使用毫米波雷达和摄像机实现车辆前方障碍物识别功能和后方车辆识别功能；日野为Profia车型增加的标配追尾减轻制动系统，它利用毫米波雷达判断出追尾危险后，发出警报音并起动制动器，通过追尾减轻制动系统中的“预防撞安全系统”来防止碰撞。

由于毫米波雷达产生的电波能够穿透人体，从而给健康造成不良影响，因此毫米波雷达在能够检测的障碍物方面存在局限性，比如不能将行人作为障物来检测等，只能借助于摄像技术。在这方面，NEC抢占日本市场半壁江山的“预防撞安全”系统市场，该公司利用车载图像识别并行处理器，通过采用结合毫米波雷达及摄像头等多个传感器的信息进行综合处理的方式，检测包括前方车辆及行人在内的立体物体的距离和速度，向驾驶员发出警报，从而减轻冲撞造成的伤害。因此，代表了环境识别技术的发展方向之一。图3为基于毫米波雷达和图像传感器的环境识别技术在汽车中的应用的示意图。

结语

随着智能交通系统的发展以及驾驶员对信息通信需求的增加，对路－车之间、车－车之间无线通信技术的需求与日俱增。

比较而言，传统的车载无线电设备一收音机、GPS、遥控无钥进入、TPMS和GSM／GPRS设备等，都是相对独立的无线电设备。在智能交通系统中，把无线通信技术、车载汽车计算平台、信息显示系统以及驾驶控制系统有机地结合起来，构成统一的ITS ECU或车载信息通信系统(Telematics)平台，将对无线电通信技术提出更高的要求，设计过程中面临的最大挑战在于如何将不同标准和频点的无线电通信设备集成为一体。在此，软件无线电技术将有着无限的应用空间。

由于智能交通系统的建设牵涉面广，因此，需要汽车制造商与汽车电子、半导体、通信、软件设计及内容提供等行业开展广泛的跨行业协作。此外，国家的产业政策支持以及相关标准的引导也是至关重要的。

参考文献：

1．‘Trends in Drive Control Systems and Hitachi Group Initiatives，’Hitachi．

2．‘瑞莎汽车电子技术的应用和发展’．2006汽车电子深圳技术论坛峰会演讲文集

3．易汉文，‘美国智能交通10年发展规划’

4．中国电子报，www．cena．COrn．cn

5．www．hitachi．com．cn

6．吕京建．‘汽车计算平台新技术综述’，电子产品世界www．eepw．com．cn／othermeeting／2006em／汽车计算平台新技术综述一吕京建．pdf

篇4

关键词：EDA；VHDL语言；可编程逻辑器件；交通灯控制系统

引 言：随着城市的日新月异，私人汽车数量的不断增加，交通灯的运行模式和管制变得越来越重要，智能数字化信息为基础建立起的数字化城市不断的发展。随着数字电子技术的发展，当前数字系统的设计正向着速度快、容量大、体积小、重量轻的轨道上发展。现代化城市交通作为城市发展的一个重要问题引起人们的注意，智能交通灯控制系统也是应用电子技术中较为经典的设计。就目前而言尚存在一系列问题待解决，例如实际路口搭建的交通灯种类多、程序结构较复杂、数量较多等问题。传统的电子设计方法电路应用元器件多、接线较复杂、故障率很高、系统维护不方便。EDA（Electronic Design Automation）技术近年来不断发展，该技术不但可以大部分替代设计者完成设计中的工作，而且可以从程序中直接修改系统功能及错误，大大的缩短了研发周期，节约了成本。

本文采用EDA技术，基于VHDL语言，利用可编程逻辑器件（FPGA）器件通过QuartusⅡ软件的功能仿真和调试，完成整个的系统设计。表现出了EDA 技术的优越性。不仅使系统设计的产品集成化、小型化，而且最重要的是提高了系统的故障率，由于系统具有可编程的优点，从而大大降低设计成本费用、缩短了开发周期、方便进行产品的维修以及系统的升级。

系统总体功能描述：交通灯控制系统是每个城市必须的基础设施，对人、车、路三者进行调控。根据交通规则的规定，来设计完成东西方向和南北方向的显示时间功能和交通指示灯控制。在一个有一条主干道和一条支干道的实际十字路口，每条干道的每个入口设置了一组两位数码管显示装置和一组绿、红、黄信号指示灯，分别用来显示直行、左右转弯、禁止通行的通行信息，确保车辆安全通行。

一、设计要求：

（1）具有进行系统初始化的功能，起初每个路口都显示红灯10秒（可根据实际情况进行调试），然后所有路口均闪亮黄灯5秒（可调），所有数码管熄灭指示灯，从而系统完成初始化并进入周期性的循环控制状态。

（2）具有规律且稳定的周期性循环指示状态，循环周期为140秒。东西左转弯 、南北方向禁行时为状态w0，状态时间为25s；东西左转弯、南北方向禁行时为状态w1，状态时间为5s；东西方向直行、南北方向禁行时为状态w2，状态时间为35s；东西方向直行、南北方向禁行时为状态w3，状态时间为5s；南北左转弯、东西方向禁行时为状态w4，状态时间为20s；南北左转弯、东西方向禁行时为状态w5，状态时间为5s；南北方向直行、东西方向禁行时为状态w6，状态时间为35s；南北方向直行、东西方向禁行时为状态w7，状态时间为5s。

（3）交通灯控制系统能够实现秒表倒计时功能。

（4）遇见紧急状态时，具有实现特殊状态的紧急功能显示控制，即所有路口指示灯都显示红灯，直到人为的解除该状态，使之进入正常周期性循序工作。

（5）交通灯控制系统要有相应的抗干扰措施，来应对不同环境的影响，提高其可靠性。

二、硬件系统的总体设计各模块的功能

各模块功能如下：

（1）CLK时钟模块。CLK信号发生模块采用分频计数器来发出准确的秒脉冲信号，为控制模块提供准确的时钟脉冲信号。

（2）交通灯控制模块。交通灯控制模块用于控制干路、支路的交通灯状态和倒计时显示内容，来显示交通灯控制状态表中的数据，完成交通的布控。

（3）数据显示可控模块。数据显示可控模块用于选择和控制时间的动态显示。

（4）译码管驱动模块。译码管驱动模块用于驱动数码管进行倒计时输出显示。

（5）状态显示模块。对交通灯的状态显示。

（6）倒计时显示模块。显示保持交通灯目前的状态剩余时间。

三、系统设计

根据十字路口位置情况，该路口的东、西方向的交通灯的亮灭和数码管显示的运行规律相同，南、北方向的交通灯亮灭和数码管显示的运的运行规律相同，因此，可以省去一半的输出控制线。

本文采用目前成熟先进的EDA技术，基于VHDL 硬件描述语言，采用FPGA芯片作为硬件电路，完全胜任本设计系统的需要。芯片中内部主要由初始化电路、分频、求模取余、译码函数、计数状态译码、位选扫描等7 个模块组成，

其中，Reset 为复位控制端，CLK 时钟信号为12MHz ， Spec为特殊状态控制端，输出端口NS[8. . 0]为南北方向的两组红、黄、绿六个指示灯，WE[8. . 0]为东西方向的两组组红、绿、黄六个指示灯，NS - Led[ 6. . 0]为南北方向路口的数码管段码端，WE - Led[ 6. . 0]为控制东西路口的数码管段码端口，Sel[ 1. . 0]为译码管的公共位选端。

四、程序设计

应用的FPGA芯片中的信号处理功能，只需借助VHDL 硬件描述语言即可实现。其中的七个不同模块分别由不同的进程（process） 来完成。分频模块主要功能是将12MHz的CLK时钟信号分频成为500Hz和1Hz不同的两种信号。其中一个0.5KHz的时钟信号用作系统的位选时钟，并生成系统扫描位选信号；另一个1Hz 的CLK时钟信号用于控制系统的计数处理。系统的初始化电路功能主要是实现交通灯控制系统进入循环运行的工作状态，该电路主要实现15秒的初始化计数过程，完成初始化计数过程后系统便生成一个控制信号EN（高电平有效），传送到后面的模为140的循环计数电路。

本设计利用QuartusII集成的开发系统对系统的初始化电路及整个控制系统进行了功能仿真。由图可知，复位端Reset能控制初始化电路模块，其时间长度为15秒。初始化任务完成以后，高电平有效的使能信号EN便输出各循环系统。

当系统完成系统的初始化之后，主控循环计数电路模块便对1HZ时钟信号进行模为140 的循环计数，输出共140个十进制数为0，1，2 到139。各个计数状态经主控模块进行译码之后，一部分转换为东西方向、南北方向的红、绿、黄共12个指示信号，另一部分转换为东西、南北方向的倒计时两位十进制数码显示。

之后将上面提到的的东西方向NS - d、南北方向的数码显示值WE - d，并通过模为10逻辑运算即可得到相应方向显示数码的十进制数的十位数字字显示值，通过除十取余的逻辑运算即便可生成相应方向的数码管显示数码的个位数字。最后将0，1，2到9这些数字传送至代码转换函数（function）。即可转换为相应数字的段码值，进行倒计时的显示。

五、实物测试

本文利用北京R&C百科融创公司的EDA实验箱，并设计了相应的高亮LED 交通灯指示模拟电路板以及数码显示模拟电路板，通过扩展导线将EDA实验箱与外部电路板进行连接，将程序下载到芯片EP1K10TC100 -3进行实物模拟调试。经过仿真后，本系统达到了预期的设计要求，实现了对十字路通指示信号的智能运行控制。

六、结束语

本文用LED交通灯指示模拟电路板以及数码管显示模拟电路板和EDA技术、基于VHDL语言及FPGA芯片。系统功能完备，成本低，运行可靠。并在编程过程中充分考虑并利用了时钟电路的计数状态所对应的信息，实现了十字路口（特别是人交通拥堵、交通灯种类较多、数量也多）的交通灯的运行控制。系统仿真分析证明，本系统设计是成功的和符合实际的。不过在本次设计中也意识到存在着一些不足，比如在人机交互方面增加一些控制模块，则可以实现管理者的手工调整交通灯的运行状态及系统的升级。

参考文献：

[1]罗勇，韩晓军.基于FPGA的交通灯控制与实现[J].电子器件，2008，6：76-78.

[2]杨显富.基于EDA技术的交通灯自适应控制系统[J].成都大学学报：自然科学版，2003，3：19-24.

[3]文畅.基于FPGAPCPLD和VHDL语言的交通灯控制系统设计[J].电脑知识与技术，2007，9：1605-1618.

[3]黄健，谭咏梅.基于CPLD的交通控制系统设计，工业控制与应用，2010（8）.

[4]徐大诏.基于VHDL语言有限状态机的交通灯控制系统设计，电脑知识与技术，2009（5）.

[5]唐俊英，韩会山，刘晓利.EDA技术应用实例教程，北京：电子工业出版社，2008.

[6]包明，赵明富，陈渝光.EDA技术与数字系统设计[M]北京：北京航空航天大学出版社，2002

[7]冯涛，王程.可编程逻辑器件开发技术―MAX+plus II入门与提高[M]北京：人民邮电出版社，2002

[8]房德君.智能交通灯控制装置[J]山东工程学院学报，1998 ，12 （4） ：27～30

[9]李国丽.用PLD芯片和AHDL语言进行交通灯控制器设计[J ]合肥工业大学学报（自然科学版） ，2002，25（4）：545～548

[10]张文洁，叶紫.交通灯控制器设计：FPGA/ CPLD实现小型数字系统的应用分析[J]电子技术应用，2001，27（11）：52～54

篇5

摘要:智能交通技术是一种先进的科学技术，在道路交通安全管理中发挥着极为重要的作用，能够使交通管理更加安全、便利，同时为智能交通技术的进步提供科学的依据。应用智能交通技术使交通安全管理呈现出更多的可能性。因此必须要明确智能交通技术在交通安全管理的意义，以高速公路为例，对其具体应用进行研究。

关键词:智能交通技术;交通;安全管理;应用

现如今，我国的交通路网建设基本完成，各区域间的联系加强，经济发展也呈现出好的发展状态。交通运输过程中，安全是极为关键的内容，加强交通安全管理也是不可忽视的重要工作，使用智能化的交通技术能够及时检测道路运行中的异常问题，做出科学的处理，保证道路畅通，交通运输以及管理更加安全。

一、智能交通技术应用到交通安全管理中的意义

首先，更加针对的预防安全事故发生。交通安全管理中，做好安全事故的预防工作是极为重要的内容，将智能交通技术应用到交通安全管理中，能够更加针对性的做好预防工作，提高交通安全管理的效果。智能交通技术能够及时对驾驶员视线范围内、外的潜在风险进行检测和发现，提示驾驶人员，为其驾驶行为提供一定的建议，有效避免风险事故的出现。利用智能交通技术能够将引起道路交通事故的危机提前扼杀［1］，保证道路交通安全。其次，我国的交通技术水平不断提高，交通安全管理中也开始使用新的交通技术，智能交通技术的运用是极为有利的。提高智能交通技术的重视程度，对道路交通事故进行有效的监测与预警，这一工作主要是通过传感器得以实现的，明确道路环境，提供路况信息，使道路交通安全管理有科学的依据，及时发现潜在的危机。

在高速公路中利用传感器采集数据时，一般使用气象检测器、环境监测器等设备，能够让管理中心及时获得道路周边的环境数据，构建网络，并通过数字形式传播，能够为驾驶人员提供更加安全的驾驶保障。最后，交通安全管理过程中，发现事故后及时展开救援也是重要的工作内容，事故发生之后，为了减小影响范围以及损失，就需要积极的利用智能交通技术，明确事故发生的具体情况，如地点、原因、情况等，使救援人员能够在最短的时间内达到现场进行救援［2］。通过智能交通技术传递出的信息能够为救援人员提供更加优质、合理的救援方案，实现高效救援。如今交通安全管理的重视程度逐渐提高，应积极使用信息技术以及管理方法，尤其是智能化的技术方法，使交通安全管理工作顺利推进，实现较好的的管理效果。

二、智能交通技术在高速公路交通安全管理中的应用

(一)道路交通数据采集

在道路交通数据采集过程中，一般使用传感器或者GPS、GPRS系统。传感器有很多种类型，高速公路中利用的采集数据的传感器一般是气象检测器、环境检测器、能见度检测器等，对高速公路中的天气情况进行检测，是否出现大雾、大风、冰雹等，明确道路能见度，检查道路的温度以及周边环境。能够及时明确道路情况的相关数据，做好相关数据信息的传输，关注道路交通是否畅通，保证驾驶人员能够安全驾驶。GPS和GPRS系统，汽车上的GPS系统能够确定车辆的具体行驶位置，GPRS则是利用无线服务技术将自己的位置信息发送到公路管理中心，通过汽车位置的判断了解汽车行驶的具体状态，如果传输过来的GPS数据是比较平稳的，就标明汽车的运行是畅通的。如果在一段时间内，传输到的GPS数据没有变化，就说明汽车行驶过程中出现了异常问题，就可以利用GPS系统明确汽车的具置，能够更加准确、快速的处理问题。GPRS无线传输能够将接受到的定位数据传输给公路管理部门，利用ARM处理器进行处理［3］，保证数据的实时传输，密切关注道路行驶情况。

(二)科学传输处理信息

将通过传感器获得的数据信息利用网络实时传输到高速公路管理中心，管理中心将这些数据信息进行整合，并进行综合性的分析。要想交通管理中发现异常情况，就需要对原始的数据进行有效的融合处理。管理中心能够将GPS定位、传感器等检测到的相同目标路段上实时检测到的数据信息进行处理分析。GPS数据能够实时对车辆情况进行监控，等间隔位置数据传送、接收以及处理［4］，明确道路上的车辆是否是正常行驶的。利用监测设备对原始数据进行分析研究，明确公路的运行情况，若数据分析中发现异常，管理中心就能够在第一时间内做出反应，提出科学的方法解决问题。

(三)实时交通运行信息

处理信息之后，管理中心需要将事故造成的影响实时的到路端的信息牌上，提供过往的车辆，要注意道路上存在异常问题，防止驾驶人员不熟悉情况出现不必要的二次事故。的这些信息是管理人员结合事发路段以及周边路况的基础上的，能够协调管理公路网络结构，将异常问题造成的交通堵塞进行有效的处理，使道路交通运行能够更加畅通。信息牌需要在高速公路的入口处，如果上行路上出现交通异常，需要提醒车辆不能进入，指引车辆到其他道路上行驶。

三、结语

如今科学技术不断进步，现代交通技术实现了很好的发展，智能交通系统是极为重要组成部分，能够为现代化的交通运输提供科学的依据。我国车辆数量逐渐增多，道路工程建设增加，交通管理的难度也逐渐增大，为了提高交通管理的安全性，就必须要使用智能化的交通管理技术，使交通安全管理达到更高的水平，更好的保护人民群众的财产以及生命安全，为人们创造安全、绿色、畅通的交通环境。通过先进的交通技术为广泛民众谋福利，促使社会实现持续进步。

参考文献:

［1］李斌，刘文峰，郝亮．中国应用智能交通改善道路交通安全现状分析［J］．公路交通科技，2012，S1:21-25．

［2］刘文峰，李斌，郝亮．智能交通技术在改善道路交通安全中的潜在优势［J］．公路交通科技，2012，S1:121-124+151．

［3］吴忠泽，贺宜．充分利用智能交通技术提升道路交通安全水平［J］．交通信息与安全，2015，01:1-8．

篇6

关键词：无线网络技术；智能交通系统；设计；利用效率

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）11-00-03

0 引 言

由于近年来我国经济持续发展，机动车数量飞速增加，造成了各城市交通流量的持续增加，以至于发生事故的频率不断上升。从上世纪八十年代以来，随着计算机与电子通信技术的不断发展，运用新技术将机动车、城市道路、驾驶员及乘坐人员、交通管理人员进行密切联系，以建立一种更加及时、快速、便捷的智能交通系统来解决上述问题。智能交通系统融合了计算机、无线通信技术以及全球卫星定位等技术，能在更大程度上发挥出智能交通的积极作用，让决策更富有时效性，使图像的传输更加稳定，为减缓拥挤的交通做出新的贡献。

1 无线网络技术的运行模式

无线移动网络结构可以分成数据层、服务层、用户层。每一层都有其独特的功能，下面分别对其运行模式加以阐述：

（1）数据层的运行模式。数据层主要包含了各类交通信息的获得、数据分析和发掘。数据层要确保所得到的交通信息能够准确及时，可使通信网络能够更加精准地传达各类交通信息；

（2）服务层的运行模式。服务层为交通系统的中心层，同时它也是系统和用户层、数据层实施交互的重要接口。智能交通系统运用服务层为道路控制设施设备提供各类控制办法，为用户层提供各类信息，并且向数据层请求相关数据。与此同时，服务层还负责从用户层以及数据层之中接收相关信息；

（3）用户层的运行模式。用户层一般需要配置一个无线终端接收类设备。

以上三个层次的智能交通系统设备以服务层为核心，并通过无线网络为用户层提供各类数据，可及时快速地向广大用户提供所需信息，同时还能拓展各类与查询有关的服务，从而较好地解决了当前我国各城市中出现的各类交通问题。

2 基于无线网络技术的智能交通系统设计方法

2.1 设计的主要目的

近年来各国学者对智能交通系统进行了大量研究，并取得了很大的成果。但我国国内的研究成果主要集中于公交车辆管理领域中，只能及时提供关于公交信息的和控制等内容，在智能分流、控制以及干预方面略显不足。事实上，我国城市的交通网络主要以安装于路口的高清摄像头以及设于监控中心的监控设备为基础来收集各类路况信息，之后进行堵情分析。其不足之处在于人力、物力等诸多方面的开支相对较大，对系统进行分析的成本相对较高。为此，笔者试图设计一个依靠目前已经存在的公交网络，利用无线网络技术提供实时路况信息、公交预报，并采用交通信号灯进行实时控制、路线推荐以及大屏显示等功能的现代智能交通系统。

2.2 整体设计方法

智能交通系统整体设计如图1所示。智能交通系统以ITS主控中心为核心，运用各线路的公交车来收集所在城市各公交车辆的具置和速度等相关信息，并结合GIS的地图数据提供最新的路况信息。依据全路网的负载状况图分别得出各具体路段的拥堵状况级别，并采用优化算法实施智能化分流。主控中心应当把分流解堵的信号发送至交警所持有的设备之中，并且指导交警及时排堵。还可依据道路优化办法直接控制本地的交通信号灯，以有效疏导交通状况。同时，还可运用短消息模块把实时路况信息发送至各驾驶员的手机上、显示在本市各主要路段的显示屏中，并把相关服务发送至网络，以指导社会公众更好地选择行车路线，提升路网的利用效率。

2.3 硬件设计方法

2.3.1 公交车模块的设计方法

公交车的模块应当依据GPS测量出具体的位置以及速度等信息，并采用无线方式发送至ITS主控中心。公交车模块是主控中心最为重要的数据来源之一。因为公交车系统覆盖了城市中最为重要的交通网络，同时线路极为稳定，因此利用公交车来收集数据较为经济可靠，与高清摄像头的定点方式相比，该方法具备成本偏低、容易安装以及覆盖面较广等特点，其硬件结构图如图2所示。嵌入式微控制器是公交车模块中的中心设备，不仅需要对GPS接收模块所接收的GPS定位测速信息进行实时处理并打包，还应当把位置和速度等相关数据应用无线网络模块发送至主控中心。同时，对无线网络模块从主控中心所接收到的信息进行处理后再交由LED显示模块以及语音提示模块使用。无线通信网络主要负责公交车模块和主控中心之间的彼此通信。其位置、速度以及路况信息等均通过无线通信模块进行发送与接收。这样就能实现公交车辆和主控中心之间的交互。因为使用GPRS方式需要一定的带宽，而由于带宽有限，且国家在无线网络以及无线宽带上的投入持续增加，因此无线网络因其高效、经济、实用、安全的特点将成为今后网络产业发展的重中之重。笔者使用了无线网络技术进行接入通信，这样不仅能够有效降低投入，还能适应今后的发展所需。同时，LED显示以及语音提示模块被用以显示从主控中心得到的相关路况类信息，将“下一辆车进站所需时间、公交车前方的路况”等信息显示给驾驶人。

2.3.2 公交站牌模块设计方法

公交站牌模块一般使用于公交车站点，主要运用LED显示本站信息及各条线路公交车的预计时间和到站时间等。公交站牌的硬件结构图如图3所示。无线通信技术能够接收到ITS主控中心所发的实时路况信息以及本线路公交车辆的运营信息等。输入模块能够对本站点的站牌信息、站点等进行初始化。因为站牌的位置一般都不会变动，所以完全可通过输入的方式获得，大大减少了GPS的开支。依据嵌入式微控制器所接收的具体路况信息、公交车的实时运行状况信息以及本站的位置信息等内容，可以分析并处理本站全部线路公交车辆的预计到站状况，并应用LED显示模块进行显示。LED显示模块不断滚动以显示出本站点中各线路最近所要到达的具体车况信息，从而显示出ITS主控中心所发来的各类路况信息以及新闻等。例如，某路公交车正行驶在A路上，线路畅通，约5分钟后可抵达本站：某路公交车正行驶在B路上，该线路拥堵十分严重，大约20分钟后才能抵达本站。

2.3.3 显示大屏模块

显示大屏模块的设计类似于之前所述的公交站牌模块，其差别之处在于显示大屏并非安装于公交车站之中，而是设置于本市的各个主要路段以供社会公众了解当前本市的主要路况信息，并公布该大屏所处位置附近的具体路况信息，从而实现运用其指导与疏导交通的目的。

2.3.4 其他设备接入

该部分包含交警手持设备的接入与交通信号灯的接入。

（1）交警手持设备的接入。当前我国诸多地区的交警干警配备有专用的手持设备或通信设备。智能交通系统可以充分利用这些现有设备，并在此基础上实现功能的拓展设计。交警所使用的手持设备可以和ITS主控中心联结，而ITS主控中心可依据交警所处的位置把具体路况信息、疏导优化的方案等呈现在交警面前，从而帮助其更好地指挥交通。

（2）交通信号灯的接入。城市中每一个交通信号灯的具体时间设置情况均会影响车流的急缓状况，进而影响到道路交通是否保持畅通。

2.4 软件设计方法

ITS主控中心是智能交通系统的核心，主要负责接收来自公交车模块的各项信息，并依据GIS地图所提供的信息，经分析和处理后掌握实际路况信息，找到最佳行车路线，并确定路线优化及排堵办法等。ITS主控中心使用了经典的三层架构设计，即表示层、逻辑层以及数据层。其主要功能结构如图4所示。

3 结 语

综上所述，将无线网络技术应用于智能交通系统中后，不但提升了当前交通系统的工作成效，还更方便现代人的生活。无线网络技术倚靠其在使用中所具备的灵活、便捷、组网方式多元化、不会受到环境影响等突出优点而倍受欢迎。接下来应在全面考虑目前各类交通情况的前提下提出全新的解决办法，很好地提升目前已有路网的利用率，有效缓解当前我国交通压力过大等社会现状。

参考文献

[1]李晶晶，林泓.智能交通系统中的最短路径算法分析[J].计算机与数字工程，2009，37（4）：24-27.

[2]胡志伸，林勇，徐飞，等.基于GPRS/GPS的新型公交车辆监控装置[J].计算机测量与控制，2009，17（9）：1747-1749.

[3]潘良，刘宏立.GPRS技术在智能公交管理系统中的应用与研究[J].计算机工程与科学， 2009（31）：153-155.

[4]魏瑶，陈闳中.基于无线城域网的智能公交系统设计与实现[J].计算机应用研究，2010，27（2）：603-605.

[5]王涛，李志蜀.基于精确传感网络的智能交通系统交通流模型[J].计算机应用，2012，32（4）：905-909.

[6]周小青.智能交通系统的车辆自组织网络中的探讨[J].计算机光盘软件与应用，2012（13）：155.

篇7

【关键词】无线通信 智能交通系统 网络通信

随着网络的出现，智能交通系统的功能越来越强大。由最初的语音传输、电路转换传输发展到网络通信、计算机技术和传感器技术高度融合的交通通信。技术的发展，使得交通管制更加快捷、智能、高效，在很大程度上为人们的出行提供了便利，而且为驾驶者的生命安全提供了一定的保障。

1 无线通信技术与智能交通系统的相关概念

1.1 无线通信技术

无线通信的基本工作原理是，信号经由发射器调制后发射出去，然后通过相同的频道由接收器收到信号后进行解调，使终端获得信息。现代通信通过不断的发展，改变了原有单一、单项的通信方式，形成了双向或中继站式的一对多通信方式。随着互联网技术的不断进步，由起初简单的电话通信，发展成了数字通信，然后到了第三代移动通信以及基于互联网下的更高效无线通信。

1.2 智能交通系统

智能交通利用无线通信技术、计算机技术、传感器等高科技对车辆的运行状态和交通的通畅情况进行快速的掌握和调度，使得交通管制更加智能和高效。现在的交通流量相对以往有了飞速的提升，如果不能通过无线通信技术来管制和调度，将无法缓解交通压力和危险、提高人们的生活质量。

2 无线通信技术在智能交通系统中的改进历程

2.1 无线语音通信和数字通信

起初将无线通信运用到交通中，只为站与站间的接洽提供了通知服务，相当于仅有无线电话通信的功能，而其它数据信息不能够进行传输，并且两个站点的通信频道有特殊的规定。

GSM全球移动通信就属于数字通信。数字通信相对于传统的通信增加了数据的功能板块，数据包括文本、图片、链接等内容。数据和语音双结合改变了原有信道占用的方式，从固定占用变成了通信时段的占用，大大的增加了频率的使用率，提高了通信的速度。并且驾驶员和控制中心具有了端对端的交流方式，即个体终端对控制中心的封闭交流，而不再仅限于广播的形式。

2.2 GSM和GPRS系统的比较

GPRS分组交换系统是在GSM系统上发展出来的。GSM相当于无线电话和数字通信的产品，GPRS相当于准三代的和网络通信的产品。GPRS分组交换模式，在交通的通信上发挥着极大的用处。它具有随时在线、随时传播、按量计费，传播速度相对于GSM的电路转换来说速度更快。电路转换技术占用固定频道，延缓了整个通信的传播速度。GPRS不仅提高了传播速度，而且信息在没有电或网的情况下可以进行保存，特别是接入时间段不需要重复登录或者再次拨号。

2.3 第三代无线通信

第三代无线通信实际上就是3G通信，它是在WiFi的影响下发明出来的，使得信传输可以长期时间在线，随时传输。并且使得不同通讯终端可以通信，如电脑、手机、传真等等联网产品任意交换信息。同时网络的出现使得图片、文本等数据和语言传播效率和质量大大提升。在智能交通系统中，网络的通信方式，极大的丰富了获得信息的内容和质量，甚至可以做到远程视频监控、锁定嫌疑车辆、设计最佳援救路线等。

3 无线通信技术在智能交通系统中的运用

3.1 对车速和车流量进行监控

随着经济和技术的发展，我国的交通急剧膨胀。各种交通工具提速很大，加之司机遵守交通法规的意识不够，造成了我国交通管理的诸多不便。无线通信技术的出现，使得智能监控成为可能，大大的缩减了交警的工作量。通过路口和路段的传感器设备，控制中心的站点，可以联合计算机技术迅速的获得车辆的行驶情况。通过无线通信设备获得信息后，交警及时做出反应，对车速过快的车辆进行拦截，在车流量过大的路段增添交警管制或者重新设置红绿灯时长。只有将无线通信运用到智能交通系统中，才能保证交通管理的高效性和智能性。

3.2 为交通工具导航

目前所有的导航仪器是在无线通信的技术支持下得以工作的。无线通信为车辆提供地图，标明车辆的所在地点，规划出最佳的出行路线，通过无线语音服务告知司机的行使路程和方向。即使司机不知道如何到达目的地，但是只要知道目的地的名称，使用的导航软件就会使用无线通信技术，锁定该车，进行地点和方位规划。所以无线通信技术可以保障人们安全出行，不至迷失方向。

3.3 公交车监控技术

公交车具有实时报站的功能，公交车站台可以显示即将到站的车辆情况以及相应车辆距站台的距离。并且所有的公交车都有随时听从监控中心调遣的可能。这些功能都依靠无线通信技术得以实现。公交车与站台之间安装的有感应性，通过传感器技术获得的相关信息，通过计算机加以分析，然后运用无线通信来靠之终端服务器，使监视中心、司机、乘客了解到公交车的运行情况。监控中心通过无线信息传输了解到整个路段的交通流量后，对公交车辆进行增减和调度。因此，无线通信技术在公交管理上具有非常重要的应用价值。

3.4 短信或广播推送

以往交通信息沟通主要为单向的，通过交通中心在特定的信号频率范围内推送短信或者广播消息，告知区域范围内的所有司机区段内出现了故障，以及整个区域的交通现状。这种单向、广泛的传播方式使得很多司机会收到无用的信息。在出现故障时，也不可以向中心和其他司机发出求救信号，获知交通路段的突况时也不可以上报给中心。现在互联网下的数字通信、第三代无线通信使信号传输具有了多向、快速的特点。在互联网技术的支持下，监控中心和司机可以时刻在线，随时传输信息、进行互动交流，并且语音服务系统和不占频率通道的无线传播使得信息间的传递更加快速，同时使得司机间的信息交流也成为了可能。

4 结束语

智能交通系统运用在交通的各个方面，向着更加精细和广泛的方向发展。每一位司机在享用无线通信带来便利的同时，应该谨遵交通法规，这是交通安全流畅的基本条件和首要条件。在技术提高出行效率和保障生命安全的同时，不能完全依靠技术，而应该依靠内在的约束力保证自身的安全。

参考文献

[1]尹威.论无线网络技术在智能交通系统中的应用[J].信息通信，2011（06）：49-50.

[2]王笑京，杨文丽，杨蕴等.智能交通领域无线通信技术新型应用场景[J].长安大学学报（自然科学版），2015，S1：17-20+31.

[3]张树京.智能交通系统中的无线通信技术及其应用[J].城市轨道交通研究，2000（03）：4-8+22.

作者简介

卢鑫（1975-），男，河南省人。博士学位。现为深圳信息职业技术学院高级工程师。主要研究方向为移动宽带及4G/5G通信信号处理等。

篇8

【关键词】射频识别;交通流量自动控制;读卡器

1 引言

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID),是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。射频识别起源于20世纪80年代,近年射频识别和应用得到了迅速发展,射频识别典型应用包括:物流领域、生产线自动化、交通运输领域、农牧渔业、医疗行业、制造业等。超高频射频识别,具有读写速度快、识别距离远、能识别高速移动物体、数据存储量大、非接触识别以及可同时识别多个芯片等特点。

2 RFID应用的成功案例

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)的应用案例比较成功的有,铁路的车辆调度,铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中,推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。过去,国内铁路车头的调度都是靠手工统计、手工进行,费人、费时还不够准确,造成资源极大浪费,铁道部在采用RFID技术以后,实现了统计的实时化、自动化,降低了管理成本,提高了资源利用率;另外一个就是以沃尔玛为代表的在零售业中的应用。通过使用RFID技术,一方面,可以即时获得准确的信息流,完善物流过程中的监控,减少物流过程中不必要的环节及损失,降低在供应链各个环节上的安全存货量和运营资本;另一方面,通过对最终销售实现的监控,把消费者的消费偏好及时地报告出来,可以帮助沃尔玛调整优化商品结构,进而获得更高的顾客满意度和忠诚度。

3 RFID在交通流量自动控制中的应用

交通系统是一个复杂的综合性系统,单独从道路或车辆的角度来考虑,很难解决交通问题,必须把车辆和道路综合起来全盘考虑,这就需要实现交通系统的智能化。智能交通系统是把先进的信息技术、电子通讯、自动控制以及网络通信技术等有机的运用于交通管理体系而建立起的一种实时、准确高效的交通综合管理和控制系统。

在智能交通控制中交通信息的采集尤为重要,交通数据采集是指利用各种技术手段对整个交通领域所要求的动态和静态交通信息进行获取的过程。由于静态信息是相对固定的,在一定的时期具有一定的稳定性,因此,全面、可靠地采集动态交通信息成为交通管理与决策从而对交通流量进行自动化控制的关键。

一、现有交通信息采集方式及特点

现有交通信息采集方式主要包括如下四方面:

1、摄像监测技术是目前较常用的交通信息采集技术。可提供可视图像;为交通管理提供实时信息;只用单台摄像机和控制器就可检测多个车道。缺点是大型车辆可能遮挡随行的小型车辆,使信息可靠度相对降低;易造成检测误差等。

2、线圈地下采集技术优点是技术已经成熟、易于掌握;计数非常精确。 缺点是安装过程对可靠性和寿命影响较大;修理或安装时会中断交通并且会影响路面寿命;易被重型车辆、路面修理等损坏。

3、雷达定位系统技术的特点是数据采集非常方便,而且能够提供准确的交通数据信息,可全天候工作。缺点是成本高,而且受功率的影响,可能会产生错误信息。

4、微波检测技术可以提供公路实时信息,还有多车道的车流量、道路使用率和车型等信息;具有技术先进、成本低和可靠度高等特点。

二、RFID技术的特点

RFID具有精度高,适应环境能力强、抗干扰、操作快捷等优点。射频卡的最大特点在于非接触,不易损坏,不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境。射频卡读写器可识别高速物体、近距离及远距离的物体、并可同时识别多个无线射频识别卡等。

三、RFID与现有交通数据采集方式比较

与传统的交通数据采集方式相比较,RFID智能交通监管技术具有优势。利用RFID可以实现车辆的实时跟踪将采集的交通数据通过网络传输到交通控制中心,通过控制中心汇总分析后在各个路段向司机报告交通情况,并利用电子地图实时显示交通情况从而缓解交通。通过实时跟踪,还可以自动查处违章车辆,记录违章情况。采用超高频射频识别技术实现交通数据的采集可以对交通流量进行实时、准确、高效的自动化控制。

四、RFID在交通监管中的应用

射频识别交通数据采集系统主要是由阅读器(reader)和应答器(Transponder,也称为电子标签)等组成。RFID智能交通管理的工作原理很简单,交通数据采集的过程如下:阅读器与应答器通过电磁波进行能量传递和数据通讯。在系统工作过程中,读卡器首先通过天线发送加密数据载波信号到RFID汽车标签,标签的发射天线工作区域被激活,同时将加密的载有目标识别码的高频加密载波信号采用某种调制方式经卡内高频发射模块发射出去,接收天线接收到射频卡发来的载波信号,经读卡器接收处理后,提取出目标识别码送至计算机,完成预设的系统功能和自动识别,从而实现交通的自动化管理。

4结束语

利用RFID技术能够获得持续不断的交通流量数据,并且能直接反映实际交通流,利用RFID可以实现车辆的实时跟踪,将采集的交通数据进行实时处理自动调节交通流量。这项技术的应用使得在不影响交通流的情况下实时采集交通数据成为可能,进而实现交通自动化控制,促进交通状况的改善。无线射频识别交通监管技术将成为实时交通信息采集未来发展趋势。

【参考文献】

[1] 储浩,杨晓光. 交通移动采集技术及其使用性分析.ITS通讯,2006,3

[2] 张益强,郑铭,张其善. 远距离无源射频识别技术.遥测遥控,2004,7

篇9

Abstract: in the city economy and the highly developed intelligent device based on current traffic, intelligent direction is an inevitable trend. Smart tag in the city road traffic application, is an important part of intelligent transportation. Augmented reality technology for city road traffic intelligent label implementation provides technical basis and guarantee, augmented reality intelligent signs will have a bright future in application.

关键词： 增强现实技术；交通标牌；智能化；

Key words: augmented reality technology; intelligent traffic signs

中图分类号：S731.8 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012

前言

随着现代科学技术的飞速发展，越来越多的高智能化的产品出现于人们的生活中，使人们的生活更加快捷、方便。设计者们将许许多多的设计理论构想，通过现代科学技术一一实现，智能化已是当今社会发展的一个必然趋势。在一个发达的城市，大部分设施都将作为高科技的产物服务于人们的生活中。作为城市便捷化的助手――道路交通标牌也将作为一个新颖的智能设施服务于我们的生活。

一.智能交通标牌在我国城市交通系统中的应用调研实例

我国很多的城市已在市区的交通设施中使用了较为智能的标牌系统，达到了较好的指引和预防事故的效果。

1.1郑州反光漆指示牌变成电子控制

郑州陇海路与嵩山路交叉口西向东方向共有四个车道，原来是两个左转道一个直行道和一个直行加右转道。如今，在该路口的指示牌上，第二个左转车道和最右边的直行加右转车道指示发生了变化，但这两个车道的指示牌换成电子控制的，可变化。这个智能指示交通牌，在高峰时，保持现有的通行不变，平峰时，从陇海路左转上嵩山路的车辆减少，而陇海路西向东的车辆增加，如果仍然保留两个左转道，势必造成左转车道资源浪费，而直行车道不够用。根据这种情况，郑州市交警部门准备在平峰时将该路口第二个左转道调整为直行道，留一个左转道，而最右边的直行加右转车道调整为单一的右转车道。

我们可以看出，智能标牌不仅是能让城市看起来更现代化，而且会在很大程度上解决交通中的拥堵等难题，进行智能化地协调，给市民出行带来极大的方便，并且更合理的利用了交通资源。

1.2 苏州 智能公交到站信息显示

在苏州工业园区，很多公交站台上都有一个带有LED显示屏信息显示牌的电子站牌。它内置移动信号接收模块，可以接收公交车或公交控制中心发来的信息，可所有途经本站公交车的到站时间等信息，智能公交系统的报站准确率已达95%左右。每个公交站点还有一块醒目的蓝色标牌，标示了查询智能公交使用方式和每个站点的唯一编号，凭借这个公交站点的“身份证”，市民就可以通过手机或互联网等多种方式查询通过该站点的公交到站情况了。

截至目前，智能公交已实现了对苏州工业园区所属400余辆公交车辆的统一调度、统一管理和实时定位，实现对其中150辆公交车辆的视频实时监控，260个公交站点的预报站信息。对于广大市民来说，智能公交更方便、更人性。

智能公交，对于提高城市公共交通服务质量、减轻交通管理压力也起到积极作用，通过让人们感到公交越来越方便，让更多的人逐步依靠公交出行这种低碳的方式，从而缓解城市交通拥堵，可以让“路怒”族越来越少。①

二.增强现实智能标牌设计构想

传统的路牌具有较大的局限性。设想有没有这样一种可能，我们在看某个路牌时，它能以立体的形式展现出来，像3D电影那样，让人有身临其境的感觉，让人很快明确并记住去忘目的地的方向和路径。现在已经有人致力于模拟现实系统的研究，我们可以设想，把这种模拟现实的技术，应用到交通标牌的设计中去，从而达到3D效果的路牌效果。

2.1 增强现实技术的定义

增强现实（或者叫虚拟现实）的技术，把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等)，通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，发挥传感器、可穿戴计算机等技术的优势，这种技术叫做增强现实技术,即Augmented Reality，简称AR技术。满洛维奇对增强现实给出如下定义：“将动态的、背景专门化的信息加在用户的视觉域之上”。允许用户看到真实的世界，同时在真实的世界上叠加或混合信息。

2.2 对建立在增强现实技术上的路牌设计构思

首先是路牌的制作，我们只需要制作一个简单的路牌，最好同时考虑到要与城市的风格相统一，或者能让人高科技的质感，可以采用金属的锐利表现，也可以采用冷色调（如蓝色）来表现。

其次是三维图形效果的制作。可以依托3Dmax、Maya等三维制作软件，将二维的路牌指路图作为基础，制作出逼真的虚拟三维立体交通效果图，并且将路牌上的指示根据实际情景转化为三维动画。同时注意要将道路路两旁的主要标志物表示清楚，在客户端界面中用箭头等以让使用者理解的标志引导提示使用者方向。

最后就是技术实现。开发者需要手动对已有的路牌图片特征点进行对应，实现叠加的内容连接。最后编写图像识别程序，对图像的特征点进行扫描，然后存储信息形成虚拟物体，最后采用精确的三维注册技术将计算机生成的虚拟物体和真实环境中景象“对齐”将这些特征与后台匹配信息一一对应，最后将三维效果图展现在用户的移动设备上。并随着用户的移动而移动。

2.3 使用方法

当用户启动软件并将自己的移动设备对住路牌时，系统开始自动识别，从系统上下载相关三维场景与路标图片相关联，最终显示在用户设备的屏幕上。再以逼真动画的形式由屏幕完全展示在使用者面前。

不过我们可以更进一步假设，当用户的设备离开图像显示的位置时，该段信息应仍可以持续显示，并且关连到使用者所照射到的地面，建筑物等实体上。并显示与这些相关的信息，直到用户关闭该系统，或者映射下一个图标。当三维场景在显现时，可根据现实相机照射到的场景、当前任务或需要交互地改变其形状和外观，对于现实目标通过叠加虚拟景象产生类似于X光透视的增强效果。

若使用者输入想去的附近的地址，在三维场景设定范围内，屏幕上会出现一个箭头，指示使用者应该走的方向。

2.4 附加游戏功能

在增强现实标牌的使用方法中我们提到系统会自动下载相关的三维场景到手机上。我们可以充分利用已下载的三维场景转化为3D游戏中的三维场景，在场景中加入一些游戏所需元素，使枯燥的指路功能变成有趣刺激的超现实Game大战。

具体做法是，在用于指路的客户端界面中设置一个选择附加功能按钮，然后将程序指向另一个游戏的程序，这个程序是以已下载的三维场景为游戏场景，在场景中添加必要的虚拟元素(如虚拟武器、虚拟人物等)，并设置游戏的玩法，如CF等。在真实的环境里玩着虚拟的游戏，出行的路上就变得更加丰富多彩而充满刺激了。此功能尤其实用于在途径中休憩或者无聊时。

2.5 适用的地区

因为智能交通标牌系统的搭建需要该市有很强的经济实力，在标牌的设计、投入使用、后期维护等方面都需要投入很多的财力、物力。而且发达的城市对一个比较现代化的标牌要求更迫切一些。另外，该系统客户端的使用要求该市的市民能够有足够的经济实力购买比较好的移动设备，以承载客户端的使用。所以智能交通标牌系统的应用，应该是在经济科技高度发达的城市。

智能交通标牌系统的应用，还应该是对标牌要求比较高的地方，如地铁站（通道复杂多变），旅游景区（旅游景区线路复杂、人员流动大，多是对环境不熟悉的人群，并且绝大部分是步行）。

三.增强现实智能标牌设计可能会出现的难题及解决方案

三维画面太大，载入慢，容易死机。从摄像机定位到现实标牌中的二维图片，到从系统中下载相关三维画面的过程中，由于三维画面太大，很容易会使客户端设备陷入服务无响应，甚至死机的状态。

耗电量大。该应用程序的使用会占用设备较多的资源，并且由于一般的智能设备，电池待机时间不长，一直是一个没有解决的问题。这在增强现实标牌的现实过程中，仍然是一个很大的挑战。

亟待技术和设备的支持。现在开发的一些简单的增强现实的软件系统，还只是能在部分平台上运行，如iPhone、iPad等系统性能比较好的智能机上，有待降低平台的需求，使大部分平台能够装载此应用。

四.相对应的可能的解决方法

从上述可知，增强现实智能标牌的实现对科技及经济发展状况等社会背景的依赖性很大。所以随着社会和科技的发展，以后经济可能将不是制约增强现实标牌发展的主要问题。另外智能设备价格也会逐渐降低，适合更多人群的使用。

当科学技术的发展到一定的程度，客户端设备的系统运行将会非常流畅，并且运算速度也会相应提高，届时软件的载入以及死机问题可能不复存在。电池的待机时间短，软件耗电量大的问题也可以解决。

在此系统发展的起步阶段可以考虑采用2.5D（即伪3D技术）来代替三维动画，或者减小三维图像的精细度以缩小动画的大小。这样能在一定程度上解决系统容易出现无响应或者死机的问题，但是不是根本的解决办法。

有一个好的算法和程序会很大程度上减小客户端系统运行时所需的空间，若是增强现实智能标牌系统的程序能更精进，这样就在技术本身上解决或者至少减少系统运行时会出现的问题。

以上第二、三种方法都是以降低画面质量为代价的，虽然会降低用户的体验，但考虑到现阶段移动设备以及增强现实技术的发展，这样稍微相对容易实现，有效降低难度。

总结

增强现实3D智能标牌设计构思的实现，需要极大的资金与技术的支持，是要建立在城市经济以及智能设备高度发展的基础上的，比如大部分人都会随身携带一部高智能移动设备、增强现实技术非常成熟等，所以增强现实3D智能标牌从一个比较概念性的构思变成现实应用，需要一段很长的路要走，但是随着科学技术的不断发展，我国经济实力的不断增强，我们有理由相信，增强现实3D智能标牌会有很光明的应用前景。

参考文献：

①．扬子晚报 2010-11-15

作者简介：

[1]张盼盼（1990-）女，河南新蔡人，江苏科技大学机械工程学院工业设计系本科生，研究方向:工业设计。

篇10

【关键词】电话网络通信 软交换 智能改造

建立网络电话的软交换系统有助于使传统的通信方式与现代化的通信方式有机地结合起来，达到共融、共同发展的目的，而对电话网络的智能化改造则是使传统电话通信方式实现软交换的重要手段。做好电话网络的改造和完善工作将有助于推进我国信息化建设的脚步，使我国在下一代网络建设工作中处于优势位置。

一、电话网络通信系统的智能化改造的意义

什么是电话网络的智能化改造，电话网络的智能改造是指使基于传统固定电话业务，使其业务功能与承载业务的网络相互分离，将固定电话的客户信息、电话号码、业务内容等项目独立出来，不再与业务承载网络有任何联系，这两者成为两个相互独立的部分，并且建立一个单独的网络环境来存在电话用户的信息、使用数据等等，并且使各个数据网络之间具有统一标准的IP标准化接口，使每个用户数据网络之间都能拥有良好的兼容和连接关系。

二、电话网络的软交换系统及其智能化改造的技术优势分析

软交换这一概念的提出是在二十世纪九十年代后期IP电话技术出现的基础上提出来的，是下一代网络技术的技术核心，其功能是实现下一代网络的呼叫控制与连接控制，为下一代网络的控制与呼叫的核心技术。软交换技术具有以下几个基本特性：拥有汇接局和端局的功能；同时具备电路交换网络与集成分层网络；多媒体层、呼叫控制层、业务项目层彼此独立、彼此分离。就目前软件换技术的发展形势来看其技术在信息领域中具有以下优势特点：对呼叫功能的控制、业务制定、多媒体网关连接、多种兼容功能、支持多种业务形式和内容、授权和认证功能、计费、网络资源管理与控制、接口和协议功能。

三、电话网络的软交换系统及其智能化改造的技术方法

（1）网络汇接局技术要以软交换为基础。传统的汇接局技术显然已经无法适应时代的发展，采用软交换技术可以使网络环境管理实现统一化，将网络流量区域分为几个合理的区域，以软交换技术为这几个分层的控制中心，这样就能实现网络平行管理，另外软交换技术能够统一操控终端网关与信令网关，原有的汇接局设备被终端网关所替代，这样就能使老旧的网络端局交换设备只管理用户的接入工作就可以了，呼叫与控制功能则由软交换来实现，这样就为业务智能化提供了有效的基础。

（2）用户数据的核心储备使用SDC。SDC是一种新型的网络节点技术，SDC技术能够高效地储存用户物理编码、逻辑编码、智能业务内容等一系列重要用户数据，支持软交换汇接局的交互以及MAP/INAP+网关信令，能够有效反映出被叫与主叫用户之间的物理编码和逻辑编码的映射关系，并且能够将用户的智能业务内容属性转化为相应的接入编码。固网环境中的SDC和移动网络中HLR的功能相仿，其主要职能是负责用户数据的管理，并不含有业务逻辑的具体实现功能，所以SDC只能应用在固定号码移动性方面，而移动设备用户的智能化功能的实现还需要是在智能网络中。SDC的工作过程是首先由软交换进行用户呼叫和被叫信息的接收，然后将其数据发送给SDC进行用户信息的查询和储存，之后SDC会将查询后的信息结果反馈回来并建立行对应的业务接入编码，软交换根据SDC反馈回来的业务接入编码实现相应CSP，完成整个智能化业务激发过程。