于修舜 孫廣富
大慶油田建設設計研究院儀表電信室
國防科技大學電子科學與工程學院
摘要 本文利用無線數(shù)字通信網(wǎng)絡覆蓋面積廣、具有數(shù)據(jù)業(yè)務的特點，提出了將無線數(shù)字通信網(wǎng)絡應用于交通管理的思想，給出了交通管理無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，對交通管理的中心站設置、數(shù)據(jù)傳輸方式、交通管理模式進行了描述，并指出利用無線網(wǎng)絡進行交通管理具有高效、靈活的優(yōu)點。
關鍵詞 無線通信網(wǎng) 交通管理
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(jiān)控等多個數(shù)據(jù)參數(shù)，并能及時準確地將這些數(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(qū)域內(nèi)的交通狀況及任一交通車輛所處的位置及相應的參數(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)絡作為數(shù)據(jù)傳輸手段。
當前無線數(shù)字通信網(wǎng)絡發(fā)展相當迅速，如中國聯(lián)通的GSM網(wǎng)絡、CDMA網(wǎng)絡；中國移動的GSM網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡。目前的主要業(yè)務還是話音業(yè)務和部分數(shù)據(jù)業(yè)務，隨著CDMA、GPRS網(wǎng)絡的成熟發(fā)展，網(wǎng)絡容量的不斷擴大，無線數(shù)字通信網(wǎng)絡將在數(shù)據(jù)業(yè)務上有大的應用前景，可利用該網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、雙向數(shù)據(jù)業(yè)務的特點，作為傳輸交通車輛管理的數(shù)據(jù)傳輸手段，實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)絡實施交通管理，要把交通車輛看作是無線網(wǎng)絡的移動數(shù)據(jù)終端，它能通過無線網(wǎng)絡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任一交通車輛發(fā)出相應指令，完成交通指揮、管理調(diào)度等任務，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 控制中心的設置及交通管理網(wǎng)絡結(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，可分級分區(qū)設置。主區(qū)域控制中心下轄多個分控制中心，分控中心按照不同的區(qū)域平行設置�？刂浦行闹g可以相互交換數(shù)據(jù)，可實現(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（簡稱分控中心）的設置應該根據(jù)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(jīng)有完善的并形成規(guī)模的無線通信網(wǎng)絡（GSM、CDMA、 GPRS）的基站，可以參考無線通信網(wǎng)絡基站的分布，合理設立控制中心，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
每一個交通車輛都有一個數(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Ｘ、Ｙ值，經(jīng)緯度值），交通車輛行進的速度、行進的方向，以及車輛調(diào)度相關的始發(fā)地、目的地等，數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的存儲單元，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
每一個車輛，分配給相應的網(wǎng)絡運行號碼我們叫它為交通車輛網(wǎng)絡號碼，分控中心或主控中心根據(jù)網(wǎng)絡號碼可獲取交通車輛某一時刻的所有采集的車輛數(shù)據(jù)。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(nèi)的收發(fā)單元將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按時段進行編幀打包，并將打包的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳送到主控制中心或分控制中心的存儲系統(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(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)絡接收這些交通車輛所采集的每一時刻的數(shù)據(jù)，如圖4所示，它可以作為控制中心的臨時輔助數(shù)據(jù)存儲器，同時通過自身的數(shù)據(jù)計算單元對所在區(qū)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡實施交通管理的模式
4.1 對交通道路監(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)絡把每一時刻的某一控制轄區(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算單元快速運算和處理，可以計算出這個時刻控制轄區(qū)內(nèi)的交通車輛所在的位置、運行方向及行進的速度。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），及時指揮并調(diào)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(jù)采集的交通車輛的數(shù)據(jù)，對某一交通車輛實施鎖定、監(jiān)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(fā)生交通事故或意外時，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（可以是人工或根據(jù)事故傳感自動設置），通過無線網(wǎng)絡傳遞到所在區(qū)域的分控中心或主控中心，控制中心的大型顯示系統(tǒng)自動彈出發(fā)生交通事故的相關信息，顯示出發(fā)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(tǒng)備案；發(fā)出警報提醒管理人員指揮調(diào)度交通管理員處理事故或意外，同時又能與最近醫(yī)院聯(lián)系，及時救助事故中的傷者。
當發(fā)生交通事故后，交通管理部門可在控制中心提取發(fā)生交通事故時以及發(fā)生交通事故前的任意時段的數(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算方法，可以作為判斷事故責任的依據(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
可以利用這個交通管理網(wǎng)絡實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(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參數(shù)，同時將數(shù)據(jù)及時、準確地傳送回交通管理控制中心，在獲得全面數(shù)據(jù)的基礎上，進行科學的交通管理和調(diào)度。將無線數(shù)字網(wǎng)絡應用于交通管理系統(tǒng)當中，可以有效地解決網(wǎng)絡覆蓋、數(shù)據(jù)傳輸問題，直接利用現(xiàn)有無線網(wǎng)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(wǎng)絡已經(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，應用于交通管理當中具有技術(shù)的可靠性。
無線網(wǎng)絡是傳遞信息的先進技術(shù)手段，因此，我們應很好地發(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性、快速性。
于修舜，工程師，1991年畢業(yè)于西安電子科技大學信息工程系通信工程專業(yè)，現(xiàn)在黑龍江省大慶市大慶油田設計院從事電信工程設計工作。
孫廣富，在湖南長沙國防科技大學電子科學與工程學院，ATR實驗室工作。
