智能交通中的無線通信技術研究

熊文文、熊屹

（江西路通科技有限公司，江西南昌330002）

0 引言

當今科學技術水平不斷發展，智能交通系統也在不斷強化，巧妙地將網絡通信技術、計算機技術以及傳感器技術進行有效融合，能在很大程度上方便市民出行，也能使交通管制變得更加高效與快捷。當前，將無線通信技術與智能交通系統有機結合，可以大大提高智能交通系統的各項功能，能更好地提高交通運輸的效率及安全性。

1 無線通信技術

近年來，無線通信技術得到了飛速發展，該技術的崛起也推動著其他各行各業的發展。無線通信技術主要是將需要發送的相關信息內容通過特定的發送端傳輸到無線電的頻率上，再通過天線，將這些已經加工好的數據傳送到無線信道上，信號主要以電磁波的形式進行傳輸。接收信號時，主要也是通過天線收集信號，再通過專業的調制設備對接收到的信號進行具體的調制。這樣一來，這些無線電波就可以被有效地轉化為原始的發送信號，從而實現信息傳輸。將無線通信技術應用在交通系統中，可以加快交通智能化的進程[1]。通常情況下，當交通工具處于運行狀態時，運用無線通信技術可以有效實現圖文信息及實時信息的及時轉化。

2 智能交通系統

智能交通系統這一概念，起源于美國，也被稱為智能運輸系統，智能交通系統能夠有效推動交通運輸業的發展，無線通信技術在其中起關鍵作用。結合我國智能交通系統的發展，將無線通信技術應用其中，可以有效實現自動控制技術、傳感技術以及計算機技術的融合，從而有效提高智能交通系統的工作效率。

3 無線通信技術在智能交通系統中的應用

3.1 GSM 技術應用

在無線通信技術的具體應用中，往往會涉及GSM技術。GSM 技術指的是全球移動通信系統，也就是數字移動通信技術。如今，科技水平不斷發展，信息幾乎覆蓋了整個地球，在這樣的背景下，使用移動通信設備構建交通智能系統基本平臺，能夠實現車輛與車輛之間的相互溝通。全球移動通信系統中的語音和數據技術促進了智能交通系統的發展，從一定程度上提高了智能交通系統的工作效率。此外，數字移動通信技術在進行數據傳輸時，有一套較為安全的加密系統，在確保信息傳輸速度的同時，還可以有效保證相關信息的安全。同時，在智能交通系統中，第3 代以及第4 代移動通信技術得到了廣泛應用[2]。第3 代無線通信技術主要是通過蜂窩數據實現局域網通信，再利用蜂窩區域達到通信的要求，同時，在應用蜂窩數據時，能夠在利用漫游通信技術的基礎上，將相關數據傳遞到智能交通系統中，進而更高效地對車輛進行管理，大大提高運輸的安全性。第4 代無線通信技術具備良好的信息傳輸特點，可以減少信息的損失，能夠對車輛進行綜合定位，并且可以綜合收集交通路況信息，能在導航、優化道路選擇等方面有效發揮作用，能夠實現智能交通指揮。

3.2 車輛無線通信技術應用

車輛無線通信技術的應用，可以在車輛移動的狀況下進行信息的實時傳輸。具體的信息傳輸內容主要包括四個方面。

第一，通過調度中心，將交通信息發送給每一輛正處于移動狀況下的車輛。

第二，通過調度中心發送指令，幫助車隊或運轉部門將相關信息及時有效地傳輸給指定的車輛及駕駛人員。

第三，為駕駛員提供安全可靠的道路信息。

第四，可以讓運行中的車輛及時獲得車輛的安全信息。

3.3 ZigBee 雙向無線通信技術應用

ZigBee 是一種雙向的無線通信技術，其具有許多優點，可以使一些傳輸效率低下的電子設備實現高效的數據信息傳輸，也可以實現對各類特殊數據的傳輸，如周期性數據、間接性數據以及低反應時間數據等。將該項技術與數字移動通信技術巧妙結合，建立起無線網絡框架，可以有效地將收集到的信息及時傳輸到監測平臺，可以準確預測公交車到站以及離站的具體時間。

3.4 車輛通信技術

相較于傳統技術，車輛通信技術最顯著的特點是能夠實現移動通信和動態通信，具有中距離通信的空中接口和專用的短距離通信/無線訪問。車輛通信網絡是目前現代化智能領域的重要發展方向之一，構建高水平的網絡系統，和車站、基站、交通系統、城市系統等相結合，形成完整的交通系統，能夠大幅提升交通運行的安全水平，有效預防交通事故，促進交通運輸效率和質量的提升。

3.4.1 專用的短距離通信

該方面的通信是應用專用的短距離通信設備，實現與其他設備之間的數據信息交換，如車載單元與路邊單元的通信[3]。

3.4.2 無線訪問

ITS 一直是智能交通領域的重點研究方向，該技術運行效率高，具備可持續性，是非常先進的無線訪問技術。車載環境主要是應用無線訪問系統實現通信的安全性。在車載網絡系統中，無線訪問系統的關鍵作用在于保證車輛可以穩定通信，能夠達到防撞的效果，可有效保證車輛運行的安全性。

3.4.3 用于中遠距離通信的通信空中接口

目前，中遠距離通信環節主要是應用通信空中接口（CALM），這屬于目前非常有效的多媒體運行通信技術。CALM 在任何地點、時間范圍內，與ITS 結合都可以達到良好的連接和運行效果。

3.5 紅外

紅外的方向性非常強，即使是遠距離傳輸也能夠達到傳輸速度快和穩定性的要求，所以在特定通信車輛上運行效果良好。因為交通數據有多樣性的特點，數據的收集和使用有非常高的要求。傳統的數據收集方式成本非常高，人力投入時間較長，甚至需要比較復雜的過程才能滿足運行要求。在混合交通條件下，數據收集的難度會非常大。

目前，有些研究人員已經發明了紅外交通記錄儀，該技術較為先進，屬于非侵入類型的監控，能夠根據不同車輪底座尺寸、車軸間距實現對車輛的監控。應用基線狀態可以實現對不同交通環境下的車流量的控制，保證交通速度、狀態符合要求。研究分析發現，除了交通復雜的兩輪和重載交通條件，紅外記錄的全部車輛精度超過90%，速度檢測精確性可以達到90%。

3.6 毫米波

毫米波是先進的無線技術，是科學技術發展的產物，高技術能夠實現對大量數據的實時傳輸和應用，提供豐富的頻譜資源。當前，車輛傳感器的數量持續增多，形成的數據量也不斷加大，毫米波技術能在相應范圍內，實現設備之間每秒千兆的傳輸速度，且無線連接效果好，能夠起到良好的車輛監控效果，可有效提高交通運輸管理效果。

4 無線通信技術應用優勢

4.1 對車速和車流量進行監控

隨著我國國民經濟水平的不斷提高，我國的交通工具使用數量也在不斷上升，交通工具的運行速度也在不斷提高。但由于一些城市的道路建設相對落后，道路交通經常會出現堵塞顯現，這會給交通管理工作帶來巨大的壓力。而將無線通信技術與智能交通系統相互結合，則能有效實現對交通運輸情況的智能監控，這樣就可以大大減輕交警的工作量。

4.2 為交通工具導航

隨著技術的發展，交通工具的導航系統在社會生活中普及開來，所有的導航設備都是以無線通信技術為基礎進行作業的。無線通信技術可以給車輛提供相關的道路信息，將地圖及車輛具體所在位置實時反饋給用戶，并且可以智能規劃出最優的路線，結合語音服務，可以安全地告知用戶路段情況[4]。這樣可以在很大程度上解決司機在陌生道路上迷路的問題。

4.3 公交車監控技術

公交車是城市中的主要交通工具，當前社會，人們的生活節奏越來越快，許多上班族往往都有較強的時間觀念，而通過對公交車進行有效的監控，可以預測車輛的到站時間以及車輛的離站時間，能夠使其更好地規劃出行計劃。為了更好地滿足民眾的出行需求，車站可以設置智能化的站牌，通過信息傳輸，將車輛的行駛情況呈現在站臺上。乘客則可以通過使用智能App，實時監控車輛的運行情況。此外，公交車總部可以通過對公交車的實時監控，對車輛進行科學合理的調度。

4.4 短信或廣播推送

借助互聯網數字通信以及無線通信技術快捷、高效的特點，車輛監控中心可以通過互聯網，將重要的交通信息實時傳輸給指定的車輛司機，從而實現信息實時共享，與司機之間的交流也能變得更加便利。

5 對ITS 通信專網的幾點建議

在智能交通系統中，可以借助現代數字移動通信網絡構建ITS 通信專門網[5]。但是，如果能夠結合智能交通系統自身的一些通信優點及通信需求，開發專門的ITS 網絡，無線通信技術在智能交通系統中的應用效果將會更加顯著。下面，對ITS 專網與智能交通系統的結合提出幾點建議。

第一，交通信息控制中心在與其他自動收費站點以及監測站點進行信息傳輸的時候，一般是由固定的點進行收發工作。因此，可以將固定無線接入傳輸系統。加之收費站、監測站的位置分布相對分散，且信息傳輸的內容主要是突發信息，為更有效地傳輸信息，智能交通系統可以選擇150MHz 或450MHz 的低頻段傳輸。

第二，由于處于行駛狀態中的車輛在使用智能交通系統的時候，往往需要對各種信息進行數據庫查詢，在這種情況下，無線通信技術就可以結合移動通信公司的相關GSM 系統以及CDMA 系統進行工作。

第三，可采用大區制蜂窩網組網方式，以減少車載臺越區切換的頻率，并提高信號覆蓋率。移動通信基站可以采用全向天線或扇形天線，并按照公路沿線鋪設?？偟膩碚f，在ITS 中應用各種無線通信互聯網絡技術，實現不同的管理功能，能夠達到更好的交通管理效果。

5 無線通信技術智能化發展

5.1 無線通信技術的智能化特征

相較于傳統的通信技術，無線通信技術的運行更加方便、快捷，通信限制也比較少。移動通信技術的智能化運行需要加入智能化技術來實現，在二者的結合下，通信工具的便攜性更好，且傳輸速度非?？?。此外，移動通信無線技術的智能化發展可以使信息傳輸更穩定，信號覆蓋范圍擴大，如目前不同國家的4G通信技術雖有所差異，但4G 通信信號已經覆蓋到各個角落內，這對現代社會的發展有重要意義。

5.2 5G 通信技術發展

隨著科學技術的發展，我國的通信技術處于高速發展的階段，無線通信技術的應用范圍更加廣泛，無線通信技術的智能化發展也在加速進行。自從4G 網絡通信技術的廣泛應用，無線移動通信技術快速朝智能化的方向發展。并且，在5G 通信、Wi-Fi 技術的全面發展下，無線通信技術的覆蓋范圍不斷擴大，能夠更好地實現無線終端通信。在5G 技術的高速發展之下，息傳輸更加方便，可以滿足不同人群的使用需要，其在智能交通系統中也有非常高的應用價值。

6 結語

綜上所述，智能交通系統對無線通信技術的應用要求非常高，因此，在技術應用上，需要結合實際做好對相關技術的綜合選擇，確保智能交通系統的服務質量得以提高，在交通管理中更好地發揮作用，提高交通運輸的效率與安全性，為城市交通的發展奠定良好的基礎。