论智能交通系统中的信息通信系统

高 明,杨爱学

(天津公安交通管理局科研所,天津 300161)

论智能交通系统中的信息通信系统

高 明,杨爱学

(天津公安交通管理局科研所,天津 300161)

我国城市智能交通系统的建立和建设工作目前存在许多滞后、不平衡和发展差距,还处于发展的初级阶段。在发展和完善的过程中,信息通信系统的建设尤为必要,完备而先进的信息通信系统必须首先发展和完善信息通信网络,必须根据我国的国情和城市发展的具体情况来设计和研发,以求实现智能交通通信系统的科学化和现代化。

智能交通;信息通信;系统;网络

一、城市智能交通系统的相关情况概述

在城市的建设发展中,城市智能交通系统的先进理念科学知识,将被广泛应用,城市中实现交通智能控制系统是城市实现科学化、现代化管理的重要标志之一,并将使城市道路交通管理发生质的变化,将给城市建设和交通参与者带来更多的利益,从而使他们享受到更高、更快、更好的服务。

建立智能交通系统是城市发展的趋势,从发达国家成功经验来看,道路基础设施的建设已经不是解决交通运行紧张的唯一办法,采用智能交通系统管理已经成为解决这些问题的重要途径。什么是智能交通系统,建设智能交通系统能解决什么问题?从国外经验来看,智能交通系统(ITS)是综合运用先进的信息系统、通信网络、自动控制、定位系统、智能化分析与交通诱导系统等交通工程科学技术,改善交通运行系统的运行情况,以缓和道路堵塞,提高交通效率和安全性,减少交通事故,提高行车安全,减少行驶时间,降低、减轻对环境的污染,使交通参与利用者更方便、更舒适。通过消除道路堵塞等交通隐患,从而建立起一个智能化的、安全、便捷、高效、舒适、环保的先进的综合交通运行管制体系。

我国城市智能交通系统的建设工作就目前的情况看,系统建设滞后,发展不平衡,差距比较大,沿海城市好于内地城市,大城市好于中小城市,东部地区好于西部地区,都还处于发展的初级阶段。这种系统的建设与道路网的建设最好同步进行,在道路设计建设的时候,应将智能交通系统纳入基础建设的内容统一考虑,特别是保障系统正常运行的血脉通信网的建设必须首先考虑。

二、建立城市智能交通系统,首先考虑信息通信网的建设

随着全球化信息技术的迅猛发展,通信信息产业已经成为国家经济的支柱产业之一,通信信息和高科技是新世纪发展的重要标志。在通信信息技术迅猛发展的今天,道路交通的建设、智能交通系统的发展离不开通信信息和高科技,而且提出了更高的要求。

城市智能交通系统是由先进的交通管理指挥调度警务系统、先进的交通信号管理控制系统、先进的路况视频监视测速统计车辆控制系统、先进的交通可变标志诱导管理控制系统、先进的交通警卫信息跟踪显示管理系统,先进的交通事故报警处警管理系统,先进的驾驶员信息管理系统、先进的泊车停放调度管理系统、先进的交通警察政务管理系统、先进的交通管理信息采集发布系统等几大主要系统组成,形成城市的智能交通系统。在这几大系统中,都离不开通信信息网络系统,都需要有线无线通信网络系统的支持。没有先进的通信信息网络系统的支持,几大先进的智能管理系统将无法正常运行,失去它的智能作用。所以,笔者认为,在先进的智能交通管理系统中,通信信息网络系统必须首先要实现系统的网络管理化、交换智能化、控制现代化。通信信息网络系统,在智能交通管理系统中的作用是非常重要的,应该放在首位重视,是首先要必须考虑建设的内容。通信信息网络系统与智能交通系统的关系,就象人的血脉系统与肌体的关系。一个人的生存,如果没有畅通的血脉体系在流动,人的生命将失去生存的保障,如果哪部分肢体的血脉阻塞,这一部分肢体将失去存在的价值。同样,智能交通系统中的通信信息网络不畅通,将影响到智能交通中几大先进系统的信息交换传输,系统与系统之间、系统与控制中心、本系统内部各部位间的信息交换将受到制约和限制,将失去各系统的智能作用,整个智能交通系统将起不到智能作用。

随着社会快速发展,科学技术的进步日新月异,信息化通信事业已经成为当今世界发展的大趋势,信息通信基础设施快速发展,提升了城市道路交通管理现代化、智能化水平。电子警务建设不断深入,已经成为转变警察职能、提高警务管理和服务社会水平的有效手段;信息通信技术在城市智能交通领域的应用效果日益显著,为管理者和交通参与者享受智能交通带来的快乐创造了便利条件。

要努力实现城市科学发展、和谐发展、率先发展,更好发挥智能交通在城市建设中的重要作用,都离不开信息化通信网络。信息化通信的全面渗透和深入应用,不断推动城市道路管理智能化水平迈向新高度,可显著提升城市交通管理质量和现代化水平,未来时期,交通发展将面临越来越严重的车辆增加、拥挤和执法环境恶化的压力,迫切需要深化信息通信技术应用,使信息化通信网对智能交通系统发挥的作用更加广泛,应用越来越密切。

三、通信网络系统的建设模式与发展趋势

智能交通系统中的信息通信网,是城市交通管理部门进行指挥调度、处置事故及突发事件、管理疏导交通、视频监控检测记录违章、警务政务管理的重要技术手段,是向交通参与者提供实时的而不是静态的情报,保障展示交通诱导信息、发布交通阻塞拥挤情况、提供信号灯最佳绿波配时、播报泊车管理空位参数、提供优质服务的关键链路技术。它的主要作用是为城市智能交通系统快速、准确传输信息提供专用通信保障。通信事业建设的滞后,将制约智能交通系统的发展,不具规模、不成体系、零乱落后的通信方式不能保证智能交通系统的正常工作,交通管理要实现科学化、现代化、智能化,首先要保证通信网建设规模化和网系化,各种信息传输畅通无阻。

智能交通系统中的信息通信网,可以采用自建专网、租用城市公网、租与建合网的模式,建设成一个具备有线通信、无线通信、有线与无线互通功能的,以有线光纤固话为主、无线为辅、移动介入、卫星跟踪定位的立体交叉的体系完整、通信稳定、质量可靠、功能齐全、覆盖整个城市交通管辖区域的,保证智能交通系统正常工作的有线无线通信系统网。

智能交通系统的有线通信网建设模式,应是一个全方位、大区域、多功能、分层次、互交联、可拓展、高效率、高质量新科技的有线通信交换体系。

智能交通系统的无线通信建设,采用常规网、集群网或常规集群混合应用模式,为保证通信质量与效果,网络基站设备可采用同频群播方式,解决区域间相互干扰,扩大通信覆盖范围,满足警务工作任务、安全保卫任务、日常交通勤务管理使用的需要,具有群呼、组呼、快捷、方便的无线专网通信系统。

设计建设有线无线通信网时,要保证系统的实用性、科学性、新颖性,要具有超前意识,充分考虑它的发展趋势及新技术应用。

1.充分认识发展光纤通信势在必行

未来通信遇到的最大问题将是信息量的不断增大膨胀,通信能否畅通至关重要。要充分认识发展光纤通信势在必行,光纤通信系统将用于多种有线通信是必然的,让光纤通信为智能交通系统工作的各种信息的传输发挥其作用。

2.充分认识数字通信取代模拟通信是发展的趋势

未来通信必须以数字通信为主,数字通信比模拟通信具有较多的优越性。随着社会的发展进步,人们对通信的要求就会越来越高,而随着数字通信的发展,原有的模拟通信方式逐渐表现出不能适应现代化对通信的要求,因此,充分认识数字通信取代模拟通信是发展的趋势,改造现有的各种模拟通信系统为数字通信系统是今后通信发展的一个必然趋势。

3.充分认识计算机与通信相结合的新概念

计算机与通信相结合是通信发展的一个新阶段,计算机作为通信指令主体的结果,是人工操作指令无法比拟的,以新型的数据传输为主的计算机通信网,将成为实现通信现代化的一种重要手段。新的计算机通信网络的开发与应用将给通信带来一个全新的发展,要充分认识计算机与通信相结合的新概念,要应用新概念,让它为智能交通系统发挥其作用。

4.充分认识多媒体通信技术的应用发展趋势

多媒体通信是一门新技术,目前计算机界和通信界都在研究这门新技术,由于着眼点和研究方法不同,因而从论述上也不完全相同。多媒体通信业务种类繁多,将来的通信业务都会是多媒体通信业务,特别是宽带通信业务也将全部是多媒体业务,要充分认识多媒体通信技术的应用发展趋势,让它为智能交通系统的各种信息的传输发挥其作用。

5.充分认识有线无线相互介入互通互补的重要性

有线通信网中介入无线通信,无线通信网介入有线通信,有线无线能够互通的一种新的通信方式已经兴起,将为有线无线通信传输提供迅速而可靠的通信手段。在城市道路交通管理工作中,应用有线和无线通信,保障智能交通系统正常运行,是科学化管理交通的重要标志。通信网要实现有线转无线、无线转有线、无线不同频率的自动互转、有线和无线互通,具有智能化转接,转接方式多样,有线无线相互介入互通互补,将给有线局域网络和无线局域网络带来新的生命与技术革命。

6.充分认识跟踪定位技术的应用与发展方向

由于交通管理是动态的,活动范围广、管辖范围大,加之管理保障任务的复杂性,将卫星通信定位系统应用于交通管理是比较理想的通信手段。随着智能交通系统的发展,交通管理工作应用卫星通信也将是今后的发展方向。

四、通信网是保障智能交通系统正常运行的关键

通信网络在智能交通系统中占有非常重要的地位,是保障系统正常运行的关键,是系统的血脉与命脉,只有保证通信网络畅通,才能最大限度地发挥智能交通系统的智能功能。

1.保障交通信号控制管理系统通信畅通,实现绿波通行

智能交通系统中的交通信号控制管理系统,是将计算机控制的城市交通信号系统的中央控制、区域控制、路口控制三者设备有机连接在一起,形成一体化的控制模式,提高控制能力。该系统由交通流量信息采集与信息处理两部分组成。采集部分包括自适应或感应信息提取、微波检测、视频检测、人工信息采集四个子系统;处理部分包括中央和区域设备对采集信息的实时统计、运算,保存信息数据,提供优化后的信号灯配时,实现红绿灯信号自动实时管理。

交通信号控制系统,对城市路口的交通信号实现计算机控制联网,减少局部交通拥挤,提高交通运行的通行能力和安全性。交通控制信号灯自动配时系统,根据车流量数据对相应路口的信号灯时间进行调整,使每个路口的信号灯配时始终处于比较合理的状况,实现线控面控绿波带,从而最大限度地发挥道路通行能力,起到缓解交通拥堵的作用。

首先,保障中央控制与区域控制之间的通信链路畅通,优化数据,发布指令。一个城市只可建立一个中央控制、指挥、调度中心,但可建立若干个区域控制分中心。分中心接受中央控制的指令,受中央控制的控制。

其次,保障区域控制与路口控制之间的通信链路畅通,实时调整信号灯时间。计算机控制的城市交通信号系统,最终目的是对路口信号机实施控制。如果没有通信网络将中央控制、区域控制、路口控制连接在一起,就实现不了计算机对交通信号的控制。

通过建立的中央控制、区域控制、路口控制之间的通信传输网,实现了城市交通信号控制系统的智能化。

2.保障交通管理指挥调度警务系统通信畅通,提高调动警力快速反映能力

智能交通系统中的交通管理指挥调度警务系统,是通过应用有线无线通信技术、计算机技术、图象技术、定位技术,根据交通管理工作的需要,指挥调动布置警力,具有信息反馈、方案决策和组织协调指挥能力的高效、快速、方便的交通管理指挥调度系统。

为了保证上情下达,及时处置事态,及时指挥调度布置警力,必须要建立警务调度系统。调度系统按级按需划分,决策指挥调度级,情报参谋调度级,勤务管理调度级,动态应急调度级。调度人员可根据实际情况,随意组成调度方案满足实际调度需要。只有保障智能交通系统中的交通管理指挥调度警务系统通信畅通,才能有效管理交通,才能保障智能交通系统的正常运行。

3.保障路况视频监视测速统计控制系统通信畅通,减少违章行为

智能交通系统中的路况视频监视测速统计控制系统,是一个综合性交通管理系统,该系统运用了传感技术、监控摄像技术、通讯技术和计算机技术,组成一个多功能全方位监控的高智能化的处理系统。闭路电视监控系统因其能给人最直接的视觉、听觉感受,以及对被监控对象的可视性、实时性及客观性的记录,因而已成为当前交通安全管理领域的主要手段,被广泛推广应用。闭路电视监控系统能实时、形象、真实地反映被监控对象,不但极大地延长了人眼的观察距离,而且扩大了人眼的机能,它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视,让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况,并通过录像记录下来。

利用闭路电视监控系统,可以提高管理效率,实现实时指挥和调度,处理和保存信息。因此,只有保证路况视频监视测速统计控制系统通信畅通,才能减少违章行为,才能实时、形象、真实地反映被监控范围实况活动图象,为管理者、决策者制定科学管理交通提供可靠数据。

4.保障可变标志信息板诱导管理系统通信畅通,根据交通拥挤信息,选择最佳路线,减少运行等待时间

智能交通系统中的交通诱导管理系统,是提示交通参与者注意前方道路是否正常,有无拥挤。根据阻塞情况发出诱导指令,指挥车辆绕行,减少运行等待时间,提高运输效果。

在智能交通系统中,需要大量的能随机变换图案或定时变换图案的可变标志,随着计算机用于交通管理,更需要大量的能受计算机控制而灵活显示图案的显示板标志。可变标志的实施,将使城市交通静态管理变为动态管理,为现代化计算机管理交通,智能化管理交通带来方便。

只有保证可变标志信息板诱导管理系统通信畅通,才能为群众提供选择运行路线,根据交通拥挤信息,准确选择最佳路线,才能节省驾驶人员的时间,减少运行等待时间,减少能源的消耗及对大气的污染。

5.保障交通警卫信息跟踪显示管理系统通信畅通,高效安全,万无一失

在交通管理工作中,交通警卫任务占有非常重要的地位,要做到高效安全、万无一失,保证警卫任务的顺利实施,保证警卫任务的安全进行,做到随时了解、掌握进行情况,要设计建立警卫信息跟踪同步显示系统,实现警卫信息监视、监测、视讯显示跟踪一体化。

警卫信息监视监测技术,可利用 GPS定位系统,实时监视监测警卫车队信号车所在的位置;警卫信息视讯视频传输技术,应用无线视频通信手段,实现实时监视功能。警卫信息实时同步显示,可运用声学、光学、无线传播技术,将警卫车队的真实运行情况在中心指挥室可一目了然。这些工作都离不开通信的保障,只有保障交通警卫信息跟踪显示管理系统通信畅通,才能做到高效安全、万无一失。

6.保障对交通参与者应急救助系统通信畅通,以人为本,保护人民生命财产安全,减少经济损失

智能交通系统中的对交通参与者应急救助系统,也就是交通事故报警、接警、处警系统。随着车辆的增加,城市道路拥挤、堵塞的情况日益严重,交通事故不断增长,在发生交通事故后,如何快速报警,及时快速处理事故现场,救助伤员,保护人民生命财产安全,减少因交通事故引起的堵塞,减少经济损失,这都需要保证应急救助系统通信畅通。只有保证应急救助系统通信畅通,才能缩短报警、接警与处理交通事故时间,实现应急快速救助的目的。否则,人民生命财产得不到及时快速救助,会造成人员伤亡,加大经济损失。

应急救助系统统一指挥调度协调警力,及时处理交通事故,提高快速反映和处置突发事件的能力。应急救助系统管理模式,以指挥中心为核心,即一级接处警单位,基层为二级三级接处警单位。采用集中管理控制,分开接处警和操作实施应用,既可使中心与基层同时接警,又可单独接警。系统技术上实现高水准,管理上实现实时在线的分级处理、相互协调、密切合作、上级监控下级、高效有序的管理模式。

7.保障驾驶员车辆信息管理系统通信畅通,提供快速检索通道,准确判断真伪,合理调度车辆,提高运输能力

智能交通系统中的驾驶员车辆信息管理系统,是对交通参与者的管理,主要是对驾驶员和车辆的管理。

首先,快速检索、准确判断真伪。运用先进的驾驶员车辆信息管理系统,对驾驶员车辆信息进行检索,进行科学的管理。一是机动车信息查询;二是驾驶员信息查询;三是被盗车辆信息查询;四是驾驶员、车辆漏检漏验信息查询;五是法律法规相关政策文件的查询。

其次,确定车辆位置,合理调度车辆,提高运输能力。先进的卫星定位车辆调度系统,已在车辆管理领域应用。利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置,并可以随目标移动进行跟踪运输。通过车辆调度系统,调度人员随时可以确定入网车辆的方位,并进行调度,提供最佳行驶路线,最快的路线、最简单的路线、最少的路线等信息,提高运输能力,实现车辆管理信息化、网络化,安全与运输双赢。通过车辆定位和监控管理系统,对遇有险情车辆或事故车辆发出的求助报警信号,显示报警目标,并以报警声光提醒值班人员进行紧急援助。

8.保障泊车停放调度管理系统通信畅通,自动检测车位占有率,随时发布空位信息,减少寻位时间

泊车停放调度管理系统,是智能交通系统的重要组成部分,建设和管理好停车场地,是衡量智能交通管理水平的重要标尺参数,要合理设计泊车场地的建设数量、建设规模,要建设高水平的停车场,应用高科技手段管理停车场,管理系统实现遥控视频监视,出入车辆统计,自动检测车位占有率,发布空位情况,免得司机无目的到处乱跑瞎兜寻空位,减少寻位时间,减少马路上车辆乱停乱放现象,这些都需要通信畅通来保障,只有保证了泊车停放调度管理系统通信畅通,才能随时发布空位信息,系统提示司机哪里有空位,供司机选择,既方便省时,又改善了马路秩序,营造良好的交通环境,为经济建设服务。

9.保障交通信息采集发布系统通信畅通,发布真实可靠信息,供人们参考

智能交通系统中的交通信息采集发布系统,应用地图地理信息集成管理不同来源的交通信息,通过计算机网络进行数据管理和统计分析,将优化数据信息资料,实时提供给电台、电视台、交通控制调度中心等部门播报道路状况使用,还可以通过道路上的显示信息牌,显示“交通拥挤状况”及“车辆运行等待时间”进行通报。只有保障交通信息采集发布系统通信畅通,才能发布真实可靠信息,供人们参考。

10.保障交通警察政务管理系统通信畅通,实现办公网络化、自动化,节约纸张、减少浪费

通信网络对城市智能交通建设发展和管理的作用与日俱增,已经广泛应用到警务要事、警务服务和交通管理社会生活的方方面面,建立通信专网势在必行,它将对城市交通管理工作上水平,上台阶,真正实现管理的智能化、科学化、现代化,办公网络化、自动化,对节约纸张、减少浪费发挥巨大的作用,更重要的是利于公安保密,其功能如下:一是内部警备电话交换通信功能;二是电视电话会议通信功能;三是网络信息传真通信功能。

总之,通信网络在智能交通系统中占有非常重要的地位,是保障系统正常运行的关键,是系统的血脉与命脉,只有保证通信网络畅通,才能最大限度地发挥智能交通系统的智能功能。人类社会已进入了信息时代,信息通信和高科技在未来新时代将达到迅猛发展,信息通信和高科技是新世纪、新时代发展的重要象征。在信息通信和高科技迅猛发展的今天和未来,智能交通系统的建设与发展离不开信息通信和高科技,而且对它们的要求提出了更高的水平,要求智能交通系统中的通信信息,必须实现网络化、科学化、现代化。

智能交通系统信息通信要建设,要实现网络化、科学化、现代化,就是要抓住城市道路交通系统建设机遇,推动智能交通系统中的通信事业的建设与发展。智能交通系统通信的建设与发展,是城市智能交通系统建设发展的需要,是社会发展的趋势,是时代赋予的使命。

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责任编辑:张彩云

U491.2

A

1671-8275(2010)01-0054-04

2009-10-20

高明(1958-),男,天津人,天津公安交通管理局科研所工程师;

杨爱学(1950-),男,天津人,天津公安交通管理局科研所高级工程师。