智能交通中的无线通信技术研究

2021-06-28熊文文熊屹

运输经理世界 2021年34期

熊文文、熊屹

（江西路通科技有限公司，江西南昌330002）

0 引言

当今科学技术水平不断发展，智能交通系统也在不断强化，巧妙地将网络通信技术、计算机技术以及传感器技术进行有效融合，能在很大程度上方便市民出行，也能使交通管制变得更加高效与快捷。当前，将无线通信技术与智能交通系统有机结合，可以大大提高智能交通系统的各项功能，能更好地提高交通运输的效率及安全性。

1 无线通信技术

近年来，无线通信技术得到了飞速发展，该技术的崛起也推动着其他各行各业的发展。无线通信技术主要是将需要发送的相关信息内容通过特定的发送端传输到无线电的频率上，再通过天线，将这些已经加工好的数据传送到无线信道上，信号主要以电磁波的形式进行传输。接收信号时，主要也是通过天线收集信号，再通过专业的调制设备对接收到的信号进行具体的调制。这样一来，这些无线电波就可以被有效地转化为原始的发送信号，从而实现信息传输。将无线通信技术应用在交通系统中，可以加快交通智能化的进程[1]。通常情况下，当交通工具处于运行状态时，运用无线通信技术可以有效实现图文信息及实时信息的及时转化。

2 智能交通系统

智能交通系统这一概念，起源于美国，也被称为智能运输系统，智能交通系统能够有效推动交通运输业的发展，无线通信技术在其中起关键作用。结合我国智能交通系统的发展，将无线通信技术应用其中，可以有效实现自动控制技术、传感技术以及计算机技术的融合，从而有效提高智能交通系统的工作效率。

3 无线通信技术在智能交通系统中的应用

3.1 GSM 技术应用

在无线通信技术的具体应用中，往往会涉及GSM技术。GSM 技术指的是全球移动通信系统，也就是数字移动通信技术。如今，科技水平不断发展，信息几乎覆盖了整个地球，在这样的背景下，使用移动通信设备构建交通智能系统基本平台，能够实现车辆与车辆之间的相互沟通。全球移动通信系统中的语音和数据技术促进了智能交通系统的发展，从一定程度上提高了智能交通系统的工作效率。此外，数字移动通信技术在进行数据传输时，有一套较为安全的加密系统，在确保信息传输速度的同时，还可以有效保证相关信息的安全。同时，在智能交通系统中，第3 代以及第4 代移动通信技术得到了广泛应用[2]。第3 代无线通信技术主要是通过蜂窝数据实现局域网通信，再利用蜂窝区域达到通信的要求，同时，在应用蜂窝数据时，能够在利用漫游通信技术的基础上，将相关数据传递到智能交通系统中，进而更高效地对车辆进行管理，大大提高运输的安全性。第4 代无线通信技术具备良好的信息传输特点，可以减少信息的损失，能够对车辆进行综合定位，并且可以综合收集交通路况信息，能在导航、优化道路选择等方面有效发挥作用，能够实现智能交通指挥。

3.2 车辆无线通信技术应用

车辆无线通信技术的应用，可以在车辆移动的状况下进行信息的实时传输。具体的信息传输内容主要包括四个方面。

第一，通过调度中心，将交通信息发送给每一辆正处于移动状况下的车辆。

第二，通过调度中心发送指令，帮助车队或运转部门将相关信息及时有效地传输给指定的车辆及驾驶人员。

第三，为驾驶员提供安全可靠的道路信息。

第四，可以让运行中的车辆及时获得车辆的安全信息。

3.3 ZigBee 双向无线通信技术应用

ZigBee 是一种双向的无线通信技术，其具有许多优点，可以使一些传输效率低下的电子设备实现高效的数据信息传输，也可以实现对各类特殊数据的传输，如周期性数据、间接性数据以及低反应时间数据等。将该项技术与数字移动通信技术巧妙结合，建立起无线网络框架，可以有效地将收集到的信息及时传输到监测平台，可以准确预测公交车到站以及离站的具体时间。

3.4 车辆通信技术

相较于传统技术，车辆通信技术最显著的特点是能够实现移动通信和动态通信，具有中距离通信的空中接口和专用的短距离通信/无线访问。车辆通信网络是目前现代化智能领域的重要发展方向之一，构建高水平的网络系统，和车站、基站、交通系统、城市系统等相结合，形成完整的交通系统，能够大幅提升交通运行的安全水平，有效预防交通事故，促进交通运输效率和质量的提升。

3.4.1 专用的短距离通信

该方面的通信是应用专用的短距离通信设备，实现与其他设备之间的数据信息交换，如车载单元与路边单元的通信[3]。

3.4.2 无线访问

ITS 一直是智能交通领域的重点研究方向，该技术运行效率高，具备可持续性，是非常先进的无线访问技术。车载环境主要是应用无线访问系统实现通信的安全性。在车载网络系统中，无线访问系统的关键作用在于保证车辆可以稳定通信，能够达到防撞的效果，可有效保证车辆运行的安全性。

3.4.3 用于中远距离通信的通信空中接口

目前，中远距离通信环节主要是应用通信空中接口（CALM），这属于目前非常有效的多媒体运行通信技术。CALM 在任何地点、时间范围内，与ITS 结合都可以达到良好的连接和运行效果。

3.5 红外

红外的方向性非常强，即使是远距离传输也能够达到传输速度快和稳定性的要求，所以在特定通信车辆上运行效果良好。因为交通数据有多样性的特点，数据的收集和使用有非常高的要求。传统的数据收集方式成本非常高，人力投入时间较长，甚至需要比较复杂的过程才能满足运行要求。在混合交通条件下，数据收集的难度会非常大。

目前，有些研究人员已经发明了红外交通记录仪，该技术较为先进，属于非侵入类型的监控，能够根据不同车轮底座尺寸、车轴间距实现对车辆的监控。应用基线状态可以实现对不同交通环境下的车流量的控制，保证交通速度、状态符合要求。研究分析发现，除了交通复杂的两轮和重载交通条件，红外记录的全部车辆精度超过90%，速度检测精确性可以达到90%。

3.6 毫米波

毫米波是先进的无线技术，是科学技术发展的产物，高技术能够实现对大量数据的实时传输和应用，提供丰富的频谱资源。当前，车辆传感器的数量持续增多，形成的数据量也不断加大，毫米波技术能在相应范围内，实现设备之间每秒千兆的传输速度，且无线连接效果好，能够起到良好的车辆监控效果，可有效提高交通运输管理效果。

4 无线通信技术应用优势

4.1 对车速和车流量进行监控

随着我国国民经济水平的不断提高，我国的交通工具使用数量也在不断上升，交通工具的运行速度也在不断提高。但由于一些城市的道路建设相对落后，道路交通经常会出现堵塞显现，这会给交通管理工作带来巨大的压力。而将无线通信技术与智能交通系统相互结合，则能有效实现对交通运输情况的智能监控，这样就可以大大减轻交警的工作量。

4.2 为交通工具导航

随着技术的发展，交通工具的导航系统在社会生活中普及开来，所有的导航设备都是以无线通信技术为基础进行作业的。无线通信技术可以给车辆提供相关的道路信息，将地图及车辆具体所在位置实时反馈给用户，并且可以智能规划出最优的路线，结合语音服务，可以安全地告知用户路段情况[4]。这样可以在很大程度上解决司机在陌生道路上迷路的问题。

4.3 公交车监控技术

公交车是城市中的主要交通工具，当前社会，人们的生活节奏越来越快，许多上班族往往都有较强的时间观念，而通过对公交车进行有效的监控，可以预测车辆的到站时间以及车辆的离站时间，能够使其更好地规划出行计划。为了更好地满足民众的出行需求，车站可以设置智能化的站牌，通过信息传输，将车辆的行驶情况呈现在站台上。乘客则可以通过使用智能App，实时监控车辆的运行情况。此外，公交车总部可以通过对公交车的实时监控，对车辆进行科学合理的调度。

4.4 短信或广播推送

借助互联网数字通信以及无线通信技术快捷、高效的特点，车辆监控中心可以通过互联网，将重要的交通信息实时传输给指定的车辆司机，从而实现信息实时共享，与司机之间的交流也能变得更加便利。

5 对ITS 通信专网的几点建议

在智能交通系统中，可以借助现代数字移动通信网络构建ITS 通信专门网[5]。但是，如果能够结合智能交通系统自身的一些通信优点及通信需求，开发专门的ITS 网络，无线通信技术在智能交通系统中的应用效果将会更加显著。下面，对ITS 专网与智能交通系统的结合提出几点建议。

第一，交通信息控制中心在与其他自动收费站点以及监测站点进行信息传输的时候，一般是由固定的点进行收发工作。因此，可以将固定无线接入传输系统。加之收费站、监测站的位置分布相对分散，且信息传输的内容主要是突发信息，为更有效地传输信息，智能交通系统可以选择150MHz 或450MHz 的低频段传输。

第二，由于处于行驶状态中的车辆在使用智能交通系统的时候，往往需要对各种信息进行数据库查询，在这种情况下，无线通信技术就可以结合移动通信公司的相关GSM 系统以及CDMA 系统进行工作。

第三，可采用大区制蜂窝网组网方式，以减少车载台越区切换的频率，并提高信号覆盖率。移动通信基站可以采用全向天线或扇形天线，并按照公路沿线铺设。总的来说，在ITS 中应用各种无线通信互联网络技术，实现不同的管理功能，能够达到更好的交通管理效果。

5 无线通信技术智能化发展

5.1 无线通信技术的智能化特征

相较于传统的通信技术，无线通信技术的运行更加方便、快捷，通信限制也比较少。移动通信技术的智能化运行需要加入智能化技术来实现，在二者的结合下，通信工具的便携性更好，且传输速度非常快。此外，移动通信无线技术的智能化发展可以使信息传输更稳定，信号覆盖范围扩大，如目前不同国家的4G通信技术虽有所差异，但4G 通信信号已经覆盖到各个角落内，这对现代社会的发展有重要意义。

5.2 5G 通信技术发展

随着科学技术的发展，我国的通信技术处于高速发展的阶段，无线通信技术的应用范围更加广泛，无线通信技术的智能化发展也在加速进行。自从4G 网络通信技术的广泛应用，无线移动通信技术快速朝智能化的方向发展。并且，在5G 通信、Wi-Fi 技术的全面发展下，无线通信技术的覆盖范围不断扩大，能够更好地实现无线终端通信。在5G 技术的高速发展之下，息传输更加方便，可以满足不同人群的使用需要，其在智能交通系统中也有非常高的应用价值。