无线数字通信网络在交通管理中的应用

摘要 本文利用无线数字通信网络覆盖面积广、具有数据业务的特点，提出了将无线数字通信网络应用于交通管理的思想，给出了交通管理无线网络结构，对交通管理的中心站设置、数据传输方式、交通管理模式进行了描述，并指出利用无线网络进行交通管理具有高效、灵活的优点。
1 引言
　　近年来汽车工业迅猛发展，私人交通车辆的增大使城市甚至乡村交通越来越拥挤，这给交通管理、车辆管理及交通事故处理带来了越来越大的压力，要解决这些交通管理问题，需要明确每一个交通车辆的某一时刻所处的地理位置、行进的方向、行进的速度以及道路监控等多个数据参数，并能及时准确地将这些数据传送到交通部门数据管理分控制中心或主控制中心，使管理人员及时掌握某一路段的交通状况、处理交通事故，同时能准确预报出控制区域内的交通状况及任一交通车辆所处的位置及相应的参数，也可以根据这些数据在区域控制中心的区域图上（大屏幕）显示该区域内的道路交通状况及车辆所处的位置，这需要覆盖面积广、分布合理的数据传输网络作为数据传输手段。
　　当前无线数字通信网络发展相当迅速，如中国联通的GSM网络、CDMA网络；中国移动的GSM网络、GPRS网络。目前的主要业务还是话音业务和部分数据业务，随着CDMA、GPRS网络的成熟发展，网络容量的不断扩大，无线数字通信网络将在数据业务上有大的应用前景，可利用该网络覆盖范围广、双向数据业务的特点，作为传输交通车辆管理的数据传输手段，实施大范围道路交通的协调管理。
　　利用无线数字通信网络实施交通管理，要把交通车辆看作是无线网络的移动数据终端，它能通过无线网络将自身采集的所有数据传送到所在区域内的分控中心或主控中心，分控中心或主控中心又能对任一交通车辆发出相应指令，完成交通指挥、管理调度等任务，较少或者避免交通阻塞、交通事故的发生，使道路交通更通畅、便利。
2 控制中心的设置及交通管理网络结构
　　交通管理控制中心是交通管理的调度、监控、协调指挥枢纽，可分级分区设置。主区域控制中心下辖多个分控制中心，分控中心按照不同的区域平行设置。控制中心之间可以相互交换数据，可实现交通车辆跨区域行使管理、调度与协调。

　　分区域内的交通管理控制中心（简称分控中心）的设置应该根据交通道路主次、道路密度及道路的交通密度来设置。由于已经有完善的并形成规模的无线通信网络（GSM、CDMA、 GPRS）的基站，可以参考无线通信网络基站的分布，合理设立控制中心，并利用光缆环路连接基站、分控中心及主控中心。
3 交通车辆的数据采集与传输
3.1 交通车辆的数据采集
　　每一个交通车辆都有一个数据采集系统，用于车辆端的各种数据采集，车辆端的数据包括交通车辆所处的地理位置（大地坐标Ｘ、Ｙ值，经纬度值），交通车辆行进的速度、行进的方向，以及车辆调度相关的始发地、目的地等，数据存储在数据采集系统的存储单元，用于向控制中心发送。
3.2 交通车辆与控制中心间以及车辆间数据传输
　　每一个车辆，分配给相应的网络运行号码我们叫它为交通车辆网络号码，分控中心或主控中心根据网络号码可获取交通车辆某一时刻的所有采集的车辆数据。每一个交通车辆我们都可以把它看作是一个移动终端，交通车辆内的收发单元将数据采集系统的数据按时段进行编帧打包，并将打包的数据通过无线网络传送到主控制中心或分控制中心的存储系统，分控中心与主控中心可相互调取数据。
　　通过与主控中心的数据交换，经过计算，可以得出车辆所在的位置、就近区域车辆密度、道路情况，并显示在观察仪上，使操纵人员能够看到自己所处的位置，为车辆行驶提供交通数据。
　　另外，我们可以把每一个交通车辆看作是一个移动的微小蜂窝基站，当它行使在某一路段时，在其有效范围内的其他交通车辆就被看作是数据终端，它可以通过无线网络接收这些交通车辆所采集的每一时刻的数据，如图4所示，它可以作为控制中心的临时辅助数据存储器，同时通过自身的数据计算单元对所在区域的车辆密度、道路情况，给出自身的最佳前进速度、方向，辅助、提醒驾驶员作出判断，这些数据的取得也为交通车辆的自动控制提供了一定的基础条件。
4 利用无线网络实施交通管理的模式
4.1 对交通道路监控、指挥、流量控制管理
　　由于分控中心及主控中心通过无线网络把每一时刻的某一控制辖区内的交通车辆的数据采集起来，通过控制中心的大型运算单元快速运算和处理，可以计算出这个时刻控制辖区内的交通车辆所在的位置、运行方向及行进的速度。并把辖区内的交通状况用大型显示器显示出来。同时控制中心管理员可根据这些数据通过软件系统观察某一路段上的交通违章状况（如哪些交通车辆超速；哪些交通车辆占道；哪些交通车辆闯红灯等情况），及时指挥并调度交通管理人员疏导交通。
4.2 交通车辆管理及交通事故处理
　　分控中心或主控中心可根据采集的交通车辆的数据，对某一交通车辆实施锁定、监控，随时了解到它所处的位置、行进的方向及行进的速度等。
　　当某一路段发生交通事故或意外时，交通车辆可由自身的数据采集系统发出事故求救信号（可以是人工或根据事故传感自动设置），通过无线网络传递到所在区域的分控中心或主控中心，控制中心的大型显示系统自动弹出发生交通事故的相关信息，显示出发生交通事故或意外的地点、事故交通车辆的信息，并将这些信息存储在交通事故或意外专用存储系统备案；发出警报提醒管理人员指挥调度交通管理员处理事故或意外，同时又能与最近医院联系，及时救助事故中的伤者。
　　当发生交通事故后，交通管理部门可在控制中心提取发生交通事故时以及发生交通事故前的任意时段的数据，根据这些数据，由事故处理中心利用专用的计算方法，可以作为判断事故责任的依据，分析事故发生的原因等。
4.3 专用交通车辆的指挥、调度
　　可以利用这个交通管理网络实施专用交通车辆的指挥、调度管理，如医疗急救中心的急救车、消防中心的消防车、交警的指挥调度车、银行的运钞车、洒水车、除冰车等其他专用车辆的指挥调度。所有车辆都可以在专用控制中心的显示系统显示出具体的位置以及相应的信息，指挥其行车路线，为这些车辆及时完成任务提供有高效的全局调度策略。
5 结束语
　　交通管理综合水平的高低，直接影响城市内部以及城区间高速公路交通状况的改善，这需要采用先进的技术手段，快速、广泛地获取全天道路交通状况的各种数据，包括车辆自身的各项参数，同时将数据及时、准确地传送回交通管理控制中心，在获得全面数据的基础上，进行科学的交通管理和调度。将无线数字网络应用于交通管理系统当中，可以有效地解决网络覆盖、数据传输问题，直接利用现有无线网络的合理分布基站，可使交通管理的建设成本降低。另外由于无线网络已经发展得较为成熟，其数据传输具有灵活、可靠的特点，应用于交通管理当中具有技术的可靠性。
　　无线网络是传递信息的先进技术手段，因此，我们应很好地发掘它的潜在能量，尽最大限度地发挥其在交通管理上的作用，使交通管理更具科学性、快速性。