智能交通系统中无线通信技术探析

智能交通系统中无线通信技术探析

摘要:在当前大数据时代,城市想要进一步发展必须发展智能交通,智能交通系统能够提高一个城市的交通运行效率,有效缓解当前城市普遍存在的交通拥堵问题,通信技术的发展和运用都能够推动道路交通实现智能化,由于智能交通具有非常重要的意义,因此,文章将在介绍当前国内外智能交通系统发展现状的基础上,深入探讨无线通信技术在智能交通系统中的技术要点和完善路径。

关键词:智能交通系统;无线通信技术;应用要点

前言

随着科学技术的发展,智能交通系统通过把计算机技术、网络通信技术等形成一个整体,使交通管理更加智能、高效和便捷,有效保障了人们出行的舒适性、便利性以及安全性。把无线通信技术应用到智能交通系统,可以使智能交通系统的功能得到进一步的提高,推进了交通运输的发展。

1国内外智能交通系统发展现状

智能交通系统(ITS)发源于美国,但是当前美国的智能交通系统处于被动的发展状态,发展速度比较缓慢,为了实现智能交通系统的发展得到进一步提升,需要不断探索和完善相关技术。欧洲在2020年5月新创建了一个以推广智能交通领域现有的大量标准并提出针对性建议为目的的通信协议项目,该团队由十名专家组成,要在三年内制定一份相关的文件,文件包括两点主要内容,第一是为如何充分发挥欧洲智能交通系统领域的使用效率提供合理的建议,第二是给智能交通系统的互操作性和监管要求提供相应的依据。文件涵盖有车辆自动识别、交通和乘客信息、电子收费(EFC)、停车、协作网联自动化汽车和网联车辆、交通管理及无线通信等多种内容。这个项目可以指导智能交通系统从抽象化的结构发展为有效实施,能够有助于其他成员国相关部门进一步理解智能交通系统系列标准,帮助他们实现目标,给欧洲提供统一的最新智能交通系统服务支撑。当前,我国还未实现智能交通系统目标,其探索和发展还处于迷茫阶段,为了使我国智能交通系统的发展更上一个台阶,提高人们的出行效率,需要从以下两个方面做起:第一,政府要给予一定的政策支持,不断研发先进的技术助力实现智能化交通系统;第二,结合我国实际情况,积极把无线通信技术应用于建立比较全面的信息通信系统,以便于实现智能化交通的目的。

2智能交通系统中无线通信技术的应用要点

2.1ZigBee技术。该技术是一种双向无线通信技术,特点非常突出,在各种类型的电子设备之间都能进行数据信息的传递,另外,还能有效传输周期性数据、间歇性数据以及低反应时间数据。该项技术在短距离设备和低功率设备传输上被广泛应用,ZigBee技术在智能交通系统中主要是进行公交车管理。通过在智能交通系统中应用ZigBee技术,能够对公交车运行进行全面性的检测,检测效果也相对比较好,可以有助于提高公交车的服务能力以及优化公交车调度。例如,ZigBee技术和数字移动通信技术共同应用于构建无线传输网络的情况下,能够有效监测公交车离到站的时间,及时采集公交车的日常运行信息,然后把采集到的信息统一发送到监控平台,能够进一步优化公交资源的配置情况。在实际工作中,为了精准掌握公交车的运行情况,可以把感应器安装在公交车以及站台上,通过计算机技术、无线通信技术以及传感技术,精准捕获公交车情况以及进站距离,确保终端能够获得有效数据,相关人员可以通过数据了解车辆的实际运行情况。另外,通过应用ZigBee技术能够实现建立智能公交电子站牌信息系统,该系统不但可以把公交车的到站信息以及运行信息及时提供给候车的乘客,还具有非常优秀的服务能力,能够播放各种和出行相关的视频以及文字。

2.2GSM技术。全球移动通信系统(GSM技术)是一种数字移动通信技术,由于其信息覆盖面非常广,因此广泛应用于移动通信设备,把该项技术应用于交通领域,能够搭建起车辆以及管理工作室之间进行信息沟通的桥梁,使沟通交流更加方便快捷。由于该系统主要涉及语音以及数据的双向业务,因此,可以在智能交通系统中广泛应用语音功能。另外,应用GSM技术,不但可以进行信息的传递,还能在信息之间进行互动交流以及信息反馈。同时,该项技术的信息负载量远远优于有线数字技术,因此,GSM技术在智能交通系统中更为实用,应用效果也更加理想。

2.3移动通信技术。目前在智能交通系统中广泛应用第三代和第四代的无线通信技术。应用第三代无线通信技术的原理是通过利用微微蜂窝区来实现局域网通信的目的,利用宏蜂窝区能够实现城市之间的漫游通信,利用微蜂窝区则能够实现城市和郊区之间进行通信,把第三代无线通信技术应用于智能交通系统,能够强化对运输车辆的有效管理,提高交通运输的安全系数。由于第三代无线移动通信所使用的是异步转换技术,因此其传播速度非常快,以卫星和地面网络为依托达到全球漫游通信的目的,其通信信息能够实现水、陆、空各运输部门全覆盖。和第三代无线通信技术相比,第四代无线通信技术的数据传输性能更佳,在交通智能系统中应用时,能够传送数据较大的路况视频和图片,具有数据传播的速度快、信息损坏可能性低的优势,能够对车辆进行精准定位,全面收集交通路况信息,具有更好的导航以及道路优化选择效果。GPR技术在未来移动通信技术发展中具有非常重要的地位,在智能交通系统中,需要应用GPRS技术传输数据量较大的公文和图片以及交通流量状态信息。该技术能够通过端对端、广播以及群播等方式给行驶中的车辆提供更加准确的导航信息,另外,需要采用单向传播的方式把信息从车辆位置迅速传达给调度中心,因此,GPRS技术可以把每一台正在行驶中的车辆的相关信息提供给调度中心,它的播放内容相对来说都比较重要,更不能出现任何损失,由于GPRS技术的数据传输速率较低,所以不会使网络出现拥堵情况。而且,GPRS技术所提供的技术能够进一步改进智能化交通系统,具有降低成本、增加业务类别的作用,该项技术的功能性相对也比较强大。

2.4RDT技术。RDT技术主要是通过无线数据通信的方式来实现车辆相关信息的采集,能够更加全面的向使用者展现道路整体状况以及车流量情况。通过应用该项技术能够实现车辆与交通管理台之间的高效沟通。比如,如果车辆是在比较密集的建筑群中行驶,车辆信息一般都会受到一定的干扰,车辆在相对宽敞的位置行驶时,车辆信息则相对比较准确,一旦车辆信息受到干扰将严重影响到车辆行驶,而运用RDT技术可以有效解决这个问题,能够有效传递计算机相互之间的信息,进一步提高信息的传播效率。

2.5车辆无线通信技术。即时性是车辆移动通信技术传输信息所具备的主要特征,主要包含有四种信息传递类型:第一,交通路况信息。运用车辆无线通信技术可以直接采集智能交通系统信息和汇报调度结果。例如,可以采用交通广播的方式进行城市交通情况播报,及时告知驾乘人员当前行驶的路面情况以及车辆拥堵信息等内容,车辆无线通信技术在当前应用非常广泛,这能够进一步提高交通调度有效性。第二,车辆监控信息。运用车辆无线通信技术可以有效监控当前车辆的实际运行情况,相关的数据信息绝大部分会直接传输到驾驶员终端设备,这能够有效提高车辆管理以及调度的效率。第三,驾驶信息。运用车辆无线通信技术能够实现驾驶员之间的信息互通,依据该信息能够使驾驶员深入掌握不同地区的实际交通情况,而且还能传递各种驾驶文明标语等信息,有效辅助进行交通管控。第四,车辆安全信息。在这种情况下,主要是在车辆系统控制上应用车辆无线通信技术,能够提供车况、车速、车位等大量和车辆安全相关的信息,能够有效保障车辆安全。

3无线通信技术下智能交通系统场景功能的完善路径

3.1应急车辆管理系统功能的完善。应急车辆管理系统是用于管理道路上应急车辆的一种方法,该系统最初是在美国被申请专利和被采用,随后应用于我国的智能交通系统中,其运作流程是:采用无线通信技术来处理信号,为了便于及时掌握道路桥梁的交通情况,在沿途安装一系列的警报单元。在采用无线通信技术的报警器发出信号之后,由沿途的接收器进行信号检测,在这个过程中,接收器使报警灯闪烁的同时把继电器信号发送到下一个警报单元。通过这种无线信号的模式使警报信号沿着前方的道路进行传播,以达到警告该道路上其他车辆的目的。通过利用应急车辆管理系统来传播无线信号,能够实现把智能交通系统实时运用于道路交通管理,不仅能够帮助应急车辆脱离危险,还能给道路上其他的运行车辆发出警示信号,告知前方道路有应急车辆,能有效减少由于车辆出现故障所导致的交通事故,保障车辆行驶安全。当前,已经开始在道路上应用这种运用无线信号检测在道路上行驶车辆的智能交通系统,未来,这种技术的应用会越来越广泛,将会有更多车辆因此受益。

3.2智能识别行人闯红灯功能的完善。可以把无线通信技术所具有的数据传播优势和智能交通系统相结合,然后应用于行人闯红灯的管理过程中,这样不仅能够使城市交通运行更加秩序化,还能降低车辆和行人出现交通意外的可能性。通过无线技术进行信号传递,对于能够监管行人闯红灯的智能交通系统,可以直接进行人脸识别的视频监控来检测出行人出现闯红灯的行为,然后通过运用无线通信技术把相关数据传输到与之相对应的数据库中,实时提取行为人的特征,当识别出该行为人存在闯红灯情况时,利用无线信号把相应的违规闯红灯人员身份信息、头像以及违规信息实时在电子屏幕上进行公示,以达到警示其他行人的目的,这样可以有效减少行人闯红灯现象。为了把智能交通系统运用于治理行人闯红灯现象,要在智能交通系统安装上外置摄像头,该摄像头拍摄的相关信息可以通过无线信号把相关数据信息上传到警方数据库。由于智能交通系统具有计算机视觉功能,可以比较行为人的面部特殊信息进行行为人形态以及行为的识别,在警务人员进行查证时,其通过无线信号提供的图像可以提供相关证据。

3.3车牌字符提取、定位和自动识别功能的完善。首先,使用彩色摄像机进行车辆图像拍摄,可以得到彩色图像,然后把RGB彩色图像直接转换成灰度图;其次,以水平边缘检测模板应用为主进行灰度图像的实际运算,主要采用梯度运算方式,这样能够有效避免相关背景影响到运算过程,在此基础上,运用阀值处理灰度图以确定二值化图像;最后,要进行车牌位置的确定,同时采用像素点统计方法进行车牌区域分割。拍完照之后要进行拍照字符的分割工作,为了得到点阵图投影图,需要对车辆牌号进行以垂直投影分析为主的投影量分析;其次,完成字符分割工作后,要有效消除数字、字母以及汉字等图像,然后进行归一化处理,以避免由于拍摄问题所导致的字符发生变化的情况,从而全面提高字符模式识别能力。在获取识别信息之后,要采用行之有效的网络识别方法的相关预处理、主要特征提取过程、分类方法,如表1所示,采用BP神经网络算法对测试样本集与训练样本集进行有效的实验。从表1可以发现,和SVM相比较,BP识别算法的训练时间相对比较长,还会存在训练不收敛的情况。SVM字符识别消耗的时间相对来说比较长,但是其识别率高于BP神经网络。

3.4可视电话及其个性服务功能的完善。为了给智能交通的运行奠定基础,可以把4G、5G网络引入到可视电话,这样用户可以采用视频呼叫的方式接收到系统发出的声音,这样不仅能够听到声音,还能看到对方的影像,能够有效提升使智能交通系统的服务质量以及效率。通过采用4G或5G通信网络技术可以让用户快速进行网络连接,享受到可视电话的便利性,比如,可以在公交公司建立一个功能性的公交系统,及时把在不同时间段公交站台上的人流量情况录入系统,然后形成一个大的数据库,以此为基础,按不同时段的人流量情况对公交车班次进行合理地调整,以确保更好的为乘客提供优质服务。另外,把4G或5G通信网络技术应用于智能交通系统,还能精准的把出行路线、道路情况等相关信息展示给驾驶人员,从而降低事故发生的可能性。总的来说,在道路交通过程中提供可视电话以及个性服务能够实现智能交通系统。

4结束语

无线通信技术对于智能交通系统具有非常重要的意义,无线通信技术的发展能够推动完善智能交通系统。当前,科学技术的发展迅速,在智能交通系统中,无线通信技术的作用也越来越突出,更加广泛的把无线通信技术应用于智能交通系统能够有效提高人民出行和生活的便利性。

作者:黄成进 单位:中国移动通信集团广东有限公司河源分公司