摘 要： 介紹智能交通系統(tǒng)ITS）的基本概念、主要功能、系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)以及ITS系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,并提出了一個(gè)基于SONET網(wǎng)絡(luò)的ITS通信系統(tǒng)解決方案。
如何改善一個(gè)地區(qū)的交通狀況,通常有兩種方法：一種是增加對(duì)交通設(shè)施基本建設(shè)的投入,如增加道路的數(shù)量和質(zhì)量等以增加交通網(wǎng)絡(luò)的容量;另一種方法是在現(xiàn)有的道路容納能力上,通過(guò)加強(qiáng)管理來(lái)提高道路的利用率從而提高道路的實(shí)際容量。實(shí)踐證明單純依靠增加道路的基礎(chǔ)建設(shè)并不能收到很好的效果,尤其是對(duì)于一些大城市來(lái)說(shuō),城市的容納能力限制了道路的拓寬。計(jì)算機(jī)、通信以及自動(dòng)控制等技術(shù)的發(fā)展成熟為通過(guò)宏觀調(diào)控提高交通網(wǎng)絡(luò)的利用率和安全性提供了可能。目前,在許多發(fā)達(dá)國(guó)家,以利用計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)為主,融合自動(dòng)控制和測(cè)量技術(shù)等為一體的智能交通系統(tǒng)（ITS）已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。本文首先介紹ITS的基本概念,ITS在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r,最后,利用SONET網(wǎng)絡(luò),提出了一個(gè)ITS通信系統(tǒng)的解決方案。
１ ITS系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.1 ITS的主要功能
智能交通系統(tǒng)ITS(Intellingnt Transportation System)是一個(gè)集通信、監(jiān)測(cè)和控制為一體的綜合系統(tǒng)。它主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：監(jiān)測(cè)道路網(wǎng)絡(luò)的交通狀況,控制交通信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行,保證交通網(wǎng)絡(luò)的可靠、高效、有序運(yùn)作;收集和處理有關(guān)交通（如不同路段的交通量、路面質(zhì)量、定位信息等）或其它方面的信息（如天氣情況等）,為用戶提供實(shí)時(shí)的信息服務(wù);實(shí)現(xiàn)智能的交通管理,如：自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng),自動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng),運(yùn)行中車輛重量自動(dòng)測(cè)試等等;同其它系統(tǒng)（如Internet,公眾電話網(wǎng)等）或機(jī)構(gòu)（如急救中心、消防中心、警察局等）互連,為用戶提供更多的信息服務(wù),同時(shí)提高交通系統(tǒng)應(yīng)付和解決緊急問(wèn)題的能力。
1.2 目前全球ITS的發(fā)展?fàn)顩r
ITS 是近年來(lái)提出的一個(gè)嶄新的技術(shù),它是計(jì)算機(jī)、通信、控制和測(cè)試技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。同時(shí)由于它是一個(gè)全新的領(lǐng)域,不存在對(duì)舊有技術(shù)改造等問(wèn)題,這使它能夠采用許多最新的技術(shù),這也是它得以迅速發(fā)展的原因。目前,美國(guó)、歐洲的許多國(guó)家及亞洲的一些經(jīng)濟(jì)和科技較發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)都投入了大量的人力和財(cái)力對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行研究和建設(shè)。
美國(guó)是目前對(duì)這一領(lǐng)域研究投入最大,成果也最豐的國(guó)家。美國(guó)的許多州的DOT(Department of Toansportation)都根據(jù)自己的實(shí)際情況制定了相應(yīng)的ITS發(fā)展方案。Massachusetts州的
Cross Country Global ITS Services計(jì)劃結(jié)合蜂窩技術(shù)和精確GPS定位技術(shù),為用戶提供定位和交通信息;California州和Pennsylvania州分別重組了其TMC(Transportation Management Center)以推動(dòng)ITS 的發(fā)展;Arizona 州AZTechTM 提出 “Valley of the Sun”ITS計(jì)劃,以提高該州的交通條件和居民生活質(zhì)量;Virginia州的Oncall Technical Support Services Project等等。 歐洲在ITS領(lǐng)域的研究也取得了較大的成果。法國(guó)已經(jīng)將“Mediamobile`s Visionaute″成功地推向市場(chǎng),該系統(tǒng)為用戶提供實(shí)時(shí)的交通擁塞告警服務(wù);英國(guó)的UTMC(Urban Traffic Management and Control system)也取得了較大的成功;跨歐洲的EFFECT(Enviromental Forecasting For the Effective Control of Traffic)計(jì)劃也于1999年1月開始實(shí)施,該計(jì)劃打算建立一個(gè)集空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和交通需求管理為一體的綜合系統(tǒng)。
在亞洲,日本、新加坡、以色列等國(guó)家以及我國(guó)的臺(tái)灣省也在一定的范圍內(nèi)著手建立自己的ITS系統(tǒng)。此外,加拿大、巴西、澳大利亞等國(guó)家的ITS系統(tǒng)的研究和建設(shè)都取得了一定的成果。我國(guó)的廈門等城市也已對(duì)ITS進(jìn)行初步的嘗試,但由于各方面的原因,到目前為止尚沒有較完整的ITS系統(tǒng)。
國(guó)內(nèi)外的ITS實(shí)踐的結(jié)果表明ITS系統(tǒng)在提高道路的利用率以及交通安全方面已經(jīng)取得了顯著的效果,美國(guó)交通部（USDOT）提供的數(shù)據(jù)表明：安裝了ITS系統(tǒng)后,旅行時(shí)間平均降低48%,平均交通速度提高62%,道路的容納能力提高25%,同時(shí)交通事故的發(fā)生率出現(xiàn)明顯的下降,在有些地區(qū)下降到50%(USDOT:"Building the ITI:Putting the National ITS Architecture into Action"1997數(shù)據(jù)）。不僅如此,ITS在提高人們生活,促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展等方面起到了巨大的作用,研究和建設(shè)ITS系統(tǒng)具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
1.3 ITS系統(tǒng)的組成及各部分主要功能
ITS是一個(gè)綜合系統(tǒng),圖１為一個(gè)典型的ITS系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖。從系統(tǒng)各部分實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)看,整個(gè)系統(tǒng)大致可以分為四部分：中央處理系統(tǒng)、職能分系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)和終端設(shè)備。
中央處理系統(tǒng)是ITS的核心,它主要包括中央處理設(shè)備,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備,顯示設(shè)備,以及實(shí)現(xiàn)和其它系統(tǒng)互連的通信控制設(shè)備等等。它的主要功能包括：控制和協(xié)調(diào)各個(gè)分系統(tǒng),保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行;分析和處理來(lái)自各分系統(tǒng)的信息;提供ITS系統(tǒng)和其它系統(tǒng)之間的接口。
職能分系統(tǒng)包括交通管理系統(tǒng),交通信號(hào)管理系統(tǒng),高速公路控制系統(tǒng)等等。它們根據(jù)分工的不同分別實(shí)現(xiàn)不同的功能,如交通管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)各路段或關(guān)口等的自動(dòng)計(jì)費(fèi),車輛自動(dòng)識(shí)別等;交通信號(hào)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)交通信號(hào)的控制;高速公路控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)高速公路的管理和維護(hù)。
信息傳輸系統(tǒng)是ITS賴以存在的基礎(chǔ),它一方面負(fù)責(zé)將用戶所需的各類信息如圖象、聲音、視頻或數(shù)據(jù)等快速可靠地傳遞給用戶,并將用戶的信息反饋到監(jiān)控中心。另一方面,監(jiān)控系統(tǒng)終端設(shè)備如傳感器、攝像機(jī)等獲取的數(shù)據(jù)必須通過(guò)它傳給監(jiān)控中心,監(jiān)控中心發(fā)出的各種指令也必須通過(guò)它來(lái)傳送。不僅如此,用戶通過(guò)它還可以實(shí)現(xiàn)同外界的通信。
終端設(shè)備包括監(jiān)測(cè)設(shè)備（如攝像機(jī)、各種傳感器等）,信號(hào)設(shè)備（如LED）以及用戶設(shè)備等。
２ 基于光纖分布式網(wǎng)絡(luò)的ITS系統(tǒng)
ITS是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng),它涉及到數(shù)據(jù)、話音、視頻、圖象等信號(hào)的傳輸和處理等問(wèn)題。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê芏?包括雙絞線（屏蔽和無(wú)屏蔽）、同軸電纜、光纖和各種模擬或數(shù)字的無(wú)線技術(shù)等。ITS系統(tǒng)不同部分的應(yīng)用需要不同的信號(hào)傳輸方案。光纖介質(zhì)具有高容量、高抗干擾能力和低誤碼率等特點(diǎn),這使光纖傳輸方案被廣為利用。同其它的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比,同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET-Synchronous Optical Network)具有很多的優(yōu)越性：網(wǎng)絡(luò)具有自愈能力,具有增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)操縱、管理和維護(hù)能力,靈活的帶寬分配和使用能力,傳輸各種數(shù)據(jù)和高帶寬的能力以及服務(wù)質(zhì)量（QOS）保證等等。因此本文利用SONET給出一個(gè)有效的ITS通信網(wǎng)絡(luò)解決方案。
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