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1、智能交通系统中的通信智能交通系统的重要部分是先进的交通信息系统ATIS Advanced Travellers Information Systems 交通系统的通信包括3种方式:(1)区域内的通信（Local Area Communication）; (2)路车之间的通信(Road Vehicle Communication)；(3)车车之间的通信(Inter Vehicle Communication )； 区域内的通信交通管理监控系统和收费系统的内部的通信。区域内的通信又可分为管理机关内部通信和管辖领域内的通信。管理机关内部通信以公用电话网及局域网为主；管辖领域内的通信以有线数据通信为主
2、；管辖领域内的通信主要采用： 1) 同步数字体通信网(SDH)；2) 异步传递方式(ATM)技术；路车之间的通信(RVC)交通控制中心与车辆间的通信。实现方式有:(1) 蜂窝网无线电话；(2) FM调频广播,发送有关道路交通信息；(3) 专用集群无线通信； 车车之间的通信(IVC)车车之间的通信,协调车辆的行驶,以保证安全和高效。蜂窝网无线电话；专用集群无线通信；区域内交通信息网络应用领域：收费管理数据传输；公路管理业务传输；应急话音传输；公路运营视频监视信息传输；交通信息多业务网络解决方案分别采用专用通信线路完成不同信息的传输：效率低。 将话音、数据和视频监视系统集成为多业务广域网交换网络通
3、信平台：各种接入的服务质量高，扩展性和可靠性好，效率高； 实例：京沪高速公路共13个通信站（8个收费站，4个服务区站，1个通信中心）全路铺设20芯光缆，采用同步光纤数字传输系统（SDH STM-1）；光纤接入网与程控交换一起组成综合业务通信系统；中心配备光线路终端；12个无人站采用光纤综合业务接入网设备；传输速率为STM-1(155.5Mbps)并通过4根光纤构成自愈环；监控数据包括：监控中心数据、监控外场设备数据。通信系统在各站综合业务接入网中提供足够的接口。监控数据以模拟方式传输，由MODEM进行转换。收费数据包括：收费中心数据、收费站数据及车道数据；收费站与收费中心之间的数据传输通过数据
4、通道传输；收费站和收费中心通过路由器与通信系统连接；在全省收费联网时，路由器应有2个口，一接收费中心，一接省拆帐中心。收费图象传输：收费站设置摄象机；摄象机图象和控制信号传到相应的收费站及收费/监控中心；视频信号和控制信号经复用光端机复用后，进入光纤。 路车之间与车车之间的通信利用各种无线方式进行通信无线通信：专网与公网；专网:集群系统 无线集群实际上就是多信道中继(转发)系统,自动共享信道，并在此基础上集小群(组)为大群(组) ,具有故障处理等功能。 集群通信系统具有信道利用率高、服务质量好、通话阻塞率低、通话具有私密性、系统智能化程度高、具有交换功能、可与PSTN互连等优点。 几种数字集群
5、系统目前国际电信联盟推荐的最具代表性的数字集群通信系统:欧洲的TETRAPOL欧洲电信标准协会的TETRA;美国MOTOROLA公司的iDEN;北美的AProject25( 2 5);无线数据通信系统及其应用(公用网)中国移动GSM、GPRS、短信等中国联通CDMA车辆管理与监控：车辆定位与导航；车辆管理与监控信息系统；车辆识别；车辆管理与监控的必要性 当人均达到800美元时,汽车工业将有突变增长,家庭逐渐形成汽车购买力; 当人均达到1000美元时,汽车的千人拥有量将达到20辆,汽车生产进入高速增长期； 2000年我国人均超过830美元,按照发达国家的发展规律, “十五”期间正是汽车大量进入家
6、庭的时期,如果有1%的家庭买车,全国大约需要300104辆,此时千人汽车保有量约25辆。 需要充分利用ITS发挥道路的作用。交通治安案件和交通事故剧增，特别是盗、抢机动车的案件，据公安部门反映，93年以来，全国汽车被盗、被抢案件每年以26%的发案率递增。应用高科技技术实现对车辆的监控，可以有效的加强对车辆的调度管理及防盗防劫。 车辆管理与监控的功能：（1） 车辆定位跟踪、出行路线的规划导航:实时定位跟踪车辆；对确定的起、终点，给出最 佳行驶路线 ;（2） 信息查询:为用户提供旅游景点、宾馆、医院等地物的查询;（3） 调度指挥:监测车辆运行状况、进行管理、调度指挥，与移动目标通话;（4） 紧急援
7、助:对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助;车辆定位导航的主要技术： 1) 全球定位系统GPS.是当前车辆定位导航的主流；2) 惯性导航系统INS(Inertial Navigation System).由加速度计和陀螺仪组成, 速率高、精度高.但有误差积累效应；3) 航迹推算（自律）DR(Dead Reckoning). 利用罗盘仪、速率仪、里程仪、转速计,测出车辆的距离、速度和方位,同样有累积误差；4) 地图匹配MM(Map Matching).用数字地图(DM)辅助导航，提供精确的定位信息；5) 地面无线电传呼TRF(Terrain Radio Frequency).使用运行区域内的信号
8、标杆接收无线电频率信号,确定车辆的具体位置平；6) 信号杆SP(Signal Pole).利用道路上的红外线、微波、RF仪器.接收车辆信号,从而确定车辆位置；定位导航在高速行驶的动态环境中定位,注意对多普勒频移的估算方法;应选用12通道的多通道接收机,接收的卫星数目增加1倍,定位噪声就会降低3,从而提高定位精度；天线应选用有前置低放大器和变频级的有源天线,以提高增益; 惯性导航采用陀螺仪、加速度传感器等设备。以陀螺仪确 定检测基准平面，以加速度积分求得速度，再积 分求得位移，从而定位。优点：不依赖地面设备，又有基准参考平面，可 以确定加速度、速度、位移、方向等多种参数。缺点：陀螺仪价格昂贵、多
9、次积分运算误差大、 累计误差更大。 航迹推算（自律导航） 在隧道、高层楼群等地段行驶时,汽车与卫星失去联系,可用传感器检测出车速,通过运算直接求出行驶的距离； 汽车在高速行驶时轮胎会变形,用转速求出的距离有误差,应进行修正； 为确定汽车的位置，还须用陀螺测量汽车的运动方向和角速度； 由于使用了多种传感器,在系统中对各种传感器的数据进行融合,融合成综合的表达式,进行计算，这就是推算定位法。当信号质量较好时,可以信号和推算定位信息的差值,送至卡尔曼滤波器中,估算出推算定位的误差,加以修正;当信号被遮挡后,系统会自动进入推算；GPS/INS(DR)/DM合定位导航基于GPS/INS(DR)/DM的车
10、辆定位导航技术,是一种集GPS跟踪定位、地图匹配显示和自主导航（INS或DR）于一体的信息融合技术。该系统能够有效地实现车辆监控和调度，还可用于安全报警等。 汽车定位导航系统车载导航系统GPS定位信息监控中心车载导航系统GPS定位信息移动通信移动通信监控中心系 统 操 作 界 面GIS平台安 全 监 控 服 务 器 用监控服务器通信模块（Agent） ：1) 与短消息网关（或 GPRS 通讯网关）进行数据交换。2) 从短消息中提取车台发来的信息，将监控终端下发的命令格式转换成短消息格式。3) 采用 TCP/IP 协议，完成与 PE 之间的数据交换。PE 解释程序模块：车载终端与监控服务系统之间
11、协议及数据格式的转换。 监控终端接口功能模块完成车载终端与监控终端的交互。 监控终端接收和处理监控服务器返回的定位信息，并在GIS电子地图上实时显示车辆的 当前位置、状态等信息，实现车辆的定位监控；实现车辆的指挥调度、救 援、各项数据的查询、统计等。 GIS 功能模块：1) 地图操作；2) 地图量算；3) 地图选择等。安全监控模块：对车辆进行监控（如报警信息等），以保障车辆的安全。1. 监控管理：车辆的呼叫、点名、轮询、重点监控；2. 区域设防：车辆矩形报警区域的设置；电子栅栏的设置。3. 偏航设防：车辆偏航报警路线的设置。车台（车载台）设置及控制模块对车台参数进行系统的设置和对车辆的控制。它
12、包含两个子模块：1)车台设置：包括通话设置、预置短消息、设置密码、号码设置；2)车辆控制：包括断油、断电、监听。车载导航系统（车载台、车载终端）GPS模块 GM-X205General L1 frequency, C/A code, 12-channel Update Rate 1Hz Accuracy Position: 25m without S/AVelocity : 0.1/sec without S/A Acquisition Cold start: 结束。命令集形式“” AT命令格式测试命令AT+CXXX=? 读命令AT+CXXX?写命令AT+CXXX=执行命令AT+CXXXSMS
13、有关的GSM AT指令AT指令功能AT+CMGC发出一条短消息命令AT+CMGD删除SIM卡内存的短消息AT+CMGF选择短消息信息格式：0-PDU;1-文本AT+CMGL 列出SIM卡中的短消息AT+CMGR读短消息AT+CMGS发送短消息AT+CMGW向SIM内存中写入待发的短消息AT+CMSS从SIN|M内存中发送短消息AT+CNMI显示新收到的短消息AT+CPMS选择短消息内存AT+CSCA短消息中心地址AT+CSCB选择蜂窝广播消息AT+CSMP设置短消息文本模式参数AT+CSMS选择短消息服务车载导航系统软件框图系统初始化是否有来自中心 的GSM短消息接收GPS定位信息显示 位置信
14、息进行坐标变换和 地图匹配通过GSM短消息发 送GPS定位信息判断短消息的类型根据短消息的内容做系统 设置、报警，熄火、恢复 点火等操作，并显示必要 的信息到PDANoYes坐标变换与地图匹配 GPS定位数据采用美国国防部研制的WGS-84坐标系，国内地图绘制一 般为54北京坐标系或1980西安坐标系的高斯平面投影，因此，要准 确的在电子地图上显示GPS定位点，就必须进行坐标投影变换。常用坐标系 在GPS的测量与应用中，通常采用的坐标系统有两大类：地球坐标系和 天球坐标系。 常用坐标系 地球坐标系：随同地球自转，可看作固定在地球上的坐标系。 天球坐标系：以天体为参考，与地球自转无关，方便描述卫
15、星的运行。 地球坐标系又分为： 地心坐标系 参心坐标系 地心坐标系，又有两种表示法： 地心空间直角坐标系 地心大地坐标系。地心坐标系以地球质心为原点。 1. 地心空间直角坐标系原点与地球质心重合，Z轴指向北极，X轴指向格林维治 子午面与地球赤道的交点E，Y轴按右手螺旋法则垂直于 XOZ平面。是一个与地球表明无关的坐标系。 ZNSYX子 午 线赤道O2.地心大地坐标 系地球椭球中心与地球质 心相重合，椭球短轴与 地球自转轴相重合，大 地纬 度B为过空间点P的椭球 面法线与椭球赤道面 XOY的夹角。大地经度L 为过地 面的椭球子午面ZOP与 格林尼治子午面ZOX之 间的夹角，大地高度H 为过P点的
16、椭球面法线 上自椭球面至P点的距 离，以远离椭球面中心的方向为正。 参心坐标系 大地测量常选取一参考椭球作为基本参考面 ，但参考椭球的中心一般与地球质心不重合 。这种参考椭球原点位于地球质心附近的坐 标系，通常称为地球参心坐标系或简称参心 坐标系。它也分为参心空间直角坐标系和参 心大地坐标系，分别与地心空间直角坐标系 ，地心大地坐标系相类似。 WGS-84坐标系WGS-84是地心大地坐标系。其坐标系定义和采用的椭球参数为：坐标系 的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0(国际时间局，1984年)定义的 CTP(协议地球极)方向；X轴指向BIH1984.0的零度子午面与CTP赤道的交 点；Y轴与ZX轴构成右手坐标系。其主要参数如下： 1. 长半轴。 2. 地球(含大气层)引力常数。 3. 正常二阶带谐系数。 4. 地球自转角速度。可计算出WGS-84椭球的扁率为。我 国大地坐标系 我国常用的195
