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浅谈无线网络技术在智能交通系统中的应用

摘要：无线网络是一种融合短程无线通讯技术、逐渐被用于智能交通系统等

需要数据采集与检测的相关领域。可为智能交通系统的信息采集提供一种有效手

段，可监测路口各个方向上的车辆，根据监测结果，改进简化、改进信号控制算

法，提高交通效率。

关键词：无线网络；智能交通系统；技术应用

随着经济社会的发展，交通问题日益突显，智能交通成为世界各国研究的热

点。交通拥堵、事故频发已成为制约城市发展的瓶颈，目前，应对交通压力的办

法主要有两种，一种是扩展交通容量，即扩修路面；另一种是减少通行量，如北

京的单双号通行制度，以及于2010年4月推出的错峰上下班制度。以上两种方

法都有一定的适应性，道路用的是不可再生的土地资源，受资源总量的制约，而

且简单修路只能解决部分主动脉的问题，但也会增加毛细血管的压力；而限制通

行量却受社会经济条件的制约，也有一定的局限性。

1系统设计

1.1设计目的

近年来，国内外学者对智能交通系统的研究较多，取得了一定成果。然而国

内的科研成果大多集中在公交监控管理领域，目的是提供公共交通信息的发布与

控制，在智能分流、智能控制和干预上稍显不足；而实际运营的城市交通网络，

大多以安装在路口的高清探头、设在监控中心的大型监控设备为基础收集路况信

息，然后进行堵情分析，其缺点是人力、物力等各方面开支较大、系统分析代价

较高。

本文拟设计一个依赖城市现有公交网络，基于GPS

（GlobalPositioningSystem，全球定位系统），提供路况信息、公交站牌预报，并

能进行交通信号灯的实时控制、交警指导、最佳路径推荐、大屏显示、短消息提

醒等的智能交通系统。

1.2总体设计

如图1所示，本系统以ITS主控中心为核心，通过各线路公交车模块收集全

市各公交车辆的位置、速度等信息，结合GIS（GeographicalInformationSystem，

地理信息系统）地图数据，提供实时路况信息。根据整个路网的负载图，分析出

各路段的拥堵级别，采取优化算法进行智能分流指导。

主控中心可将分流解堵信号发送到交警手持设备，指导交警排堵，也可按照

道路优化方案直接控制交通信号灯以疏导交

通，通过短消息模块将路况信息发布到全市司机手机上，将实时路况信息显

示到设置在全市主要路段的显示大屏上，并将相关服务提供到Internet上，从而

达到指导公众选择路径、提高路网利用率的目的。

图1系统总体设计

2硬件设计

2.1公交车模块设计

公交车模块主要是根据GPS测量出位置、速度等信息，并通过无线方式发

送到ITS主控中心，公交车模块是主控中心主要的数据来源。公交车系统涵盖城

市主要交通网络，而且线路稳定，所以通过公交车收集数据经济、有效、可靠，

较之高清探头的定点方式，其具有成本低、易于安装、覆盖面广的特点。

嵌入式微控制器是公交车模块的核心。一方面对GPS接收模块收到的GPS

定位测速信息进行处理打包，并将位置、速度等数据通过无线通信模块发送到主

控中心；另一方面，对无线通信模块从主控中心收到的信息进行处理后交LED

显示模块、语音提示模块使用。

无线通信模块负责公交车模块与主控中心的通信。位置、速度、路况信息等

都由无线通信模块发送和接收。通过它实现了公交车辆与主控中心的交互。由于

国内无线宽带发展速度较慢，所以目前多用GPRS方式，但这种方式带宽有限，

随着国家在无线城域网、无线宽带上投入的增加，无线网络以其高效性、经济性、

安全性必然成为未来的发展重点。本文采用无线网络方式接入通信以减少投入、

适应未来发展需要。

LED显示模块、语音提示模块用来显示从主控中心获取的路况信息，用来

将下一站大约需多长时间抵达、公交车前方路况情况等信息显示给司乘人员。

2.2公交站牌模块设计

公交站牌模块用于公交车站，通过LED显示本站各线路公交车的预计到站

时间等信息。无线通信模块用来接收从ITS主控中心发送来的路况信息、公交车

辆运营信息等。

输入模块用来初始化本站的站牌信息，包括站点名称、本站位置信息（由于

站牌位置基本不动，所以可以用输入方式取得，节省GPS开支）、在本站停靠的

所有公交线路名称等相关信息。嵌入式微控制器根据接收到的路况信息、公交车

运行信息、本站位置信息等，分析处理本站所有线路公交车辆的预计到站情况，

并通