试论基于3G通信技术的智能交通指挥系统研究
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【摘要】 在城市中，随着道路基础设施的修建与改善，给人们出行带来了极大的方便。我国的汽车增量也超过了世界多个国家的增长速度，但是在汽车行业高速发展的前提下，给管理带来了巨大的挑战。期间源自交通违章（违法）行为的负面影响却严重威胁着社会的和谐发展，此外我国城市交通情况复杂，因此管理难度相当大。鉴于此，基于3 G通信技术的智能交通指挥系统应运而生，这样，方便了管理，可有效地对地面交通进行控制，把握实时的路况，实现车流量的主动控制等都发挥了重要促进作用。
一、智能交通指挥系统
由于以前的交通管理指挥系统的交通指挥方式的局限性，结果导致在整个系统应急处理过程中不可避免地出现非同步性以及工作效率的低下，例如针对城市交通状况的收集，传动的指挥方式往往依靠“交警采点+采点结果汇报于指挥中心+给出解决措施”的方式来实现，此种解决方法属事后行为，因此对城市交通状况的改观非常不利；针对交通事故的处理，交通事故发生的不可预见性往往使事后取证出现较大难度，因此多数交通事故难以被及时处理，那么势必引起更大面积的堵塞。针对此类情况，本文介绍了一种以3G通信技术为基础技术的智能交通指挥系统。基于3 G通信技术的智能交通指挥系统具体由若干监控远程、监控中心、3 G数据通信链路组成，另外，以 TCP/ IP协议的3 G通信技术被运用到交通部门，能够直接实现运行，此外前端摄像机的视频信号具体经网络视频服务器实现从网络向分节点的传输，随后经分节点直接传至网络，但若分节点存有矩阵，亦可把矩阵与 DVR连接起来，随后直接传至网络。监控中心要想对多个的设备硬件进行控制，那么需要具体把用户的需要、监控的现场情况进行周密结合。高速云台、数字解码器、画面分割器、远端监控主机、3G数据传输模块等设备是主要的远端监控使用器材；同时监控中心使用频率最高的设备主要包括3G无线路由器以及切换视频矩阵等。此类设备在实际配置过程中，主要是从用户实际需求的角度出发进行配置的。3G网络是该交通系统的主要组成部分，也即是该交通指挥系统主要通过3G网络传输交通路口的视频信息与相应的信号控制信息，借此实现智能交通指挥系统组网新的发展，此外网络管理用户能够实时浏览监控若干监控现场。
以3G通信技术为基础技术的智能交通指挥系统在采集图像信号以及处理图像信号的过程中，往往以DSP高速处理仪为主要手段实现高效精确地处理，想要进性增强或复原图像，那么就应通过预处理的图像模块。而处理之后的图像则是通过颜色标准探测模块、运动目标检测模块等模块完成接收。对于运动的目标而言，主要以模糊跟踪控制技术为主要技术手段实现动态智能跟踪。想要以网页浏览图像或者回放、查询历史数据，则应通过多媒体科技、Web数据库科技技术；要想实现信号、语音、视频等数据的远程传输，则通过现场总线科技、无线通信科技与压缩图像解码技术，（见图1）。
基于3G通信技术的智能交通指挥系统具有实时性、同步性与分布性是以3G通信技术为基础的智能交通指挥系统的主要特征与优势，同时，该交通指挥系统在多道路交通实时情况的监测中，还具有级联的监控中心模式（如图2所示）以及多级监控模式等，此外该系统还可实现多级系统组合，最终可以扩大交通视频的监测面积，扩充监控系统的储存量。用户在需要浏览监控时，仅需服务器以及浏览器，就能够对道路交通的相关信息实施监控。
二、智能交通指挥系统的核心技术分析
通过以上分析可知，在道路交通指导过程中，主要应用的关键技术包括TD- SCDMA3 G移动通信技术（如图3所示）以及移动通信技术、压缩解码技术、交通流量最佳的计算办法等。本章节着重介绍TD-SCDMA3G移动通信技术、CDMA2000移动通信技术、最佳交通流量预测算法。
（1）TD-SCDMA3G移动通信技术。TD-SCDMA3G的设计最好采用分布式软件体系结构，以便实现简化软件设计，降低软件模块间的耦合及改善软件编写、调试、维护的环境。TD- SCDMA3 G具体包括接口与通信、移动台模拟器、系统模拟器（见图3）三部分。其中，系统模拟器的突出作用在于实现基站仿真，该系统模拟器主要由几大功能模块构成：人机界面，信令程序编译、消息收发以及信令提取、信令解释等。而具有智能天线的TDD模式则是TD-SCDMA3G主要采用的模式，用户以智能天线为载体，进行距离与方位的定位，此时仅需借助接力切换方式，便可使基站与基站控制器结合用户的实际距离与方位信息对移动手机用户的异动情况进行判断，在此基础上保证切换到相对应基站临近区域的及时性，促进接力切换到位，从而使切换过程中对临近区域基站信道资源的占用率得到全面降低，并大幅提升切换成功率。同时，TD-SCDMA系统在传送数据业务的过程中，如传送2Mb/s数据业务的过程中，通过码片速率为1.28Mb/s以及频带宽度为11Mb/s方式便可顺利完成数据业务传送。目前全球频谱资源均呈现出极度紧张的状态，若想找出完全符合要求的对称频段，实属难事。针对D-SCDMA系统，其仅需满足某个载彼的频段便可顺利使用，由此实现对现有频率资源的灵活利用。（2）CDMA2000移动通信技术。在CDMA技术中，CDMA2000是一种关键的技术，它以提供足够高的数据速率来满足 IMT-2000的性能要求为主要目标。此项技术特点如下：无线接口源自 ANSI TIA/ EIA-95、网络结构源自 ANSI TIA/ EIA-41、信道带宽 N* 1.25MHz（N取1、3、6、9、12）、扩频码片速率 N* 1.2288Mbit/s（N取1、3、6、9、12）、双工技术 FDD/ FDD等。功率控制技术以及具有较好的延时性能、选择效率与编码增益高等优势的高效信息编译码技术是CDMA2000中最为核心的技术。由此可见， CDMA2000具有诸多独特性，其一，大容量系统，相同的无线信道可以满足全面的 CDMA客户，所以，如果用户进行经验交流，那么信道内其他用户所受到的干扰势必大幅度降低，所以 CDMA系统对人类语言特点的充分利用能够使相互干扰程度大大降低，同时实际容量能够增大至原来的三倍左右，从理论上分析，模拟网络比 CDMA数字移动通信网的系统储存容量小近19倍左右，其实，增大的值比模拟大约9倍左右和较 GSM增大4～5倍左右。二是CDMA系统通信性能更好。对于在硬切换过程中常常出现的掉话现象，可通过软切换技术对其解决，同时带宽与频率相同时 CDMA系统工作能够大幅度降低软切换技术的实现难度，从而促进通信质量的全面提升。由此可以看出，CDMA系统在获取声码器速率时，主要是综合运用自适应阀值技术以及误码纠错等多种技术实现的，通过这几种技术的综合运用，能够获取质量更高的数据。三是频带利用率超高。CDMA作为扩频通信技术，虽然占有部分频带带宽，但其允许系统区域内重复使用单一频率，进而使用户共享同一频带的同时，实现频带利用率的大幅度提高，此外若按各用户占用的频带进行计算，其结果也会使用户对频带使用效率全面提升。与此同时，CDMA系统能够结合差异的信号速率，并且在信道频道上自动调整为相对应的形式，最终可出现较高的频带的利用效率。（3）最佳交通流量预测算法解析。除上述两种关键技术以外，最佳交通流量预测算法亦属智能交通指挥系统的关键技术。人工神经网络的建模主要经数据的输出与输入来实现，计算模式属于并行，所以，该模型的特点是高速的计算能力、非线性的映射能力、自学能力与自适应的能力。目前人工神经网络呈现出多样性，其中误差逆传播网络的应用范围最广，目前该项技术已占据着前向网络的中心地位。实践证实，BP网络以及以高阶神经网络为代表的误差逆传播网络是许多神经网络模型中最常使用的形式。相较于传统误差逆传播网络而言，高阶神经网络具有其独特性，像智能神经元存在与高阶神经网络，思维能力是智能神经元的主要特点，另外内部的函数转移可以从分析外部的网络来实现自动调整，进而获取更佳的学习效果。
三、结束语
综上可见，当前的智能交通监测系统是多种先进技术综合应用与结合的成果，例如，3G通信技术、图像数字传输技术等，是保障道路交通的舒适性与安全性的重要手段。实践证实，基于3G通信技术的智能交通指挥系统能够实时采集到监控区域行人或车辆的流量及交通运行情况，并以所采集的信息数据为依据，方便交通指挥人员高速判断交堵塞情况等，从而做出及时决策，确保道路交流正常有序运行。
参 考 文 献
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