智慧交通系统的优化方案

智慧交通由5个系统组成：交通信息服务系统（VICS）、交通管理系统（TMS）、公交车辆运营管理系统、电子收费系统（ETC）、车辆控制系统（VCS）（图2-1）。

图2-1　智慧交通系统

智慧交通系统主要解决4个方面的应用需求：

① 交通实时监控。获知哪里发生了交通事故、哪里交通拥挤、哪条路最为畅通，并以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。

② 公共车辆管理。实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通信，提升商业车辆、公共汽车和出租车的运营效率。

③ 旅行信息服务。通过多媒介多终端向外出旅行者及时提供各种交通综合信息。

④ 车辆辅助控制。利用实时数据辅助驾驶员驾驶汽车，或替代驾驶员自动驾驶汽车。

（1）交通信息服务系统

交通信息服务系统由交通信息基础平台和交通信息发布平台两部分组成。系统框架结构如图2-2所示。

图2-2　交通信息服务系统框架结构

交通信息基础平台收集各种信息，包括浮动车实时路况、停车场动态、交通事故、交通管制、道路施工、天气状况等信息，经过融合处理，形成可以为出行者服务的交通信息、导航服务信息、路径规划信息。

首先，交通信息发布平台通过交通信息基础平台提供的数据访问接口，获取实时出行者服务的交通信息；或者根据导航终端请求类型，读取导航服务和路径规划信息。

其次，交通信息发布平台生成RDS-TMC或GPRS-TMC消息，经过编码设备由FM无线传输网作为RDS信号进行传输，或由GPRS无线传输媒介利用UDP协议进行广播。

最后，支持RDS或者GPRS的导航终端接收TMC数据，并由硬件或者软件解码器解码，利用事件和位置编码数据库重置原始信息，并将其作为一个可视的或语音信息提供给驾驶员。

另外，若导航终端支持RDS和GPRS双重通信功能。则由RDS-TMC方式完成通用交通信息的发布。使用GPRS-TMC通信协议，完成个性化交通信息服务的提供，即通过GPRS通信方式与交通信息服务系统进行数据交互，依据交通信息基础平台收集的数据，提供行车导航服、路径规划等功能，很大程度上弥补了导航终端信息缺乏、资源有限的不足。

交通信息服务系统主要目标是向导航终端提供RDS-TMC信息、GPRS-TMC信息、GPRS导航信息以及路径规划信息等。交通信息发布平台主要由4大模块组成：数据获取模块、数据编码模块、数据通信模块、控制管理模块。平台功能结构如图2-3所示。

（2）交通管理系统

交通管理系统利用先进的运维管理系统、计算机通信技术，将智能交通外场电子警察、信号、诱导、视频等设备，以及内场计算机设备、工业交换机设备、光纤交换机设备、存储设备、网络通信，科学地管理起来，结合信息技术基础架构库（Information Technology Infrastructure Library，ITIL）运维思想，通过资产管理、事件管理、配置管理、问题管理、知识库管理等手段，实现智慧交通设备运维的自动、高效、有的放矢（图2-4）。

（3）公交车辆运营管理系统

公交车辆运营管理系统充分利用DSRC定位技术、GIS地理信息技术、无线通信技术、计算机控制技术、数据库管理技术等多种信息技术手段，构建完整的公交运营车辆信息采集、跟踪、处理、发布和车辆管理平台，并为乘客提供自动的语音报站功能。(www.xing528.com)

图2-3　交通信息发布平台功能结构

公交车辆运营管理系统由指挥调度中心和车载终端及信息管理终端组成。指挥调度中心包括总指挥调度中心（主监控调度中心）、分指挥调度中心（分公司监控调度中心）、线路调度中心（图2-5）。

（4）电子收费系统

电子收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统的服务功能之一，过往车辆通过道口时无须停车，即能够实现自动收费。它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。

电子收费系统（ETC）主要有两种形式。一种是汽车上安装ETC车载设备，并带有专用的 IC 卡或其他专用磁性条形码卡；当插入专用卡后，汽车通过电子收费口时，利用收费口通信天线与车载设备之间的通信，在计算机收费系统和专用卡双方均完成对通行费的记录，从而实现电子结算收费；同时车载设备通过液晶显示器可以显示通过时间、行程和所需费用，运输企业管理者还可以通过车载设备查询收费情况。另一种是将一种专用电子卡放在汽车挡风玻璃处，当汽车通过电子收费口时，收费口处的读卡器直接读出专用电子卡上的信息，完成一次电子结算收费；有的在读卡的同时，还启动摄像机，摄下汽车的牌照号码。系统体系结构如图2-6所示。

ETC系统的关键技术主要集中在以下几个方面：

● 自动车辆识别技术；

● 自动车型分类技术；

● 短程通信技术；

● 逃费抓拍系统。

图2-4　交通管理系统

图2-5　公交车辆运营管理系统

图2-6　电子收费系统体系结构

ETC系统主要由ETC收费车道、收费站管理系统、ETC管理中心、专业银行、车道控制器、费额显示器、自动栏杆机、车辆检测器及传输网络组成。不停车收费系统采用专用短程通信技术。

要实现不停车收费，主要采取如下技术手段：专用短程通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC），射频识别，地磁感应识别技术，视频识别技术，红外技术。

（5）车辆控制系统

车辆控制系统（Video Comparison Summary，VCS）是对车辆本身而言的，辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。主要包括行车安全警报系统与行车自控和自动驾驶系统两大部分。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以准确地判断车与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让，并根据路况自己调节行车速度，人称“智能汽车”。