第5講交通信息傳輸技術(shù)(交通信息技術(shù))

第四章交通訊息傳輸技術(shù)4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)4.2模擬信息傳輸4.3數(shù)字信息傳輸4.4無線信息傳輸4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)1〕交通訊息系統(tǒng)的組成：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、中心設(shè)備。〔1〕現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備：可變情報(bào)板、交通檢測(cè)器站、匝道控制機(jī)和cctv攝像機(jī)等。〔2〕中心設(shè)備：計(jì)算機(jī)、任務(wù)站和監(jiān)控器等。2〕信息傳輸系統(tǒng)保證了各組成部分信息交換的有效性和可靠性。其功能如下：〔1〕向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送指令〔2〕接納現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出確實(shí)認(rèn)信息〔3〕從各種交通檢測(cè)器中獲取交通數(shù)據(jù)〔4〕監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的任務(wù)形狀4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介1〕傳輸需求〔1〕交通檢測(cè)站及匝道控制機(jī)采用多路輪詢方式，一個(gè)通道可控制多部控制機(jī)，需保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及通訊全天可用性?！?〕其他檢測(cè)器交通檢測(cè)器及道路情況檢測(cè)器與控制中心之間經(jīng)過多個(gè)低速信道進(jìn)展通訊，采用輪詢方式，需保證設(shè)備通訊全天可用?！?〕可變情報(bào)板〔VMS〕可變信息板的信息顯示要非常快，需保證信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。〔4〕視頻設(shè)備用于確認(rèn)交通事件、監(jiān)視交通擁堵，要求全天任務(wù)、傳輸速率高4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介1〕傳輸需求〔4〕視頻設(shè)備A〕用于確認(rèn)交通事件，要保證視頻圖像的穩(wěn)定性和明晰度，在檢測(cè)交通事件的檢測(cè)器出缺點(diǎn)時(shí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的攝像機(jī)要保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及通訊的全天可用性。B〕監(jiān)視交通擁堵，要求攝像機(jī)能較實(shí)時(shí)地將現(xiàn)場(chǎng)交通圖像傳輸?shù)娇刂浦行?，普通視頻圖像數(shù)據(jù)量較大，因此要求信息傳輸系統(tǒng)要有較高的傳輸速率。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介2〕交通訊息傳輸媒介〔1〕屏蔽雙絞線導(dǎo)線雙絞在一同，外層由鋁泊包裹，以減小輻射優(yōu)點(diǎn)：添加屏蔽層，減少電磁輻射干擾，信號(hào)損失減少，傳輸間隔較遠(yuǎn)。缺陷：與非屏蔽雙絞線相比，本錢高、安裝較困難?！?〕同軸電纜中心導(dǎo)體為堅(jiān)韌銅線，外由屏蔽層包裹。特點(diǎn)：與雙絞線相比，信號(hào)帶寬大，傳輸間隔遠(yuǎn)，誤碼率低，但是消費(fèi)、施工本錢高。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介2〕交通訊息傳輸媒介〔3〕光纖中心是光傳播的玻璃芯，芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套，再外面的是一層薄的塑料外套，用來維護(hù)封套。主要用于視頻圖像的實(shí)時(shí)傳輸。光纖優(yōu)點(diǎn)：〔1〕頻帶寬〔2〕損耗低〔3〕分量輕〔4〕抗干擾才干強(qiáng)〔5〕保真度高〔6〕任務(wù)性能可靠〔7〕本錢不斷下降4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介2〕交通訊息傳輸媒介〔4〕區(qū)域無線廣播網(wǎng)絡(luò)可用于交通訊號(hào)控制機(jī)和其他交通控制設(shè)備?！?〕地面微波鏈路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的主干媒介，傳輸音頻信息及有限的CCTV視頻信息〔6〕蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)目前主流通訊效力提供上絕大部分采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)類型有：GSM網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS等。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介2〕交通訊息傳輸媒介〔7〕衛(wèi)星通訊系統(tǒng)可在一個(gè)較大的范圍內(nèi)對(duì)交通控制系統(tǒng)進(jìn)展控制。優(yōu)點(diǎn)：A〕通訊間隔遠(yuǎn)，且費(fèi)用與通訊間隔無關(guān)。B〕覆蓋面積大，且便于實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接。C〕通訊頻帶寬，傳輸容量大，能傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型多。D〕機(jī)動(dòng)靈敏。E〕通訊線路穩(wěn)定可靠，傳輸質(zhì)量高。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介2〕交通訊息傳輸媒介〔7〕衛(wèi)星通訊系統(tǒng)可在一個(gè)較大的范圍內(nèi)對(duì)交通控制系統(tǒng)進(jìn)展控制。缺陷：A〕要有高可靠、長壽命的通訊衛(wèi)星。B〕靜止衛(wèi)星的發(fā)射和控制技術(shù)比較復(fù)雜。C〕有較大的信息傳輸延遲和回聲干擾。D〕存在星蝕和日凌中斷景象。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)一、交通訊息傳輸媒介3〕交通訊息傳輸類型按任務(wù)方式，可分為：模擬傳輸、數(shù)字傳輸。傳輸?shù)男畔⒖梢苑譃椋骸?〕數(shù)據(jù)信息來自系統(tǒng)檢測(cè)站、匝道控制機(jī)和可變信息板，數(shù)據(jù)包較小，所需帶寬較窄。〔2〕聲音信息來自緊急救援、調(diào)度等。可用有線或無線方式傳播。〔3〕視頻圖像信息攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)圖像，可用于交通事件確認(rèn)和交通監(jiān)控，需較寬帶寬。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式1〕有線接入——銅線接入〔1〕音頻線接入〔2〕專線E1/T1接入經(jīng)過兩對(duì)線路為用戶提供高速的專線接口規(guī)范。2Mbps帶寬提供32個(gè)64kbps的信道，可多用戶運(yùn)用一個(gè)信道，或單用戶運(yùn)用多個(gè)信道。該接入方式費(fèi)用較高。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式1〕有線接入——銅線接入〔3〕xDSL基于普通線的寬帶接入技術(shù)，最常用的ADSL是非對(duì)稱的寬帶接入方式。非對(duì)稱是指上、下行方向的信息速率不同。采用這種接入方式的有：交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、區(qū)域中心之間信息傳輸。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式1〕有線接入——銅線接入〔4〕以太網(wǎng)電纜接入將控制中心的局域網(wǎng)接入到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最終實(shí)現(xiàn)ITS共有信息平臺(tái)。要留意兩個(gè)問題：平安管理、業(yè)務(wù)管理。平安管理：保證用戶數(shù)據(jù)的平安性。例如從物理上隔離用戶數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)管理：支持組播業(yè)務(wù)，如信息發(fā)布?！?〕同軸電纜線同軸電纜具有傳輸衰減小，抗干擾才干強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，普通訊號(hào)需求中等間隔傳輸時(shí)，可以采用同軸電纜傳輸。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式1〕有線接入——光纖接入目前，光纖設(shè)備本錢較大，尚未普遍運(yùn)用。在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，普通采用光纖接入方式。2〕無線接入——挪動(dòng)蜂窩無線接入〔1〕蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)〔CDPD〕在現(xiàn)有的模擬蜂窩網(wǎng)上添加挪動(dòng)數(shù)據(jù)基站、挪動(dòng)數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)、挪動(dòng)數(shù)據(jù)終端，進(jìn)展無線分組數(shù)據(jù)通訊，適用于數(shù)據(jù)量小、實(shí)時(shí)要求不高的場(chǎng)所。例如交通智能調(diào)度、遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息查詢等。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式2〕無線接入——挪動(dòng)蜂窩無線接入〔1〕蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)〔CDPD〕CDPD任務(wù)流程：4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式2〕無線接入——挪動(dòng)蜂窩無線接入〔2〕通用分組無線業(yè)務(wù)〔GPRS〕它是一種基于分組交換傳輸數(shù)據(jù)的方式，在挪動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)了“永遠(yuǎn)在線〞的銜接，網(wǎng)絡(luò)容量只需在進(jìn)展傳輸時(shí)才被占用。GPRS的特點(diǎn)：充分利用頻譜資源、傳輸帶寬，適用于突發(fā)性業(yè)務(wù)。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式2〕無線接入——公用短程通訊〔DSRC〕由車載單元〔OBU〕、路旁單元〔RSU〕、公用短程通訊協(xié)議以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。主要運(yùn)用于ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)中。公用短信通訊系統(tǒng)是利用公用短程通訊技術(shù)，經(jīng)過路旁單元的信號(hào)發(fā)射和接納安裝識(shí)別經(jīng)過車輛的相關(guān)信息，自動(dòng)對(duì)車輛進(jìn)展身份鑒別、實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)引導(dǎo)等。公用短程通訊規(guī)范的三個(gè)層次：〔1〕物理層：規(guī)定了無線通訊的規(guī)范，包括頻率、上下行數(shù)字編碼方式、信號(hào)調(diào)制方式?！?〕數(shù)據(jù)鏈路層：定義數(shù)據(jù)鏈路通訊協(xié)議，制定介質(zhì)訪問和邏輯鏈路控制方法?！?〕運(yùn)用層：提供一些公用短程通訊的根底性工具。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式2〕無線接入——固定無線接入〔1〕無線局域網(wǎng)(WLAN)無線局域網(wǎng)利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)。無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率如今曾經(jīng)可以到達(dá)11Mbps，傳輸間隔可遠(yuǎn)至20km以上。無線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：A〕安裝便利：無需網(wǎng)絡(luò)布線，普通只需安裝一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)設(shè)備。B〕運(yùn)用靈敏：一旦無線局域網(wǎng)建成后，在無線網(wǎng)的信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。C〕經(jīng)濟(jì)節(jié)約，添加信息點(diǎn)，無需改造網(wǎng)絡(luò)。D〕易擴(kuò)展：多種配置方式，可以根據(jù)需求靈敏選擇。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)二、交通訊息接入方式2〕無線接入——固定無線接入〔2〕藍(lán)牙技術(shù)它是一種短間隔無線通訊技術(shù)，利用“藍(lán)牙〞技術(shù)，可以有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和挪動(dòng)手機(jī)等挪動(dòng)通訊終端設(shè)備之間的通訊，也可以勝利地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與Internet之間的通訊，從而使這些現(xiàn)代通訊設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通訊拓寬道路。特點(diǎn)：全球范圍運(yùn)用、同時(shí)傳輸語音和數(shù)據(jù)、具有很好的抗干擾才干、藍(lán)牙模塊體積小、低功耗、開放接口、本錢低。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)三、交通訊息傳輸系統(tǒng)的組成根據(jù)信息傳輸分為：模擬、數(shù)字兩種，將傳輸系統(tǒng)分為模擬信息傳輸系統(tǒng)和數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)。1〕模擬信息傳輸系統(tǒng)組成在發(fā)送端從信源采集到信號(hào)后經(jīng)過調(diào)制器直接送入廣義信道傳輸，在接納端那么將廣義信道送來的信號(hào)經(jīng)過解調(diào)器恢復(fù)成原始信息后傳給信宿。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)三、交通訊息傳輸系統(tǒng)的組成2〕數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)組成信源編碼：它將原來不適宜在數(shù)字通訊系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，刪除和減少原始信息冗余，提高傳輸?shù)挠行?。信道編碼：適當(dāng)?shù)奶砑觽鬏斨械男畔⑷哂?，提高傳輸?shù)目煽啃浴?.1交通訊息傳輸系統(tǒng)三、交通訊息傳輸系統(tǒng)的組成3〕傳輸系統(tǒng)的兩個(gè)性能目的：有效性、可靠性〔1〕有效性它是指給定的信道內(nèi)可以包容多大的信息量，或者是允許傳輸多高的傳輸速率。在模擬系統(tǒng)中，它與信道的傳輸頻帶及傳輸信號(hào)的類型和內(nèi)容有關(guān)。在數(shù)字系統(tǒng)中，它主要與信息傳輸速率有關(guān)，即單位時(shí)間內(nèi)允許傳輸最大信息量。低速率信道：幾百～幾千bps，無線挪動(dòng)通訊或普通對(duì)稱電纜中速率信道：幾Mbps～幾十Mbps，綜合布線系統(tǒng)或有線電視電纜高速率信道：幾百M(fèi)bps～幾Gbps，光纜或衛(wèi)星通訊系統(tǒng)。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)三、交通訊息傳輸系統(tǒng)的組成3〕傳輸系統(tǒng)的兩個(gè)性能目的：有效性、可靠性〔2〕可靠性：被傳輸?shù)男畔?zhǔn)確可靠。A〕在模擬系統(tǒng)中，用信噪比、失真度來衡量。信噪比：輸出信號(hào)的平均功率與輸出噪聲的平均功率之比，單位為分貝〔dB〕失真度：反映通訊系統(tǒng)的傳輸性能。在理想形狀下，信號(hào)的失真度為0，但實(shí)踐傳輸過程中，由于非線性失真的存在，會(huì)影響輸出信號(hào)的真實(shí)性。4.1交通訊息傳輸系統(tǒng)三、交通訊息傳輸系統(tǒng)的組成3〕傳輸系統(tǒng)的兩個(gè)性能目的：可靠性、有效性〔2〕可靠性B〕在數(shù)字系統(tǒng)中，用誤碼率來衡量。誤碼率是指誤碼的數(shù)目占全部傳輸碼的比例，誤碼率越低，傳輸系統(tǒng)就越可靠。在低速率數(shù)字通訊中，誤碼率要求到達(dá)10－3；在中速率數(shù)字通訊中，誤碼率要求到達(dá)10－5；在高速率數(shù)字通訊中，誤碼率要求到達(dá)10－7；4.2模擬信息傳輸1〕模擬信息模擬信息是指以模擬波形方式存在的信息，它隨時(shí)間延續(xù)變化，例如：溫度、壓力，以及目前在、無線電和電視廣播中的聲音和圖像。模擬信息傳輸最大的特點(diǎn)：采用模擬調(diào)制方式。調(diào)制：是指信號(hào)發(fā)射端將信號(hào)加到高頻載波信號(hào)上〔由于低頻信號(hào)容易被吸收無法傳送遠(yuǎn)間隔〕，從而發(fā)射信號(hào)的過程。調(diào)制方式有兩種：調(diào)幅調(diào)制〔AM〕、調(diào)頻調(diào)制〔FM〕AM調(diào)制的特點(diǎn)：接納設(shè)備簡(jiǎn)單，但功率利用率低，抗干擾才干差，信號(hào)帶寬較寬，頻率利用率不高。FM調(diào)制的特點(diǎn)：抗干擾才干強(qiáng)。立體聲廣播、電視伴音均采用這種調(diào)制方式。4.3數(shù)字信息傳輸數(shù)字信息傳輸是利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)展信息傳輸?shù)囊环N方式。1〕與模擬通訊相比，數(shù)字通訊的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕易再生，防止干擾累積；〔2〕便于銜接各種數(shù)據(jù)終端，特別是計(jì)算機(jī)終端；〔3〕易于加密，可靠性好；〔4〕易于實(shí)現(xiàn)信息傳輸業(yè)務(wù)綜合化，有利于組網(wǎng)傳輸；〔5〕電子器件易于高度集成化，有利于通訊設(shè)備的小型化和靈敏性?！?〕數(shù)字信息易于加工處置，有利于擴(kuò)展信息傳輸內(nèi)容，提高傳輸質(zhì)量。4.3數(shù)字信息傳輸數(shù)字信息傳輸發(fā)送過程：1〕模擬信號(hào)數(shù)字化，變換成二進(jìn)制的數(shù)字編碼信號(hào)2〕數(shù)字信號(hào)基帶傳輸3〕信道編碼4〕調(diào)制，使編碼數(shù)字信號(hào)變成頻帶數(shù)字信號(hào)。4.4無線信息傳輸無線信息傳