基于3G通信的智能交通指挥系统研究

基于3G通信的智能交通指挥系统研究
摘要：智能交通指挥系统中3G移动通信技术的应用，使系统中组成
了一个强大的3G无线局域网，实现了各交通路口点的视频和控制的传输，为智能指挥系统组网开发了一条功能强大的新路。

本文将对3G通信的智
能指挥系统的主要构成、功能和特点以及关键技术进行分析和研究。

关键词：3G通信；智能交通；指挥系统
经过这些年的发展和完善，我国交通管理事业已经获得了长足的进步。

但同时，我国的城市化交通也处在飞速发展的进程中，每个城市的汽车拥
有量也在持续稳定的增加。

总的来说，我国交通管理的发展速度已经落后
于我国城市交通的发展速度。

而在城市交通管理中，危害最大的就是交通
违章（违法）行为。

加之我国各地城市交通发展十分的不均衡，交通情况
复杂多变，想要对其进行有效的管理，存在着极大地难度。

在我国的大中
型城市中，更是如此。

在这样的大环境下，3G移动通信技术的引进，会
极大地改善交通管理的情况，有效的控制交通违章行为的发生，提升智能
化调节交通流量的效率和效果。

一、系统的主要构成
基于3G通信技术的智能交通指挥系统主要由3G（TD-SCDMA或
CDMA2000）数据通信链路、监控中心和多个监控远端组成。

其中，TCP/IP
协议是3G数据通信链路采用的主要协议，这也就决定了3G数据通信链路
可直接在交通部门的内部无线局域网上进行运行。

网络视频服务器可将前
端摄像机的视频信号通过网络向分节点进行传输，再由分节点直接传输上网，在分界点有矩阵的情况下，可把矩阵和DVR进行连接，然后将视频信
号传输上网。

通过多级级联，可将在监控中心中形成多级监控系统，以现
场情况和用户的需求为标准，系统可对不同的外围硬件设备进行配置。

用
于监控远端的同步性系统外围设备包括：扬声器、话筒、高速云台和可变
镜头、数字解码器、摄像机、画面分割器、温湿度传感器、告警采集器、
3G数据传输模块、远端监控主机等。

以实现监控中心对交通情况进行图
像实时监控、智能控制交通信号和报警联动功能的目的。

用于监控中心的
系统外围设备包括电视墙、视频服务器、主交换机、视频切换矩阵、监视
器阵列、3G无线路由器、主控台等。

这些设备的配置可以以用户需求为
基准来进行灵活转换。

二、系统的主要功能及特点
系统运用高速DSP实时采集处理交通图像信号，图像预处理模块可复原。

增强采集的图像，而经过处理得到的数字图像会被分别发送给人机接
口模块和数据库模块、特定颜色目标检测模块、运动目标检测模块、自动
控制模块。

系统模糊跟踪技术的采用能够对运动目标进行智能跟踪；数字
图像压缩编解码、数字图像传输技术、3G无线以太网技术和现场总线技
术在系统中的有效利用，可对远程视频、控制及语音信号进行传输；而相
应的图像动画与多媒体技术和Web数据库技术的应用，可进行网上浏览的
回访和历史数据的查询。

智能交通指挥系统具备的特点：
实时性：系统中的视频数据属于实时数据，必须对其进行实时处理，
例如实时传输、压缩、解压缩等。

分布性：现场图像采集和发送主机和图像接收显示主机位于不同地点，通过计算机有、无线局域网或广域网连接。

同步性：尽管視频信息具有分布性，但必须同步在用户终端进行显示，同时还要确保声音与视频的时时同步。

系统可以组成多级系统，通过级联的方式监控中心也可构成多级交通
监控系统，这样就可以使交通监控范围和系统容量得到有效的扩大。

监控
机对图像信息进行实时地采集，并向服务器进行传送，服务器再将信号向
外广播发送，而客户只需打开网页便能对交通情况进行实时监控。

三、系统主要的关键技术
（一）最佳交通流量预测算法
利用人工神经网络建立的预测模型有独特的优越性。

人工神经网络利
用输入数据和输出数进行建模，是一种并行的计算模型，具有高速运算能力，有很好的非线性映射能力和很强的自学习、自适应能力及高度的灵活性。

在各种形式的人工神经网络中，又以误差逆传播（BP）网络应用最为
广泛，它已成为前向网络的核心部分，并体现了人工神经网络最精华的部分。

目前，在人工神经网络的实际应用中，绝大部分的神经网络模型都采
用BP网络和它的变化形式。

高阶神经网络属于BP神经网络的一种，它与传统BP神经网络的不同
在于构成高阶神经网络的神经元是智能神经元，即这种神经元具有“思考”的能力，它能根据自身外部网络的变化调整内部的转移函数，在内外双调
的情况下，达到更好的学习效果。

（二）TD-SCDMA3G移动通信技术
TD-SCDMA是目前世界上唯一采用智能天线的第三代移动通信系统。

在系统中，由于采用了TDD模式，上、下行链路采用同一频率，在同一时
刻上下行链路的空间物理特性是完全相同的，因此，只要在基站端依据上
行数据进行空间参数的估底再根据这些估值对下行链路的数据进行数字赋形，就可以达到自适应波束赋形的目的，充分发挥智能天线的作用。

智能天线的采用可大致定位用户的方位和距离，因此，基站和基站控制器可采用接力切换方式，根据用户的方位。

距离信息来判断手机用户现在是否移动到了应该切换给另一基站的临近区域，如果进入切换区，便可通过基站控制器通知另一基站做好切换准备，达到接力切换的目的。

接力切换可提高切换的成功率，降低切换时对邻近基站信道资源的占用。

（三）CDMA2000移动通信技术
（1）系统容量大，在CDMA系统中所有用户共用一个无线信直当用户不讲话时，该信道内的所有其他用户会由于干扰减小而得益。

因此利用人类话音特点的CDMA系统可大幅降低相互干忧增大其实际容量近3倍。

CDMA数字移动通信网的系统容量理论上比模拟网大20倍，实际上比模拟网大10倍、比GSM大4～5倍。

（2）系统通信质量更佳。

软切换技术（先连接再断开）可以克服硬切换容易掉话的缺点，CDMA系统工作在相同的频率和带宽上比TDMA系统更容易实现软切换技术，从而提高通信质量。

CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术、强有力的误码纠错、软切换技术和分离多径分集接收帆可提供TDMA系统不能比拟的、高质量的数据。

（3）频带利用率高，CDMA是一种扩频通信技木尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的，但是CDMA允许单一频率在整个系统区域内可重复使用，使许多用户共用这一频带同时进行通稻大大提高了频带利用率，这种扩频CDMA方式虽然要占用较宽的频带，但按每个用户占用的平均频带来计算，其频带利用率是很高的。

CDMA系统还可
以根据不同信号速率的情况，提供不同的信道频带利用形式，使给定频带得到更有效的利用。

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性的重要手段。