移動(dòng)通信在高速公路中的應(yīng)用1

PAGE4河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通信息工程系2012屆畢業(yè)論文題目：移動(dòng)通信在高速公路中的應(yīng)用作者：專業(yè)：班級(jí)：指導(dǎo)教師：完成日期：2012年06月01日移動(dòng)通信在高速公路中的應(yīng)用劉歡（交通安全與智能控制，09302班，河南省漯河市462324）照片尺寸為20mm*30mm；最好不用紅色背景摘要：照片尺寸為20mm*30mm；最好不用紅色背景關(guān)鍵詞：高速公路：

通信；技術(shù)中圖分類號(hào)：（U4）MobilecommunicationsintheapplicationofthehighwayLiuHuan（Trafficsafetyandintelligentcontrol，class09302.HenanLuoheZipcode462324）Abstract：Therepublicannationalhighwaytrafficisanimportantoneofthemodernizationlevelofthecountrystartedfairlylate.butthedevelopmentspeedisfast.by2008,thespeedofourcountryhasreachedthehighwaytrafficmileage5.3kilometres.intheworld.itisforhighwayconstructionofmodernmanagementofthemostimportant.thepreliminary。Themobilecommunications,amobileandfixedacollectiveoranothermoveabodyofinformationexchange,sohemustusethewirelessmeans.intheoperationsmanagement,maintenanceandmanagement,administrativeortransportmanagementisexemptfrommobilecommunicationstechnology,andsobuildahigh-speedtheprivatemobilecommunicationssystemisverynecessary.Thisisthemobilecommunicationstechnologyapplicationofspecificwaystomakeadetailedanalysis,fornow,mobilecommunicationstechnologyinthelackofacertainthinkandhopetoimprovethepresentstageisnotparticularlyadultsituationKeywords：highway;communication;technology引言:移動(dòng)通信技術(shù)在高速公路信息化方面的應(yīng)用包含多個(gè)方面。主要包括高速公路應(yīng)急指揮聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，路政管理系統(tǒng)，機(jī)電管理系統(tǒng)幾個(gè)方面，此外，移動(dòng)通信技術(shù)在高速公路信息化上的其他業(yè)務(wù)應(yīng)用如：高速公路自動(dòng)化系統(tǒng)，ETC電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)等也在發(fā)揮著重要作用。1關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用1.1手機(jī)定位技術(shù)無線移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線通信實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性的提高，使得移動(dòng)通信業(yè)務(wù)除了移動(dòng)電話，短信息等業(yè)務(wù)，給予無線通信歐諾的移動(dòng)定位應(yīng)用技術(shù)也隨之成熟。手機(jī)定位技術(shù)在高速公路上具體應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)方法如下：首先在各個(gè)地市監(jiān)控分中心值班監(jiān)控室配置一臺(tái)12122（求助電話）電話介入服務(wù)器，他監(jiān)控?fù)苋氲?2122求助電話，判斷接入的電話若是手機(jī)用戶，則系統(tǒng)通過MQ（MessageQueue）自動(dòng)將接入的電話號(hào)碼等信息傳輸?shù)浇y(tǒng)一的定位接口前置機(jī)。定位接口前置機(jī)再通過網(wǎng)閘以及專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將定位請(qǐng)求傳遞給移動(dòng)通訊前置機(jī)的WebService接口。移動(dòng)通訊前置機(jī)收到相關(guān)定位請(qǐng)求后，則將該手機(jī)定位請(qǐng)求傳給后臺(tái)移動(dòng)LCS（LocationServices）定位平臺(tái)，LCS定位平臺(tái)這時(shí)則根據(jù)手機(jī)接入的各相關(guān)基站地理位置以及手呢？當(dāng)交通事故發(fā)生或車輛拋錨后，救援和排障車輛如何能在很短的時(shí)間里到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)處理事故的呢？如此種種，都成了人們的疑問。答案是滬寧高速公路在管理中采用了具有世界先進(jìn)水平的通信指揮系統(tǒng)—摩托羅拉800MHZ集群調(diào)度系統(tǒng)。上述服務(wù)區(qū)內(nèi)的三座鐵塔就是為該通信系統(tǒng)而建造的。依靠它高速公路各管理部門可以得到及時(shí)而有序的聯(lián)系，在更好地發(fā)揮高速公路的優(yōu)勢(shì)方面發(fā)揮了重要的作用。3.1系統(tǒng)選型按照交通部（91）交計(jì)字603號(hào)文《全國(guó)交通專用通信網(wǎng)總體規(guī)劃》的要求，對(duì)高速公路的移動(dòng)通信網(wǎng)應(yīng)采用國(guó)家無線電管理委員會(huì)指定的800MHZ專用頻率。我們通過設(shè)備性能比較，并根據(jù)高速公路具體的管理體制和需要，最終選定目前國(guó)際上最先進(jìn)的美國(guó)MOTOROLA800MHZ智慧型單站五信道集群系統(tǒng)作為高速公路指揮調(diào)度系統(tǒng)。摩托羅拉的集群系統(tǒng)采用最佳的數(shù)據(jù)速率，最快的入網(wǎng)時(shí)間，最先進(jìn)的數(shù)碼地址技術(shù)和分組分級(jí)編隊(duì)方法，能使大量的用戶共享相對(duì)有限的頻率資源，能最大限度地提高工作效率，完全滿足高速公路管理的需要。同時(shí)其系統(tǒng)用戶機(jī)均按美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，具有防水、防腐、抗震能力。MOTOROLA所設(shè)計(jì)的單站集群系統(tǒng)采用的是數(shù)字識(shí)別技術(shù)及頻率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來優(yōu)化用戶靈活性以方便地介入信道。其單站系統(tǒng)大致包括以下幾個(gè)部分：（1）一個(gè)系統(tǒng)中央控制器。它不斷與用戶機(jī)聯(lián)系來執(zhí)行信道分配任務(wù)；（2）五臺(tái)信道中繼臺(tái)，其配置如下：1、其中一臺(tái)為控制信道，中央控制器利用此信道與用戶機(jī)取得聯(lián)系。2、其余中繼臺(tái)負(fù)責(zé)處理用戶機(jī)的通話量。3、三臺(tái)配備有線電話互連功能，通過中央電話互連終端來提供無線與有線的通訊聯(lián)系；4、系統(tǒng)管理終端用于系統(tǒng)操作員將系統(tǒng)參數(shù)輸送到系統(tǒng)中央控制器上，還可完成設(shè)備狀態(tài)、告警報(bào)告、系統(tǒng)管理及診斷等功能；5、多頻合成車臺(tái)及手機(jī)。每臺(tái)單機(jī)都包含有一塊可編碼的電子芯片，用于存貯該單機(jī)的標(biāo)示碼和規(guī)定的單機(jī)特性。6、一套完整的現(xiàn)場(chǎng)編程軟件，以便在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編程工作。同時(shí)MOTOROLA800MHZ集群系統(tǒng)的特性及功能的多種多樣性也是其它廠家及當(dāng)今的常規(guī)系統(tǒng)所不能比擬的。系統(tǒng)中有48000個(gè)用戶號(hào)，可分為4000個(gè)小組。其重要特性主要有以下幾方面：3.1.11、系統(tǒng)管理通過計(jì)算機(jī)即可完成。2、有序擴(kuò)容允許更多手機(jī)與車臺(tái)加入通訊網(wǎng)而不影響現(xiàn)有的單機(jī)。3、靈活的編組圖/通話組劃分。3.1.1、雙模式運(yùn)行及脫網(wǎng)工作。2、選呼（呼叫提示/私密通話）。3、電話互連。3.1.3介入系統(tǒng)特性1、快捷介入系統(tǒng)。2、禁止通話提示音。3、遇忙排隊(duì)及回叫。4、自動(dòng)重發(fā)。5、新近用戶優(yōu)先。6、誤導(dǎo)防護(hù)。7、連續(xù)（信道）配置更新。3.1.4系統(tǒng)可靠性特性1、多話音信道。2、備份控制信道并定時(shí)倒換。3、接收機(jī)遇擾關(guān)閉。4、發(fā)射機(jī)功率故障關(guān)閉。5、系統(tǒng)自我診斷。6、故障弱化。3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)滬寧高速公路江蘇段全線總長(zhǎng)約258公里左右，途經(jīng)蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、南京五個(gè)大中城市，其道路管理任務(wù)是按市劃分，分段管理。單靠一套系統(tǒng)設(shè)備又根本不可能覆蓋全線，那么如何選擇站址及系統(tǒng)數(shù)量，采用最省的投資并滿足管理的需要，建立高速公路通信指揮調(diào)度網(wǎng)呢根據(jù)MOTOROLA800MHZ集群系統(tǒng)的性能及工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)系統(tǒng)天線高度為80m時(shí)，其單站系統(tǒng)的覆蓋半徑約30km左右。結(jié)合滬寧高速公路的地理分布，并通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和技術(shù)論證，滬寧高速公路移動(dòng)通信指揮調(diào)度網(wǎng)采用了以下方案：盡可能利用沿線城市天線架設(shè)制高點(diǎn)，最大限度的節(jié)省建設(shè)資金，同時(shí)利用江蘇省交通廳現(xiàn)有的南京基站，在滬寧沿線上架設(shè)另外三套800MHZ摩托羅拉集群調(diào)度系統(tǒng)，并設(shè)立兩個(gè)系統(tǒng)直放站，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)全線覆蓋。1、蘇州基站。站址選擇于蘇州陽澄湖服務(wù)區(qū)內(nèi)，其天線高度為80m，該站可完全覆蓋滬寧高速公路蘇州段。2、無錫基站。站址選擇于無錫市惠山無錫廣播電視發(fā)射塔上，其發(fā)射天線高度約為320m，該站可覆蓋滬寧高速公路無錫段和常州段，并可延伸覆蓋到蘇州段和鎮(zhèn)江段部分路段。3、鎮(zhèn)江基站。站址選擇于鎮(zhèn)江仙人山服務(wù)區(qū)內(nèi)，該系統(tǒng)天線高度為80m，該站用于覆蓋高速公路鎮(zhèn)江段，并可延伸覆蓋南京段部分路段。4、南京基站該站利用江蘇省交通廳現(xiàn)有MOTOROLA智慧網(wǎng)10信道系統(tǒng)，該系統(tǒng)覆蓋南京段。該站天線高度約200m，但由于南京段為多山丘陵地帶，南京基站不能完全覆蓋此區(qū)域，為解決這一區(qū)域覆蓋問題，我們分別在高速公路馬群主線收費(fèi)站及黃栗墅服務(wù)區(qū)設(shè)立了兩座直放站。這樣省公司和南京管理處人員無論在市區(qū)還是在高速公路路段都可很方便地進(jìn)行管理調(diào)度。3.3系統(tǒng)應(yīng)用高速公路的管理結(jié)構(gòu)通常主要分為以下幾個(gè)職能部門：收費(fèi)、路政、排障、養(yǎng)護(hù)、工程、服務(wù)區(qū)等，而各部門日常工作均是獨(dú)立開展的。比如當(dāng)交通事故發(fā)生后，需要多部門之間相互合作、協(xié)同作戰(zhàn)，所有這些工作能否順利進(jìn)行就需要一個(gè)科學(xué)而實(shí)用的通信體制作后盾。摩托羅拉集群系統(tǒng)靈活方便的分組編隊(duì)特性為此提供了保證，根據(jù)各管理部門的工作性質(zhì)劃分了若干個(gè)通話小組，在滬寧高速公路江蘇段五個(gè)市管理處均采用了如圖1的通信分組編隊(duì)方案：由圖1所示，在通信調(diào)度時(shí)各管理處領(lǐng)導(dǎo)可直接調(diào)度其下屬每個(gè)部門，其下屬各部門內(nèi)部也可直接調(diào)度，而各部門之間的調(diào)度可通過總值班室進(jìn)行。同時(shí)根據(jù)各部門的工作性質(zhì)，為保證工作更加方便的進(jìn)行，對(duì)于聯(lián)系密切部門，其部門負(fù)責(zé)人用的手機(jī)上也增加了其他相關(guān)部門的通話組，使他在緊急情況下能直接聯(lián)絡(luò)其他相關(guān)部門，如路政科與排障隊(duì)，路政科與收費(fèi)站等。以上分組編隊(duì)使得各管理處內(nèi)部的通信可以得到有序的進(jìn)行，但由于滬寧高速公路集群指揮調(diào)度系統(tǒng)均采用了單站系統(tǒng)，這使得相鄰城市管理處之間由于使用不同的系統(tǒng)（無錫、常州除外），均不能進(jìn)行直接調(diào)度通信。而當(dāng)萬一有交通事故發(fā)生，需要相鄰管理處的支援，或因其他原因需要通信聯(lián)絡(luò)時(shí)，如何解決呢為此在各市管理處均設(shè)立了一專用電臺(tái)用于解決這一問題，即充分利用無錫基站的高度及系統(tǒng)覆蓋交叉區(qū)，發(fā)揮集群車臺(tái)通信距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江通過無錫基站取得聯(lián)系，鎮(zhèn)江、南京通過鎮(zhèn)江基站聯(lián)系，如蘇州管理處總值班室設(shè)立一專用電臺(tái)使用無錫系統(tǒng)并有無錫管理處總值班通話組，反之亦然，他們之間聯(lián)系通過這一方式即可直接實(shí)現(xiàn)。摩托羅拉800MHZ集群系統(tǒng)每種用戶機(jī)均有不少于4種系統(tǒng)的選擇，用戶機(jī)在不同系統(tǒng)中使用時(shí)，可以通過選擇系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信需求。利用這一特點(diǎn)，對(duì)江蘇寧滬高速公路股份有限公司的集群用戶機(jī)除進(jìn)行獨(dú)立編組外，為工作方便，其用戶機(jī)上還編有各市管理處的相應(yīng)部門的通話組，這就使得工作更加方便的開展進(jìn)行。3.4系統(tǒng)升級(jí)滬寧高速公路江蘇段集群移動(dòng)通信指揮調(diào)度網(wǎng)中四套系統(tǒng)均選用摩托羅拉智慧型系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的升級(jí)功能，可在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過增加部分設(shè)備，系統(tǒng)可升級(jí)為SMARTZONE，實(shí)行用戶機(jī)自動(dòng)漫游，從而更能方便高速公路管理人員的使用。在滬寧高速公路光纖通信網(wǎng)建成后，各基站可與最近的交換機(jī)端口相接，有線與無線互補(bǔ)組成完整的高速公路專用通信網(wǎng)。4存在問題及未來展望4.1存在問題盡管移動(dòng)通信技術(shù)在高速公路信息化應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，但在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在一些問題，主要有以下幾點(diǎn)：一、是手機(jī)定位精度和手機(jī)定位成功率仍然有待增加。目前在福建省內(nèi)僅實(shí)現(xiàn)了省籍移動(dòng)手機(jī)定位，對(duì)與外省移動(dòng)手機(jī)用戶尚無法定位，這在一定程度上降低了手機(jī)定位的成功率。此外，在手機(jī)定位精度上，由于目前手機(jī)定位普遍是采取基于基站的定位方式，特別是在郊外由于基站密度偏低，因此手機(jī)定位精度偏差較大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在郊外一般會(huì)存在1-2公里左右的偏差。二、無線移動(dòng)視頻監(jiān)控的視頻清晰度仍然偏低，偶爾會(huì)發(fā)生馬賽克的現(xiàn)象。這是由于無線移動(dòng)視頻監(jiān)控上傳的網(wǎng)絡(luò)是基于GPRS／CDMA的模式，目前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬普遍較窄，尚難以滿足大量的無線視頻圖像的上傳，特別是在同一地點(diǎn)同時(shí)上傳多個(gè)場(chǎng)面的視頻時(shí)就更容易發(fā)生此現(xiàn)象，這在一定程度上也影響了使用效果。三、目前基于“PDA+GPRS”的應(yīng)用仍屬于在比較初級(jí)階段，由于GPRS帶寬及費(fèi)用等原因，無法上傳或訪問大批量的數(shù)據(jù)特別是聲音、視頻、圖像等相關(guān)的數(shù)據(jù)，此外，在利用.“PDA+GPRS”訪問各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的響應(yīng)速度上仍然偏低，這也在一定程度上影響使用。4.2應(yīng)用前景綜合以上存在的問題分析，結(jié)合移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)特別是3G的推出以及高速公路信息化推進(jìn)，移動(dòng)通信技術(shù)在高速公路信息化上的應(yīng)用前景廣闊，具體有以下幾個(gè)方面：一、手機(jī)定位精度和定位成功率將較現(xiàn)有的精度有大幅度的提高，將來各種新式的手機(jī)特別是智能手機(jī)的推出，普遍都帶有GPS功能，這將改變現(xiàn)有的基于基站定位的模式，取而代之的是以GPS為主導(dǎo)的手機(jī)定位模式。該手機(jī)定位就不僅應(yīng)用與高速公路應(yīng)急救援上，同時(shí)還將應(yīng)用在對(duì)高速公路外業(yè)人員的管理和調(diào)度上的應(yīng)用；二、隨著移動(dòng)通信3G(第三代移動(dòng)通信技術(shù))的實(shí)施，移動(dòng)通信帶寬的瓶頸將得到徹底解決，這將促使高速公路的無線移動(dòng)視頻監(jiān)控應(yīng)用的推廣和普及，甚至可改變現(xiàn)有高速公路有線視頻通信以及外場(chǎng)設(shè)備的通信模式；三、基于3G網(wǎng)絡(luò)的PDA應(yīng)用將給高速公路外業(yè)作業(yè)帶來新的變革，將來外業(yè)作業(yè)人員..(包括機(jī)電維修人員、養(yǎng)護(hù)人員、檢測(cè)人員、巡查人員等)將利用PDA智能手機(jī)進(jìn)行快速、高效地外業(yè)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)前臺(tái)作業(yè)與后臺(tái)診斷實(shí)時(shí)交互以