全智能交通通信网络

---------------------------------------------------------------------------------------------------1全智能交通通信网络---------------------------------------------------------------------------------------------------2目录第一章智能交通发展滞缓的根源.......................................3第一节智能交通技术障碍.......................................................................................3第二节职能部门管理障碍.......................................................................................4第二章全智能交通通信网络的技术设计思路.............................5第三章无线通信鉴相测距技术........................................6第一节无线通信鉴相测距技术简述.......................................................................6第二节无线电通信鉴相测距技术的优点...............................................................7第四章全智能交通通信网络的可实现功能...............................8第一节全智能交通通信网络框架及网元功能.......................................................8第二节各功能实现典型描述...................................................................................9第五章全智能交通通信网络的可行性..................................14第一节商业模式可行性.........................................................................................14第二节职能部门管理问题的化解.........................................................................20第六章全智能交通通信网络的社会意义................................23第七章总结.......................................................24---------------------------------------------------------------------------------------------------3文章摘要：自上世纪80年代以来，智能交通日益得到人们的重视，在欧美、在日本，已有各种智能交通方案得到广泛应用。但是，当前所有的智能交通方案，只能应用于智能交通的某一个领域或其一个方面。即便是可涵盖更多领域、更多服务的Telematics，却是需要依靠GPS、依靠GPRS、依靠Internet，依旧无法摆脱基础道路信息采集的一个技术、发展、服务受限的系统。基于无线电通信鉴相测距技术，辅以视频车牌号码识别技术（高速公路中再辅以红外线道路测宽），由路侧信标和车辆做为基本网元所组成的智能交通通信网络，可以简单实现一个完整的、独立的面向未来发展和未来服务的“全智能交通通信网络”，该网络可以实现或可支持实现我国智能交通八大领域中几乎所有的服务。关键字：全智能交通通信网络；无线电通信鉴相测距；职能部门管理；商业模式第一章智能交通发展滞缓的根源第一节智能交通技术障碍目前，凡涉及智能交通领域的技术方案，无不提及欧美、日本的成熟技术和应用，凡涉及车辆的导航和通信，无不提及GPS定位、短程通信和Telematics系统。但我们在学习和跟踪国外先进技术的同时，更应该站在技术发展和服务的立场去考虑两个问题：1、国外这些智能交通系统甚至发展战略，是建立在半导体技术、通信技术远远落后于今天的上世纪末，固有的设计理念，对于今天和未来的智能交通建设，是否存在局限性？2、利用了当前先进的定位技术、先进的个人无线通信技术、先进的互联网络技术、假设也拥有基础道路信息采集的Telematics系统，是否就一定能够满足未来智能交通的全面需求？对于第一个问题，答案是肯定的。以我们孰知的日本VICS系统、ETC系统为例，它所提出的导航、安全、收费、管理、支援等，在技术层面无非是利用地埋线圈、超声波检测、红外线检测、道路磁诱导、路侧射频通信、调频电台广播外加GPS定位等技术，组成了多个不同方面的应用系统，而这些系统面临着复杂的整合难题，从而难以形成一个全智能的交通通信网络。而固化的思维，从当前流行的专用短程通信（DSRC）以及射频身份识别（RFID）技术的发展上也可反映出来，这些技术只能用于车辆在一个局部区域进行通信，完成支付、识别、部分安全等功能。它依旧不能完成精准导航、通信、安全、支付、管理、支援等服务的集成；它仅适用于高速公路收费系统，除非每辆汽车都安装，否则它无法替代地埋线圈完成对流量的检测、无法替代超声波或红外线对车辆速度的检测、更无法替代道路磁钉对车辆引导的功能。也就是说，它只是一个更先进的收费系统，即便组建一个庞大的短程通信网络，（且不说射频辐射对环境和人体造成的危害）也只能是以高昂的代价替代了调频交通广播（数据）电台。对于第二个问题，答案是否定的。GPS约15米的定位精度，使得高架道路上的车辆无法准确定位于高架干道、高架辅道、地面道路，这些地点仍需要人工进行操作确认；GPS定位同样使车辆在隧道、地下停车场、甚至高楼林立的城区难以准确而及时定位；无法实现未来面向个人便携卡定位服务（不可能要求儿童、老人携带外置GPS接收设备），即便升级到第四代，定位速度以及冗长的定位数据，也难以满足实时的交通导航通信需求；况且，一个受制于美国GPS的系统，其未来发展和应用空间，也必是我们有所顾及的，而我国的北斗定位系统由于是双向通信定位，只能为极为有限的用户提供服务，即便是北斗二代系统，6米的定位精度、0.2---------------------------------------------------------------------------------------------------4米/秒的定位速度、冗长的定位数据，同样不能满足未来智能交通实时的安全和通信需求。目前的2G个人移动通信中，语音通信和数据通信业务已经迫使运营商开始使用半速率业务信道，不可能有冗余的资源专门提供给智能交通，即便是发展到3G个人无线通信，它仍然主要是面向个人移动通信及增殖服务（如视频、B2B），很难为智能交通提供专有资源，也就是说，依靠当前个人移动通信网络（中国移动、联通、电信），只能提供有限的智能交通服务，而受限的智能交通服务，也将是Telematics商业模式最大的技术障碍之一。如果Telematics系统能够突破对Internet互联网的依靠、突破对个人无线通信网络的依靠、能够摆脱GPS并实现厘米级定位精度和毫秒级的实时定位速度、能够摆脱其他的道路基础信息采集系统，具备数据信息交换的实时性、可实现和支持实现智能交通框架下的所有服务，这才是我们理想中的“全智能交通通信网络”。该理想中的“全智能交通通信网络”在未来的技术发展和服务中，与Internet、与个人移动通信网络是一种技术、服务、网络的融合关系，而非依靠和受限的关系。而如何才能够以简单的方法来实现的一个完整的、独立的面向未来发展和服务的“全智能交通通信网络”，正是本文探讨的第一个重要内容。第二节职能部门管理障碍目前，凡提及智能交通发展的商业模式，无不对该领域涉及多行业、多部门交叉管理并给企业发展造成严重阻碍的问题，深感无奈和痛心。这也致使大多从事智能交通的企业，承担了难以承受的资金成本、人力成本和时间成本，一些企业仅靠地方保护和低技术含量产品的低价竞争等方式艰难生存。可以说，职能部门的交叉管理问题，是致使智能交通发展步伐滞缓的根本原因。针对这种全球性难题，各个国家都积极选择了由政府、由民间组织的协会合作方式，并期望通过多方协作的力量解决各种管理难题。但是，我们在探求协作共赢模式的同时，应该进一步考虑以下两个问题：1、在国家行政管理体制不可能为某个行业而革新的前提下，我们是继续依靠自我和企盼协会的力量来实现企业发展，还是选择绕过部门的交叉管理难题，实现企业和智能交通服务的受限发展，抑或应该去思考一个能够化解困惑的其他方案，推动智能交通的全面发展？2、如果职能部门管理问题无法避绕，如果各种政企协会的合作也存在无法根除的利益争端，那么，什么样的技术方案，实现什么样商业模式，才能促使各个相关行业部门积极主动地分工合作，使得智能交通网络的建设、服务以及网络终端用户得以发展并得以实现共赢？对于第一个问题，从事基础智能交通的企业（如：线圈、摄像头、信号灯、电子显示牌），可能现实地选择企盼，选择继续生产低技术产品艰难地前行；而Telematics系统虽然选择了避绕职能管理问题，依靠现有的GPS定位、依靠现有个人移动无线通信、依靠现有Internet网络互联，实现了通信、诱导、管理甚至是一些增值服务的功能，推动了智能交通有一定的发展，但在基础的道路信息采集建设和使用方面，依然无法完全摆脱行业、部门之间管理问题的困扰。因此，为获得一个真正意义的全智能的交通世界，我们应该去主动发现和寻找一个能够化解该问题的完美方案。对于第二个问题，我们不妨先回想Internet的发展历程。Internet在15年前，还只是在高校实验室之间以及各个科学研究院所之间局域的通信网络。Internet的发展和建设涉及了国家---------------------------------------------------------------------------------------------------5更多的部委、地方的更多的行政管理部门。Internet之所以成功，其重要原因就是它在发展初期，为各行各业、为企业集团和个人均带来了无限的想象空间，并在发展期间，切实能够为包括各个部门在内的所有单位、个人带来利益、带来效率，能够推动各个行业，直至推动了整个社会的前进。因此，是否存在类似作用的、可以为各个单位和部门、为企业集团、为个人用户带来利益的商业模式、可以聚变出更多有良好商业模式的服务产业，是我们应该进行深入研究的。如果前述的理想的“全智能交通通信网络”，在摒弃了传统的道路基础信息采集系统，大大降低了交叉管理的范围和深度的同时，能够使得各职能部门通过各自管理权限、通过各自网络访问端口，实现业务管理的便捷和管理技能的提升；能够使得各服务提供商通过独立的网络访问端口，实现服务业务的灵活推广和普及；能够使得所有终端用户可以通过网络鉴权注册、并获取所有的智能交通中的安全、导航、通信等服务需求，从而实现各方利益共赢的商业模式，那么“全智能交通通信网络”做为一个公共的、交通专用的数据通信和信息交换平台，将有着与互联网、与个人无线通信网同样的广阔的发展和应用前景。这也是本文探讨的第二个重要内容。第二章全智能交通通信网络的技术设计思路为实现一个不依附于其他系统的、可以集通信、定位、导航、安全、管理、支付甚至无人驾驶功能于一体的“全智能交通通信网络”，就必须使车辆与路侧信标之间，能够完成