【正文】 根據(jù)我國(guó)城市交通的發(fā)展現(xiàn)狀，我國(guó)的 ITS 系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)將交通信息采集系 統(tǒng)與緊急事件快速處理系統(tǒng)作為重點(diǎn)。（ 2）交通流量分析和預(yù)測(cè)， 交通流量的模型識(shí)別，預(yù)報(bào)與分析，優(yōu)化交通組織。交通部、公安部等有關(guān)部門將 ITS 作為發(fā)展交通運(yùn)輸，減少擁擠和事故，改革城市交通，建立安全體系，保證城市可持續(xù)發(fā)展的有力措施。（ 4）永遠(yuǎn)在線，提供實(shí)時(shí)在線功能。為了提高傳輸效率并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，可以?duì)空中接口上的數(shù)據(jù)做壓縮和加密處理。 LLC 層負(fù)責(zé)在高層 SNDC 層的 SNDC 數(shù)據(jù)單元上形成 LLC 地址、幀字段，從而生成完整的 LLC 幀。 GPRS 協(xié)議 移動(dòng)臺(tái) (MS)和 SGSN 之間的 GPRS 分層協(xié)議模型如圖 所示 【 6】 。數(shù)據(jù)到達(dá) BSS 之后，同樣是層層解封，最終得到的是 LLC 數(shù)據(jù)幀， BSS 并不對(duì) LLC 幀做處理，而只是透明轉(zhuǎn)發(fā)。 Gn網(wǎng)絡(luò)中的 IP 包傳送也是靠一系列的路由器和交換機(jī)來(lái)完成的。數(shù)據(jù)包從 Router 傳到 MS 要經(jīng)過(guò)四個(gè)接口 :Gi, Gn, Gb 和 Um。當(dāng)運(yùn)行 GPRS 業(yè)務(wù)時(shí)可能涉及到任何其他網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)就產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)互通的需求。 需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，在使用 GPRS業(yè)務(wù)之前，用戶首先要通過(guò) GPRS附著過(guò)程 (Attach)將自己的信息登記在 SGSN 中。它是在現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備并同時(shí)對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行升級(jí)，形成了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，提供端到端的、廣域的無(wú)線 IP連接，特別適用于間斷性的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸。本文主要是以上幾部分來(lái)進(jìn)行研究，本文研究的主要任務(wù)是交通信息的采集部分，并對(duì)智能交通車載終端有所提及。在 20 世紀(jì) 90 年代中期，受到國(guó)外 ITS 研發(fā)的影響，政府部門也開(kāi)始重視對(duì) ITS的研究，隨后，又得到中央部門和部分地方政府的支持，例如：國(guó)家科技部、交通部、鐵道部、信息產(chǎn)業(yè)部、國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局等，以及北京、上海、深圳、廣州、濟(jì)南、青島、杭州、廈門、中山等。智能交通系統(tǒng)的交通管理、車輛行駛和電子收費(fèi)等都圍繞 Telematics 和全歐無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來(lái)展開(kāi)。目前其研究范圍己逐漸涉及到鐵路、水運(yùn)及航空等各種交通方式，旨在形成一整套為用戶及交通管理部門提供道路交通信息的新型交通系統(tǒng)。在城市中使用 ITS 可以在一定程度上緩解城市的交通堵塞問(wèn)題，而進(jìn)行城市智能交通控制系統(tǒng)的研究是很有必要的，并成為未來(lái)交通發(fā)展的趨勢(shì)。一方面，隨著城市化和機(jī)動(dòng)化的快速發(fā)展，城市人口日益膨脹，居民的出行需求日益增大，生活水平的提高也使家庭對(duì)機(jī)動(dòng)車的需求日益增加。 隨后對(duì)城市智能交通控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)提出了自己的見(jiàn)解，并把智能交通控制系統(tǒng)細(xì)化為交通信息采集系統(tǒng)、智能交通監(jiān)控系統(tǒng)、緊急事件快速反應(yīng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。 10 針對(duì)論文提問(wèn)： 評(píng) 分： 是否同意參加 答辯 同意按期答辯 延期答辯 不同意答辯 評(píng)閱人簽名： 年 月 日 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表 學(xué)院（部）（公章）： 說(shuō)明：最終評(píng)定成績(jī)＝ a+b+c，三個(gè)成績(jī)的百分比由各學(xué)院（部）自己確定。 10 工作態(tài)度 嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦勤奮，善于與他人合作。然后再就智能交通終端方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出自己的想法 。 7 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 填表日期： 20xx 年 5 月 2 日 學(xué)院（部） （公章） 電氣與信息工程學(xué)院 班 級(jí) 電科 072 學(xué)生姓名 王小二 課題名稱：基于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的城市智能交通控制系統(tǒng) 課題主要任務(wù)： 本設(shè)計(jì)是對(duì)智能交通控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，利用現(xiàn)在成熟的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息的傳輸，從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、應(yīng)用前景等方面出發(fā)，設(shè)計(jì)出一種更加方便、快捷、有效的城市智能交通控制系統(tǒng)，以在一定程 度上緩解現(xiàn)階段城市交通堵塞狀況。隨著城市車輛的 增加，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門所面臨的重要問(wèn)題。 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù) GPRS 是在現(xiàn)有 GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新無(wú)線數(shù)據(jù)傳數(shù)業(yè)務(wù)，目的是給移動(dòng)用戶提供高速無(wú)線 IP 或 服務(wù)。交叉口處的交通信號(hào)燈是城市道路網(wǎng)中的主要控制設(shè)施。汽車工業(yè)發(fā)展引發(fā)的道路交通不能滿足需求的種種交通問(wèn)題越來(lái)越突出。 了解實(shí)現(xiàn)城市智能控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是交通信息采集系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)的作用是通過(guò)人、車、路的和諧、密切配合提高交通運(yùn)輸效率，緩解交通阻塞，提高路網(wǎng)通過(guò)能力，較少交通事故，降低能源消耗，減輕環(huán)境污染。 1999 年，我國(guó)成立了全國(guó)智能交通系統(tǒng)（ ITS）協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，同年，又成立了全國(guó)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（ ITS）專家咨詢委員會(huì)，其中，同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、北方交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等高校的有關(guān)專家為咨詢委員，并啟動(dòng)了國(guó)家 “ 九五 ” 科技攻關(guān)課題和國(guó)家 “ 十五 ” 科技攻關(guān)課題。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點(diǎn)多分散、中小流量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。設(shè)計(jì)方案就是集合 現(xiàn)場(chǎng)交通信息采集設(shè)備、交通信號(hào)控制機(jī)、電子警察 、 GPRS 的數(shù)據(jù)傳輸終端 、 交通管理中心的大型綜合軟件智能交通操作平臺(tái) 等 6 項(xiàng)目，使之成為一個(gè)可行的城市智能交通控制系統(tǒng)。對(duì)城市智能交通控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為細(xì)微的劃分，在本論文中我劃分為交通信息采集子系統(tǒng)、智能交通監(jiān)控子系統(tǒng)和緊急事件快速反應(yīng)子系統(tǒng)。 30 論文質(zhì)量 條理清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；文筆流暢，語(yǔ)言通順；方法正確，分析、論證充分；設(shè)計(jì)、計(jì)算正確，工藝可行，設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高，標(biāo)準(zhǔn)使用規(guī)范；專業(yè)名詞術(shù)語(yǔ)準(zhǔn)確。 30 論文質(zhì)量 條理清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；文筆流暢，語(yǔ)言通順；方法正確，分析、論證充分；設(shè)計(jì)、計(jì)算正確，工藝可行，設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高，標(biāo)準(zhǔn)使用規(guī)范；專業(yè)名詞術(shù)語(yǔ)準(zhǔn)確。而 GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展提供了一種更為方便有效的通訊模式，因而論文提出了一 種基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)的城市智能交通控制系統(tǒng)的方案。其中，大城市交通擁堵問(wèn)題日益突出。 20xx～ 20xx 年，上海市城市道路面積的年均增長(zhǎng)速度為 %，而民用汽車數(shù)量的年均增長(zhǎng)速度為 %。同時(shí)，對(duì)于車隊(duì)的管理人員，通過(guò)監(jiān)控中心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和指揮調(diào)度，極大地提高了管理效率。 美國(guó) ITS 的雛形是始于 20 世紀(jì) 60 年代末期的電子路徑導(dǎo)向系統(tǒng)， 80 年代中期加利福尼亞交通部門研究的 PATHFINDER 系統(tǒng)獲得成功，此后開(kāi)展了一系列這方面的研究， 1990 年美國(guó)運(yùn)輸部成立智能化車輛道路系統(tǒng)組織， 1991 年國(guó)會(huì)制定了綜合地面運(yùn)輸效率方案， 1994 智能化車輛道路系統(tǒng)年更名為 ITS,其實(shí)施戰(zhàn)略是通過(guò)實(shí)現(xiàn)面向 21世紀(jì)的“公路交通智能 化”，以便從根本上解決和減輕事故、混雜、非效率、能源浪費(fèi)等交通中的各種問(wèn)題 【 3】 。這些工作無(wú)疑是我們今天進(jìn)行 ITS 研究和開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ) 【 1】 。由于現(xiàn)階段 GPRS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使 ITS 的發(fā)展方向更加具有多樣性。 第五章的主要內(nèi)容是詳細(xì)介紹了一種基于 GPRS 的智能交通終端的方案，主要應(yīng)用于 GPRS 技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息的傳輸。 GPRS 數(shù)據(jù)分組從基站發(fā)送到 SGSN, SGSN 按照 GTP (GPRS Tunneling Protocol)協(xié)議與 GGSN 進(jìn)行通信 。 GGSN 通過(guò)基于 IP 協(xié)議的 GPRS 骨干網(wǎng)連接到 SGSN，是連接GPRS 網(wǎng)絡(luò)和外部分交換網(wǎng) (如因特網(wǎng)和局域網(wǎng) )的網(wǎng)關(guān) 【 5】 。對(duì)于具有 GPRS 業(yè)務(wù)功能的移動(dòng)終端，由于它本身具有 GSM 和 GPRS 業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商提供的地址，這樣，分組公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的終端利用數(shù)據(jù)網(wǎng)識(shí)別碼即可向 GPRS 終端直接發(fā)送數(shù)據(jù)。在 Gn 接口，最先對(duì)數(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 應(yīng) 用 應(yīng) 用I P / X . 2 5I P / X . 2 5S N D CPL L CR L CM A CL 2 `G S M R FL 1 ` L 1 b i sG S M R F網(wǎng) 絡(luò) 業(yè)務(wù)M A CL 1L 1 b i sL 2網(wǎng) 絡(luò) 業(yè)務(wù)L 1 `L 1L 2 `L 2I PB S S G PT C P / I PL L CI P / X . 2 5I PU P D / TC PG T PI PL 1 `L 2 `I P / X . 2 5應(yīng) 用R L CB S S G PR e l a yR e l a yS N D C P G T PM S U mB S SS G S NG bG n G G S NG iR o u t e r圖 傳輸平面 據(jù)包做處理的是 GTP (GPRS Tunneling Protocol)協(xié)議，它實(shí)現(xiàn)了從 GGSN 到 SGSN 的虛擬傳輸 通路，即隧道。它的服務(wù)對(duì)象為 :SNDCP 數(shù)據(jù)包 (即用戶數(shù)據(jù) )、用戶信令和短消息。經(jīng)過(guò)上述處理，最終得到的突發(fā)序列與 GSM 無(wú)異，每個(gè)包含 114bit 的數(shù)據(jù)信息。 MAC 的主要作用是定義和 分配空中接口的 GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動(dòng)臺(tái)共享。 GPRS 的路由管理表現(xiàn)在以下三個(gè)方面 :移動(dòng)臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)的路由建立、移動(dòng)臺(tái)接收數(shù)據(jù)的路由建立、以及移動(dòng)臺(tái)處于漫游時(shí)數(shù)據(jù)路由的建立。 GPRS 的主要特點(diǎn) GPRS 主要有下列特點(diǎn)：（ 1）接入范圍廣， GPRS 是在現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)上升級(jí)，可充分利用全國(guó)范圍的電信網(wǎng)絡(luò)，快速、低成本的為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署。 GPRS 可提供網(wǎng)上沖浪、 Email、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、增強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)；可應(yīng)用于運(yùn)輸業(yè)、金融、證券、商業(yè)和公共安全業(yè)； PTM 業(yè)務(wù)支持股市動(dòng)態(tài)、天氣預(yù)報(bào)、交通信息等實(shí)時(shí)發(fā)布；另外，還 能提供種類繁多、功能強(qiáng)大的以 GPRS 承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)和基于 WAP 的各種應(yīng)用。ITS 不僅使交通管理者使用高技術(shù)及控制方法提高了管理效率，而且使交通參與者 —駕駛員和行人都感覺(jué)到了減少擁堵，提高通行效率所帶來(lái)的便捷。（ 7）事故監(jiān)測(cè)與管理，建立快速反應(yīng)的緊急救援系統(tǒng)。檢測(cè)器所獲得的基本數(shù)據(jù)與車輛的行駛速度、路 段長(zhǎng)度、交叉路口信號(hào)配時(shí)方案、交叉路口的通行能力等結(jié)合起來(lái)，就可以預(yù)測(cè)出車輛在陸地上的旅行時(shí)間、旅行速度、車輛的延誤、擁擠指標(biāo)等交通信息，利用交通控制優(yōu)化模型對(duì)這些交通信息進(jìn)行分析、處理。（ 5）運(yùn)輸流量的控制，提高公共交通的效率。 ITS 系統(tǒng)的目標(biāo)是為我國(guó)大中城市提供交通管理解決方案，在現(xiàn)有交通設(shè)施的基礎(chǔ)上，改善現(xiàn)有路網(wǎng)運(yùn)行狀況，提高道路的有效利用率和交通流量，緩解車輛增加造成的交通需求壓力。 GPRS 的應(yīng)用 GPRS 是 一組新的 GSM 承載業(yè)務(wù)，在有 GPRS 承載業(yè)務(wù)支持的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 【 7】 的基礎(chǔ)上， GPRS 可提供以下一系列交互式業(yè)務(wù) 【 8】 ：（ 1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)連接型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)(PTPCLNS)；（ 2）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) (PTPCONS)；（ 3）點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù) (PTM)。而 GGSN再把 PDU 送給移動(dòng)臺(tái)所在的 SGSN, GSN 把 PDU 封裝成 SNDC 數(shù)據(jù)單元，再經(jīng) LLC 層處理為 LLC 幀單 元，最終經(jīng)空中接口送給移動(dòng)臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要是 Phase 1 階段提供的 TCP/IP【 6】 和 協(xié)議， 這些協(xié)議對(duì)于傳統(tǒng)的 GSM 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (如 BSS 和 NSS 等設(shè)備 )是透明的。 Um 接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層則負(fù)責(zé)提供空中接口的各種邏輯信道。 MAC 的功能是控制空中資源的 使用，由于一個(gè)用戶可以使用多個(gè)信道，多個(gè)用戶也可以使用一個(gè)信道，而且，資源的分配是動(dòng)態(tài)的，所以下行傳輸時(shí)， MAC 必須標(biāo)識(shí)當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊是給哪一個(gè) MS的，上行傳輸時(shí)，必須指定當(dāng)前資源由誰(shuí)使用。除此之外， SNDCP 還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的壓縮和分段，壓縮的目的是節(jié)約空中接口帶寬，分段的目的是適應(yīng)下層 LLC 的 MTU (Maximum Transmission Unit，最大傳輸單元 )。與普通的路由器一樣， GGSN 利用現(xiàn)有的傳輸方法接收二層數(shù)據(jù)幀，再對(duì)幀進(jìn)行處理得到 IP 數(shù)據(jù)包。 T E M TG P R S 網(wǎng) 絡(luò) 1 P N D 或 其 他 網(wǎng) 絡(luò)G P R S 網(wǎng) 絡(luò) 2R 參 考 點(diǎn)M SU mG pG i 參 考 點(diǎn) 圖 GPRS 總體結(jié)構(gòu)及接入接口和參考點(diǎn) 如圖所示， GGSN到外部網(wǎng)絡(luò)是通過(guò) Gi參考點(diǎn) (GPRS與外部分組數(shù)據(jù)之間的參考點(diǎn) )連通的，而其他 GPRS 網(wǎng)絡(luò)是通過(guò) Gp（不同 GSM 網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè) GSN 之間的接口）接口連通的。在 GPRS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中， SGSN 是其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與 BTS 相連。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 所示。 第三章介紹了城市智能交通管理系統(tǒng)的基本組成，并結(jié)合本論文討 論內(nèi)容簡(jiǎn)單介紹了相關(guān)子系統(tǒng)的功能。 1999 年，我國(guó)成立了全國(guó)智能交通系統(tǒng)（ ITS）協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，