【文章內(nèi)容簡介】 市快速環(huán)路與城市中心區(qū)道路、城市道路與高速公路、平原高速公路與山區(qū)高速公路等等。上述路側(cè)信標和車輛的功能如何在不同道路環(huán)境下、在不同速度下、不同車輛密度下、不同管理和服務(wù)方式下實現(xiàn)？下面，就以案例方式進行探討。1. 車輛在某一山區(qū)高速公路上行駛，如何準確獲取自己在道路中的位置？由于車輛與路側(cè)信標存在通信關(guān)系和測距功能，當車輛進入信標預定覆蓋區(qū)域后，信標將通過下行廣播信道發(fā)出該路段的設(shè)計描述：如在某區(qū)間，道路總寬度、各個車道的寬度；又在某區(qū)間，存在臨時修路，左（右）側(cè)封閉信息的描述等等，另外，由于道路的彎曲性，還要廣播一個測量距離與實際距離的一個修正函數(shù)或一個簡單的修正表格。由于車輛知道自己的車寬，同時對道路總寬度的測量十分容易也十分成熟（如通過對兩邊反光板進行紅外線檢測），因此，車輛將可以知道自己正在占用哪一個車道。在高速公路方案中，之所以提出車輛以其他更為簡單方式對道路測寬而非固守利用路側(cè)信標測距的方式，是因為可以減少路側(cè)信標的分布，降低不必要的建設(shè)。（圖2）2. 在城區(qū)中也要通過其他方式進行道路測寬么？ 不需要。在城市交通中，車輛占用哪一個車道，也同樣是一個很重要的問題，尤其當車輛面臨道路選擇之前（如高架主干道、高架輔道、路面道路）。全智能交通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)就是建立在通信與測距之上，因此，車輛與路邊的路側(cè)信標之間最短距離就是車輛所在車道計算的參考，只要路側(cè)信標安置的位置合適，就一定能夠保證車輛的精準導航需求。3. 高速路中，車輛如何獲取前后鄰近車輛的距離？由于車輛與路側(cè)信標存在通信關(guān)系和測距功能，車輛又可以通過前例所述，獲取自己的車道位置信息，因此，如果所有車輛將其所屬車道信息通過上行專用信道發(fā)送給信標，路側(cè)信標再將這些信息也在下行廣播信道中標識，那么，高速公路中，任一車輛可以實時獲取其他相鄰車輛的車道和距離關(guān)系。至于每個車輛的長、寬等基礎(chǔ)信息，可在網(wǎng)絡(luò)注冊時，由信標獲取，并實時廣播給其他相鄰的車輛，用于相鄰車輛間的準確距離計算。(圖3)4. 城區(qū)中，車輛如何獲取前后鄰近車輛的距離？城區(qū)中，普通車輛不需要占用資源以實時獲取臨近車輛的距離信息。除非是公交車輛班次之間、有付費服務(wù)需求的車輛和被公安定位跟蹤的車輛。5. 車輛之間如何通信？如果僅僅滿足于車輛的導航，那么，全智能交通網(wǎng)絡(luò)無從談起。因此，當信標之間也能夠通過光纖、電纜等接口，實現(xiàn)通信的鏈接，并能夠完成通信數(shù)據(jù)交換，在這樣一個網(wǎng)絡(luò)下，車輛之間的通信，如同目前兩個電話或手機一樣方便（當然，這樣不是支持駕駛者的話音通信，而是一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如安全、導航、短信、告警、控制等）。（圖4）6. 無GPS或北斗雙星定位，車輛如何獲取經(jīng)緯度信息？又如何實現(xiàn)導航？做為固定安置的路側(cè)信標，它的經(jīng)緯度是不變的，該參數(shù)在安裝時輸入即可，也就間接為車輛提供了準確的經(jīng)緯度信息。另外，車輛依靠與路側(cè)信標以相對距離的方式、而非冗長的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進行定位和通信，可大大減少車輛與網(wǎng)絡(luò)之間通信的數(shù)據(jù)量，極大降低了車輛與網(wǎng)絡(luò)通信的復雜性。全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)中，路側(cè)信標可以為車輛提供信息更新、信息量更大的區(qū)域?qū)Ш叫畔ⅲ瑥亩管囕v不用下載存儲一個全國性的、信息量小、還不能實時更新的導航地圖。隨著我國大型萬億次計算機的發(fā)展以及未來的“云計算”技術(shù)，甚至可以實現(xiàn)上午車輛還在鄭州時，系統(tǒng)已經(jīng)為車輛規(guī)劃好了晚上長安街的流量、并依據(jù)流量設(shè)計了到達時段的收費標準，以及提供車輛到達天安門的最佳路線和長安街各路口為此進行的紅綠燈規(guī)劃。（圖5）7. 測距精度如何保證?無線電通信鑒相測距，可以實現(xiàn)更加精準的距離測量。現(xiàn)在半導體晶體振蕩器已經(jīng)相當便宜且性能穩(wěn)定，而且由于一個測距周期是在幾百毫秒之間完成，晶振的相位漂移以及頻偏的影響完全可以忽略不計。不像GPS信號傳播受到大氣層、電離層等不同傳播介質(zhì)等影響，由于信號3公里短距離可視距傳播，多徑問題以及外界影響都可以得到很好的解決。因此，GPS系統(tǒng)能夠從1萬公里外收取信號，并定位誤差只有十幾米，我們可以相信幾公里的測距，在當前半導體技術(shù)條件下，其精度完全可以在1米以下。簡單舉例：同GPS一樣，調(diào)制頻率 C/A碼為1MHz，則信號波長為300米，我們只需設(shè)計一個400MHz高速計數(shù)器，與調(diào)制信號同步，并以其計數(shù)值標識相位差，也就是說，車輛之間的測距誤差僅為75厘米。8. 安全方面的貢獻?既然是全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)，就不可回避交通安全的問題。交通安全分為三個方面：第一、車輛的行駛安全。由于車輛與路側(cè)信標之間存在通信和測距的關(guān)系，一個正在行駛的車輛將時時處于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控之下，對于超速、違章停車、長時間占用超車道、疲勞駕駛等違章行為均可以及時進行發(fā)現(xiàn)和制止，甚至可以完成對車輛的自動控制。而且，即便在駕駛?cè)藛T視線受阻的情況下，依然可以獲知一定區(qū)域內(nèi)所有鄰近車輛的信息，非常簡單而又方便地提高了主動安全性。（圖6）第二、行人的安全。如果有老人、兒童、殘障人士攜帶射頻卡從十字路口經(jīng)過，位于十字路口的路側(cè)信標會提醒車輛注意行人通過；高速公路維護者、救援者和環(huán)衛(wèi)人員攜帶射頻卡或便攜設(shè)備，無論行車人員視線能否可及，均可以及早獲知并引起注意。（圖7）第三、車輛的安全。車輛停放在停車場，間歇性地與出入口路側(cè)信標進行通信和測距，可以保證車輛的安全。即便車載通信設(shè)備被破壞，依然可以被路側(cè)信標的視頻設(shè)備識別并告警和監(jiān)控。這樣，由于車輛的移動信息將在網(wǎng)絡(luò)中留下痕跡，甚至可通過網(wǎng)絡(luò)對車輛遠程控制，針對車輛和利用車輛的犯罪也將由于全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)的存在而消失。（圖8）另外，出租車的安全方面，人身與車輛安全是所有出租車司機最為關(guān)心的問題。由于傳統(tǒng)的通信技術(shù)不可能支持出租車實時上傳圖像信息，因此，目前出租車專用通信系統(tǒng)，雖然提供了視頻監(jiān)控，但只能是司機在危險已經(jīng)發(fā)生的情況下，進行人為觸發(fā)才行。而全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)采用先進CDMA高速數(shù)字通信技術(shù)，而且路側(cè)信標分布覆蓋城區(qū)，因此，系統(tǒng)可以支持實時拍攝、實時上傳保存，完全消除了出租車司機的后顧之憂。9. 還有哪些特點可以吸引個人車輛使用該系統(tǒng)？全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)，除了數(shù)據(jù)通信以及車輛監(jiān)控和安全的各種應(yīng)用之外，還可以與成熟的車牌號碼視頻識別技術(shù)結(jié)合，防止套牌車輛的發(fā)生，避免車主的經(jīng)濟損失；另外，還可以通過路側(cè)信標與天氣傳感器的結(jié)合，進行天氣路況信息實時告知功能，尤其是當車輛行進在高速路上時，如果前面突遇大（團）霧、雨雪，路側(cè)信標將可以及時將天氣影響的程度和范圍告知，并提供駕駛盡快穿越、還是減速、駐留的建議。第五章 全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)的可行性第一節(jié) 商業(yè)模式可行性沒有良好的盈利模式，即便完美的“銥星”系統(tǒng)，最終也只能墜落大氣層中。創(chuàng)新的全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)，研發(fā)成本低、周期短：成熟的無線電鑒相測距技術(shù)、成熟的無線電通信技術(shù)、成熟的網(wǎng)絡(luò)和交換技術(shù)、成熟的數(shù)字傳輸技術(shù)等等，使得大多研發(fā)工作僅需適當進行“拿來主意”即可。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資低、網(wǎng)絡(luò)簡單:相對于當前的個人移動通信系統(tǒng)而言，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及路側(cè)信標成本都要遠遠低于中國移動/聯(lián)通。以中等城市（鄭州）為例，初期需要安裝路側(cè)設(shè)備的路口不超過300個，其投資建設(shè)總額僅需約5000萬，低于鄭州一條BRT線路投資的十二分之一，卻能保證全城的道路覆蓋和服務(wù)。車載終端成本極低：沒有了語音通信，僅僅進行數(shù)據(jù)傳輸，車載終端價格預計將可低于GSM/CDMA手機的價格；遠遠低于當前依靠GPS定位的汽車導航儀的價格。更為重要的是，該全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)擁有可行和豐富服務(wù)，從而使得該網(wǎng)絡(luò)擁有優(yōu)良的商業(yè)盈利模式：1. 部分車輛安裝即可，使平滑實現(xiàn)全智能交通成為可能在一個城市中，只需要有部分車輛入網(wǎng)，即可進行各種智能交通的管理、監(jiān)控和導航等服務(wù)。因為一個路側(cè)信標知道其覆蓋區(qū)域道路的車道數(shù)量、覆蓋區(qū)域道路的長度，因此，當一個車輛駛?cè)搿Ⅰ偝鲈撀范危⑴c該路側(cè)信標進行通信，路側(cè)信標可以計算出該路段的大致車流量和擁堵狀況，一方面可以為管理者提供各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，另一方面，也為其他需要獲知該路段擁堵信息的車輛提供導航參考。這部分車輛，可以通過政府支持，為公務(wù)車輛安裝。值得提及的是，全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)擁有足以吸引客戶的多種服務(wù)，使個人和集團客戶有意愿安裝。比如可以為集團用戶（如公交、出租車、物流等）提供特殊的行業(yè)服務(wù)。這樣，全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)的初期投資和收益將完全可以得到保證。另外，各個職能部門以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商，則可以通過各自的管理權(quán)限、服務(wù)權(quán)限，授權(quán)端口實現(xiàn)全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管、運營和收益。，分路段、分時段收費又如何實現(xiàn)？世界多個城市都有分路段、分時段收費的措施，而且這也是交通管理的重要手段之一。在智能交通應(yīng)用中，該課題是必須實現(xiàn)的。由于車輛不可能強制全部安裝全智能交通通信系統(tǒng)（尤其是發(fā)展初期），因此，對于該方案的實現(xiàn)，可以采用逆向思維，即：凡是接入安裝智能交通網(wǎng)絡(luò)的車輛，如果沒有在某些時段通過某些路段，則可以在行政收費方面進行一定的減免獎勵。當然，這需要政府部門的支持才行。即便有人采用惡劣的手段，關(guān)閉通信設(shè)施而進入高收費路段，則視頻車牌號碼識別技術(shù)將可立即發(fā)現(xiàn)，從而避免該情況的出現(xiàn)。但僅采用車牌視頻識別技術(shù)，顯然無法為尚遠離中心區(qū)的車輛或正在接近中心區(qū)的車輛提前提供即時的道路的收費區(qū)域和資費信息。（圖9）3. 集團和個人用戶的商業(yè)模式公交公司：可以實現(xiàn)公交車輛的定位、通信，使得每一公交車輛可以實時獲取其他班次的位置，提供了自我管理和調(diào)度的手段；可以實現(xiàn)車載視頻監(jiān)控和播放等服務(wù)，提供針對不同線路、不同路段、不同時段的廣告精準投放（每條線路、每個路段的客戶群體不同、行業(yè)不同）業(yè)務(wù)，從而實現(xiàn)更多的企業(yè)利潤；可以實現(xiàn)交互式電子站牌，為乘客提供最優(yōu)候車服務(wù)。出租車和出租車公司：全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)不僅可以為出租車司機提供人身、車輛的安全保障、便捷的導航、信息傳播的收益，還可以使出租車車主、出租車公司獲取豐厚的利益。安全方面：只要有乘客乘坐出租車，視頻采集數(shù)據(jù)可以立即并在行駛過程中間斷地將乘客的電子相片通過網(wǎng)絡(luò)傳遞并存儲到出租車公司的存儲器中備份，而不是僅僅在危機時刻的報警和通信。另外，全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)根