【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(biāo)和車(chē)輛的功能如何在不同道路環(huán)境下、在不同速度下、不同車(chē)輛密度下、不同管理和服務(wù)方式下實(shí)現(xiàn)？下面，就以案例方式進(jìn)行探討。1. 車(chē)輛在某一山區(qū)高速公路上行駛，如何準(zhǔn)確獲取自己在道路中的位置？由于車(chē)輛與路側(cè)信標(biāo)存在通信關(guān)系和測(cè)距功能，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入信標(biāo)預(yù)定覆蓋區(qū)域后，信標(biāo)將通過(guò)下行廣播信道發(fā)出該路段的設(shè)計(jì)描述：如在某區(qū)間，道路總寬度、各個(gè)車(chē)道的寬度；又在某區(qū)間，存在臨時(shí)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(gè)測(cè)量距離與實(shí)際距離的一個(gè)修正函數(shù)或一個(gè)簡(jiǎn)單的修正表格。由于車(chē)輛知道自己的車(chē)寬，同時(shí)對(duì)道路總寬度的測(cè)量十分容易也十分成熟（如通過(guò)對(duì)兩邊反光板進(jìn)行紅外線(xiàn)檢測(cè)），因此，車(chē)輛將可以知道自己正在占用哪一個(gè)車(chē)道。在高速公路方案中，之所以提出車(chē)輛以其他更為簡(jiǎn)單方式對(duì)道路測(cè)寬而非固守利用路側(cè)信標(biāo)測(cè)距的方式，是因?yàn)榭梢詼p少路側(cè)信標(biāo)的分布，降低不必要的建設(shè)。（圖2）2. 在城區(qū)中也要通過(guò)其他方式進(jìn)行道路測(cè)寬么？ 不需要。在城市交通中，車(chē)輛占用哪一個(gè)車(chē)道，也同樣是一個(gè)很重要的問(wèn)題，尤其當(dāng)車(chē)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(cè)距之上，因此，車(chē)輛與路邊的路側(cè)信標(biāo)之間最短距離就是車(chē)輛所在車(chē)道計(jì)算的參考，只要路側(cè)信標(biāo)安置的位置合適，就一定能夠保證車(chē)輛的精準(zhǔn)導(dǎo)航需求。3. 高速路中，車(chē)輛如何獲取前后鄰近車(chē)輛的距離？由于車(chē)輛與路側(cè)信標(biāo)存在通信關(guān)系和測(cè)距功能，車(chē)輛又可以通過(guò)前例所述，獲取自己的車(chē)道位置信息，因此，如果所有車(chē)輛將其所屬車(chē)道信息通過(guò)上行專(zhuān)用信道發(fā)送給信標(biāo)，路側(cè)信標(biāo)再將這些信息也在下行廣播信道中標(biāo)識(shí)，那么，高速公路中，任一車(chē)輛可以實(shí)時(shí)獲取其他相鄰車(chē)輛的車(chē)道和距離關(guān)系。至于每個(gè)車(chē)輛的長(zhǎng)、寬等基礎(chǔ)信息，可在網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)，由信標(biāo)獲取，并實(shí)時(shí)廣播給其他相鄰的車(chē)輛，用于相鄰車(chē)輛間的準(zhǔn)確距離計(jì)算。(圖3)4. 城區(qū)中，車(chē)輛如何獲取前后鄰近車(chē)輛的距離？城區(qū)中，普通車(chē)輛不需要占用資源以實(shí)時(shí)獲取臨近車(chē)輛的距離信息。除非是公交車(chē)輛班次之間、有付費(fèi)服務(wù)需求的車(chē)輛和被公安定位跟蹤的車(chē)輛。5. 車(chē)輛之間如何通信？如果僅僅滿(mǎn)足于車(chē)輛的導(dǎo)航，那么，全智能交通網(wǎng)絡(luò)無(wú)從談起。因此，當(dāng)信標(biāo)之間也能夠通過(guò)光纖、電纜等接口，實(shí)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(gè)網(wǎng)絡(luò)下，車(chē)輛之間的通信，如同目前兩個(gè)電話(huà)或手機(jī)一樣方便（當(dāng)然，這樣不是支持駕駛者的話(huà)音通信，而是一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如安全、導(dǎo)航、短信、告警、控制等）。（圖4）6. 無(wú)GPS或北斗雙星定位，車(chē)輛如何獲取經(jīng)緯度信息？又如何實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航？做為固定安置的路側(cè)信標(biāo)，它的經(jīng)緯度是不變的，該參數(shù)在安裝時(shí)輸入即可，也就間接為車(chē)輛提供了準(zhǔn)確的經(jīng)緯度信息。另外，車(chē)輛依靠與路側(cè)信標(biāo)以相對(duì)距離的方式、而非冗長(zhǎng)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進(jìn)行定位和通信，可大大減少車(chē)輛與網(wǎng)絡(luò)之間通信的數(shù)據(jù)量，極大降低了車(chē)輛與網(wǎng)絡(luò)通信的復(fù)雜性。全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)中，路側(cè)信標(biāo)可以為車(chē)輛提供信息更新、信息量更大的區(qū)域?qū)Ш叫畔?，從而使?chē)輛不用下載存儲(chǔ)一個(gè)全國(guó)性的、信息量小、還不能實(shí)時(shí)更新的導(dǎo)航地圖。隨著我國(guó)大型萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及未來(lái)的“云計(jì)算”技術(shù)，甚至可以實(shí)現(xiàn)上午車(chē)輛還在鄭州時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)為車(chē)輛規(guī)劃好了晚上長(zhǎng)安街的流量、并依據(jù)流量設(shè)計(jì)了到達(dá)時(shí)段的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，以及提供車(chē)輛到達(dá)天安門(mén)的最佳路線(xiàn)和長(zhǎng)安街各路口為此進(jìn)行的紅綠燈規(guī)劃。（圖5）7. 測(cè)距精度如何保證?無(wú)線(xiàn)電通信鑒相測(cè)距，可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的距離測(cè)量?，F(xiàn)在半導(dǎo)體晶體振蕩器已經(jīng)相當(dāng)便宜且性能穩(wěn)定，而且由于一個(gè)測(cè)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(jì)。不像GPS信號(hào)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(hào)3公里短距離可視距傳播，多徑問(wèn)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(wàn)公里外收取信號(hào)，并定位誤差只有十幾米，我們可以相信幾公里的測(cè)距，在當(dāng)前半導(dǎo)體技術(shù)條件下，其精度完全可以在1米以下。簡(jiǎn)單舉例：同GPS一樣，調(diào)制頻率 C/A碼為1MHz，則信號(hào)波長(zhǎng)為300米，我們只需設(shè)計(jì)一個(gè)400MHz高速計(jì)數(shù)器，與調(diào)制信號(hào)同步，并以其計(jì)數(shù)值標(biāo)識(shí)相位差，也就是說(shuō)，車(chē)輛之間的測(cè)距誤差僅為75厘米。8. 安全方面的貢獻(xiàn)?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(wèn)題。交通安全分為三個(gè)方面：第一、車(chē)輛的行駛安全。由于車(chē)輛與路側(cè)信標(biāo)之間存在通信和測(cè)距的關(guān)系，一個(gè)正在行駛的車(chē)輛將時(shí)時(shí)處于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控之下，對(duì)于超速、違章停車(chē)、長(zhǎng)時(shí)間占用超車(chē)道、疲勞駕駛等違章行為均可以及時(shí)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和制止，甚至可以完成對(duì)車(chē)輛的自動(dòng)控制。而且，即便在駕駛?cè)藛T視線(xiàn)受阻的情況下，依然可以獲知一定區(qū)域內(nèi)所有鄰近車(chē)輛的信息，非常簡(jiǎn)單而又方便地提高了主動(dòng)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(guò)，位于十字路口的路側(cè)信標(biāo)會(huì)提醒車(chē)輛注意行人通過(guò)；高速公路維護(hù)者、救援者和環(huán)衛(wèi)人員攜帶射頻卡或便攜設(shè)備，無(wú)論行車(chē)人員視線(xiàn)能否可及，均可以及早獲知并引起注意。（圖7）第三、車(chē)輛的安全。車(chē)輛停放在停車(chē)場(chǎng)，間歇性地與出入口路側(cè)信標(biāo)進(jìn)行通信和測(cè)距，可以保證車(chē)輛的安全。即便車(chē)載通信設(shè)備被破壞，依然可以被路側(cè)信標(biāo)的視頻設(shè)備識(shí)別并告警和監(jiān)控。這樣，由于車(chē)輛的移動(dòng)信息將在網(wǎng)絡(luò)中留下痕跡，甚至可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)車(chē)輛遠(yuǎn)程控制，針對(duì)車(chē)輛和利用車(chē)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(chē)的安全方面，人身與車(chē)輛安全是所有出租車(chē)司機(jī)最為關(guān)心的問(wèn)題。由于傳統(tǒng)的通信技術(shù)不可能支持出租車(chē)實(shí)時(shí)上傳圖像信息，因此，目前出租車(chē)專(zhuān)用通信系統(tǒng)，雖然提供了視頻監(jiān)控，但只能是司機(jī)在危險(xiǎn)已經(jīng)發(fā)生的情況下，進(jìn)行人為觸發(fā)才行。而全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)采用先進(jìn)CDMA高速數(shù)字通信技術(shù)，而且路側(cè)信標(biāo)分布覆蓋城區(qū)，因此，系統(tǒng)可以支持實(shí)時(shí)拍攝、實(shí)時(shí)上傳保存，完全消除了出租車(chē)司機(jī)的后顧之憂(yōu)。9. 還有哪些特點(diǎn)可以吸引個(gè)人車(chē)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(chē)輛監(jiān)控和安全的各種應(yīng)用之外，還可以與成熟的車(chē)牌號(hào)碼視頻識(shí)別技術(shù)結(jié)合，防止套牌車(chē)輛的發(fā)生，避免車(chē)主的經(jīng)濟(jì)損失；另外，還可以通過(guò)路側(cè)信標(biāo)與天氣傳感器的結(jié)合，進(jìn)行天氣路況信息實(shí)時(shí)告知功能，尤其是當(dāng)車(chē)輛行進(jìn)在高速路上時(shí)，如果前面突遇大（團(tuán)）霧、雨雪，路側(cè)信標(biāo)將可以及時(shí)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(méi)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(wú)線(xiàn)電鑒相測(cè)距技術(shù)、成熟的無(wú)線(xiàn)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(dāng)進(jìn)行“拿來(lái)主意”即可。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資低、網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單:相對(duì)于當(dāng)前的個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及路側(cè)信標(biāo)成本都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中國(guó)移動(dòng)/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(guò)300個(gè)，其投資建設(shè)總額僅需約5000萬(wàn)，低于鄭州一條BRT線(xiàn)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(chē)載終端成本極低：沒(méi)有了語(yǔ)音通信，僅僅進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，車(chē)載終端價(jià)格預(yù)計(jì)將可低于GSM/CDMA手機(jī)的價(jià)格；遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)前依靠GPS定位的汽車(chē)導(dǎo)航儀的價(jià)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(chē)輛安裝即可，使平滑實(shí)現(xiàn)全智能交通成為可能在一個(gè)城市中，只需要有部分車(chē)輛入網(wǎng)，即可進(jìn)行各種智能交通的管理、監(jiān)控和導(dǎo)航等服務(wù)。因?yàn)橐粋€(gè)路側(cè)信標(biāo)知道其覆蓋區(qū)域道路的車(chē)道數(shù)量、覆蓋區(qū)域道路的長(zhǎng)度，因此，當(dāng)一個(gè)車(chē)輛駛?cè)?、駛出該路段，并與該路側(cè)信標(biāo)進(jìn)行通信，路側(cè)信標(biāo)可以計(jì)算出該路段的大致車(chē)流量和擁堵?tīng)顩r，一方面可以為管理者提供各種統(tǒng)計(jì)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(chē)輛提供導(dǎo)航參考。這部分車(chē)輛，可以通過(guò)政府支持，為公務(wù)車(chē)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(hù)的多種服務(wù)，使個(gè)人和集團(tuán)客戶(hù)有意愿安裝。比如可以為集團(tuán)用戶(hù)（如公交、出租車(chē)、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(gè)職能部門(mén)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商，則可以通過(guò)各自的管理權(quán)限、服務(wù)權(quán)限，授權(quán)端口實(shí)現(xiàn)全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管、運(yùn)營(yíng)和收益。，分路段、分時(shí)段收費(fèi)又如何實(shí)現(xiàn)？世界多個(gè)城市都有分路段、分時(shí)段收費(fèi)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(shí)現(xiàn)的。由于車(chē)輛不可能強(qiáng)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(duì)于該方案的實(shí)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(chē)輛，如果沒(méi)有在某些時(shí)段通過(guò)某些路段，則可以在行政收費(fèi)方面進(jìn)行一定的減免獎(jiǎng)勵(lì)。當(dāng)然，這需要政府部門(mén)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(jìn)入高收費(fèi)路段，則視頻車(chē)牌號(hào)碼識(shí)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(chē)牌視頻識(shí)別技術(shù)，顯然無(wú)法為尚遠(yuǎn)離中心區(qū)的車(chē)輛或正在接近中心區(qū)的車(chē)輛提前提供即時(shí)的道路的收費(fèi)區(qū)域和資費(fèi)信息。（圖9）3. 集團(tuán)和個(gè)人用戶(hù)的商業(yè)模式公交公司：可以實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛的定位、通信，使得每一公交車(chē)輛可以實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)車(chē)載視頻監(jiān)控和播放等服務(wù)，提供針對(duì)不同線(xiàn)路、不同路段、不同時(shí)段的廣告精準(zhǔn)投放（每條線(xiàn)路、每個(gè)路段的客戶(hù)群體不同、行業(yè)不同）業(yè)務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)更多的企業(yè)利潤(rùn)；可以實(shí)現(xiàn)交互式電子站牌，為乘客提供最優(yōu)候車(chē)服務(wù)。出租車(chē)和出租車(chē)公司：全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)不僅可以為出租車(chē)司機(jī)提供人身、車(chē)輛的安全保障、便捷的導(dǎo)航、信息傳播的收益，還可以使出租車(chē)車(chē)主、出租車(chē)公司獲取豐厚的利益。安全方面：只要有乘客乘坐出租車(chē)，視頻采集數(shù)據(jù)可以立即并在行駛過(guò)程中間斷地將乘客的電子相片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞并存儲(chǔ)到出租車(chē)公司的存儲(chǔ)器中備份，而不是僅僅在危機(jī)時(shí)刻的報(bào)警和通信。另外，全智能交通通信網(wǎng)絡(luò)根