【正文】 高速路動(dòng)態(tài)交通監(jiān)管系統(tǒng)?；跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的車輛定位系統(tǒng)可用于高速公路的交通和車輛管理。RFID射頻集信基站的功能是接收車載有源RFID 電子標(biāo)簽發(fā)射的信息。3 高速公路車輛定位技術(shù)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的車輛定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[8]在結(jié)構(gòu)上可分為四大部分: 車載有源RFID 電子標(biāo)簽、RFID 射頻集信基站、分控中心和高速公路車輛管理中心。這種定位技術(shù)需要駕駛員的參與，稱為駕駛員輔助定位技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是該系統(tǒng)雖然半人工化，但是它卻較好地解決了GPS方案中系統(tǒng)龐大、造價(jià)過(guò)高的問(wèn)題，而且它不需在站點(diǎn)布設(shè)信標(biāo)，因此，比站點(diǎn)信標(biāo)定位技術(shù)的成本還要低。同時(shí)還可將該車站以及車輛信息更新在電子地圖網(wǎng)站上，可以隨時(shí)供上網(wǎng)的人查詢。 駕駛員在每到達(dá)某一站時(shí)按一下按鈕，既向乘客報(bào)站，又將該車所在位置信息發(fā)送回了公交公司的控制中心網(wǎng)站。這樣，監(jiān)控中心可以知曉線路上每一輛車的運(yùn)行情況。 駕駛員輔助定位技術(shù)讓監(jiān)控中心和站點(diǎn)乘客獲悉公交車輛準(zhǔn)確位置是關(guān)鍵問(wèn)題。（5）定位過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)速度移動(dòng)節(jié)點(diǎn)會(huì)定時(shí)的向基站發(fā)送信息，使基站能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控到各個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置和傳感信息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位是通過(guò)其附近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)確定的，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)封裝好數(shù)據(jù)幀向信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)通過(guò)地址匹配和校驗(yàn)后，向上一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣最終到達(dá)基站，因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度就有一定的要求，否則無(wú)法體現(xiàn)定位的實(shí)時(shí)性，假如，某條道路中有256節(jié)點(diǎn)，通常在井下對(duì)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)密度不需要太大，以56個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和200個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。如x路公交車（編號(hào)為x）以普通5060人的上行公交車為例，在A站臺(tái)候車的乘客想知道x路車什么時(shí)候到達(dá)A站臺(tái)，按下x路站牌下按鈕，在此站牌的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)掃描按鍵，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀如下：0AH01H0612H00H00H00H00H00H0xH01H80H幀頭信息位校驗(yàn)位數(shù)據(jù)幀類型為1表示非數(shù)據(jù)幀，信息位0xH代表公交標(biāo)識(shí)，01H表示上行，則下行x路車不對(duì)此數(shù)據(jù)作出回應(yīng)，上行的x路車移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接受到以后，分析數(shù)據(jù)幀類型和信息位，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀如下：0xH01H06H00H00H00H00H00H0xH01H時(shí)間80H幀頭信息位（其余為0）校驗(yàn)位上行站點(diǎn)A接收到數(shù)據(jù)分析后，把前方來(lái)車的位置顯示在顯示屏上，候車人可根據(jù)時(shí)間來(lái)決定是否改乘其它路車輛。節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)用此來(lái)表示是上行或下行，同時(shí)在車站牌的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)安裝顯示屏，在每一路牌下都有按鈕，按下按鈕表示等待該路公交車的乘客請(qǐng)求該路公交車到達(dá)時(shí)間，同時(shí)候車乘客也可以通過(guò)車站信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的按鍵向?qū)⒁竭_(dá)的公交車輛設(shè)置數(shù)據(jù)幀類型以防止誤車。(4)車輛定位中相關(guān)問(wèn)題的處理公路交通中出現(xiàn)如交通堵塞或交通事故等緊急情況發(fā)生下，需要及時(shí)地通知監(jiān)控臺(tái)，再由監(jiān)控臺(tái)通知相關(guān)部門做好疏散等相關(guān)處理工作，以免事態(tài)擴(kuò)大，此時(shí)就需要信標(biāo)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先處理這樣的報(bào)警信息，無(wú)需再等待時(shí)間片，使報(bào)警信息及時(shí)到達(dá)監(jiān)控臺(tái)。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)后開(kāi)始向周圍鄰近信標(biāo)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，當(dāng)臨近信標(biāo)節(jié)點(diǎn)獲得自己的時(shí)間片后，再向其臨近節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，最后把數(shù)據(jù)傳送到中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)信息，只能在屬于自己的時(shí)間片內(nèi)發(fā)送。(3)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)置時(shí)間片大小和個(gè)數(shù)。1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)11字節(jié)2字節(jié)源地址數(shù)據(jù)幀類型數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度路由位1路由位2路由位3路由位4路由位5傳感信息（含報(bào)警、上行下行等信息）數(shù)據(jù)幀尾（FCS校驗(yàn)位）幀頭負(fù)載幀尾 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，由中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)間同步信號(hào)，接收到的節(jié)點(diǎn)的時(shí)間片清零，未收到同步信號(hào)的節(jié)點(diǎn)可通過(guò)擴(kuò)散的方式由相鄰的上一級(jí)節(jié)點(diǎn)傳輸同步信號(hào)（同步信號(hào)為零號(hào)數(shù)據(jù)幀），接收到同步信號(hào)時(shí)向中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)返回確認(rèn)信號(hào)，否則重發(fā)。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(2)系統(tǒng)幀的結(jié)構(gòu)，確認(rèn)幀的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)格式相同。 數(shù)據(jù)傳輸和相關(guān)問(wèn)題處理（1）網(wǎng)絡(luò)的組成和結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)兩類節(jié)點(diǎn)組成,這兩類節(jié)點(diǎn)都是無(wú)線收發(fā)模塊,其它還有相關(guān)的微處理器,數(shù)據(jù)采集和控制相關(guān)操作的軟件, 中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)是與帶有監(jiān)控的軟件平臺(tái)的PC 計(jì)算機(jī)相連提供定位數(shù)據(jù)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)?？刂浦行氖盏叫畔⒑?，通過(guò)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)(車輛信息數(shù)據(jù)庫(kù)、站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、線路信息數(shù)據(jù)庫(kù))，就可知道該車更詳細(xì)的內(nèi)容、它現(xiàn)處于哪個(gè)站點(diǎn)上以及它將到達(dá)的下一個(gè)站點(diǎn)等。所有站點(diǎn)與控制中心之間連成網(wǎng)絡(luò)，信息溝通方便快捷可靠。站點(diǎn)單元收到信息后，將通過(guò)通信鏈路報(bào)告給控制中心。車載單元發(fā)送車輛信息給站點(diǎn)單元，它們之間是單向通信。公交車?？寇囌尽④囕d單元與站點(diǎn)信標(biāo)之間可采用紅外通信技術(shù)。 站點(diǎn)信標(biāo)定位技術(shù)信標(biāo)定位法運(yùn)用于公交車輛的技術(shù)稱為站點(diǎn)信標(biāo)定位技術(shù)[6]，把信號(hào)標(biāo)桿和電子站牌結(jié)合起來(lái)，組成站點(diǎn)單元，設(shè)置在每一個(gè)公交站點(diǎn)。該系統(tǒng)的成本較高，功能單一。2 公交車輛定位技術(shù)基于GPS實(shí)現(xiàn)的公交車輛監(jiān)控系統(tǒng)的定位的特點(diǎn)是定位精度為5m～17m，系統(tǒng)由三部分組成：一個(gè)是車載的GPS接收機(jī)和無(wú)線發(fā)射裝置，該裝置使用業(yè)余頻段將車輛的位置信息傳輸給監(jiān)控中心主機(jī)，監(jiān)控中心將信息處理，回傳給每一個(gè)車站的LED組成的車輛位置顯示屏。通常將其看作為一種粗糙的測(cè)距技術(shù)。因傳感器節(jié)點(diǎn)本身具有無(wú)線通信能力，故其是一種低功耗、廉價(jià)的測(cè)距技術(shù)。(4)RSSI(Received Signal Strength Indicator)已知發(fā)射節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出信號(hào)的傳播損耗，利用信號(hào)在空間的傳播理論和信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯鬏敁p耗轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)之間的距離。(3)AOA(Angle of Arrival)該方法將距離的測(cè)量轉(zhuǎn)換為角度的測(cè)量，未知節(jié)點(diǎn)通過(guò)天線陣列或其它特殊接收設(shè)備感知錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)的到達(dá)方向，接著計(jì)算兩節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)方位角，最后通過(guò)三角測(cè)量法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)。己經(jīng)有一些定位算法采用此種測(cè)距方法，通常使用無(wú)線射頻信號(hào)和超聲波信號(hào)，發(fā)射節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)出這兩種信號(hào)。但是TOA技術(shù)微小的時(shí)間測(cè)量誤差會(huì)帶來(lái)巨大的測(cè)距誤差，所以GPS系統(tǒng)中對(duì)于時(shí)鐘同步的要求非常高，衛(wèi)星上裝有價(jià)值昂貴、精確度很高的原子鐘，GPS接收機(jī)采用精確度略差的石英鐘，并通過(guò)不斷與衛(wèi)星進(jìn)行時(shí)間同步的方法來(lái)減少時(shí)鐘誤差。(1)TOA(Time of Arrival)己知信號(hào)傳播速度，通過(guò)測(cè)量信號(hào)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳播時(shí)間可以得到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離。 測(cè)距技術(shù)測(cè)距指標(biāo)的高低直接影響定位算法的性能。求出車輛位置后，可通過(guò)廣播信道將此車輛的位置信息告知其它車輛。然后，各個(gè)車載終端接收到廣播信