基于GPRS網絡的城市智能交通控制系統

前言：

現代城市的發展，交通問題越來越引起人們的關注。隨著城市車輛的增加，人、車、路三者關系的協調，已成為交通管理部門所面臨的重要問題。城市交通控制系統是面向全市的 交通數據監測、交通信號燈控制與交通誘導的計算機控制系統，它是現代城市交通監控系統 中重要的組成部份，主要用于城市道路交通控制與管理，對提高城市道路的通行能力、緩和 城市交通擁擠起著重要作用。

城市道路的暢通采用有效的控制措施，限度地提高道路的使用效率是城市道路交通 控制的重要內容。 城市道路交通控制主要是對交通信號的控制。交叉口處的交通信號燈是 城市道路網中的主要控制設施。安裝信號燈的初衷是為了保證不同方向的相交車流或行人能 安全的通過交叉口。隨著交通需求的持續增加，不久人們認識到只要交通信號燈存在，它們 就會或多或少地影響交通網絡的運行效率，因此信號燈必須以控制策略存在，以減小道 路網絡中所有車輛的行程的時間，必須要有一個智能交通系統來達到城市道路的暢通。 在城市交通控制系統的通信中，可以采用數傳電臺、GSM 短消息、光纖接入等方式。數傳電臺的優勢是除了每年的頻點費以外，平時運行無需額外費用；缺點是受地形、氣候的影 響較大，造成系統的可靠性、實時性較差，無法主動上報。GSM 短消息方式可以實現主動上報；缺點是按條收費，運行費用高，而且在節假日短消息中心服務器繁忙時延時相當長。 光纖通信穩定可靠，但是施工成本投入大、擴展性差、設備維護方面不方便。而 GPRS 通信則避免了以上問題。

通用分組無線業務GPRS 是在現有GSM系統上發展出來的一種新無線數據傳數業務，目的是給 移動用戶提供高速無線IP或X.25 服務。 GPRS理論帶寬可達 171.2Kbit/s，實際應用帶寬大 約在 40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應 用。GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用。GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據， 而不需要利用電路交換模式的網絡資源。GPRS永遠在線，按流量計費，從而提供了一種高效、 低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、點多分散、中小流量 的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。

系統概述：

城市交通控制系統能將實現區域或整個城市交通監控系統的統一控制、協調和管理，
采用符合工業標準的通信和系統集成技術，具有穩定性好、可靠性高的優點。GPRS 城市智 能交通控制系統的網絡架構如下圖所示：

系統分為三個部分，分別是交通管理中心主站、 GPRS 數據傳輸終端、現場設備包括車輛檢測器、信號控制機、電子等。主站主要完成 人機交互工作； GPRS 數據傳輸終端完成信息的上送與下發；現場設備主要完成現場交通 信息的采集和信號燈的控制等。

（一） 現場交通信息采集設備、 交通信號控制機、電子等。
1、多通道車輛檢測器 多通道車輛檢測器是專門面向交通信息采集的基于高性能微處理器的多通道車輛檢測器。它由地磁線圈、車輛檢測卡、微處理器和數據處理軟件組成，性能可靠，性價比高，使 用方便。
2、交通信號控制機 交通信號控制機是一種基于實時內嵌操作系統的智能型交通信號機，它采用了智能控制，ASOS操作系統等計算機控制的，結合我國的具體交通情況，實現了強大的交 通管理與信號控制功能。

主要功能特點:
提供了完備的交通控制方式，包括定時控制、多時段控制、感應控制、模糊控制、手動控 制、黃閃控制、全紅控制等。
●具有倒計時實時顯示功能。
●通信功能強大，支持電話線、光纖、無線多種通信方式。
●計算能力強，能實現復雜智能控制算法。
●最多可設置 16 個時段，支持相位數可達 16。
●信號機采用模塊化設計，在COMPACTPCI總線上，系統的硬件配置靈活，可熱拔插。
●綠燈信號沖突自動檢測。
●具有防電網浪涌和抗雷電襲擊措施。
●全封閉增強型機箱設計，有防雨、防潮、防塵、防震能力。
3、電子系統 電子系統由前端數碼攝像機、車輛檢測器、數據傳輸和數據處理部分組成一套反應快捷、準確高效的交通違章自動識別和處理的電子系統。采用了的車輛檢測、模式 識別、圖像處理、通信傳輸等技術，具有自動拍攝違章車、圖像遠程傳輸、車牌識別、統計分析和違章處罰等一系列功能，為交通管理部門對交通違章行為的處罰提供了客觀的依據， 提高了違規行為的處理效率，真正實現了“科技強警”、 “向科技要警力“的目的。

GPRS 的數據傳輸終端

GPRS 數據傳輸終端實現監控中心主站與交通控制器的通訊。本系統中采用 DC66D GRPS DTU。該 DTU 功能與特點如下：

A、功能：
1. 標準的 AT 命令界面,方便程序設計；
2. TCP/IP Internet 內嵌的協議棧，輕松互連；
3. RS232 接口方式，更加簡便的通訊方式；
4. 可通過串口升級程序。
5. 上電自動獲取IP 地址，自動連接控制中心。

B、性能：
1. 通過OPEN AT 開發平臺，能過腳本直接寫入，保證設備的穩定性。
2. 支持透明數據傳輸；
3. 支持 TCP/IP UDP協議棧；
4. 一個符合 ISO7816-3IC 卡標準的 SIM 卡座，支持符合 GSM11.11 和 GSM11.10，規范 SIM 卡；
5. 簡化的接口設計，使用通用的 232 接口和簡單的 AT 命令交互界面；
6. 供了更方便的電源接口，即可使用外掛電源。
7. 整機功耗小于 3W；
8. 完善了 GPRS 網絡中所出現的假撥號，掉線自動重啟，遠程喚醒等功能；
9. 支持遠程控制。
10、同時還有軟硬件雙重看門狗，在 DTU 不能正常工作時，能夠自動斷電復位。

DC66D DTU 上電后，它會根據預先設定在其內部的 IP 地址或者是域名來主動訪 問監控中心服務器，通過企業防火墻和監控中心建立 TCP/IP 鏈路。監控中心主站本身維護 接入的每個終端的 IP 地址和 ID 號，當主站要向某個監控終端提出數據請求時，它會根據 IP 地址和 ID 號來找到對應的終端，將命令下發到該終端，終端響應后通過 DC66D DTU 把數據發到監控中心主站，即完成了一個應答式的通訊流程。
交通管理中心主站：

此部份主要負責對終端發過來的數據進行分析、處理，以及對數據的維護等操作。

結論

該系統是采用的控制技術、信息技術、通信技術，系統工程技術等對傳統的交通系統進行改造而形成的一種信息化、智能化的新型交通系統，可在不增加道路基礎設施的條件 下大大改善交通狀況，達到減少旅行時間，降低燃料消耗，提高行車安全，保護城市環境的目的。