移动无线多功能传输系统在智能交通中的应用

    一、背景概述

　北京作为祖国的首都，它的一个显著特点是城市面积大、机动车多，特别是近年来机动车的保有量迅速增长（见图表1），修路的速度远远赶不上车辆、交通流量的快速增长，交通形势十分严峻，特别是2008年在北京举办奥运会将使北京交通管理面对巨大的考验。 

    电子技术、通信技术、计算机技术等高新技术的发展，为交通管理提供了解决问题的新思路和新手段，对提高交通的机动性、安全性、有序化、最大限度地发挥现有道路系统的交通效率提供了技术支持。运用交通指挥调度系统、交通车辆信息和驾驶员信息管理系统、交通图像远程监控系统等高新技术强化交通的科学管理，是一个十分有效的手段。虽然现有的交通图像远程监控系统在公安交通指挥中心（见图1）实现交通图像信息的统一监看，现有的交通信息服务网站方便了公众和交通管理部门进行交通信息的查询和访问，但是最需要这些信息的一线交通民警、交通巡逻车和指挥车还没有高效、便捷的访问这些信息手段，因而，这些信息资源的作用还远远没有发挥出来。

　实践表明，将交通图像及多媒体信息资源及时快捷的提供给现场交通管理者已成为必然趋势和现代化交通管理的需要。建立移动无线多功能传输系统是现有交通管理综合信息系统的扩展和延伸，是无线指挥调度系统的完善。

　二、国内外现状

　1、北京市800兆数字集群TETRA系统现状

　北京市800兆数字集群网是由北京市政务网络管理中心负责，北京正通网络通信有限公司建设的。目前，全市共建有172个基站，城八区室外覆盖率达到90%以上，重点室内场所无线覆盖率达到95%以上，郊区平原地区无线覆盖率达到85%以上。

　TETRA是目前世界上先进的数字集群系统，话音功能强大，但TETRA网目前的数据能力很差，最高只能达到7.2Kbit/s。

　2、北京市地面数字视频广播DVB-T系统现状

　北京广播影视集团于2004年5月建设了北京地面移动数字电视广播网系统进行试播，覆盖北京市区的主要交通道路。

　北京移动地面数字电视广播网络系统由一个主发射台、两个辅助发射台组成。主发射机和两个辅助发射机使用相同的频率，组成一个单频网（SFN）。主发射机安装在位于西三环路旁的中央电视塔上，两个辅助发射机分别安装在北京京广中心和北京名人广场，能够覆盖市区内的主要道路和地区。

　北京地面电视广播的频率资源非常紧张，为交通指挥单独申请一个频率是不可能的，因此北京市公安局公安交通管理局分享了北京地面电视广播网1兆带宽，用以解决移动交通图像传输问题。
    综上所述，北京市800兆数字集群TETRA系统和北京地面数字电视广播DVB-T系统的建成使用为开展北京市公安局公安交通管理局的移动无线交通信息传输业务提供了基本条件和技术保证。

　结合交通管理现状我们提出了以TETRA网络为平台建设移动状况下的多功能（车载）应用终端，将话音、数据、图像、查询信息有机的结合在一个终端上，实现有效信息的科学组合。

　三、系统建设

　1、设计原则

　北京市公安局公安交通管理局的移动无线多功能传输系统的设计原则是尽量利用已有的设备和网络资源，以最少的投资完成移动环境下的不同交通信息业务的传输。

　2、系统组成

　移动无线多功能传输系统（结构示意图见图2）主要分为两个部分： 

    第一部分是中心部分：它包括TETRA网络接入管理服务器、业务播控管理服务器、IP-DVB网管服务器与网关、交通信息业务服务器、交换机、网络安全设备等，主要安装在北京市公安局公安交通管理局的通信设备机房。中心部分主要完成的任务是从TETRA网络接入终端获取的业务申请进行判别业务种类，通过访问不同业务服务器之后通过DVB-T网络发射返回结果。 

    第二部分是终端部分，它包括TETRA网络和专用数据接入设备、管理显示笔记本电脑设备等，主要安装在交通指挥车、巡逻警车车内。专用数据接入设备主要完成的任务是通过TETRA网络发射业务申请，通过DVB-T网络接收信号，实现移动状态下查询、显示各种交通信息。在移动条件下，接收部分除考虑系统的通用特性外，还要考虑直流电源输入、抗震结构、抗干扰能力（电打火等情况）等特性。

　基本过程为：终端发出业务申请数据信息，经过TETRA网络传输，从TETRA网络接入服务器接受业务申请信息，再经过播控服务器进行判别业务种类，访问不同业务服务期，通过IP-DVB网关与网管服务器进行IP数据和DVB传输流流量控制和传输流转换，经过DVB-T网络发射返回结果。终端通过DVB-T网络接收信号，实现移动状态下访问、传输、显示各种交通信息。 

    3、系统功能

    两路动态视频图像现场监视或播放功能

　每路视频采用384K带宽，MPEG-4或H.264视音频编码标准，利用很窄的带宽，通过帧重建技术、数据压缩，以求用最少的数据获得最佳的图像质量，对系统的传输压力不大。

　两路动态视频图像一般为交通道路路口的监控图像，也可是突发事件现场的图像。图像的播放分为两种方式:轮播和点播。

　轮播:循环播放各关键和重要路口视频图像。

　点播:根据用户权限大小选取切换视频图像，为了方便选取特别设置几种选取方式，如地形图示方式，区域方式，拼音方式等。

    文件收发功能

　处理移动用户请求信息进行媒体文件的检索和收发。查询和下载文件服务器中的相关文件（文本文件，数据文件，图片等）。如果下发的信息为重要信息，则会自动告知发送者已收到或已阅读。消息阅读后自动归档本地信息库。所有处理过的消息，可以按照草稿、收信、发信等方式查看。

    动态交通信息功能

　观看指挥中心发布的实时信息，可以是文本或图片。

    车辆档案和驾驶员档现场查询功能

　该功能提供警察现场实时查询功能，可以快速查询到车辆档案的基本情况，特别是非正常状态，比如车辆报废、停驶、盗抢、法院查封、二处查封和未年检状态，从而为民警执法提供可靠的依据。

    实时路况报送功能

　各交通支队通过终端值勤系统每半小时上报辖区内主要交通干线和路口的交通状态，指挥中心自动接收终端值勤系统上报的数据，形成一份全市交通状况报告，同时将接收的资料自动归档，并可对归档后的路况信息进行多种方式的统计查询。

　指挥控制中心收到各支队的定时路况报告后，自动汇集成该时段的全市路况报告。

    话音调度功能

　支持TETRA网络的所有功能，在没用数据请求时TETRA网络终端设备完全是一个TETRA电台终端。

    警务辅助资料库查询功能

　建立多种专用文档库，辅助现场交警处理问题。一般包括以下的内容：

　（1）各种法规资料库。

　（2）现场任务管理。

　（3）值班日志。

　（4）区域资料库

    业务监控台

　由于交通警察在现场工作是执法和紧急事务处理，敏感性强，原则性高，需要对关键业务和敏感任务实施后台监控。因此，业务监控台包含以下功能：

　（1）用户身份管理：

　完成系统的用户管理，可以登记每个用户的姓名、警号、所在单位、可使用的移动终端号、系统身份证号、系统使用口令和权限，可以完成加入、更改、删除、查询、统计等功能。

　（2）使用情况管理

　监督系统的运行情况和各单位各系统的使用情况：信息查询系统使用总量；各单位对信息查询系统的使用情况统计；个人用户对信息查询系统的使用情况统计。

　四、结束语

　随着移动地面数字集群技术、数字电视技术、CDMA/GPRS的迅速发展，使话音、数据、图像信息移动通信成为现实，可以传输实时图像、动画、声音、图表等各种形式的交通业务信息，最终实现智能化、信息化的交通管理，为提高道路交通管理水平提供了一个强有力科技手段，保障首都良好的交通环境。