高速公路信息化技术或者说是现代信息技术在高速公路信息化中的应用,主要有:无线射频技术、地理信息系统技术、卫星定位技术、通信监控技术以及综合智能交通系统。下面重点论述应用与高速公路管理方面的关键信息技术。
●射频技术
射频技术(RFID)是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术的射频识别,常称为感应式电子晶片或感应卡、电子标签、电子条码等。射频技术目前广泛应用各行各业,在交通领域的公交车枢纽管理、出租车管理、高速公路不停车、铁路机车识别等特别要应用射频技术。
射频技术运用于高速公路智能交通管理系统,其包括读卡器、车载标签、计算机处理3个系统。读卡器设置在高速公路出入口处和路段上,用以识别监控进出高速公路和行驶中的车辆。车载标签安装在每辆机动车上,用以记录车牌号码、车辆信息。计算机处理系统设置在高速公路管理中心,是整个系统的核心。它们的工作原理是:读卡器发出的射频信号感应到车辆,经过读卡器附近时的射频技术标签被激活并产生感应电流,其标签内置的天线将标签记录的信息发送出去,信息被读卡器接收到后将信息传输至计算机处理中心,计算机处理中心根据捕捉的信息对车辆的行驶进行处理,并向管理前台发送处理结果。
射频技术全面而有效地监测车辆行驶速度,从车辆进入高速公路就开始进行全程速度监控,从而大大降低了车辆超速的发生概率,提升了高速公路的行车安全。
●地理信息系统
地理信息系统(GIS)是以测绘测量为基础,以数据库作为数据储存和使用的数据源,以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。它具有的可视化位置信息功能为交通提供一种可视的地理环境,通过建立可靠的、高效的信息网络将信息传送给运输单位,使指挥者调度时完成何时、何人、何地的需要,将恰当的物资送至恰当的地点,从而能满足精确保障的要求。
运输的地理环境不仅决定着运输活动地域的不同,以及范围的大小,同时决定着天然条件对其运输产生不同的影响。对运输地理环境所提供的客观条件及其对运输所造成的影响所进行的研究,对正确地组织、筹划采取相应有效的运输方法,以完成运输保障任务有重要意义。
具有空间分析功能的地理信息系统的主要功能如下:
1.地图的显示、缩放、鹰眼及漫游,距离量测,提供系统背景地图与交通图层的显示、漫游等。
2.图层处理,将数据层面叠加生成一个新的数据层面进行操作,综合了原来图层所具有的属性。
3.统计分析,对交通网及其专题数据统计并进行相关分析。
4.范围保障分析,围绕空间目标建立缓冲区多边形,获取并查找分布在缓冲区中的特征。
5.分析路径,寻找最佳的路径。
6.根据容量、网线、节点的需求给出最近的中心分配网线和节点,沿最佳路径计算分配阻力。
7.分析选址,确定设施的最佳位置。
8.分析公路网通行,通过公式估算再某一线路内单位时间通过的最大交通量。
高速公路交通活动离不开地理环境,地理信息系统通过将地理环境信息可视化完善高速公路交通活动及其后勤保障。地理信息系统中的空间分析功能在高速公路交通活动的应用实现了信息化条件下高速公路交通精确保障。
●全球定位技术
全球定位系统(GPS)是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距的系统。GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上。它的地面控制系统包括1个主控站、3个注入站和5个监测站,GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。
GPS系统具有以下主要特点:高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。在高速公路管理中,GPS主要有以下五种应用:
1.监控调度系统,定位终端实时传输车辆的最新位置数据、报警信息和车辆的状况,并为便于事后分析自动记录信息。
2.利用GPS技术的工程定位功能,对于高速公路桥梁进行完善和养护工程的管理,加强对养护工程的调度。
3.在公路收费中GPS技术的应用,对高速公路收费进行远程监控并规范高速公路的收费管理。
4.GPS技术实现公路路政业务的网络化管理。
5.车辆导航,通过车载GPS、电子地图与高速公路数据库实现境内的线路检索,并选择最佳行驶路径,而且能提高高速公路交通运输的指挥、调度、管理及服务水平。
●通信与监控技术
通信系统包括语音通信系统、移动通信系统、卫星通信系统。由业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统组成的高速公路通信网话音系统,其移动通信是指在移动中通信双方至少有一方进行信息交换。移动通信除包括双方的通话外,还包括数据、传真、图像等。因各路公司的通信中心及通信分中心大都与卫星站联同在一起,因此,在高速公路通信网规划中,干线通信网应与卫星通信网之间留有接口。
高速公路通信系统的主要任务,是根据规定的技术要求确保系统数据、图像、语音信息及命令传输的准确性和及时性。高速公路监控系统的主要任务,是完成采集、显示和记录交通数据、气象信息、事故信息,并分析判断交通状况,发布交通控制信息及命令,对交通状况进行调度和控制。
●综合智能交通系统
智能交通系统(ITS)是将先进的信息技术、传感技术、通信技术、控制技术以及计算机技术等有效集成并运用在交通运输管理系统上的,在大范围、全方位内发挥作用的,实时、准确、高效的及综合的运输智能管理系统。
通常提到的智能交通系统的技术组成是交通信息采集系统(可包括人工输入、GPS车载导航仪器、GPS导航手机、车辆通行电子信息卡、CCTV摄像机、红外雷达检测器、线圈检测器、光学检测仪)、信息处理分析系统(信息服务器、专家系统、GIS应用系统、人工决策)、信息发布系统(互联网、手机、车载终端、广播、路侧广播、电子情报板、电话服务台)等。
按照交通、信息技术部的技术规范和行业标准,我国智能化综合管理系统实现计算机管理的智能化、网络化、集约化。我国智能化综合管理系统将收费、交通安全、路政、监控、养护等系统地联结在一个信息共享度高、集成性高的综合管理系统中。以公路采集数据为基础,以业务管理为核心,实现管理的现代化、科学化、智能化和规范化、集约化。并具有良好的可扩展性,可以将功能扩充到高速公路管理局、交通厅、政府监管部门。
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