城市智能交通信息发布系统的关键技术研究
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摘要
本文描述了上海市城市交通信息发布系统的设计和实验情况。该交通信息发布系统能够实现实时交通信息的发布,实现车辆的动态交通导航,最大程度的利用现有交通道路资源,缓解拥堵,提高城市交通系统的效率。该发布系统基于调频信号多工发布原理,其通讯协议的物理层和数据链路层协议在参考了日本NHK开发的DARC(Data Broadcasting System)协议的基础上,提出了创新的实践办法和技术改进,研制出的系统具有较高的数据传输速率以及较好的移动车载接受性能。
本研究开发的系统其技术突破创新在于:首先,其利用嵌入式系统结合直接数字合成技术来生成MSK副载波进行数据信号的调制;其次,其利用计算机程序设计实现以往要通过设计专用硬件电路才能实现的数据链路层协议;最后,该系统结合了先锋的车载导航仪以及四维的动态数字地图,从而根本上实现了动态车载导航。该系统可以嵌入本实验室自行开发的GIS(Geographic Information System,地理信息系统)交通信息处理与显示系统中。该系统将路网交通流的分析结果以单一有向路段为最小单位,按照不同的道路拥挤程度,用不同颜色实时地显示在数字地图上实现各路段交通情况的动态显示。嵌入式系统设计使得系统设计更为灵活,便于减小设备体积,而且更便于车载导航终端的开发及功能更新。
实验和各项测试已经证明了该系统的工作性能,并且该系统已经能够在本实验室车载导航仪上动态更新及显示路面交通状况的信息,系统有着广泛的应用前景。
In this paper, the designed, construction and test of a FM multiplex broadcasting system is reported. The physical layer and data link layer of this broadcasting system has been designed by referring to the DARC protocol. The protocol has been proved to be both of high transmission speed and of good mobile reception performance.
The unique points of our work is that we constructed the physical layer by embedded system and digital electronic techniques and we realized most of the function of the data link layer by software programming, i.e. the encoding of data and decoding of data could all be done by software program, integrated into the traffic analysis platform we developed previously. This is proved to be more economical and more flexible comparing with an all-hardware system. The system is also combined with the vehicle navigation system developped by Pioneer and the digital map system of NaviInfo. The dynamic traffic state could be reflected on the digital map on the navigator now. Preliminary experiments of this system have been carried out. The preliminary results are proved to be promising.
本研究开发的系统其技术突破创新在于:首先,其利用嵌入式系统结合直接数字合成技术来生成MSK副载波进行数据信号的调制;其次,其利用计算机程序设计实现以往要通过设计专用硬件电路才能实现的数据链路层协议;最后,该系统结合了先锋的车载导航仪以及四维的动态数字地图,从而根本上实现了动态车载导航。该系统可以嵌入本实验室自行开发的GIS(Geographic Information System,地理信息系统)交通信息处理与显示系统中。该系统将路网交通流的分析结果以单一有向路段为最小单位,按照不同的道路拥挤程度,用不同颜色实时地显示在数字地图上实现各路段交通情况的动态显示。嵌入式系统设计使得系统设计更为灵活,便于减小设备体积,而且更便于车载导航终端的开发及功能更新。
实验和各项测试已经证明了该系统的工作性能,并且该系统已经能够在本实验室车载导航仪上动态更新及显示路面交通状况的信息,系统有着广泛的应用前景。
In this paper, the designed, construction and test of a FM multiplex broadcasting system is reported. The physical layer and data link layer of this broadcasting system has been designed by referring to the DARC protocol. The protocol has been proved to be both of high transmission speed and of good mobile reception performance.
The unique points of our work is that we constructed the physical layer by embedded system and digital electronic techniques and we realized most of the function of the data link layer by software programming, i.e. the encoding of data and decoding of data could all be done by software program, integrated into the traffic analysis platform we developed previously. This is proved to be more economical and more flexible comparing with an all-hardware system. The system is also combined with the vehicle navigation system developped by Pioneer and the digital map system of NaviInfo. The dynamic traffic state could be reflected on the digital map on the navigator now. Preliminary experiments of this system have been carried out. The preliminary results are proved to be promising.
引文
[1] 交通部公路科学研究所,中国智能运输系统系统框架研究总报告, “九五” 国家重点科技攻关项目,专题编号 96-412-02-02,2001 年 7 月。
[2] 郑兴宇,颗粒流与交通流理论,[学位论文],上海交通大学,2004 年。
[3] 李峰,智能交通系统在国外的发展趋势,国外公路,1999 年 2 月。
[4] 蒋金勇,杨晓光,美国国家智能运输系统体系结构概述,公路交通科技,1999年 9 月。
[5] 杨超,日本 ITS 发展方针、内容及目标,国外公路,1998 年 2 月。
[6] 王笑京,ITS:交通运输的一场革命,国家智能交通系统工程技术研究中心网。
[7] 石定环,智能交通系统与中国经济和交通运输的发展,第四届智能运输系统世界大会上的发言
[8] 张剑,城市智能交通系统关键技术的研究,[学位论文],上海交通大学,2004年。
[9] M. Takada, T. Kuruda, T. Isobe, and O. Yamada, “FM multiplex broadcasting system ‘DARC”’, Proceedings of the Vehicle Navigation and Information Systems Conference, Sep 1994, pp.111-116
[10] “A new modulation method of FM multiplex broadcasting for mobile receivers”, CCIR Document WPlOI5 (1991)
[11] Final draft of ETSI EN 300 751 V1.2.1 (2002-09)“Radio broadcasting systems; DAta Radio Channel (DARC); System for wireless infotainment forwarding and teledistribution” M. Suka, Y. Hirakoso, Y. Takahashi, T. Kuroda, M. Takada, M.Fujiwara, Y. Tomida, and S. Okada
[12] , “Development of DARC decoding LSI for high-speed FM subcarrier system”,IEEE Transactions On Cosumer Electronics, vol.40, no. 3, Aug 1994.
[13] 卢盛杰曲杰琳.实现 MSK 调制的方法与电路[J].黑龙江通信技术,1997, (1): 7-11,18
[14] 刘刚,江洪敏,江波位 s 报告系统用声表面波可程序 MSK 调制解调组件[3].压电与声光,2002, 21(3) 175-177
[15] O. Yamada, “Development of an error-correction method for datapacket multiplexed with TV signals”, IEEE Transactions On Communications, vol. com-35, no. 1, Jan 1987.
[16] E. J. Weldon, Jr., “Difference-set cyclic codes,” BeNSyst. Tech. J., yol. 45, pp. 1045-1055, Sept. 1966
[17] 樊昌信,詹道庸,徐炳祥,吴成柯 通信原理(第四版)国防工业出版社
[18] CRC 算法原理及 C 语言实现, 网络文献
[19] “Numerical Receipt” Cambridge University Press
[20] 王晓辉,姜德谭,姜华,闰维新,基于 DDS 技术的 MSK 调制 哈尔滨理工大学学报 2003 年 12 月
[21] 高玲玲, 李志鹏, 陈宜开 ,刘允才城市交通流状态估计中探测车采样量的计算方法 上海交通大学学报
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