第5讲_交通信息传输技术(交通信息技术-林晓辉).ppt

第四章交通信息传输技术，4.1交通信息传输系统4.2模拟信息传输4.3数字信息传输4.4无线信息传输，4.1交通信息传输系统，1)交通信息系统的组成：现场设备，中心设备。(1)现场设备：可变信息板、交通检测器站、灯控制器和闭路电视摄像机等。(2)中央设备：计算机、工作站和显示器等。2)信息传输系统保证了各组件信息交换的有效性和可靠性。其功能包括：(1)向现场设备发送说明(2)从现场设备接收确认消息(3)从各种交通检测器导入交通数据(4)监控现场设备的运行状态、4.1交通信息传输系统、1、交通信息传输媒体1)传输要求(1)交通检测站和灯控制设备使用多个轮询在一个通道中进行多个控制(2)在其他检测器和道路状态检测器和控制中心之间，必须通过多个低速通道进行通信，并使用轮询使设备通信全天可用。(3)可变智能板(VMS)可变信息板中的信息显示速度非常快，必须保证信息传输的实时性能。(4)视频设备用于确认交通事件、监视交通拥堵、全天运行、高波特率、4.1交通信息传输系统、1、交通信息传输媒体1)传输要求(4)视频设备a)确认交通事件，确保视频图像的稳定性和清晰度，检测交通事件的检测器发生故障时，该地区的b)为了监视交通拥挤，相机需要更实时地将实时交通图像传输到控制中心，由于普通视频图像数据量大，信息传输系统的传输速度必须更高。4.1交通信息传输系统，1，交通信息传输介质2)交通信息传输介质，1)屏蔽双绞线双绞，为了减少辐射的优点，通过铝锚增加外层、屏蔽层，减少电磁辐射干扰，减少信号损失，传输距离很远。缺点：与非屏蔽双绞线相比，成本高，安装困难。(2)同轴电缆中心导体为粗铜线，外部用屏蔽层包裹。特征：双绞线的信号带宽大，传输距离远的比特错误率低，但生产、建设成本高。4.1交通信息传输系统，1，交通信息传输媒体2)交通信息传输媒体(3)光纤中心是光传播玻璃核心，被一层低于核心的折射率玻璃信封所包围，其外部是薄塑料夹克，用于信封保护。主要用于视频图像的实时传输。光纤的优点：(1)频率带宽(2)低损耗(3)轻重量(4)抗干扰能力(5)高保真(6)稳定的工作性能(7)成本降低，4.1交通信息传输系统，第一，交通信息传输(5)作为地面微波链路点对点通信的主干媒体，音频信息传输和有限的CCTV视频信息传输(6)蜂窝无线网络目前主流通信服务中大部分使用蜂窝网络。蜂窝网络类型包括GSM网络、CDMA网络、3G网络、FDMA、TDMA、PDC、TACS和AMPS。4.1交通信息传输系统，1，交通信息传输媒体2)交通信息传输媒体(7)卫星通信系统可以在更大范围内控制交通控制系统。优点：a)通信距离远，费用与通信距离无关。b)复盖范围广，多连接简单。c)通信频率带宽，传输容量大，可以传输的业务类型更多。d)机动灵活。e)通信线路稳定可靠，传输质量高。4.1交通信息传输系统，1，交通信息传输媒体2)交通信息传输媒体(7)卫星通信系统可以在更大范围内控制交通控制系统。缺点：a)必须有可靠性高、使用寿命长的通信卫星。b)静止卫星的发射和控制技术比较复杂。c)有更大的信息传输延迟和反向干扰。d)有星蚀和日环中断现象。4.1交通信息传输系统，1，交通信息传输媒体3)根据工作方式，交通信息传输类型可以分为模拟传输、数字传输。发送的信息可以分类为：(1)数据信息在系统检测器、灯控制器和可变信息板中提供，数据包小，所需带宽窄。(2)语音信息来自紧急救援、调度等。有线或无线传播。(3)可用于交通事故确认和交通监控的视频图像信息相机的动态图像需要更宽的宽带。4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问1)有线访问铜线访问(1)电话音频线路访问，(2)专用E1/T1访问通过两对电话线为用户提供高速专用线路接口标准。2Mbps带宽提供64kbps 32个通道，允许多个用户使用一个通道，或允许单个用户使用多个通道。这种访问方法成本高。4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问1)有线访问铜线访问(3)基于xDSL普通电话线的宽带访问技术，最常用的ADSL不对称宽带访问方法。不对称意味着向上和向下方向的信息速度不同。这种方法是交通引导系统、交通监控系统和区域中心之间的信息传输。4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问1)有线访问铜线访问(4)以太网电缆访问控制中心的LAN访问整个网络，最终实现ITS通用信息平台。安全管理，企业管理应注意的两个问题。安全管理：保护用户数据的安全。例如，物理隔离用户数据。业务管理：支持信息发布等多播业务。(5)同轴电缆线同轴电缆具有传输衰减少、抗干扰能力强的优点，在一般信号需要中距离传输的情况下，可以使用同轴电缆传输。4.1交通信息传输系统，第二，交通信息访问方法1)有线访问光纤访问目前，光纤设备成本较高，尚未普遍使用。高速公路收费系统，高速公路监控系统通常使用光纤接入。(2)无线接入移动蜂窝无线接入(1)蜂窝数字包数据(CDPD)将移动数据基站、移动数据中介系统、移动数据终端添加到现有模拟蜂窝电话网中，以在数据量小、实时要求不高的情况下实现适当的无线包数据通信。例如，交通智能调度、远程监控、信息查看等。4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问2)无线访问移动蜂窝无线访问(1)蜂窝数字包数据(CDPD)CDPD工作流：4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问2)无线访问移动蜂窝无线访问GPRS功能：最大限度地利用频谱资源，传输带宽，适合突然发生的业务。4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问2)无线访问专用短距离通信(DSRC)由车辆单元(OBU)、路边单元(RSU)、专用短距离通信协议和后台计算机网络组成。主要用于ETC不停车收费系统。专用短信通信系统是利用专用短距离通信技术，通过路边单元的信号发射和接收装置掌握有关轻油车辆的信息，自动对车辆进行身份确认、实时监控、动态引导等。专用短距离通信规范的三个级别：(1)物理层：规定无线通信标准；频率、上下数字编码；信号调制方式。(2)数据链路层：定义数据链路层通信协议，开发介质访问和逻辑链路控制方法。(3)应用层：为专用短距离通信提供一些基本工具。，4.1交通信息传输系统，2，交通信息访问2)无线访问固定无线访问(1)无线LAN (WLAN)无线LAN使用电磁波在空气中发送和接收数据，而不使用有线媒体。无线LAN的数据速率现在可达11Mbps，传输速度可达20千米以上。无线LAN的优点：a)易于安装：通常只安装一个或多个接入点设备，无需网线。b)使用灵活性：一旦建立了无线LAN，您就可以从无线网络的信号复盖区域内的任何地方访问网络。c)降低经济成本，增加信息点，无需网络转换。d)轻松扩展：通过多种配置方式灵活选择。4.1交通信息传输系统，2，访问交通信息2)无线访问固定无线访问(2)蓝牙技术利用近场无线通信技术“蓝牙”技术，有效地简化手持设备、笔记本电脑、手机等移动通信终端设备之间的通信，并成功地简化这些设备与internet之间的通信，从而实现这些现代通信设备与internet之间的数据传输特性：全球使用、语音和数据同步传输、卓越的抗干扰能力、小型蓝牙模块、低功耗、开放接口、低成本。4.1交通信息传输系统，第三，交通信息传输系统中基于配置的信息传输分为模拟、数字、模拟信息传输系统和数字信息传输系统。(1)模拟信息传输系统由发射器从源收集信号，然后通过调制器直接发送到广义信道传输，接收端从广义信道发送的信号通过调制解调器恢复到原始信息，然后发送到新宿。4.1交通信息传输系统、3、交通信息传输系统的构成2)数字信息传输系统构成源代码。即，将原本不适合在数字通信系统内传输的模拟信号转换为数字信号，消除和减少原始信息重复，从而提高传输效率。信道编码：在传输中适当地增加信息冗馀，提高传输的可靠性。4.1交通信息传输系统，3，交通信息传输系统的配置3)传输系统的两个性质性能指标：有效性，可靠性(1)有效性，表明给定信道中可以容纳多少信息，或者允许多大的波特率。在模拟系统中，与信道的传输频带和传输信号的类型和内容相关。在数字系统中，主要与在单位时间内传输最大信息量的信息传输速度有关。低速率通道：数百至数千bps，无线移动通信或常规对称电缆中的速度通道：几Mbps至数十Mbps，集成布线系统或有线电视电缆高速通道：数百至数Gbps，光缆或卫星通信系统。4.1交通信息传输系统，3，交通信息传输系统的构成3)传输系统的两个性质性能指标：有效性，可靠性(2)可靠性：传输的信息准确可靠。a)在模拟系统中，以信噪比、失真来测量。信噪比：反映输出信号的平均功率与输出噪声的平均功率之比，分贝(dB)失真单位：反映通信系统的传输性能。在理想状态下，信号的失真度为零，但在实际传输过程中，非线性失真的存在可能会影响输出信号的真实性。4.1交通信息传输系统，3，交通信息传输系统的构成3)传输系统的两个性质性能指标：可靠性，有效性(2)可靠性b)在数字系统中以比特率测量。位元错误率是错误代码数与整体传输代码的比率，位元错误率越低，传输系统越稳定。在低速数字通信中，比特率要求达到了10-3。在中速数字通信中，比特率要求达到了10-5。在高速数字通信中，比特率要求达到了10-7。4.2模拟信息传输、1)模拟信息模拟信息是以模拟波形形式存在的信息，并且随着时间的变化而连续变化，例如温度、压力、当前电话、广播和电视广播中的声音和图像。模拟信息传输的最大特征：模拟调制方式。调制：信号发射器将信号添加到高频载波信号中(因为低频信号容易吸收，不能传输很长的距离)以传输信号的过程。调制方式有两种：振幅调制(AM)、调频(FM)AM调制。也就是说，接收设备很简单，但是电源利用率低，抗干扰能力差，信号带宽大，频率利用率不高。调频调制的特点：抗干扰能力强。立体声广播、电视音频声音使用这种调制方式。4.3数字信息传输、数字信息传输是利用数字信号进行信息传输的一种方法。1)数字通信相对于模拟通信的优点：(1)易于播放，防止干扰累积；(2)方便连接各种数据终端，特别是计算机终端。(3)加密容易，可靠性好。(4)方便实现信息传输服务的一体化，有利于网络传输。(5)电子设备易于高度集成，有利于通信设备的小型化和灵活性。(6)数字信息易于加工，有助于扩展信息传输内容，提高传输质量。4.3数字信息传输、数字信息传输处理：1)模拟信号数字化、转换为二进制数字编码信号2)数字信号基带传输3)通道编码4)将调制、编码数字信号更改为频带数字信号。4.4无线信息传输、无线信息传输是通过天线