智能交通系統(tǒng)介紹

工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在智能交通行業(yè)的應(yīng)用.智能交通概述智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem,建成ITS)是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向。它是將先進(jìn)的信息技術(shù)，數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)，傳感技術(shù)，控制技術(shù)，視頻圖像技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等高新技術(shù)綜合應(yīng)用于交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，使汽車和道路的功能智能化，實(shí)現(xiàn)交通需求的合理分配和管理，提高運(yùn)輸效率，緩解道路堵塞，保障交通安全和減少環(huán)境污染。對智能交通系統(tǒng)的研究，最早可以追溯到20世紀(jì)七八十年代，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，美國，歐洲和日本成為世界ITS研究的三大基地。澳大利亞，韓國，新加坡，香港等國家和地區(qū)的ITS研究也有相當(dāng)大的規(guī)模，全球正在形成一個(gè)新的ITS產(chǎn)業(yè)。中國智能交通系統(tǒng)的發(fā)展雖然起步略晚，但近幾年發(fā)展開始加快，每年智能交通建設(shè)投資的增速都超過20%。從區(qū)域發(fā)展情況來看，北京，上海，廣州等東部沿海和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的智能交通建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，而中西部地區(qū)的智能交通系統(tǒng)主要還集中在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，城市內(nèi)部的智能交通系統(tǒng)有待于繼續(xù)建設(shè)和發(fā)展。盡管智能交通系統(tǒng)在我國部分城市已開始發(fā)揮作用，但目前仍處于起步階段。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，很多城市的交通壓力不斷加劇，城市的交通擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，交通事故頻發(fā)，環(huán)境污染問題也日益突出。為了應(yīng)對諸多的交通問題，在加強(qiáng)城市交通規(guī)劃和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，我國政府已將智能交通系統(tǒng)作為中國未來交通發(fā)展的重要方向。我國智能交通市場前景廣闊，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?我國智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域智能交通主要的三大應(yīng)用領(lǐng)域是城市道路，城市軌道和高速公路。目前，我國的智能交通系統(tǒng)主要是城市道路智能交通和高速公路智能交通兩部分。1)城市道路智能交通系統(tǒng)是通過先進(jìn)的信息采集技術(shù)，數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)，傳感技術(shù)，電子控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等技術(shù)，把采集到的各種道路交通信息傳輸?shù)匠鞘薪煌ㄖ笓]中心，信息經(jīng)過分析和處理后，通過數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)備傳輸?shù)礁鞣N交通控制設(shè)備和交通系統(tǒng)的各類用戶或通過發(fā)布設(shè)備為道路使用者服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)對城市交通的全方位優(yōu)化管理與控制，為各類用戶提供全面的交通信息服務(wù)。城市道路智能交通系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)包括交通信號控制系統(tǒng)，電子警察系統(tǒng)，智能卡口系統(tǒng)。在城市道路智能交通領(lǐng)域，北京，上海和廣州走在我國前列。如：北京的“科技奧運(yùn)”智能交通應(yīng)用試點(diǎn)示范工程，上海的世博智能交通系統(tǒng)。2）高速公路智能交通系統(tǒng)是通過先進(jìn)的信息采集技術(shù)，數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)，傳感技術(shù)，電子控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對高速公路的更加高效，便捷的智能化監(jiān)控和管理，提高高速公路的使用效率，降低能源消耗和減少環(huán)境污染。高速公路智能交通系統(tǒng)的主要應(yīng)用將集中在通信系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)三部分。目前，我國高速公路智能交通系統(tǒng)年投資額逐年增長，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國的高速公路智能交通系統(tǒng)建設(shè)仍處于發(fā)展初期。.智能交通系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)概述智能交通系統(tǒng)由前端采集系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)組成。智能交通系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)是一個(gè)單點(diǎn)（指揮中心）對多點(diǎn)（前端現(xiàn)場）的傳輸結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)傳輸主要有兩個(gè)傳輸方向，一個(gè)是由各個(gè)前端現(xiàn)場到指揮中心的交通檢測數(shù)據(jù)和違章檢測數(shù)據(jù);另一個(gè)是由指揮中心到各個(gè)前端現(xiàn)場的交通控制信號和交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的交通信息信號。交通檢測數(shù)據(jù)主要包括交通流量，占有率，車速，車型等交通數(shù)據(jù)，雖然數(shù)據(jù)占用的帶寬不大，但要求實(shí)時(shí)傳輸。違章檢測數(shù)據(jù)包括超速，闖紅燈等的違章車輛的視頻，圖片和相應(yīng)的違章信息，不要求實(shí)時(shí)傳送。交通控制信號主要是交通信號控制系統(tǒng)控制中心發(fā)往各個(gè)前端現(xiàn)場的交通信號燈控制信號，要求實(shí)時(shí)傳輸。交通誘導(dǎo)信號主要是交通誘導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)布的行車信息，幫助司機(jī)安全，高效行駛，實(shí)時(shí)性要求不高。根據(jù)以上特點(diǎn)，可采用匯聚層（核心層）加接入層的兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組建ITS傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)所有前端現(xiàn)場到交通指揮中心的匯聚。在前端現(xiàn)場，設(shè)備之間的距離較近，可采用雙絞線構(gòu)建百兆以太網(wǎng)。從前端現(xiàn)場到指揮中心的距離較遠(yuǎn)，且數(shù)據(jù)量大，可通過百兆或千兆光纖把前端數(shù)據(jù)匯聚到指揮中心?？煽康膫鬏斚到y(tǒng)對智能交通系統(tǒng)的意義作為現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，傳輸系統(tǒng)是交通指揮中心與前端子系統(tǒng)之間傳遞和交換信息的重要手段，承擔(dān)著為智能交通子系統(tǒng)提供可靠的傳輸通道的重要任務(wù)。傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)慕^大部分信息是與道路，汽車和管理相關(guān)的信息，并且涉及語音，視頻，數(shù)據(jù)等多項(xiàng)業(yè)務(wù)的傳輸。如果傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，技術(shù)及設(shè)備選型不當(dāng)，將對整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生不可忽視的直接影響。因此為了保障數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)，穩(wěn)定和可靠的傳輸，建設(shè)一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效，穩(wěn)定可靠的多業(yè)務(wù)傳輸平臺，承載包括數(shù)據(jù)，視頻等多種業(yè)務(wù)，是至關(guān)重要的，而工業(yè)以太網(wǎng)可以說是最佳的選擇。傳輸系統(tǒng)需求實(shí)用性支持協(xié)議開放和標(biāo)準(zhǔn)化。高帶寬設(shè)計(jì)以滿足視頻，語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠傳輸。支持不同業(yè)務(wù)的隔離和優(yōu)先級的設(shè)置。支持多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)方式靈活。具備完善的網(wǎng)管功能。可靠性傳輸系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。系統(tǒng)一旦癱瘓，后果將是難以想象的。因此系統(tǒng)必須能長時(shí)間可靠地，持續(xù)地運(yùn)行。當(dāng)問題和故障出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)能夠針對設(shè)備故障、鏈路故障進(jìn)行自我診斷及快速排除，并實(shí)時(shí)報(bào)警。核心和主干設(shè)備需要有適當(dāng)?shù)娜哂啾Ｗo(hù)措施。環(huán)境適應(yīng)性能夠適應(yīng)戶外惡劣的環(huán)境要求，如超常的溫濕度范圍、震動/抖動、瞬時(shí)電壓/電流和塵埃等。此外，在各種機(jī)動車輛行駛的道路上，由于機(jī)動車輛的行駛會產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的電磁場，要求系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。安全性信息傳輸應(yīng)把安全性放在首位。為了保證遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)安全性，系統(tǒng)需要有全面的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置，保障網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性，避免遭到惡意攻擊和數(shù)據(jù)被非法提取、使用的現(xiàn)象出現(xiàn)。?可擴(kuò)展性由于智能交通技術(shù)和需求在不斷的發(fā)展，對傳輸系統(tǒng)的功能和建設(shè)規(guī)模，建設(shè)質(zhì)量的要求也將不斷增多，因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)應(yīng)具備良好的擴(kuò)展性。易維護(hù)性：系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮其易維護(hù)性，以確保系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。系統(tǒng)應(yīng)具備日志記錄，遠(yuǎn)程維護(hù)與管理，故障及時(shí)告警等功能，以便日常維護(hù)。東土工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的優(yōu)勢1）提供豐富的端口選擇，支持百兆和千兆以太網(wǎng)，更好地保障圖片和視頻文件的傳輸2）支持VLAN功能，可根據(jù)需要隔離業(yè)務(wù)，提高傳輸效率和保證數(shù)據(jù)安全3）支持端口限速，廣播風(fēng)暴抑制功能，緩解網(wǎng)絡(luò)堵塞和數(shù)據(jù)丟包4）支持多種工業(yè)以太網(wǎng)新功能，bypass功能、掉電告警功能等5）網(wǎng)管交換機(jī)支持CLI，Telnet,WebSNMP，RMON等多種網(wǎng)絡(luò)管理方式，具備網(wǎng)管軟件，可對在網(wǎng)所有設(shè)備統(tǒng)一監(jiān)控管理6）支持環(huán)網(wǎng)冗余，環(huán)間冗余功能，故障自愈時(shí)間小于50ms/20ms/0，確保網(wǎng)絡(luò)的快速恢復(fù)7）支持IP/MAC沖突，電源，端口，環(huán)告警8）工業(yè)級特性，適應(yīng)嚴(yán)苛的現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境，例如：工作溫度：-40?85℃,存儲溫度：-40?85℃,相對濕度：5%?95%,無凝露。使得惡劣環(huán)境不再對通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，有效降低了維護(hù)成本9）工業(yè)四級的電磁兼容抗擾性，適應(yīng)惡劣的電磁干擾環(huán)境10）支持認(rèn)證，授權(quán)，端口綁定等功能，確保網(wǎng)絡(luò)安全性11）支持POE功能，可為遠(yuǎn)程設(shè)備供電12）支持多種安裝方式，如卡軌式，機(jī)架式，壁掛式.工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在主要系統(tǒng)中的應(yīng)用智能交通信號控制系統(tǒng)智能交通信號控制系統(tǒng)是城市道路智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要子系統(tǒng)，其主要功能是把相互沖突的交通流在時(shí)間與空間上適當(dāng)分離，以保證交通安全和充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力，使停車次數(shù)、延誤時(shí)間及環(huán)境污染等減至最小。交通信號控制系統(tǒng)一般采用分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即由中心管理，區(qū)域控制及路口控制三級組成。如下圖所示：

中亡借理 區(qū)^^路口吐」1-一|路口挖好! 路口盛|[1-一|路口控制中心管理級實(shí)現(xiàn)對區(qū)域控制和路口控制的監(jiān)視和管理。區(qū)域控制級對受控區(qū)域進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，根據(jù)實(shí)施采集的交通數(shù)據(jù)優(yōu)化系統(tǒng)控制方案。路口控制級是由高清攝像頭，路口信號控制器，車輛檢測器，信號燈等組成，負(fù)責(zé)收集，處理和傳遞交通信息，控制路口信號燈狀態(tài)。典型傳輸網(wǎng)絡(luò)一在路口控制區(qū)域，交換機(jī)通過百兆以太網(wǎng)電□分別與路口信號控制機(jī)，高清攝像機(jī)，誘導(dǎo)顯示設(shè)備等終端設(shè)備相連。為了滿足視頻和圖片文件的可靠傳輸，交換機(jī)之間通過光纖構(gòu)建多個(gè)千兆冗余環(huán)網(wǎng)。并且每個(gè)環(huán)上的交換機(jī)數(shù)量不超過10個(gè)，以保證環(huán)網(wǎng)的快速自愈。與此同時(shí)，每個(gè)環(huán)上的兩臺交換機(jī)利用千兆上聯(lián)光口與中心的兩臺三層核心交換機(jī)相連，在滿足高帶寬要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和鏈路的備份，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

典型傳輸網(wǎng)絡(luò)二上述方案是在北京城區(qū)的典型應(yīng)用，路口交換機(jī)要求支持最少3個(gè)千兆光口和8個(gè)百兆電口，整個(gè)項(xiàng)目需要近千臺的傳輸設(shè)備，規(guī)模龐大。但對于那些處于智能交通發(fā)展起步階段的中小城市，此方案采用的技術(shù)較先進(jìn)，成本較高，且需要更多的光纖資源。所以就目前而言，以下的組網(wǎng)方案更加地普遍：整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)。路口交換機(jī)通過百兆電口分別與終端設(shè)備相連，控制機(jī)，攝像機(jī)，誘導(dǎo)顯示設(shè)備等，同時(shí)通過千百兆光纖把各路口信息匯聚到核心交換機(jī)，然后傳輸?shù)街笓]中心。推薦產(chǎn)品路口交換機(jī)：SICOM3016B卡軌式交換機(jī)，支持4個(gè)千兆組合□和16個(gè)百兆電口KIEN7009卡軌式交換機(jī)，支持1個(gè)百兆光口和7個(gè)百兆電口SICOM3306卡軌式交換機(jī)，支持1個(gè)千兆光電可選接口和6個(gè)百兆電口SICOM3005卡軌式交換機(jī)，支持2個(gè)百兆光口，3個(gè)百兆電口和4個(gè)RS232/RS485串口，可直接與串口設(shè)備相連。匯聚交換機(jī)：SICOM6028GP三層機(jī)架式交換機(jī)，支持28個(gè)全千兆接口SICOM3024P機(jī)架式交換機(jī)，支持4個(gè)千兆光電可選接口和24個(gè)百兆光電可選接口4.2電子警察系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市人口和機(jī)動車數(shù)量迅猛增長，交通事故的發(fā)生率和交通事故傷亡人員數(shù)量驚人，尤以在交叉路口闖紅燈造成的事故所占比例最大。電子警察系統(tǒng)采用了先進(jìn)的車輛檢測，圖像處理，通信傳輸?shù)燃夹g(shù)，具有自動拍攝違章車，圖像遠(yuǎn)程傳輸，車牌識別，統(tǒng)計(jì)，分析和違章處罰等一系列功能。電子警察系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對城市道路全天候，大范圍，智能化的管理，為有效地杜絕和減少機(jī)動車闖紅燈等違法行為起到了積極作用。電子警察系統(tǒng)由前端路口，傳輸網(wǎng)絡(luò)和中心管理系統(tǒng)組成。前端路口負(fù)責(zé)對經(jīng)過路口的違章車輛進(jìn)行抓拍，獲得車輛圖像，記錄下車輛經(jīng)過的時(shí)間、車牌號、方向等數(shù)據(jù)，并全部匯入網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，傳輸至中心管理平臺。傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將路口單元采集的數(shù)據(jù)和圖像傳輸至監(jiān)控中心。中心管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對前端設(shè)備的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，對抓拍圖像和數(shù)據(jù)的處理，圖片和視頻的集中存儲，圖片視頻的關(guān)聯(lián)以及違章車輛的處罰等工作。典型傳輸網(wǎng)絡(luò)一由此上傳典型傳輸網(wǎng)絡(luò)一由此上傳電子警察系統(tǒng)的建設(shè)思想是以路口單個(gè)方向作為最小的建設(shè)單元。各方向設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)匯聚，每個(gè)路口設(shè)置一個(gè)總出口與中心互聯(lián)。路口單元通常由高清攝像機(jī)，補(bǔ)光燈，電子警察業(yè)務(wù)處理機(jī)，紅綠燈信號檢測器，車檢器，地感線圈，傳輸設(shè)備，UPS電源及其它設(shè)備組成。在路口的四個(gè)交通方向上分別設(shè)置一臺交換機(jī)，在與路口攝像機(jī)和業(yè)務(wù)處理機(jī)等設(shè)備相連的同時(shí)，采用光纖分別將四個(gè)方向的交換機(jī)組成光纖環(huán)網(wǎng)，再經(jīng)由某一臺纖傳輸至監(jiān)控中心。因此，其中一個(gè)路口至少需要四臺交換機(jī)，其中三臺交換機(jī)需要兩個(gè)光口，一臺交換機(jī)需要三個(gè)光口。? 典型傳輸網(wǎng)絡(luò)二在間距較窄的小型路口，可將四個(gè)方向上的信號燈控制、環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)在一個(gè)交換機(jī)上匯聚后通過光纖傳輸至監(jiān)控中心。?推薦產(chǎn)品路口交換機(jī)：SICOM3000卡軌式交換機(jī)，支持2個(gè)百兆光口和6個(gè)百兆電口SICOM3009A卡軌式交換機(jī)，支持3個(gè)百兆光電可選接口和6個(gè)百兆電口SICOM3005卡軌式交換機(jī)，支持2個(gè)百兆光口，3個(gè)百兆電口和4個(gè)RS232/RS485串口，可直接與串口設(shè)備相連。治安卡口系統(tǒng)治安卡口系統(tǒng)是一種新型智能交通系統(tǒng)，是在市區(qū)重要道路，高速公路出入口，收費(fèi)站等重點(diǎn)治安地段設(shè)立一個(gè)自動監(jiān)控點(diǎn)，對過往車輛的情況進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)檢測與記錄。系統(tǒng)全天候地對過往的每一輛車進(jìn)行車牌識別，速度檢測，黑車庫對比，圖像抓拍保存，實(shí)時(shí)將相關(guān)信息傳輸回系統(tǒng)中心，并實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控報(bào)警功能。電子警察系統(tǒng)與治安卡口系統(tǒng)都是先進(jìn)的“科技強(qiáng)警”手段。二者的區(qū)別是：電子警察系統(tǒng)的主要目的在于制止交通違章，規(guī)范車輛行駛。而卡口系統(tǒng)主要是為各地公安部門偵破案件提供重要線索與依據(jù)。智能卡□系統(tǒng)主要由前端卡口系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，中心管理系統(tǒng)三大部分組成。前端卡口系統(tǒng)是智能卡□系統(tǒng)的核心部分，采用先進(jìn)的車輛感應(yīng)檢測技術(shù)，將通過卡口監(jiān)控點(diǎn)的所有車輛進(jìn)行圖像記錄，并將抓拍的圖片和相關(guān)的信息送回指揮中心。網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)連接前端卡口系統(tǒng)和后端管理系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)把采集的車輛信息，包括車輛圖片，經(jīng)過的時(shí)間，車型，車輛牌照，行駛方向，是否超速違章等信息發(fā)送到中心服務(wù)器，同時(shí)也能夠?qū)⒅行牡目刂菩盘杺鬏斨燎岸恕Ｖ行钠脚_可以完成車輛記錄查詢，車輛違法處罰，黑名單報(bào)警，流量統(tǒng)計(jì)等功能。典型傳輸網(wǎng)絡(luò)自學(xué)交換機(jī)前端卡口系統(tǒng)主要設(shè)備是攝像機(jī)，補(bǔ)光燈或閃光燈，車檢器，地感線圈，終端服務(wù)器，傳輸設(shè)備和UPS電源。交換機(jī)通過百兆電口與攝像機(jī)，終端服務(wù)器相連，將攝像機(jī)采集的高清視頻信號，以及其他檢測設(shè)備采集的數(shù)據(jù)通過百兆或千兆光纖匯聚到核心交換機(jī)，傳輸至監(jiān)控中心，保證了大量視頻和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)和可靠傳輸。推薦產(chǎn)品卡口交換機(jī)：SICOM3306卡軌式交換機(jī)，支持1個(gè)千兆光口和8個(gè)百兆電口KIEN7009卡軌式交換機(jī)，支持1個(gè)百兆光口和7個(gè)百兆電口核心交換機(jī)：SICOM6028GP三層機(jī)架式交換機(jī)，支持28個(gè)全千兆接口