智能交通系統

摘    要：本文提出了一種基于CDMA 的智能交通系統設計原理和實(shí)現方案，簡(jiǎn)要介紹了CDMA 技術(shù)的基本知識，描述了CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸應用于交通數據傳輸的實(shí)現方法。通過(guò)實(shí)際應用，獲得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：CDMA；VPDN；交通；聯(lián)網(wǎng)；智能交通；

一、背景介紹

現代城市的發(fā)展，交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。隨著(zhù)城市車(chē)輛的增加，已經(jīng)成為交通管理部門(mén)所面臨的重要問(wèn)題。城市交通控制系統是面向全市的交通數據檢測，交通信號燈控制與交通誘導計算機監控系統，已成為現代交通監控系統中重要的組成部分，主要用于城市道路交通控制與管理，對提高城市道路的通行能力，緩和城市交通擁擠起著(zhù)重要作用。在整個(gè)智能交通管理系統中可以采用數傳電臺，光纖接入等方式。但在使用中受地理環(huán)境，氣候，高額的費用影響比較嚴重，造成系統的可靠性，實(shí)時(shí)性較差。CDMA無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的應用及時(shí)解決了系統施工不方便，維護成本高，擴展性差等問(wèn)題。實(shí)現區域或整個(gè)城市交通監控系統的統一控制，協(xié)調和管理，采用符合工業(yè)標準的通信和系統集成技術(shù)，具有穩定性好，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

二、系統特點(diǎn)

智能交通無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)系統具備如下特點(diǎn)：

1、良好的實(shí)時(shí)響應與處理能力：CDMA具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性，系統無(wú)時(shí)延，系統能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取，處理多個(gè)交通點(diǎn)的各種數據，無(wú)需輪巡就可以同步監測點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿(mǎn)足系統對數據采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

2、遠程設備控制：由于采用CDMA雙向傳輸系統，監控中心可以反向實(shí)現對設備的時(shí)間校正，狀態(tài)報告，開(kāi)關(guān)以及其他監測，控制等功能。

3、建設成本低：可充分利用現有CDMA網(wǎng)絡(luò )，設備安裝即接通，而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現場(chǎng)環(huán)境，還需要配備天線(xiàn)鐵架等附屬設備。

4、安裝調試簡(jiǎn)單，建設周期短：利用現有成熟CDMA網(wǎng)絡(luò )，系統投入運行時(shí)基本不需要調試，安裝簡(jiǎn)捷。采用超短波通信時(shí)安裝調試工作量大，要先進(jìn)行現場(chǎng)信號測試，天線(xiàn)鐵架架設，天線(xiàn)方向角度調試等工作。

5、覆蓋范圍廣：構建智能交通系統系統要求數據通信覆蓋范圍廣，擴容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿(mǎn)足山區，鄉鎮和跨地區的接入需求。 由于監控點(diǎn)數量眾多，分布在全市范圍內，部分監控點(diǎn)位于偏僻地區，而且地理位置分散。采用超短波通訊方式，覆蓋范圍只有30多公里；而采用CDMA方式，理論上在無(wú)線(xiàn)CDMA網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍之內，都可以實(shí)現監控。

6、數據傳輸速率高：CDMA網(wǎng)絡(luò )傳送速率理論上可達372Kbps，實(shí)際應用時(shí)數據傳輸速率在80Kbps左右，而目前一般的超短波數傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。

7、系統的傳輸容量大：監控中心站要和每一個(gè)管網(wǎng)監控點(diǎn)實(shí)現實(shí)時(shí)連接。由于交通監控點(diǎn)數量眾多，系統要求能滿(mǎn)足突發(fā)性數據傳輸的需要，而CDMA技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數據的需要。

8、通信費用低，可按時(shí)間和流量進(jìn)行收費。

9、系統易于擴展和維護。

三、系統組成 

（圖）智能交通系統示意圖

CDMA智能交通控制系統的網(wǎng)絡(luò )架構如圖所示，系統分為三個(gè)部分，分別是交通管理中心，CDMA無(wú)線(xiàn)路由器，現場(chǎng)設備包括車(chē)輛檢測器，信號燈控制機，電子警察等。監控中心主要完成人機交互工作，CDMA無(wú)線(xiàn)路由器主要完成信息的上傳和下載工作，現場(chǎng)采集設備主要完成現場(chǎng)交通信息的采集和信號燈的控制燈工作。

1、現場(chǎng)交通信息采集設備

多通道車(chē)輛檢測器是專(zhuān)門(mén)面向交通信息采集的基于高性能微處理器的多通道車(chē)輛檢測器。它由地磁線(xiàn)圈，車(chē)輛檢測卡，微處理器和數據處理軟件組成。交通信號燈控制機時(shí)一種基于實(shí)時(shí)內嵌操作系統的智能型交通信號燈控制機，實(shí)現了定時(shí)控制，多時(shí)段控制，感應控制，手動(dòng)控制燈功能。電子警察系統由前端數碼攝像機，車(chē)輛檢測器，數據傳輸和數據處理部分組成一反應快捷，效率高的交通違章自動(dòng)識別和處理的智能交通系統。

2、CDMA無(wú)線(xiàn)路由器傳輸終端設備

CDMA無(wú)線(xiàn)路由器主要工作時(shí)給現場(chǎng)監控采集設備提供網(wǎng)絡(luò )接入和交通監控中心的數據通信工作。

3、交通管理中心
本系統中的組態(tài)軟件是智能交通操作平臺的重要組成部分之一，主要完成對城市交通系統初始化配置工作，對前端數據采集設備采集的數據、圖片和視頻信息進(jìn)行處理、分析和存儲和對前端設備進(jìn)行控制和管理。

四、 系統安全性

在系統安全方面，本公司除了采用大型的SQL數據庫，系統對用戶(hù)實(shí)現分級授權管理和提供防火墻功能及完善的數據備份功能外，對CDMA網(wǎng)絡(luò )數據監控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數據可靠。

1、IP 過(guò)濾技術(shù)

由于監控中心服務(wù)于CDMA子網(wǎng)用戶(hù)，所有訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)的IP必為CDMA子網(wǎng)內的IP ，即所有的用戶(hù)必須通過(guò)CMNET才可能訪(fǎng)問(wèn)該服務(wù)器。因此，我們在系統中采用了IP過(guò)濾技術(shù)，對所有接受的數據包進(jìn)行過(guò)濾，拋棄掉所有的非法IP數據報。這一過(guò)程就好像將系統置身于CMNET的防火墻保護之下，所有的非法用戶(hù)只有先穿過(guò)了CMNET的安全防護才有可能訪(fǎng)問(wèn)到本系統，但對于安全措施非常強大的CMNET網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，這將是非常的困難。

2 、身分授權和密碼認證體系

采用IP過(guò)濾技術(shù)盡管可以防止一些非CMNET網(wǎng)段用戶(hù)的侵襲，但由于系統處于CDMA子網(wǎng)以外，IP過(guò)濾只能起到簡(jiǎn)單的安全防護，對于那些利用IP偽裝技術(shù)的非法用戶(hù)則無(wú)法識別。
由于該系統是專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)系統，訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)是預先確定的，利用這一特點(diǎn)，我們在系統中采用了用戶(hù)ID和密碼驗證技術(shù)，系統中存儲了有所客戶(hù)端的MAC地址以及密碼，對通過(guò)了IP過(guò)濾的數據包，再驗證其ID號和密碼。對于該系統以外的非法用戶(hù)，獲取合法的MAC地址和密碼將十分困難，所以這一步極大可能地增加了系統的安全性。 

3、系統采用標準的SSL數據安全通訊協(xié)議在客戶(hù)端和服務(wù)器端建立加密數據通道，保證私有數據傳輸的安全性；系統在應用層植入高可靠性的加密算法，使得數據在任何網(wǎng)絡(luò )出錯時(shí)都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產(chǎn)生“報文摘要”已實(shí)現對所有發(fā)送報文的數字簽名，保證了數據傳輸過(guò)程中的完整性，防止數據被篡改。

4 、訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程跟蹤

系統對所有的訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程進(jìn)行日志記錄，包括用戶(hù)身份、IP、時(shí)間、數字簽名、操作事項等信息，向系統管理人員提供了詳細、完整、有效的操作證明。

五、 總結

該系統是采用控制技術(shù)，信息技術(shù)，CDMA無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，系統工程技術(shù)等對傳統的交通系統進(jìn)行改造而形成的一種信息化，智能化的新型交通系統，在不增加道路的基礎設施的條件下大大改善交通狀況，達到減少旅行時(shí)間，降低燃料消耗，提高行車(chē)安全，保護城市環(huán)境的目的。