摘要:在分析智能交通系統(tǒng)(ITS)和移動信息系統(tǒng)(Telematics)的基礎上,提出了利用ITS的發(fā)展現(xiàn)狀和Telematics技術來組建汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的可行性,然后在簡單分析現(xiàn)有汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測技術發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,充分考慮實際情況組建了汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
關鍵詞:遠程監(jiān)測;移動信息系統(tǒng);智能交通系統(tǒng)(ITS);汽車
隨著城市化的進展和汽車的普及。交通運輸問題日益嚴重,主要表現(xiàn)在:道路車輛擁擠、交通運輸效率低(空載率高)、駕駛員缺少有關的交通信息、交通事故率升高、交通造成的環(huán)境惡化等。交通是否擁堵,已經(jīng)成為大中城市居民每天都要關心的問題:公路是否通暢,也已經(jīng)成為制約社會和經(jīng)濟正常運轉(zhuǎn)的因素之一,誰也沒有想到,在發(fā)展中的中國.車和路的矛盾、交通和環(huán)境的矛盾會來得這樣早。解決車和路的矛盾,常用的有兩個辦法:一是控制需求,最直接的辦法就是限制車輛的增加;二是增加供給.也就是修路,但是這兩個辦法都有其局限性。長期以來,國外無一例外地采取了大量修筑道路基礎設施的辦法。但是,面對越來越擁擠的交通、有限的資源和財力以及環(huán)境的壓力,再大量修筑道路已經(jīng)十分困難。在這種情況下,人們把注意力轉(zhuǎn)向依靠交通系統(tǒng)的科學管理,從系統(tǒng)的觀點出發(fā),把車輛和道路設施綜合起來考慮,運用各種現(xiàn)代技術手段系統(tǒng)地解決道路交通問題、城市建設問題,并提出了智能交通系統(tǒng)(ITS)的概念。
智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem)是指充分利用現(xiàn)代化的通信、定位、傳感以及其他與信息有關的技術來減少交通擁擠和提高城市建設水平。提高交通量,改善交通安全狀況,充分利用路網(wǎng)資源并減少對環(huán)境的影響,快速實現(xiàn)交通信息的采集和傳遞.在人、車、路之間構造了最優(yōu)時空模型,從而合理分配交通信息,是改善地面交通條件的一項有戰(zhàn)略意義的系統(tǒng)工程,其涉及到先進的空間定位技術、基礎地理信息采集和更新技術與通信技術。
1ITS與移動信息系統(tǒng)(Telematics)
移動通信導航信息系統(tǒng),簡稱移動信息系統(tǒng).即Telematics,是一種新型的通信集成系統(tǒng).主要用于對移動目標的通信聯(lián)絡、導航定位、調(diào)度指揮、安防急救和信息服務等,它伴隨智能交通系統(tǒng)(ITS)應運而生,是ITS的重要組成部分。它是以通信與定位為核心的一種新技術系統(tǒng),為移動目標(人、車、物)提供服務,是個具有巨大潛力的產(chǎn)業(yè),由于其功能卓著,所以有著非常廣泛的用戶群,已有許多汽車制造商將其當成緊急救援裝備作為他們車輛安全系統(tǒng)的標準配置。
移動信息系統(tǒng)的最大特點是它不僅僅是單一的車載電臺系統(tǒng),更重要的是它有一個管理服務中心。只有有了中心,各種服務功能才能發(fā)揮出來。與服務緊密相關,而且是以服務為主,這是移動信息系統(tǒng)的最大特點,也只有通過服務使系統(tǒng)更具生命力?梢哉f移動信息系統(tǒng)是由設備制造和服務提供兩個行業(yè)共同支撐起來的。從GPS應用的觀點來看,移動信息
系統(tǒng)實際上是車輛監(jiān)控與自主導航的結合,是將汽車上的各種電氣系統(tǒng)的整體集成。會對汽車制造、銷售、使用多方面產(chǎn)生革命性的影響。車載移動信息系統(tǒng)的心臟是其通信單元,通過這個單元可以與管理服務中心實現(xiàn)無線連接。通信單元作為車載移動信息系統(tǒng)的中心平臺,能將與系統(tǒng)有關的各種技術有機地集成起來,它將專門的位置信息傳遞到管理服務中心,反過來又通過蜂窩電話從中心給車上司機派發(fā)移動信息服務的任務。這些服務包括在緊急情況下對司機進行調(diào)遣醫(yī)療救助服務,或?qū)囎映霈F(xiàn)故障的司機派發(fā)道路救援服務.其他服務還包括中心發(fā)送導航協(xié)助和實時交通信息,以及其他信息服務。通信單元還與車載控制單元(或車載計算機)連接。增強服務功能,如汽車發(fā)動機的遙控診斷和汽車氣囊指示等。移動信息系統(tǒng)的主要組成是其通信單元(TCU),在北美,TCU包括GPS接收機、蜂窩電臺和MODEM/電臺控制板;在歐洲和亞洲,TCU則包括GPS接收機、GSM電臺和相應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移服務(例如SMS或GPRS)。系統(tǒng)具體結構如圖l表示。
2移動信息系統(tǒng)(Telematics)與汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測技術
通過以上的介紹我們可以知道。隨著ITS系統(tǒng)研究的深入和不斷應用,在移動信息系統(tǒng)的基礎上開展汽車狀態(tài)監(jiān)測技術是完全可行的。而且目前我國已經(jīng)具有進行該項研究的技術基礎和研究應用的市場前景。它不僅適應了計算機技術、信息技術和大交通系統(tǒng)的氛圍相接軌的趨勢,而且能夠提高汽車檢修和維修的可靠性,消除不必要的浪費,提高汽車行駛的安全系數(shù),有利于交通指揮,提高交通網(wǎng)絡的運行效益。
就目前國內(nèi)外關于汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測技術研究的現(xiàn)狀和應用來看,汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測技術的實現(xiàn)大致可以分為以下三類:
(1)基于ITS的汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng);
(2)基于GPS的車輛定位及狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);
(3)基于GSM/GPS的車輛動態(tài)監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)。
這三種系統(tǒng)既有互通之處又有各自的特點.但在本質(zhì)上它們都是汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測技術的發(fā)展模式,它們的出現(xiàn)開拓了汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測技術的研究領域.真正實現(xiàn)了計算機技術、信息技術、通信技術與ITS研究的相互融合。但是這三種研究模式基本上都是圍繞汽車準確定位、車輛監(jiān)控和方便管理的角度來進行的.并未真正涉及到汽車整體或零部件運行狀態(tài)的遠程實時監(jiān)測,因此要在充分研究和分析這三種研究模式的基礎上.考慮目前我國ITS的發(fā)
展情況和基本國情來組建相應的汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
3關于實現(xiàn)汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測的思考
汽車狀態(tài)監(jiān)測工作.是提高汽車使用可靠性的有力措施,除了能夠及時發(fā)現(xiàn)故障并處理,保證車輛在良好的狀態(tài)下運行外.長期積累的故障資料還可以為設計、制造、裝配等部門提供改進參考資料。盡管汽車的社會保有量大.但是對汽車實施狀態(tài)監(jiān)測時,由于汽車自身移動的特點和小價值的原因,加上一般使用人員不具備維護汽車的能力。其結果使得汽車的狀態(tài)監(jiān)測工作開展得舉步為艱。國內(nèi)目前運行中的汽車,尤其是國產(chǎn)汽車,幾乎都沒有配備狀態(tài)監(jiān)測設備。以及配套的設備狀態(tài)智能監(jiān)測技術。若將故障車輛的在線監(jiān)測信號通過ITS服務中心傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心和故障維修中心,對故障車輛進行維修指導,并對相關車輛進行有效的指揮疏導.將會大幅度提高運輸效率,它帶來的社會效益是十分可觀的。
由汽車群體共享的狀態(tài)監(jiān)測中心所提供的服務,其品質(zhì)和價格將是最佳的,而這種服務。必需考慮借助現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡,將設備狀態(tài)信息傳輸?shù)竭h程監(jiān)測中心才能實現(xiàn),其特點是利用某一類通信網(wǎng)絡的遠程高性能傳輸能力,保證覆蓋范圍內(nèi)的大量汽車加入到遠程監(jiān)測網(wǎng)絡中,在大大降低監(jiān)測儀器價格與汽車價格之比的同時,將保證網(wǎng)絡內(nèi)所有汽車的工作狀態(tài)都得到有效的監(jiān)測。同時隨著電信、信息技術和業(yè)務以及計算機技術的飛速發(fā)展.國際上
出現(xiàn)了“三網(wǎng)融合”(三網(wǎng)指公眾電話網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和Internet網(wǎng))的潮流,可以考慮利用“三網(wǎng)融合”的趨勢,依托現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡組建汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。此外車輛的移動性決定了系統(tǒng)通信必須采用移動通信的方式。GSM是最佳移動通信網(wǎng)絡的選擇,它有如下優(yōu)點:①標準化程度高,接口開放,聯(lián)網(wǎng)能力強,能國際漫游;②能提供標準ISDN業(yè)務;③支持點到點雙向的短消息業(yè)務;④保密、安全性能好.具有鑒別、加密功能;⑤價格便宜。
綜上所述可以考慮基于GSM網(wǎng)絡的、充分利用“三網(wǎng)融合”技術的、由汽車群體共享的汽車狀態(tài)遠程監(jiān)測系統(tǒng),其系統(tǒng)結構如圖2所示。從圖中可以看出:信息在傳遞的過程中需要經(jīng)過現(xiàn)有公眾電話網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和Intemet網(wǎng),其中車載通信單元可以由裝有SIM卡的無線Modem來組成,監(jiān)控中心通過固定電話線撥號的方
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