智能交通系统(ITS)与汽车状态远程监测技术

　　摘要：在分析智能交通系统(ITS)和移动信息系统(Telematics)的基础上，提出了利用ITS的发展现状和Telematics技术来组建汽车状态远程监测系统的可行性，然后在简单分析现有汽车状态远程监测技术发展现状的基础上，充分考虑实际情况组建了汽车状态远程监测系统。
　　关键词：远程监测；移动信息系统；智能交通系统(ITS)；汽车
　　随着城市化的进展和汽车的普及。交通运输问题日益严重，主要表现在：道路车辆拥挤、交通运输效率低(空载率高)、驾驶员缺少有关的交通信息、交通事故率升高、交通造成的环境恶化等。交通是否拥堵，已经成为大中城市居民每天都要关心的问题：公路是否通畅，也已经成为制约社会和经济正常运转的因素之一，谁也没有想到，在发展中的中国．车和路的矛盾、交通和环境的矛盾会来得这样早。解决车和路的矛盾，常用的有两个办法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给．也就是修路，但是这两个办法都有其局限性。长期以来，国外无一例外地采取了大量修筑道路基础设施的办法。但是，面对越来越拥挤的交通、有限的资源和财力以及环境的压力，再大量修筑道路已经十分困难。在这种情况下，人们把注意力转向依靠交通系统的科学管理，从系统的观点出发，把车辆和道路设施综合起来考虑，运用各种现代技术手段系统地解决道路交通问题、城市建设问题，并提出了智能交通系统(ITS)的概念。
　　智能交通系统(IntelligentTransportationSystem)是指充分利用现代化的通信、定位、传感以及其他与信息有关的技术来减少交通拥挤和提高城市建设水平。提高交通量，改善交通安全状况，充分利用路网资源并减少对环境的影响，快速实现交通信息的采集和传递．在人、车、路之间构造了最优时空模型，从而合理分配交通信息，是改善地面交通条件的一项有倡议意义的系统工程，其涉及到先进的空间定位技术、基础地理信息采集和更新技术与通信技术。
　　1ITS与移动信息系统(Telematics)
　　移动通信导航信息系统，简称移动信息系统．即Telematics，是一种新型的通信集成系统．主要用于对移动目标的通信联络、导航定位、调度指挥、安防急救和信息服务等，它伴随智能交通系统(ITS)应运而生，是ITS的重要组成部分。它是以通信与定位为核心的一种新技术系统，为移动目标(人、车、物)提供服务，是个具有巨大潜力的产业，由于其功能卓著，所以有着非常广泛的用户群，已有许多汽车制造商将其当成紧急救援装备作为他们车辆安全系统的标准配置。
　　移动信息系统的最大特点是它不仅仅是单一的车载电台系统，更重要的是它有一个管理服务中心。只有有了中心，各种服务功能才能发挥出来。与服务紧密相关，而且是以服务为主，这是移动信息系统的最大特点，也只有通过服务使系统更具生命力。可以说移动信息系统是由设备制造和服务提供两个行业共同支撑起来的。从GPS应用的观点来看，移动信息
　　系统实际上是车辆监控与自主导航的结合，是将汽车上的各种电气系统的整体集成。会对汽车制造、销售、使用多方面产生革命性的影响。车载移动信息系统的心脏是其通信单元，通过这个单元可以与管理服务中心实现无线连接。通信单元作为车载移动信息系统的中心平台，能将与系统有关的各种技术有机地集成起来，它将专门的位置信息传递到管理服务中心，反过来又通过蜂窝电话从中心给车上司机派发移动信息服务的任务。这些服务包括在紧急情况下对司机进行调遣医疗救助服务，或对车子出现故障的司机派发道路救援服务．其他服务还包括中心发送导航协助和实时交通信息，以及其他信息服务。通信单元还与车载控制单元(或车载计算机)连接。增强服务功能，如汽车发动机的遥控诊断和汽车气囊指示等。移动信息系统的主要组成是其通信单元(TCU)，在北美，TCU包括GPS接收机、蜂窝电台和MODEM／电台控制板；在欧洲和亚洲，TCU则包括GPS接收机、GSM电台和相应的数据转移服务(例如SMS或GPRS)。系统具体结构如图l表示。

　　2移动信息系统(Telematics)与汽车状态远程监测技术
　　通过以上的介绍我们可以知道。随着ITS系统研究的深入和不断应用，在移动信息系统的基础上开展汽车状态监测技术是完全可行的。而且目前我国已经具有进行该项研究的技术基础和研究应用的市场前景。它不仅适应了计算机技术、信息技术和大交通系统的氛围相接轨的趋势，而且能够提高汽车检修和维修的可靠性，消除不必要的浪费，提高汽车行驶的安全系数，有利于交通指挥，提高交通网络的运行效益。
　　就目前国内外关于汽车状态远程监测技术研究的现状和应用来看，汽车状态远程监测技术的实现大致可以分为以下三类：
　　(1)基于ITS的汽车状态远程监测系统；
　　(2)基于GPS的车辆定位及状态监测系统；
　　(3)基于GSM／GPS的车辆动态监控及调度系统。
　　这三种系统既有互通之处又有各自的特点．但在本质上它们都是汽车状态远程监测技术的发展模式，它们的出现开拓了汽车状态远程监测技术的研究领域．真正实现了计算机技术、信息技术、通信技术与ITS研究的相互融合。但是这三种研究模式基本上都是围绕汽车准确定位、车辆监控和方便管理的角度来进行的．并未真正涉及到汽车整体或零部件运行状态的远程实时监测，因此要在充分研究和分析这三种研究模式的基础上．考虑目前我国ITS的发
　　展情况和基本国情来组建相应的汽车状态远程监测系统。
　　3关于实现汽车状态远程监测的思考
　　汽车状态监测工作．是提高汽车使用可靠性的有力措施，除了能够及时发现故障并处理，保证车辆在良好的状态下运行外．长期积累的故障资料还可以为设计、制造、装配等部门提供改进参考资料。尽管汽车的社会保有量大．但是对汽车实施状态监测时，由于汽车自身移动的特点和小价值的原因，加上一般使用人员不具备维护汽车的能力。其结果使得汽车的状态监测工作开展得举步为艰。国内目前运行中的汽车，尤其是国产汽车，几乎都没有配备状态监测设备。以及配套的设备状态智能监测技术。若将故障车辆的在线监测信号通过ITS服务中心传输到交通指挥中心和故障维修中心，对故障车辆进行维修指导，并对相关车辆进行有效的指挥疏导．将会大幅度提高运输效率，它带来的社会效益是十分可观的。
　　由汽车群体共享的状态监测中心所提供的服务，其品质和价格将是最佳的，而这种服务。必需考虑借助现有的通信网络，将设备状态信息传输到远程监测中心才能实现，其特点是利用某一类通信网络的远程高性能传输能力，保证覆盖范围内的大量汽车加入到远程监测网络中，在大大降低监测仪器价格与汽车价格之比的同时，将保证网络内所有汽车的工作状态都得到有效的监测。同时随着电信、信息技术和业务以及计算机技术的飞速发展．国际上
　　出现了“三网融合”(三网指公众电话网、移动通信网和Internet网)的潮流，可以考虑利用“三网融合”的趋势，依托现有的通信网络组建汽车状态远程监测系统。此外车辆的移动性决定了系统通信必须采用移动通信的方式。GSM是最佳移动通信网络的选择，它有如下优点：①标准化程度高，接口开放，联网能力强，能国际漫游；②能提供标准ISDN业务；③支持点到点双向的短消息业务；④保密、安全性能好．具有鉴别、加密功能；⑤价格便宜。
　　综上所述可以考虑基于GSM网络的、充分利用“三网融合”技术的、由汽车群体共享的汽车状态远程监测系统，其系统结构如图2所示。从图中可以看出：信息在传递的过程中需要经过现有公众电话网、移动通信网和Intemet网，其中车载通信单元可以由装有SIM卡的无线Modem来组成，监控中心通过固定电话线拨号的方