城市交通道路选择器|体育在线365
城市交通道路选择器
发布时间:2011.05.09
发布人:作者:门昱含
浏览次数:2241次

 

指导教师:赵国庆老师

体育在线365高二(6)班

 

摘要

根据北斗导航系统的定位功能,为未来出行设计的道路选择系统。将导航系统和测速器联系起来,以各地理区域为单位,可以测量出道路拥挤情况。用户可以边驾车边调整自己的行驶路线,最大限度地保证了道路的畅通无阻,节省时间。

联系电话:13238065822  Emailmenwanni199309222163.com

 

关键词 导航系统,测速器,交通拥挤,卫星探测

 

 

1. 背景及意义

目前,随着人口的增加,车流数量也急剧增加,交通拥堵现在已经成为极大的问题。可以预计,在未来,随着私家车的出行,人们想在高峰期出行势必举步维艰。随着中国北斗导航定位系统的出现,卫星定位已经不再是一个理想,那么在卫星定位的基础上,如果可以查看每条路上的车流数,就可以确定那条路是畅通无阻的,这样也可以大大缓解交通拥堵。

2. 原理

1利用的北斗导航原理

首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和,从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又可知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标,这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

短报文通信:一次可传送多达120个汉字的讯息。

精密授时:精度达10纳秒。

定位精度:水平精度100(1σ),设立标校站之后为20(类似差分状态)

工作频率:2491.75MHz

 

2城市交通道路选择器与北斗导航系统的联系

简单的说,就是利用北斗导航系统的定位功能.

城市交通道路选择器分成两个部分,一个在道路周边检测车流量(车流查看器),一个在用户端接收信号并按照车流量显示可行路段(道路选择器)。

车流查看器原理:

车流查看器根据雷达探测原理可以检测出此时道路的车流量。车辆检测雷达是调频连续波雷达。该雷达发出的电磁波频率随线性调制信号电压的变化而变化。将该雷达安装在马路边的竖起高杆上,俯向下往各车道发射微波,并接收各车道上车辆反射回来的微波。由于存在多普勒频移,各车道上车辆和雷达之间的距离不同,反射回来的电磁波与当前雷达发射的电磁波频率之差也不同,雷达通过对中频信号进行频谱分析,并判断各车道对应频率分量的强弱即可知道各车道有没有车辆存在。这样根据各数据就可以看出道路的饱和度,判断车流量。

因此车流查看器最重要的是储存数据,然后发出信号。储存的数据可以保留一个信号灯的时间,并且按照这段时间间隔向当地中心系统发出信号。这样便完成了检测每个路段的车流密度。

总体工作步骤

第一阶段:(首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。)这一部分与北斗的初步导航是完全相同的。根据到达卫星的时差可以计算此时用户的三维地理位置。这是为用户定位的阶段。   与此同时,用户把想要到达的目的地的地理位置,利用北斗导航的信号发送至目的地当地控制中心。

第二阶段:当用户发出的目的地定位信号到达当地控制中心时,当地控制中心已经储存了该地所有的路段的路况信息。将这些信息以信号形式传入中心控制系统,同时结合上一阶段的定位信息将数据与各路段地图结合起来发回用户手中。

第三阶段:当用户接收到来自中心系统的信息后,使用道路选择器在车上的导航地图进行数据分析。根据车流数据大小排列选择最优路段,并用一条显示线将所经路段连接起来,使其简单明了。有时根据实际情况(路程远近等)用户可自行选择。另外道路选择器最大优点是可以把动态的车流情况如实反映出来,使用户可以及时地调整路线。

流程图:

用户车上实际道路选择情况示意图:

(3)车流查看器分布可以依附于电子眼周围,不必重新建设专门的场所来安置。而并不是所有的信号灯都适合安装,如果一条直道上有10-12个信号灯,那么每一个都装就是有些浪费资源。应该结合当地实际情况来设计,达到既不浪费又充分体现路况的效果。

(4)城市交通道路选择器的实施以前人们获取路况信息的方式只有通过交通台广播。而广播的内容往往是定位不清晰,只有某某路拥堵严重,而那些潜在的拥堵路段却不能被反映出来。有时用户驾车出行因为不知道前方准确的路况信息,而导致判断出行路线失误。造成这种现象的根本原因是以前的导航定位系统不完善,即使有专门的测量车流的仪器,也不能准确地将车流信息发回到用户手中。而现在根据北斗导航的双向定位原理,可以使用户及时收到数据,方便判断路况。这为车流查看器的出现提供了极好的基础。

 

3.城市交通道路选择器前景交通拥堵的现状与危害随着世界经济的不断发展和汽车的迅速普及,当前交通拥堵已成为一个普遍存在的国际性难题.据统计,美国城市内以及州际间的高速公路有50%以上遭受严重阻塞;在日本东京高速公路拥堵严重时竟长达17小时,拥堵路面达10公里长;体育在线365国北京、上海等城市道路拥堵时车速仅10公里/小时,有时甚至还不如自行车快.交通拥堵给个人和社会带来一些不利的影响和危害,它不仅影响个人的出行情绪,造成经济损失,而且还可能危及人身安全,危害居民的身心健康.另外,它还对社会造成整体时间损失、空气污染,引发交通事故和使燃料费用等增加,美国每年因交通堵塞造成损失估计达630亿美元,并且会影响汽车、旅游等相关产业的发展,制约国民经济的发展。基于交通堵塞带来的危害,道路选择器不仅可以使市民出行得到畅通,而且大大缓解了警力,出行难不再是一个幻想。

参考文献

[1]百度百科http://baike.baidu.com/view/604445.htm

[2]卫星定位导航基础。 2009-1 西北工业大学出版社

[3]激光多普勒测速技术及应用。 清华大学出版社

[4] 车流量检测技术综述   http://www.jxdevelop.com/kjlw/2009/1.htm

校 长 室:83686710 副校长室:83605801

书 记 室:83671510 教 导 处:83693520

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城市交通道路选择器
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指导教师:赵国庆老师

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摘要

根据北斗导航系统的定位功能,为未来出行设计的道路选择系统。将导航系统和测速器联系起来,以各地理区域为单位,可以测量出道路拥挤情况。用户可以边驾车边调整自己的行驶路线,最大限度地保证了道路的畅通无阻,节省时间。

联系电话:13238065822  Emailmenwanni199309222163.com

 

关键词 导航系统,测速器,交通拥挤,卫星探测

 

 

1. 背景及意义

目前,随着人口的增加,车流数量也急剧增加,交通拥堵现在已经成为极大的问题。可以预计,在未来,随着私家车的出行,人们想在高峰期出行势必举步维艰。随着中国北斗导航定位系统的出现,卫星定位已经不再是一个理想,那么在卫星定位的基础上,如果可以查看每条路上的车流数,就可以确定那条路是畅通无阻的,这样也可以大大缓解交通拥堵。

2. 原理

1利用的北斗导航原理

首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和,从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又可知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标,这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

短报文通信:一次可传送多达120个汉字的讯息。

精密授时:精度达10纳秒。

定位精度:水平精度100(1σ),设立标校站之后为20(类似差分状态)

工作频率:2491.75MHz

 

2城市交通道路选择器与北斗导航系统的联系

简单的说,就是利用北斗导航系统的定位功能.

城市交通道路选择器分成两个部分,一个在道路周边检测车流量(车流查看器),一个在用户端接收信号并按照车流量显示可行路段(道路选择器)。

车流查看器原理:

车流查看器根据雷达探测原理可以检测出此时道路的车流量。车辆检测雷达是调频连续波雷达。该雷达发出的电磁波频率随线性调制信号电压的变化而变化。将该雷达安装在马路边的竖起高杆上,俯向下往各车道发射微波,并接收各车道上车辆反射回来的微波。由于存在多普勒频移,各车道上车辆和雷达之间的距离不同,反射回来的电磁波与当前雷达发射的电磁波频率之差也不同,雷达通过对中频信号进行频谱分析,并判断各车道对应频率分量的强弱即可知道各车道有没有车辆存在。这样根据各数据就可以看出道路的饱和度,判断车流量。

因此车流查看器最重要的是储存数据,然后发出信号。储存的数据可以保留一个信号灯的时间,并且按照这段时间间隔向当地中心系统发出信号。这样便完成了检测每个路段的车流密度。

总体工作步骤

第一阶段:(首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。)这一部分与北斗的初步导航是完全相同的。根据到达卫星的时差可以计算此时用户的三维地理位置。这是为用户定位的阶段。   与此同时,用户把想要到达的目的地的地理位置,利用北斗导航的信号发送至目的地当地控制中心。

第二阶段:当用户发出的目的地定位信号到达当地控制中心时,当地控制中心已经储存了该地所有的路段的路况信息。将这些信息以信号形式传入中心控制系统,同时结合上一阶段的定位信息将数据与各路段地图结合起来发回用户手中。

第三阶段:当用户接收到来自中心系统的信息后,使用道路选择器在车上的导航地图进行数据分析。根据车流数据大小排列选择最优路段,并用一条显示线将所经路段连接起来,使其简单明了。有时根据实际情况(路程远近等)用户可自行选择。另外道路选择器最大优点是可以把动态的车流情况如实反映出来,使用户可以及时地调整路线。

流程图:

用户车上实际道路选择情况示意图:

(3)车流查看器分布可以依附于电子眼周围,不必重新建设专门的场所来安置。而并不是所有的信号灯都适合安装,如果一条直道上有10-12个信号灯,那么每一个都装就是有些浪费资源。应该结合当地实际情况来设计,达到既不浪费又充分体现路况的效果。

(4)城市交通道路选择器的实施以前人们获取路况信息的方式只有通过交通台广播。而广播的内容往往是定位不清晰,只有某某路拥堵严重,而那些潜在的拥堵路段却不能被反映出来。有时用户驾车出行因为不知道前方准确的路况信息,而导致判断出行路线失误。造成这种现象的根本原因是以前的导航定位系统不完善,即使有专门的测量车流的仪器,也不能准确地将车流信息发回到用户手中。而现在根据北斗导航的双向定位原理,可以使用户及时收到数据,方便判断路况。这为车流查看器的出现提供了极好的基础。

 

3.城市交通道路选择器前景交通拥堵的现状与危害随着世界经济的不断发展和汽车的迅速普及,当前交通拥堵已成为一个普遍存在的国际性难题.据统计,美国城市内以及州际间的高速公路有50%以上遭受严重阻塞;在日本东京高速公路拥堵严重时竟长达17小时,拥堵路面达10公里长;体育在线365国北京、上海等城市道路拥堵时车速仅10公里/小时,有时甚至还不如自行车快.交通拥堵给个人和社会带来一些不利的影响和危害,它不仅影响个人的出行情绪,造成经济损失,而且还可能危及人身安全,危害居民的身心健康.另外,它还对社会造成整体时间损失、空气污染,引发交通事故和使燃料费用等增加,美国每年因交通堵塞造成损失估计达630亿美元,并且会影响汽车、旅游等相关产业的发展,制约国民经济的发展。基于交通堵塞带来的危害,道路选择器不仅可以使市民出行得到畅通,而且大大缓解了警力,出行难不再是一个幻想。

参考文献

[1]百度百科http://baike.baidu.com/view/604445.htm

[2]卫星定位导航基础。 2009-1 西北工业大学出版社

[3]激光多普勒测速技术及应用。 清华大学出版社

[4] 车流量检测技术综述   http://www.jxdevelop.com/kjlw/2009/1.htm

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