1、3G移动通信技术在城市交通信息系统中的应用研究毕业论文重庆邮电大学自考本科毕业论文 专 业： 通信工程 论文题目： 3G移动通信技术在城市 交通信息系统中的应用研究 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）任务书学 生 姓 名 准考证号码 专 业 指导教师姓名 指导教师单位 重庆邮电大学 一、 设计题目：3G移动通信技术在城市交通信息系统中的应用研究二、设计（论文）要求：查阅3G移动通信技术的发展领域和相关资料，分析3G移动通信技术在交通信息系统中的需求特点，了解其网络结构并研究车载设备查询路线。主要研究要求：充分掌握动态交通信息,设计基于第3代移动通信技术(3G)的城市交通信息系统3
2、层平台方案,并对其结构与功能进行了研究, 重点阐述其工作原理，用移动终端查询公共交通信息进行了研究,这里将以通过车载信息设备实现最短时间路线的导航为例来说明AUTIS的功能和优势。,最后以车联网结合3G网络技术为例说明基于3G技术的城市交通信息系统的优势。3、设计（论文）的主要内容：根据3G移动通信的特点，设计出先进的城市交通信息系统。主要包括：分析交通信息需求特点、AUTIS功能交通信息、ITS总结。四、主要参考资料：1孙立新，等编著. 第三代移动通信系统. 人民邮电出版社，2000年12月.2赵建平，吴晓文. 第三代移动通信业务剖析. 中国通信网, 2001年7月.3 胡坚波，段建莆. 中
3、国3G业务发展前景分析.3G市场观察, 2003.8.10.4汤吉群，李玲著.数据通信技术.人民邮电出版社，1999.5贺国光，李宇、马寿峰，基于数学模型的短时交通流预测模型研究，系统工程理论与实践，2000(12)6王方伟，丁振国等.无线自组网的拓扑控制策略研究. 2007.34(10)7何铁军,张宁；基于MSTP的高速公路联网视频监控研究J；交通运输工程与信息学报；2006年04期8姚丽亚,关宏志,魏连雨,孙立山；基于实时交通信息的行程时间估算及路径选择分析J；公路交通科技；2006年11期9汪诗锋,杨崇俊,刘冬林.芮小平；基于PDA的公共交通系统设计与实现J;计算机应用研究;2007年0
4、1期10明平顺,杨利强,张腊梅,廖勇;基于3G技术的智能车辆导航与无线互连系统J;武汉理工大学学报;2005年11期 指导教师（签名）部门负责人（签 名）（校外设计请加盖单位公章） 年 月 日重 庆 邮 电 大学自考本科毕业设计（论文）开题报告 考 号 姓 名 导师单位 重庆邮电大学 导师姓名 填表日期 2012 年 4月 论文题目3G移动通信技术在城市交通信息系统中的应用研究课题调查与文献阅读1、选题背景：随着我国经济的迅速发展,人们生活水平的不断提高，对出行便利的追求，导致城市化交通持续发展和汽车拥有量的稳定快速增加，城市交通的发展已经超过了我国交通管理发展的速度。因此城市交通中各种交通违
5、章行为给交通管理所带来的负面影响，往往是危害最大的一种。再加上我国各地城市交通发展情况不同，交通环境错综复杂，管理难度非常的大。在我国大中型城市中交通路口众多，交通流量大，违章事件频繁发生，在此情况下基于第3代移动通信技术(3rdGeneration, 3G)的智能交通指挥控制系统就能为控制交通违章行为的发生、智能化调节交通流量起到很大的作用。对于机动车、非机动车出行作为出行的个体,其移动特性决定了系统信息终端必须采用无线通信的方式。相对有线方式而言无线传输更具有成本低廉、建设周期短、适应性好、扩展性好、设备维护上更容易实现的优点。现在3G通信技术已经在世界上有些国家成功商用,在不同的环境条件
6、下,它能够提供384 kbps到3 Mbps的传输速度,这样的速率足以胜任传递交通信息的要求,因此通过 3G移动通信技术更能实现交通信息的交互和实时传递, 3G技术的应用将对交通信息系统的组成和工作产生深刻影响,本文将对应用3G移动通信技术构建的先进城市交通信息系统(AdvancedUrbanTrans- portation Information System, AUTIS)进行研究。2、交通现状：19791985年，城市交通问题以局部性与偶发性为基本特征，交通对策主要在于对症施治。开始提出了综合治理城市交通的概念，开展了提高现有道路交通能力以及交通管理科学化的研究，结果认为:应大力加快公共
7、客运交通的发展，改善乘车条件，吸引个体交通方式的转变，有效组织货运交通，减少空驶里程，提高运输效率，改善现有平面交叉路口的布置，增加路口车道数，并采取渠化措施;有条件的地方组织单向交通，合理组织道路分工，减少机动车和非机动车的混行;配备自动信号控制，完善交通标志，改善车辆行驶秩序。19861990年，城市交通开始出现系统性症候，矛盾由局部偶发性转为全面持续性。这一时期，交通规划开始摆脱传统模式，全面引入系统工程理论方法，注重城市交通的系统建设。道路交通流量以年均5%的速度增加，出行需求也开始由量变到质变，公车客运量出现负增长，居民出行开始日趋追求舒适性、时效性客运出行方式多样化。1991至今，
8、这一阶段:交通需求量持续增长，中心区土地超强度开发，吸引、产生和聚集了大量的交通流量，加剧了中心区交通日益增长的趋势;交通需求质量进一步提高，自行车使用量逐年下降，私人小汽车和其它机动交通方式高速发展;交通系统对外部环境的敏感性增加。3、未来发展3G 网络可以实现唯一标识并作为数据的接收/发送终端为ITS 提供服务。而3G 网络技术可以提供更为智能的交互方式，就像PC 与PC 之间的交互方式一样，3G 网络可以实现多节点的交互，如：与不同城市ITS 之间的交互，车与车之间的交互，与不同种类的信息平台之间交互等。通过这些交互，使得车辆在出行前可以选择更为合理的出行路线；在出行中能够合理规避可能遇
9、到的交通堵塞；在遇到交通堵塞时可以主动上传相关路况信息；为物流运输企业提供车辆监测服务等功能。所以，正是由于3G 网络能够提供智能的、多节点的交互方式及其多样性的功能，相信在下一代ITS 中，3G 网络做为重要的载体和方式必将成为重点的发展对象之一。4、选题研究的方法文献研究法：查阅相关专业书籍，搜集相关文献，同时进行网络检索；在此基础上整理、分析组建电子阅览室的相关理论知识与实践过程，总结需要运用的相关技术，分析其技术重点。实践研究法：3G通信网络具有较完备的安全保障措施，可以使以前只能在办公室内完成的交通管理业务现在前移到路面上完成，实现移动现场办公，确保了路面各类基础数据、路面交通状况的
10、准确性。理论分析与实验方法理论分析：1、 1、计算机网络系统构架的熟悉。2、 2、LAN构架的理解。3、 3、硬件与软件的选择与配置。4、 4、系统安装、测试与维护。实验方法：1、 1、对电子阅览室的系统构建。2、 2、iP的设置与网络的测试。3、 3、运行测试与分析。注：此页不够可增加。工作进度计划1、第一、二周根据任务书要求，对相关资料进行收集、整理，撰写开题报告。2、第三、四周根据整理后的资料写出文章大纲，并提交指导老师检查、讨论。3、第五、六、七周根据大纲撰写论文的初稿，并提交指导老师审阅、修改。4、第八、九周根据指导老师给的修改意见完成论文的中稿。5、第十周修正论文内容及格式，定稿。
11、6、第十一、十二周熟悉论文并打印论文，做好答辩课件，准备答辩。学生签字： 年 月 日指导教师意见 签字： 年 月 日 部门意见 负责人签字： 年 月 日说明：1. 开题报告工作是毕业设计的重要环节，务必高度重视。2. 开题报告在毕业设计的第三周内完成，并由导师和导师所在部门负责人签字。重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）指 导 教 师 意 见指导教师评语：建议成绩 （分数）指导教师（签名） 年 月 日 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）评 阅 教 师 意 见评阅教师评语：建议成绩 （分数）评阅教师（签名） 年 月 日 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）答
12、 辩 记 录一、 学生介绍设计（论文）情况：二、提问及答辩情况：提问一：答 辩：提问二：答 辩：提问三：答 辩：提问四：答 辩：提问五：答 辩：记 录（签名） 年 月 日 重庆邮电大学通信工程(本科)专业毕业设计（论文）答辩小组意见答辩小组评语：答辩成绩 （分数）（校外加盖单位公章）毕业设计总评成绩：指导教师给定 建议成绩（1）评阅教师给定 建议成绩（2）答辩小组给定 答辩成绩（3）毕业设计总评成绩（1）0.3（2）0.3（3）0.4答辩小组结论性意见：答 辩 小 组 负 责 人（签名） 院答辩委员会负责人 （签名） （校外设计请加盖单位公章）年 月 日 摘 要我们探讨了出行者对于交通信息需求
13、特点的基础上,对交通信息可以分为动态、静态和关联三类。为了充分掌握动态交通信息,设计了基于第3代移动通信技术(3G)的城市交通信息系统3层平台方案,并对其结构与功能进行了研究, 重点阐述了由服务器、数据库以及办公管理设备和网络设备组成的交通信息中心及其工作原理,最后以车载设备结合实时交通信息查找最短时间路线为例说明了基于3G技术的城市交通信息系统的功能和优势。该系统使出行者能够通过手持移动终端(手机、PDA等)或者车载设备实时地查询交通信息,因此更加适应交通信息的动态、时变的特性。本文介绍了城市智能交通的设计结构和3G网络在城市交通中的典型运用。它的实现和推广应用将会对社会经济的发展提供良好的
14、交通支持。最后，总结上述的研究、学习与工作，归纳出本课题的结论。关键词: 城市智能交通系统方案设计 智能交通系统工作模式 智能运输系统 城市交通信息系统 第3代移动通信 交通信息中心 车载设备 车联网ABSTRACTWe explored the traveler to traffic information needs on the basis of the characteristics of traffic information, can be divided into three types of static and dynamic, association. In order t
15、o fully grasp the dynamic traffic information, based on the design of the third generation mobile communication technology ( 3G ) of the city traffic information system 3 layer platform is designed, and its structure and function are studied, elaborated with emphasis by the server, database and offi
16、ce management equipment and a network device consisting of the traffic information center and its working principle, the last car equipment combined with the real time traffic information to find the shortest time path as an example based on 3G technology of city traffic information system function
17、and advantage. The system resorted to walker can pass through the mobile terminal ( mobile phone, PDA ) or vehicle-mounted equipment real-time query traffic information, therefore it is more adapted to the dynamic traffic information, time-varying characteristics. This paper introduces the design of
18、 city intelligent traffic structure and 3G network in the city traffic typical application. The implementation and application of the economic and social development will provide a good transportation support. Finally, summarize the research, learning and work, summarized the conclusion of this pape
19、r.【Key words】：City Intelligent Transportation System Design Intelligent Transportation System Working mode Intelligent Transportation System City Traffic Information system The third generation mobile communication Traffic Information center Vehicle Equipment Car Network目录前 言 - 1 -第一章 我国城市交通的概述 - 2
20、-第一节 我国城市交通系统的状况 - 2 -第二节 我国城市交通监控系统的现状 - 3 -第四节 交通信息的分类 - 4 -第一节 3G移动通信技术的演变历程 - 5 -一、 GSM向WCDMA的演进 - 5 -二、 IS-95向CDMA2000的演进 - 6 -第二节 TD-SCDMA 3G移动通信技术 - 6 -第一节 数据层主要功能 - 8 -第二节 服务层主要功能 - 8 -第三节 用户层主要功能 - 9 -第四章 先进城市信息系统（AUITS） - 10 -第一节 AUTIS总体结构 - 10 -第二节 TIC的结构 - 10 -第三节 AUTIS功能交通信息 - 11 -一、 车载
21、信息设备的结构行驶 - 11 -二、 车载设备查询 - 12 -三、 车辆定位功能 - 12 -四、出行信息查询功能 - 12 -第五章 3G技术在城市交通中的应用 - 13 -第一节 3G技术在城市交通中典型应用 - 13 -一、 移动视频会议 - 13 -二、移动现场指挥和远程传输 - 13 -四、与视频监控系统的整合 - 14 -五、公安交通管理专网业务的移动化 - 14 -第二节 3G技术与“车联网”的结合 - 14 -结束语 - 16 -致 谢 - 17 -参考文献 - 18 -前 言随着我国经济的迅速发展,人们生活水平的不断提高，对出行便利的不断追求，导致城市化交通持续发展和汽车拥
22、有量的稳定快速增加，城市交通的发展已经超过了我国交通管理发展的速度。因此城市交通中交通违章（违法）行为给交通管理所带来的负面影响，往往是危害最大的一种。再加上我国各地城市交通发展情况不同，交通环境错综复杂，管理难度非常的大。在我国大中型城市中交通路口众多，交通流量很大，违章事件频繁发生，在此情况下基于第3代移动通信技术(3rdGeneration, 3G)的智能交通指挥控制系统就能为控制交通违章行为的发生、智能化调节交通流量起到很大的作用。对于机、非出行作为出行的个体,其移动特性决定了系统信息终端必须采用无线通信的方式。相对有线方式而言无线传输更具有成本低廉、建设周期短、适应性好、扩展性好、设
23、备维护上更容易实现的优点。第2代移动通信传输方式存在着数据传输速率较慢的缺点,不适合用来传输大量的、多媒体的交通信息。现在3G通信技术已经在世界上有些国家成功商用,在不同的环境条件下,它能够提供384 kbps到3 Mbps的传输速度,这样的速率足以胜任传递交通信息的要求,因此通过 3G移动通信技术更能实现交通信息的交互和实时传递,但是3G技术的应用将对交通信息系统的组成和工作产生深刻影响,本文将对应用3G移动通信技术构建的先进城市交通信息系统 (AdvancedUrbanTrans- portation Information System, AUTIS)进行研究。第一章 我国城市交通的概述
24、第一节 我国城市交通系统的状况城市交通系统是城市经济和社会系统的一个子系统，它包括三个组成部分:城市道路系统、城市运输系统以及城市交通控制系统。我国城市交通的状况主要分以下几个时段来分析；19791985年，城市交通问题以局部性与偶发性为基本特征，交通对策主要在于对症施治。开始提出了综合治理城市交通的概念，开展了提高现有道路交通能力以及交通管理科学化的研究，结果认为:应大力加快公共客运交通的发展，改善乘车条件，吸引个体交通方式的转变，有效组织货运交通，减少空驶里程，提高运输效率，改善现有平面交叉路口的布置，增加路口车道数，并采取渠化措施;有条件的地方组织单向交通，合理组织道路分工，减少机动车和
25、非机动车的混行;配备自动信号控制，完善交通标志，改善车辆行驶秩序。19861990年，城市交通开始出现系统性症候，矛盾由局部偶发性转为全面持续性。这一时期，交通规划开始摆脱传统模式，全面引入系统工程理论方法，注重城市交通的系统建设。道路交通流量以年均5%的速度增加，出行需求也开始由量变到质变，公车客运量出现负增长，居民出行开始日趋追求舒适性、时效性客运出行方式多样化。1991至今，这一阶段:交通需求量持续增长，中心区土地超强度开发，吸引、产生和聚集了大量的交通流量，加剧了中心区交通日益增长的趋势;交通需求质量进一步提高，自行车使用量逐年下降，私人小汽车和其它机动交通方式高速发展;交通系统对外部
26、环境的敏感性增加。综上所述，城市交通现状有:交通需求增长迅猛；道路交通建设滞后；交通政策和体制不相适应；交通系统管理体系落后。第二节 我国城市交通监控系统的现状为了实现城市道路交通的畅通，缓解城市交通拥塞，减少道路交通事故，我国公安交通管理部门一直把科技应用作为主要发展方向，致力于城市交通管理的科学化、现代化和智能化。以城市交通指挥中心为核心的交通管理智能化发展大致经历了下列阶段:上世纪八十年代末到九十年代初，城市交通监控系统主要是以建立交通信号控制系统和交通电视监视系统为主要内容，主要功能就是对路口信号灯进行点、线、面相结合的控制，对路面的交通状况进行实时的监视，并辅之以人工干预。上世纪九十
27、年代以来，原来的监控系统中不断增加了GPS车辆定位系统、交通事故接处警系统、交通群体诱导系统，交通管理信息系统，交通地理信息系统等等，并逐步发展为城市交通指挥中心。其主要特征是指挥中心内的这些系统基本上都是物理上放置在一起，相互之间基本上不能进行信息交换与共享，实现统一调度与指挥。从上世纪九十年代末开始到本世纪初，我国公安交通管理部门和科研单位就开始研究如何实现各个系统之间的信息交换与共享，如何实现快速反应决策，完成统一调度与指挥，以建立新一代的智能化城市交通指挥系统，实现城市交通的智能化。第3节 出行者对交通信息需求特点城市公共交通是城市建设、经济发展和人民生活所必需的重要公共事业和重要基础
28、设施。然而出行者对于交通信息需求的最大特点在于要求道路交通的实时性,因为无论是出行前计划的制定还是出行过程中更改出行计划，都需要最能反应最新交通状态的实时信息；单个的出行者对交通信息需求数据量有限，但大量的出行者的信息需求量则比较巨大，并且对多媒体信息的需求越来越多。出行者要求城市交通信息系统提供的信息随自身的时空转移而相应改变，而能够提供适合出行者个人出行特点的交通信息。综上所述交通信息需求具有实时性、传输的高速性、接收移动性和数据总量大等特点。第4节 交通信息的分类城市的交通信息多种多样，目前，我国已基本形成了以公共汽车、私家车为主体，以出租车、地铁、轻轨和城市轮渡为辅的城市公共交通体系。
29、按照出行者信息需求的不同特性分为动态交通信息、静态交通信息和关联交通信息3类。图1.4 交通系统分布动态交通信息随时间和空间变化速率很快,静态交通信息在一段时间内可能保持不变或者变化很小,关联交通信息指的是与交通出行相关的信息。交通信息分类交通信息基本内容动态交通信息阻塞、通畅、行程时间、突发事故、交通工具位置及行驶路线、不同交通方式的到离站时间、交通控制信号、交通诱导信息等静态交通信息交通站点分布、换乘点、停车场、收费价格、售票站、交通限制、路况、施工与养护信息等关联交通信息宾馆、旅游、购物、娱乐、体育、气象信息等。第二章 3G移动通信技术第一节 3G移动通信技术的演变历程现在应用最广泛的是
30、第二代移动通信系统，而第三代移动通信系统相比第二代移动通信系统有很多根本性的变化，这就涉及到从现有网络向新网络过渡的问题。但是，移动通信网络的演进策略都是渐进式的，因为必须保证现有投资和运营商利益且有利于现有技术的平滑过渡。1、GSM向WCDMA的演进图2.1 GSM向WCDMA的演进过程向移动用户提供高速率的数据业务是推动第二代向第三代发展的重要因素。对于现有GSM系统，一般仅能够提供9.6kb/s的电路型数据业务。如果将多个时隙复用在一起，用户最高数据速率为57.6kb/s，该种方式被称为高速电路交换业务。此后出现的通用分组数据业务（GPRS），在核心网络首次引入了分组交换的方式，成为GS
31、M向第三代网络演进的必经之路，通常被称为二代半技术。由于在GPRS无线接口采用了新的信道编码方式，对于用户提供的最高速率171kb/s，一般为108kb/s。考虑到保护运营商已有第二代网络的利益，在演进的第一阶段可采用GPRS系统来实现，为拥护提供速率可达到100多kb/s的数据服务，在第二阶段，可以采用一种新的高电平调制方式的EDGE来提高调制的有效性，它使得用户数据速率可达到384kb/s。EDGE技术可以说是GSM系统的边缘技术，即它能达到的最高能力此后再过渡到WCDMA或其他3G系统。WCDMA2000是以UMTS/IMT-2000为目标的，能够提供非常有效的高速数据，具有高质量的语言和图像业务的新技术。在GMS向WCDMA的演进
