[发明专利]车载交通信息可视化接收机及其应用

说明书

一、技术领域

本发明属于电子信息和智能交通领域。具体来说是，本项发明作为一种车载电子设备，在智能交通领域用于接收来自交通信息中心发送的实时交通信息，并以可视化方式显示给用户，同时该装置还可以进行语音播报和具有调频广播接收功能。

二、技术背景

ITS是信息通信技术在交通领域中的应用。在交通领域，人车路三者构成了一个完整的统一体。只有通过信息的流动将三者紧密地连系在一起，人机协同运作，才能保证交通运输的高效、安全、便捷。

每个国家的ITS中都会包括多个子系统，如交通管理信息系统TIMS、出行着信息系统ATIS，日本称作车辆信息通信系统VICS等等，如日本国内的ITS分为9个子系统，美国分成7个。其中多个子系统需要提供实时的交通信息，特别是在解决城市交通面临的交通拥堵、行车安全，导航诱导等方面，实时交通信息发布系统的作用就更加明显，是各国发展ITS过程中必不可少的系统，也是ITS中的基础平台之一。

车辆是移动的，中心与车辆的通信只能是通过无线方式。一种方式是通过语音广播，即驾乘人员可以用收音机接收发布的实时交通信息，这种方式所发布的信息容量小，用户无法选择，也不方便保存。第二种是通过移动通信网，用户用手机接收，这种方式只能针对特定用户，而且是收费的。它无法达到ITS中满足针对所有车辆用户的实时交通信息发布的要求。国外也有采用DSRC(短距离通信)包括5.8G微波通信和红外光波通信方式，这种方式要求在路边建大量的发射站(塔)，在城区只能用作辅助手段。而城市中的实时交通信息发布，在国外使用的通信方式是调频多工数据广播。这种方式的优点是显而易见的。调频多工数据广播是免费接收，覆盖整个城市范围，所有车辆均可接收，传输的信息量容大，并且可提供良好的可视化界面。这些优点都是其他通信手段无法替代的，这也就是世界各国都采用调频多工数据广播网作为城市实时交通信息发布系统唯一的网络的根本原因。

调频多工数据广播是利用调频广播的副载波波段进行数据广播的。在我国，副载波波段基本上是闲置的。另一方面，我国10千瓦的调频广播发射台就有一千多座，覆盖了几乎所有的大中城市。这样，通过调频多工数据广播发布实时交通信息以缓解城市交通出行难的问题成为非常有效的解决方案。事实上，国际上也是这样做的。

调频多工数据广播的技术体制包括早期的RDS和专为移动车辆数据通信研制的DARC体制，两种技术的介绍和比较如下：

RDS(Radio Data System)，70年代中期诞生在西欧，1986年欧洲广播联盟制定统一标准，1993年1月美国也制订于之类似的RBDS标准。至此RDS成了数据广播第一个国际标准。RDS它使用调频立体声信号中的副载波57KHZ，传输率1.1875kbit/s，调制方式为DPSK(非相干解调)，它可为驾驶员传送交通广播电台的各种信息识别信号，目前RDS在西欧已相当普及。

DARC(Data Radio Channel)系统。DARC系统已于1995年经国际电信联盟推荐为国际标准：Rec.ITU-R BS.1194。DARC系统使用的副载波频率为76kHz，该系统提供16kbps的传输速率，是RDS体制的替代技术。在各种数据广播规范中，属于既适合于固定接收、又适合于移动接收的，传输容量相对较大的一种数据广播方式。该系统还能兼容RDS。

采用RDS技术，数据传输能力很低，不足以提供导航和交通信息发布所需的、更大的数据、文本、图象乃至GIS数据通信能力，与DARC技术相比，它显然是一种落后的技术。

本项发明涉及的数据通信方式采用的是多工调频数据广播方式中DARC技术体制，这是本项发明中的一个重要特征。我们在此基础上实现的实时交通信息发布系统是全国第一个采用多工调频数据广播实现的实时交通信息发布系统，并于2005年11月获交通部国家创新纪录证书。

一个完整的实时交通信息发布系统示意图如附图一所示。作为车载的移动接收终端，国外一般均采用具有调频数据接收能力的导航机(这里称其为导航一体机)。如日本的VICS和欧洲的SWIFT系统。VICS系统是专用于交通领域的全国性的交通信息通信系统。SWIFT主要是为用户提供各种服务信息，如新闻、天气、交通旅游、体育比赛、金融行情等。