2024年3月21日发(作者:)
科技应用
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机动车驾驶人科目三考试系统无线网络传输
技术的应用与发展
文/林伟 黄斌 王凯
摘 要
:
基于机动车驾驶人科目三考试系统现有的网络传输技术应用现状,对自建
WIFI
网络和
4G
网络优缺点对比和分
析,重点介绍
WIFI
网络在复杂路况下双链路车载移动网桥工作模式,让复杂的山区考试路段在无
4G
网络的道路上实现
考试视频及数据的有效传输。
Abstract
:
Based on the current application status of network transmission technology in motor vehicle driver subject three test
system, the paper compared and analyzed the advantages and disadvantages of self-built WIFI network and 4G network, and
mainly introduced the work mode of WIFI network in dual-link vehicle mobile bridge under complicated road conditions which
realized effective transmission of test videos and data from complex stretch of mountain test sections without 4G network.
关键词
:
机动车驾驶人考试系统;双链路;视频监控;数据传输
Key words
:
motor vehicle driver test system; dual link; video surveillance; data transmission
随着我国机动车驾驶人电子考试系统的普及应
用,对无线传输网络的要求越来越高,尤其对科目三
道路考试系统建立一套高速、高效的无线传输系统,
是支撑科目三考试的基础,目前很多考试场地都已使
用基于WLAN(WIFI)技术的无线网络。基于目前驾
考行业发展的需求,多个无线网络厂家专门研发了多
款驾考专用无线网桥,采用双天线双通道设计,智能
自动化信号切换机制,可适应于科目三等各种考试场
地,安装配置简单,无需复杂的技术调试,能用于考试
线路远、道路复杂的科目三路考,可以确保从发车到
结束考试过程中所有数据实时传输、车载视频流畅,
该技术目前已在数百家驾校考场上使用。
盖的区域才能使用,易受地域影响限制,并且受制于
目前4G网络带宽的不足,无法传输高清的视频;第二
种是以WLAN技术自建5G无线局域网,特点是不受
地域限制,一次性投入建设成本,后期无需缴纳上网
费用,布局灵活,网络传输带宽高,实时性强,考试车
数据可以直接回传到监控中心。
随着驾考系统电子化进程加快,对网络依赖性越
来越强,良好的网络支撑是推进驾考电子化的必要条
件。目前国内电子驾考科目三无线视频及语音传输技
术大致分为以下两种。
1.1 4G数据传输,视频监控
优点:方案比较灵活,设备简单,能够快速安装施
工。
缺点:4G资费居高不下,视频占据大量上行流
量,导致后期运行成本高。同时,4G网络会受到手机
数量的直接影响,带宽不稳定,影响考试机构电子化
的考试效率。在一些偏远地区,4G网络覆盖不完善,
1 科目三考试系统网络应用现况
当前科目三考试信号传输系统有两种主流方案,
一种是采用电信运营商4G网络,所有数据通过互联网
回传至驾考中心,这种方案使用成本高,有4G信号覆
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会使该地区考场建设受限。
1.2 WIFI数据传输,视频监控
优点:WIFI网络容量大,可达三百兆的传输速率,
可承载更多视频大数据传输,并且自建WIFI场地基
站为自有网络,不存在网络占用,带宽稳定,一次性建
设,后期无流量费用,驾校科目三无线视频监控比较
有优势。
缺点:前期建立需要修建场地基站,一次性资金
投入较大。
图1 科目三道路5G基站
2.2 科目三车载WIFI设备
车载WIFI设备特点如下。
车载机采用双天线一体化成型设计,集成高性能
吸盘,灵活美观、方便施工,稳定性高。
内置智能链路控制程序,车辆移动过程中,根据
前后基站信号强度自动连接信号最强的覆盖基站,自
动选择最优传输链路。
车载机可自动适应十字、丁字、S型等各种路况,
转弯掉头不丢包,视频传输流畅。
2 自建WIFI基站技术
2.1 WIFI基站覆盖
覆盖基站采用分体式大功率网桥和平板天线,覆
盖基站特点如下。
单基站带宽高、带机量大:覆盖基站采用
5.8G11N TDMA技术,最高带宽300Mbps,可几十
辆车同时连接到一个覆盖基站上。
单基站覆盖距离远:采用大功率无线网桥外接高
增益平板天线,单基站覆盖最远可达1.5公里。
数据回传:从覆盖基站到考试中心的数据回传,
可选用光纤或无线桥接的方式。
数据优先:可指定考试关键数据、GPS信号等数
据优先传输。
图2 科目三
WIFI
车载设备
3 科目三WIFI专用设备和传统WIFI技术的应用对比
设备类型车载技术漫游切换工作频率和带宽
传统WIFI覆盖,采用MESH或WDS
部分工作在2.4G频率的科目
漫游切换,车载机从一个基站切换至下一
二设备,采用802.11b/g/n协议,会
个基站,要等到与上一个基站断开后才能
和移动CMCC信号产生于扰,带宽
连接下一个基站,无线链路会断开,导致信
低。
号中断或视频卡,每次信号切换会连续丢
11a/n协议的设备,采用1×1架
包,丢包率较高。
构,最好高带宽为54M或150M,基
备注:丢包率会影响考试数据实时上
站带机量少,一般在10辆车以内。
传,丢包率越高,误判率越高。
网桥和天线分
2.4G/5.8G(传
离式设计,车载
统) WIFI科目
机接单个扇区
二技术用于科目
天线或一个全
三无线传输
向盘天线
科目三WIFI
专用设备
工作在5.8G频率,采用802.11a/n协
具有信号无缝漫游切换功能,车载机
议,独有的TDMA技术,具有待机量
网桥和天线一采用双天线加智能程序控制,自动搜索,
高,延迟小,抗干扰能力强等特点。
体化成型前后双连接信号最强带宽最高的覆盖基站,保持
最高带宽可达300M,覆盖基站
扇区天线设计备用链路,自动适用各种路况,可以做到基
和车载机均采用MIMO(2×2)双通
站切换无缝漫游,丢包率非常少。
道,单基站最高可带30辆车。
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4 4G传输和WIFI自建基站对比
传输方式传输带宽图像质量建站方式
最大
考车量
8个左右
故障
解决时间
依靠运营商
安排时间
自行快速
解决
网络
使用方式
运营成本
图像质量不高,需要运营商支持每车
4G运营商
200Kbps速率卡顿严重建设
5G(自建基
站)
支持每车
1000Kbps
速率
图像质量高,清
晰流畅
根据线路
自建
(公网)考生
运行记流
手机和考试
量费
车共用
一次投
(私网)考车
入,没有日
专用
常流量费
40个以上
5 科目三双链路车载网桥工作模式
双链路车载网桥有两个网卡,其中一个网卡进行
数据交互,同时另一天线进行信号扫描,寻找更好的
信号源、当发现连接到更好的信号源时,车载网桥就
会主动进行切换,使用更优的通道进行数据回传,因
为是同设备间的切换,基本可以做到切换漫游时不丢
包,并保证视频流畅。
测试,达到了预期的效果,单车带3路视频,带宽在
2Mbps以上,从开始考试到考试结束,整个过程车载
视频传输流畅不卡顿,考试成绩实时上传不延迟。
图4 案例15辆科目三
WIFI
网络考试车工作模式
6 结语
图3 科目三双链路车载网桥工作模式
我国西北、西南等地区多是连绵起伏的山区,科
目三考试线路路况比较复杂,加之科目三考试线路往
往选择设置在车流量小的路段,这类道路一般都比
较偏僻,4G网络信号较弱或未有覆盖;采用WIFI网
络,无线基站架设分布又非常密集,对无线传输系统
具有高难度的挑战,而且考试过程中往往出现视频卡
顿、数据传输延迟的问题。当前在4G网络未覆盖或
覆盖弱的地区或科目三考试车辆多的考试场,根据
道路实际情况自建5.8GWIFI网络基站,可实现机动
车驾驶人科目三考试系统实时视频与数据的有效传
输。
(
林伟 黄斌 王凯 甘肃省公安厅交通管理局)
5.1 案例
以15辆科目三WIFI网络考试车模式为例,科目三
场地共自建7套科目三专用无线基站,每个基站均使
用光纤单独回传至机房,机房安装一台专用10口智能
切换交换机,共有考试车辆15辆,每辆车的视频码流
一般均控制在2M以内,为防止起点位置车辆停放过
多,占用带宽大,在起点位置安装双无线基站以缓解
压力。
5.2 应用
西北山区某科目三考试场采用无线解决方案,
在全长4.5公里考试线路成功应用科目三考试无线传
输系统。系统建成后经过公安部门验收和实际考试
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