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交通信息采集技術(shù)論文
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題目：智能交通系統(tǒng)(ITS)信息采集技術(shù)評(píng)述
摘要：智能交通系統(tǒng)（ITS）是一個(gè)先進(jìn)的信息化管理系統(tǒng)，包含交通信息采集系統(tǒng)，信息分析系統(tǒng)以及信息發(fā)布系統(tǒng)三大系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)的信息采集技術(shù)是ITS的一個(gè)重要基礎(chǔ)組成部分,在此我們將就智能交通系統(tǒng)中的信息采集技術(shù)做出評(píng)述。
關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng);信息技術(shù);交通管理
1前言
隨著時(shí)代的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活對(duì)交通服務(wù)能力的要求也隨之提高。我國(guó)的地理情況復(fù)雜，人口數(shù)量大，人口流動(dòng)性大，交通狀況日益嚴(yán)峻，呈現(xiàn)出道路里程少、路網(wǎng)不完善、車(chē)輛出行量大以及自行車(chē)交通量大的特點(diǎn)。而且我國(guó)的交通基礎(chǔ)還很薄弱，所以我們應(yīng)該在大力發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)去完善配套智能交通系統(tǒng)的建設(shè)，從根本上提高我國(guó)交通系統(tǒng)的服務(wù)能力，在交通設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，提高交通設(shè)施的利用率。我們要求用合理的交通系統(tǒng)來(lái)緩解交通的供需矛盾，大力發(fā)展智能交通系統(tǒng)，而其中的信息采集系統(tǒng)顯得尤為重要。
2ITS中的信息采集系統(tǒng)分類
信息采集系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)組成部分，是智能交通必不可少的子系統(tǒng)，道路設(shè)計(jì)、交通管理與控制、交通規(guī)劃、ITS實(shí)施、交通流理論等方面的研究都要以信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)。做好這些基礎(chǔ)的理論研究，在整個(gè)交通路網(wǎng)全面的信息調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合信息采集系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)分析研究，得出交通情況的具體問(wèn)題，綜合提出對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題的有效處理方案，從而制定合理的交通流理論模型和預(yù)測(cè)模型。交通信息采集的基本要求是采集信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，只有滿足這兩個(gè)要求，才能為交通控制管理和交通流的誘導(dǎo)等提供基礎(chǔ)保障。
2.1.按照使用情況分類
交通信息采集的方式按照使用情況的不同分為固定數(shù)據(jù)采集和臨時(shí)數(shù)據(jù)采集。兩種采集方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)兩種采集方式的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的信息采集過(guò)程。
2.2按照實(shí)施主體分類
交通信息采集按照采集實(shí)施主體的不同分為人工采集和自動(dòng)采集。早期的交通系統(tǒng)都是采用人工采集，這種采集方式耗費(fèi)的人工勞動(dòng)力大，系統(tǒng)采集的信息精度不夠�，F(xiàn)代自動(dòng)的采集方式主要利用了磁性檢測(cè)器、光學(xué)檢測(cè)器、基于航空攝像的檢測(cè)技術(shù)和基于浮動(dòng)車(chē)的交通信息動(dòng)態(tài)采集方式。
2.3按照車(chē)輛與系統(tǒng)的交互分類
按照車(chē)輛與采集系統(tǒng)是否有信息交互，可以將采集系統(tǒng)分為獨(dú)立式采集系統(tǒng)和協(xié)作式采集系統(tǒng)。
獨(dú)立式采集系統(tǒng)中，被檢測(cè)測(cè)量不會(huì)向采集系統(tǒng)主動(dòng)發(fā)送或接受信息，采集系統(tǒng)也沒(méi)有向被測(cè)車(chē)輛發(fā)送信息，采集有系統(tǒng)單方實(shí)現(xiàn)，被測(cè)車(chē)輛和采集系統(tǒng)之間只有信息的單向流動(dòng)，沒(méi)有信息交互。
協(xié)作式采集系統(tǒng)中，車(chē)輛上安裝了車(chē)載終端，與采集系統(tǒng)中的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行信息交換。相對(duì)于獨(dú)立式采集系統(tǒng)，協(xié)作式采集系統(tǒng)采集種類豐富、方便靈活，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛個(gè)性化的信息采集，同時(shí)車(chē)輛也可主動(dòng)從采集系統(tǒng)中獲取相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)了信息的交互。但因協(xié)作式采集系統(tǒng)需要被測(cè)車(chē)輛安裝車(chē)載終端，在我國(guó)還沒(méi)有廣泛應(yīng)用。
3ITS中的信息采集系統(tǒng)的發(fā)展概況
3.1獨(dú)立式采集
獨(dú)立式采集技術(shù)較為成熟，已廣泛運(yùn)用在交通系統(tǒng)中，主要有磁頻采集技術(shù)、波頻采集技術(shù)和視頻采集技術(shù)。這些檢測(cè)技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)和不足，磁頻采集中的線圈檢測(cè)器廣泛用于普通道路中，有技術(shù)成熟、技術(shù)精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。波頻檢測(cè)安裝方便，可以直接檢測(cè)速度，也可同時(shí)檢測(cè)多條車(chē)道，主要用于高速公路中；視頻檢測(cè)可提供更為豐富的交通信息，安裝方便，但技術(shù)相對(duì)不夠穩(wěn)定。
�。�1）磁頻采集技術(shù)
磁頻檢測(cè)技術(shù)主要包括感應(yīng)線圈檢測(cè)和地磁檢測(cè)，其中感應(yīng)線圈檢測(cè)現(xiàn)已大量投入使用。
感應(yīng)線圈檢測(cè)器檢測(cè)屬于固定型采集技術(shù)，基于電磁感應(yīng)原理。其中環(huán)形線圈原理的交通檢測(cè)器是目前世界上使用最廣泛的信息采集設(shè)備，車(chē)輛通過(guò)埋設(shè)在地下的線圈是會(huì)引起磁場(chǎng)變化從而檢測(cè)車(chē)的流量、占用率、車(chē)輛速度等等，他的優(yōu)點(diǎn)就是技術(shù)相對(duì)成熟，便于掌握且成本較低的優(yōu)點(diǎn)。但是線圈在安裝工程中要埋入車(chē)道，這本身會(huì)給維護(hù)和交通帶來(lái)不便，埋置會(huì)讓路面軟化，使路面受損，冬季線圈易受凍，易被腐蝕，會(huì)大大降低檢測(cè)精度，甚至失去檢測(cè)功效。
地磁檢測(cè)是通過(guò)測(cè)量車(chē)輛通過(guò)時(shí)地磁場(chǎng)的變化來(lái)分析得出交通車(chē)流信息，應(yīng)用相對(duì)較少。
�。�2）波頻采集技術(shù)
波頻采集技術(shù)中最常用的是微波檢測(cè)和紅外線檢測(cè)。
微波檢測(cè)器原理是雷達(dá)線性調(diào)頻技術(shù)，通過(guò)不斷向路面發(fā)射微波，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)待測(cè)區(qū)時(shí)波束會(huì)被反射回檢測(cè)器，收集車(chē)輛反射回來(lái)的微波信號(hào)實(shí)現(xiàn)交通信息的采集。
紅外線檢測(cè)器主動(dòng)式采集與被動(dòng)式采集兩類采集技術(shù)。主動(dòng)式采集于微波檢測(cè)器相似，是通過(guò)向檢測(cè)區(qū)域發(fā)射低能紅外線，通過(guò)檢測(cè)反射而回的紅外線信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息采集。被動(dòng)式紅外線檢測(cè)器不對(duì)通過(guò)待測(cè)區(qū)發(fā)送波束，是通過(guò)被動(dòng)接受車(chē)輛以及周?chē)h(huán)境發(fā)射的紅外線，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得到交通參數(shù)。這類數(shù)據(jù)收集技術(shù)簡(jiǎn)單，便于操作，但是數(shù)據(jù)收集面窄，針對(duì)性強(qiáng)�，F(xiàn)在還提出了結(jié)合壓力傳感器和紅外線檢測(cè)的檢測(cè)方法，可綜合檢測(cè)車(chē)輪數(shù)、車(chē)軸數(shù)、車(chē)輛形狀、車(chē)頭高等車(chē)輛具體信息的采集。
�。�3）視頻采集技術(shù)
視頻采集技術(shù)在智能交通系統(tǒng)被廣泛采用，主要包括運(yùn)動(dòng)車(chē)輛提取和陰影檢測(cè)等。視頻采集的主體是攝像機(jī)，還包括基于微處理器的計(jì)算機(jī)及其相關(guān)配套軟件組成，是一種將視頻圖像與模式識(shí)別結(jié)合并運(yùn)用于交通領(lǐng)域的采集技術(shù)。視頻設(shè)備將采集到的連續(xù)模擬圖像轉(zhuǎn)換成離散型數(shù)字圖像，經(jīng)過(guò)軟件分析可以得到大量交通參數(shù)。在處理過(guò)程中，通過(guò)幀間差分法、背景差分法、光流法將車(chē)輛圖像檢測(cè)出并從背景中提取出來(lái)。另外還要去除由于光線問(wèn)題產(chǎn)生的陰影，獲得準(zhǔn)確的車(chē)輛信息，例如：交通流量、車(chē)速、車(chē)頭視距、占有率等等。并總的來(lái)講，視頻采集技術(shù)優(yōu)點(diǎn)明顯，可提供大量交通管理信息，提供可視圖像，但缺點(diǎn)是會(huì)因?yàn)楣鈱W(xué)原因造成阻擋，陰影，反射等視覺(jué)誤差，造成錯(cuò)誤判斷。
3.2協(xié)作式采集
協(xié)作式采集技術(shù)主要有三類：基于GPS定位的采集技術(shù)、基于RFID的采集技術(shù)和基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的采集技術(shù)。
�。�1）基于GPSD定位的信息采集
此技術(shù)要再車(chē)輛上安裝GPS接收模塊，接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)站課通過(guò)接受衛(wèi)星信號(hào)得到車(chē)輛反饋信息，如車(chē)輛所處位置、時(shí)刻、車(chē)速等，實(shí)現(xiàn)具體車(chē)輛的定位跟蹤。
�。�2）基于RFID的信息采集
RFID（RadioFrequencyIdentification）技術(shù)是非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用了無(wú)線射頻原理。車(chē)輛上安裝了儲(chǔ)存了車(chē)輛信息的射頻標(biāo)簽，通過(guò)相應(yīng)設(shè)備讀取射頻標(biāo)簽中的信息實(shí)現(xiàn)車(chē)輛識(shí)別。
�。�3）基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的信息采集
基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的信息采集類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商通過(guò)手機(jī)信號(hào)知道用戶的位置，要用到移動(dòng)通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)用中常結(jié)合GPS定位，在GPS定位信號(hào)不好時(shí)使用，提高了信息采集系統(tǒng)的可靠性。
隨著科技的迅猛發(fā)展，各種高新信息技術(shù)手段被的運(yùn)用到ITS的信息采集系統(tǒng)中，如3G技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、傳感器技術(shù)等，交通信息的采集經(jīng)歷了從單一到多元、從人工到智能的徹底轉(zhuǎn)變。下面我們就幾種常用的交通信息采集技術(shù)進(jìn)行比較分析。交通信息采集技術(shù)種類繁多，功能各異，我們只有揚(yáng)長(zhǎng)避短，物盡其用才能夠得到最全面�？陀^的交通信息，正確形成決策，處理交通問(wèn)題。
4結(jié)語(yǔ)
我國(guó)的交通狀況不同于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)人口稠密，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特，交通基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，交通狀況堪憂，而且我國(guó)智能交通系統(tǒng)也不同于外國(guó)是在交通設(shè)施已經(jīng)完善的情況下發(fā)展起來(lái)的，我國(guó)采用的是邊發(fā)展邊配套邊改善的方式，所以在ITS以后的建設(shè)中我們不但要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的ITS建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，也要按照我國(guó)交通的現(xiàn)狀來(lái)配套建設(shè)，革新ITS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)ITS信息采集技術(shù)的多元化和高精度，進(jìn)一步提高我國(guó)的交通服務(wù)能力。
參考文獻(xiàn)
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