交通信息采集技術論文

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交通信息采集技術論文

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交通信息采集技術論文

　　題目：智能交通系統(ITS)信息采集技術評述

　　摘要：智能交通系統（ITS）是一個先進的信息化管理系統，包含交通信息采集系統，信息分析系統以及信息發布系統三大系統。智能交通系統的信息采集技術是ITS的一個重要基礎組成部分,在此我們將就智能交通系統中的信息采集技術做出評述。

　　關鍵詞：智能交通系統;信息技術;交通管理

　　1前言

　　隨著時代的飛速發展，經濟發展和人民生活對交通服務能力的要求也隨之提高。我國的地理情況復雜，人口數量大，人口流動性大，交通狀況日益嚴峻，呈現出道路里程少、路網不完善、車輛出行量大以及自行車交通量大的特點。而且我國的交通基礎還很薄弱，所以我們應該在大力發展交通基礎設施建設的同時去完善配套智能交通系統的建設，從根本上提高我國交通系統的服務能力，在交通設施建設的同時，提高交通設施的利用率。我們要求用合理的交通系統來緩解交通的供需矛盾，大力發展智能交通系統，而其中的信息采集系統顯得尤為重要。

　　2ITS中的信息采集系統分類

　　信息采集系統是智能交通系統的一個重要的基礎組成部分，是智能交通必不可少的子系統，道路設計、交通管理與控制、交通規劃、ITS實施、交通流理論等方面的研究都要以信息采集系統為基礎。做好這些基礎的理論研究，在整個交通路網全面的信息調查的基礎上，結合信息采集系統獲得數據分析研究，得出交通情況的具體問題，綜合提出對現有問題的有效處理方案，從而制定合理的交通流理論模型和預測模型。交通信息采集的基本要求是采集信息的實時性和準確性，只有滿足這兩個要求，才能為交通控制管理和交通流的誘導等提供基礎保障。

　　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據采集和臨時數據采集。兩種采集方式各有優缺點，通過兩種采集方式的結合來實現整個系統的信息采集過程。

　　2.2按照實施主體分類

　　交通信息采集按照采集實施主體的不同分為人工采集和自動采集。早期的交通系統都是采用人工采集，這種采集方式耗費的人工勞動力大，系統采集的信息精度不夠。現代自動的采集方式主要利用了磁性檢測器、光學檢測器、基于航空攝像的檢測技術和基于浮動車的交通信息動態采集方式。

　　2.3按照車輛與系統的交互分類

　　按照車輛與采集系統是否有信息交互，可以將采集系統分為獨立式采集系統和協作式采集系統。

　　獨立式采集系統中，被檢測測量不會向采集系統主動發送或接受信息，采集系統也沒有向被測車輛發送信息，采集有系統單方實現，被測車輛和采集系統之間只有信息的單向流動，沒有信息交互。

　　協作式采集系統中，車輛上安裝了車載終端，與采集系統中的相應設備進行信息交換。相對于獨立式采集系統，協作式采集系統采集種類豐富、方便靈活，實現了車輛個性化的信息采集，同時車輛也可主動從采集系統中獲取相關信息，實現了信息的交互。但因協作式采集系統需要被測車輛安裝車載終端，在我國還沒有廣泛應用。

　　3ITS中的信息采集系統的發展概況

　　3.1獨立式采集

　　獨立式采集技術較為成熟，已廣泛運用在交通系統中，主要有磁頻采集技術、波頻采集技術和視頻采集技術。這些檢測技術各有優勢和不足，磁頻采集中的線圈檢測器廣泛用于普通道路中，有技術成熟、技術精準的優點。波頻檢測安裝方便，可以直接檢測速度，也可同時檢測多條車道，主要用于高速公路中；視頻檢測可提供更為豐富的交通信息，安裝方便，但技術相對不夠穩定。

　　（1）磁頻采集技術

　　磁頻檢測技術主要包括感應線圈檢測和地磁檢測，其中感應線圈檢測現已大量投入使用。

　　感應線圈檢測器檢測屬于固定型采集技術，基于電磁感應原理。其中環形線圈原理的交通檢測器是目前世界上使用最廣泛的信息采集設備，車輛通過埋設在地下的線圈是會引起磁場變化從而檢測車的流量、占用率、車輛速度等等，他的優點就是技術相對成熟，便于掌握且成本較低的優點。但是線圈在安裝工程中要埋入車道，這本身會給維護和交通帶來不便，埋置會讓路面軟化，使路面受損，冬季線圈易受凍，易被腐蝕，會大大降低檢測精度，甚至失去檢測功效。

　　地磁檢測是通過測量車輛通過時地磁場的變化來分析得出交通車流信息，應用相對較少。

　　（2）波頻采集技術

　　波頻采集技術中最常用的是微波檢測和紅外線檢測。

　　微波檢測器原理是雷達線性調頻技術，通過不斷向路面發射微波，當車輛通過待測區時波束會被反射回檢測器，收集車輛反射回來的微波信號實現交通信息的采集。

　　紅外線檢測器主動式采集與被動式采集兩類采集技術。主動式采集于微波檢測器相似，是通過向檢測區域發射低能紅外線，通過檢測反射而回的紅外線信號實現信息采集。被動式紅外線檢測器不對通過待測區發送波束，是通過被動接受車輛以及周圍環境發射的紅外線，進行數據分析得到交通參數。這類數據收集技術簡單，便于操作，但是數據收集面窄，針對性強。現在還提出了結合壓力傳感器和紅外線檢測的檢測方法，可綜合檢測車輪數、車軸數、車輛形狀、車頭高等車輛具體信息的采集。

　　（3）視頻采集技術

　　視頻采集技術在智能交通系統被廣泛采用，主要包括運動車輛提取和陰影檢測等。視頻采集的主體是攝像機，還包括基于微處理器的計算機及其相關配套軟件組成，是一種將視頻圖像與模式識別結合并運用于交通領域的采集技術。視頻設備將采集到的連續模擬圖像轉換成離散型數字圖像，經過軟件分析可以得到大量交通參數。在處理過程中，通過幀間差分法、背景差分法、光流法將車輛圖像檢測出并從背景中提取出來。另外還要去除由于光線問題產生的陰影，獲得準確的車輛信息，例如：交通流量、車速、車頭視距、占有率等等。并總的來講，視頻采集技術優點明顯，可提供大量交通管理信息，提供可視圖像，但缺點是會因為光學原因造成阻擋，陰影，反射等視覺誤差，造成錯誤判斷。

　　3.2協作式采集

　　協作式采集技術主要有三類：基于GPS定位的采集技術、基于RFID的采集技術和基于蜂窩網絡的采集技術。

　　（1）基于GPSD定位的信息采集

　　此技術要再車輛上安裝GPS接收模塊，接收衛星信號，監測站課通過接受衛星信號得到車輛反饋信息，如車輛所處位置、時刻、車速等，實現具體車輛的定位跟蹤。

　　（2）基于RFID的信息采集

　　RFID（RadioFrequencyIdentification）技術是非接觸式自動識別技術，利用了無線射頻原理。車輛上安裝了儲存了車輛信息的射頻標簽，通過相應設備讀取射頻標簽中的信息實現車輛識別。

　　（3）基于蜂窩網絡的信息采集

　　基于蜂窩網絡的信息采集類似于移動網絡運營商通過手機信號知道用戶的位置，要用到移動通信的蜂窩網絡。運用中常結合GPS定位，在GPS定位信號不好時使用，提高了信息采集系統的可靠性。

　　隨著科技的迅猛發展，各種高新信息技術手段被的運用到ITS的信息采集系統中，如3G技術、計算機技術、GIS技術、傳感器技術等，交通信息的采集經歷了從單一到多元、從人工到智能的徹底轉變。下面我們就幾種常用的交通信息采集技術進行比較分析。交通信息采集技術種類繁多，功能各異，我們只有揚長避短，物盡其用才能夠得到最全面。客觀的交通信息，正確形成決策，處理交通問題。

　　4結語

　　我國的交通狀況不同于歐美發達國家，我國人口稠密，經濟結構獨特，交通基礎設施薄弱，交通狀況堪憂，而且我國智能交通系統也不同于外國是在交通設施已經完善的情況下發展起來的，我國采用的是邊發展邊配套邊改善的方式，所以在ITS以后的建設中我們不但要借鑒發達國家的ITS建設經驗，也要按照我國交通的現狀來配套建設，革新ITS系統，實現ITS信息采集技術的多元化和高精度，進一步提高我國的交通服務能力。

　　參考文獻

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