淺論交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備

中興通訊股份有限公司　徐　進(jìn)

淺論交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備

中興通訊股份有限公司徐進(jìn)

本文論述了交通數(shù)據(jù)采集的重要性，交通數(shù)據(jù)采集的范圍，介紹了各種交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備的基本原理和應(yīng)用場景，總結(jié)了交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備在智慧交通系統(tǒng)中的位置。

智慧交通；交通數(shù)據(jù)采集；交通管控；交通信息服務(wù)

交通數(shù)據(jù)采集是城市智慧交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是政府部門進(jìn)行交通管理、控制、執(zhí)法、規(guī)劃決策的手段，是政府向社會公眾提供交通信息服務(wù)的直接數(shù)據(jù)來源。

全面的交通數(shù)據(jù)采集要考慮人、車、路、物、環(huán)境，即駕駛者、行人、乘客，車輛牌照、車型、速度等，道路和路上物體，能見度、積水等環(huán)境數(shù)據(jù)。交通數(shù)據(jù)采集的范圍隨著社會發(fā)展而擴(kuò)大，為了控制汽車尾氣排放對空氣質(zhì)量的影響，就需要采集一定區(qū)域的可吸入顆粒物數(shù)據(jù)，判斷是否需要在這個區(qū)域采取機(jī)動車限行措施。

交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備可分為路旁設(shè)備、車載設(shè)備、個人移動終端等，涵蓋了當(dāng)今電子、通信和信息技術(shù)的諸多方面。

1.攝像機(jī)

攝像機(jī)分標(biāo)清攝像機(jī)、高清攝像機(jī)，也可分為模擬攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、IP攝像機(jī)。

攝像機(jī)可安裝在燈柱上、橋梁上或龍門架上。攝像機(jī)捕捉交通監(jiān)測點的圖像，通過電纜傳送給視頻檢測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化處理。每個攝像機(jī)可以監(jiān)視多個車道。一個視頻檢測系統(tǒng)可以同時監(jiān)視多達(dá)4個不同的路段或行車方向。視頻檢測系統(tǒng)的核心組成部分為視頻圖像處理模塊，它完成該系統(tǒng)的圖像及交通數(shù)據(jù)的處理工作，運用計算機(jī)視覺及模式識別技術(shù)，進(jìn)行車輛形狀分析、車型分類或者車輛牌照的識別。

安裝在道路不同的位置的攝像機(jī)和視頻檢測系統(tǒng)偏重不同的功能。用于車流量分析的視頻檢測系統(tǒng)提取道路交通運行參數(shù)，包括車流量、車速、擁塞程度等。用于電子警察的視頻檢測系統(tǒng)檢測交通燈狀態(tài)、車道線，以及闖紅燈、違章越線等交通違章行為。

2.雷達(dá)（微波探測器）

測速雷達(dá)主要利用了多普勒效應(yīng)原理：當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射機(jī)頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射機(jī)率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值，計算出目標(biāo)與雷達(dá)的相對速度。雷達(dá)測速設(shè)備可安裝在巡邏車上，在運動中實現(xiàn)檢測車速，是“流動電子警察”非常重要的組成部分。雷達(dá)運動時測速誤差為±2Km/h，完全可以滿足對交通違章查處的要求。

3.RFID讀卡器

RFID即射頻識別， RFID常用的頻率有433.92MHz、860-960MHz，5.8GHz。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成： 標(biāo)簽、閱讀器、天線。

閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺計算機(jī)進(jìn)行相關(guān)處理；計算機(jī)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

RFID系統(tǒng)應(yīng)用于ETC不停車收費，電子車牌。

4.環(huán)形感應(yīng)線圈

環(huán)形線圈感應(yīng)式檢測器通常由三個部分組成：環(huán)形線圈車輛傳感器、傳輸饋線、檢測處理單元。環(huán)形線圈車輛傳感器一般是由幾匝金屬導(dǎo)線繞制而成的空心線圈，埋設(shè)與車道的路面下，通過饋線與檢測單元相連。檢測處理單元用高頻信號驅(qū)動環(huán)形線圈，當(dāng)車輛通過環(huán)形線圈時，引起環(huán)的電感量的變化，并進(jìn)而引起環(huán)的阻抗的變化，從而導(dǎo)致信號幅度、相位、頻率的變化。用檢測電路檢測其中某一個量的變化，就可以達(dá)到檢測車輛的目的。

5.地磁棒

地磁棒也叫地磁車輛檢測器，把一個具有高導(dǎo)磁率鐵芯和線圈裝在一個保護(hù)套內(nèi)，里面填滿了非導(dǎo)電的防水材料，形成一根磁棒。在路面上垂直開一個孔，把磁棒埋在路面下，當(dāng)車輛駛過這個線圈時通過線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生一個電動勢，這個電動勢經(jīng)過放大器放大后去推動繼電器，發(fā)出一個車輛通過的信號。

6.全球定位系統(tǒng)（GPS）、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）

GPS是由美國國防部研制建立的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球用戶提供三維位置、速度和精確定時等導(dǎo)航信息，GPS對民用領(lǐng)域開放的精度約為10米。

BDS是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。

GPS/BDS可應(yīng)用于智能公交、車隊管理、車輛安防。

7.紅外線傳感器

可利用紅外傳感器統(tǒng)計公交客流。在前門的左邊一側(cè)安放兩個高定向紅外發(fā)射管，在右邊一側(cè)的相同高度處安放兩個紅外接收管，構(gòu)成兩對紅外發(fā)射接收檢測系統(tǒng)。

8.個人移動終端

智能手機(jī)帶有GPS定位功能，當(dāng)用戶使用地圖軟件進(jìn)行導(dǎo)航時，手機(jī)APP直接把位置返回云，給用戶提供導(dǎo)航服務(wù)。

9.無人機(jī)

無人機(jī)在道路上空拍攝照片或視頻，將現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實景傳輸。無人機(jī)與影像采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)構(gòu)成空中交通信息采集平臺。無人機(jī)可以定點、定路線巡邏，有效擴(kuò)大巡邏管控范圍，節(jié)約人力物力。

10.人工計量

西藏地區(qū)旅游業(yè)發(fā)達(dá)，為保證交通安全，交警在山區(qū)道路控制車速，設(shè)置檢查站，司機(jī)在檢查站領(lǐng)一張限速條，經(jīng)過規(guī)定的時間以后到達(dá)下一個檢查站，如果提前到達(dá)則屬違章。

11.交警執(zhí)法記錄儀

最新一代的執(zhí)法記錄儀像一個"小黑盒"，外觀類似一部普通對講機(jī)，內(nèi)置1080高清攝像頭和麥克風(fēng)，充一次電可以連續(xù)拍攝4到8個小時，拍攝廣度為140度，可以記錄下民警執(zhí)勤過程。此外，這款執(zhí)法記錄儀還具備夜視功能，在全黑環(huán)境下依然能清晰拍攝。

12.靜壓式水位計、超聲波水位計

城市道路積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過靜壓式水位計或超聲波水位計實時監(jiān)測城區(qū)各低洼路段的積水水位，在LED情報板自動提示當(dāng)前積水水位值或“允許通行”、“謹(jǐn)慎通行”、“禁止通行”等警示信息。

13.能見度儀

能見度儀與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)配合使用可以構(gòu)成能見度觀測站，對所在位置的能見度信息連續(xù)監(jiān)測與記錄，并通過有線/無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)往控制中心，由交通廣播等形式向公眾發(fā)布。

14.總結(jié)

各種終端設(shè)備采集的交通數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心，或者數(shù)據(jù)中心。交通數(shù)據(jù)分類存儲到不同的數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析和挖掘，可進(jìn)行交通運輸能力決策分析、路網(wǎng)優(yōu)化仿真決策分析，給交通規(guī)劃管理部門提供決策支持。交通信息服務(wù)系統(tǒng)在門戶網(wǎng)站上發(fā)布道路圖形化的通行指標(biāo)，方便公眾出行。

［1］歐冬秀編著.交通信息技術(shù)（第2版）［M］.同濟(jì)大學(xué)出版社.