論傳感器在交通信息采集中的應(yīng)用現(xiàn)狀

林麗

（沈陽廣播電視大學(xué)，遼寧 沈陽 110000）

0 引言

在信息化時代背景下，智能交通系統(tǒng)則是人們關(guān)注的重點問題，在構(gòu)建基于信息化的交通體系過程中，則應(yīng)重視突出信息實時傳輸?shù)碾y點問題?？紤]到交通信息數(shù)據(jù)往往呈現(xiàn)出巨大的信息采集量的特點，借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠距離傳輸要求，但有線網(wǎng)絡(luò)在公路系統(tǒng)往往具有后期維護難度大、成本較高的情況。借助于傳感器技術(shù)的優(yōu)勢，能滿足數(shù)據(jù)傳輸距離較遠、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、成本低的特點[1]。

結(jié)合道路中所應(yīng)用的傳感器來看，主要涉及到路面狀況采集類、交通數(shù)據(jù)采集類以及周邊環(huán)境采集類的傳感器。從這個角度來看，交通數(shù)據(jù)采集在工程應(yīng)用中最早也最為廣泛，這類傳感器則是采集類傳感器的基礎(chǔ)，主要能有效將實時的數(shù)據(jù)采集信息提供給交管單位，便于駕駛?cè)藛T能在最短時間內(nèi)掌握相應(yīng)的路況，便于做出合理的交通規(guī)劃，保障交通行駛的安全，這也是實現(xiàn)智能化交通的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。隨著交通信息采集工作的日益豐富，相應(yīng)的交通信息采集類傳感器的種類比較多，但考慮到超聲波傳感器受到工況環(huán)境影響較大，難以保障較長的使用壽命；激光類傳感器在交通領(lǐng)域應(yīng)用的安全性問題，紅外傳感器對于人眼存在著傷害，以及相應(yīng)的紅外線污染等問題，這里重點則是對于具有一定應(yīng)用空間的環(huán)形地感線圈、圖像傳感器、微波雷達傳感器和地磁傳感器進行應(yīng)用分析，并從實際情況出發(fā)來探討了應(yīng)用中存在的問題，最后并論述了信息采集類傳感器的發(fā)展趨勢。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 地感線圈傳感器

對于地感線圈傳感器來說，則是通過電磁感應(yīng)原理來進行電感量的監(jiān)測工作，從而能獲得相關(guān)的車輛信息內(nèi)容。在具體的實踐中，環(huán)形地感線圈傳感器則往往應(yīng)用比較早，大都是在相關(guān)的檢測工作中應(yīng)用。在交通信息采集領(lǐng)域中，環(huán)形地感線圈則具有較好的穩(wěn)定性、不受氣象條件影響、檢測精度高等特點，能滿足于交通信號協(xié)調(diào)、車輛管理、車輛檢測等要求。在具體的應(yīng)用實踐過程中，其應(yīng)用存在著一定的弊端，這種嵌入式設(shè)備往往則應(yīng)埋入地面的情況，存在著一定的道路破壞情況，造成道路交通正常通行受到影響，還會造成路面應(yīng)用年限受到一定的影響。特別是在重性車輛的環(huán)境下容易造成線圈的損壞變形的問題，造成檢測精度受到影響，大約僅能維持兩年的時間。在技術(shù)發(fā)展的過程中，微型地感線圈技術(shù)則是具有安裝簡單、道路破壞性小以及體積小的特點，正具有較為廣泛的應(yīng)用空間[2]。

1.2 圖像傳感器

針對圖像傳感器來說，則是利用攝像機來進行交通信息的采集，并能通過相關(guān)的處理軟件來進行相關(guān)的交通信息的轉(zhuǎn)換。這種信息類傳感器在交通領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，技術(shù)應(yīng)用也日趨成熟。上世紀(jì)九十年代就開展了視頻圖像類數(shù)據(jù)檢測方面的工作，現(xiàn)已經(jīng)具有一定的成熟度，特別是在交通信息采集領(lǐng)域中具有較為廣泛的應(yīng)用。具體來說，這項技術(shù)能具有較高的靈活性、維護方便、不影響交通、不破壞地面的特點，從而能服務(wù)于車輛檢測與車牌號碼識別、多路口的交通信息采集、違章行為抓拍采集等范疇，視頻圖像傳感器則能在一定程度上替代多個環(huán)形地感線圈的情況，這種技術(shù)已經(jīng)具有一定的應(yīng)用空間，能在當(dāng)前的闖紅燈超速、控制信號燈、動態(tài)信息采集的卡口等使用。

考慮到視頻圖像傳感器在實踐中具有應(yīng)用情況來看，這種技術(shù)受到環(huán)境影響較大，具有成本較高的特點，特別是在具體的應(yīng)用實踐中，受到大霧、大風(fēng)、大雪等自然環(huán)境影響較大，難以有效實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采取。當(dāng)攝像頭存在污跡情況，也會造成識別效果大打折扣，當(dāng)前的技術(shù)進步能結(jié)合實際情況來盡量降低上述因素的影響。從整體來看，視頻圖像傳感器能體現(xiàn)出獲取大量信息、大范圍檢測以及圖像可視化的特點，這樣能有效保障圖像傳感器更好地滿足交通信息采集的智能化發(fā)展要求。

1.3 微波雷達傳感器

對于根據(jù)多普勒效應(yīng)所研發(fā)的微波雷達傳感器來說，則是通過反射的波來進行車輛的運動狀況的檢測。結(jié)合實際的情況來看，軍用雷達方面的具有較多的應(yīng)用場景，在雷達技術(shù)逐步深化研究的過程中，其開始應(yīng)用在智能化交通的范疇越來越廣泛。我國將微波雷達傳感器技術(shù)應(yīng)用在2002年的北京市環(huán)路改造過程中，從實踐的應(yīng)用情況來看，微波雷達傳感器主要優(yōu)勢體現(xiàn)在安裝及維修的便利性方面，受到工況環(huán)境影響比較小，不會對于路面產(chǎn)生破壞問題，往往具有準(zhǔn)確率高，壽命長以及調(diào)試便捷化等特點。從國際上的應(yīng)用來說，在進行交通信息采集的過程中，雷達配合高速攝像頭則是主流配置，能有效實現(xiàn)超速拍照的要求，同時，還能有效開展卡口抓拍、道路測速等動態(tài)化信息采集的要求。在此過程，應(yīng)用微波雷達檢測往往存在著一定的技術(shù)限制情況，比如，在進行車輛互相遮擋、低速運動情況、在金屬及同頻率微波的影響下則會受到較大的影響。

1.4 地磁傳感器

考慮到運動車輛的實際情況，則會對于傳感器周邊的磁場產(chǎn)生一定的影響，借助于相關(guān)的磁場強度的變化則能保障車輛信息得到有效獲得。在這種的檢測過程中，主要體現(xiàn)出受氣候環(huán)境影響小、安裝便捷化、維護操作簡單、功耗低等特點，特別符合于固定斷面的數(shù)據(jù)采集的情況。考慮到我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，地磁傳感器的應(yīng)用范圍正在呈現(xiàn)出逐步擴大的優(yōu)勢，能有效地符合相應(yīng)的動態(tài)和靜態(tài)交通監(jiān)管系統(tǒng)中。比如，在進行隧道交通的應(yīng)用領(lǐng)域中，則是將地磁傳感器技術(shù)應(yīng)用在武漢東湖隧道工程項目中，并能通過和ZigBee技術(shù)結(jié)合，能有效實現(xiàn)隧道內(nèi)部的占道時間、車速、車流量等進行有效的監(jiān)控控制，從而滿足隧道內(nèi)部的車行情況的要求。從2013年的情況來看，地磁傳感器在新建交通信號路口大約為15%左右，但其呈現(xiàn)出快速增長的特點[3]。

借助于地磁傳感器技術(shù)，除了應(yīng)用在交通信息采集領(lǐng)域之外，還能將其有效地應(yīng)用在智能化的停車系統(tǒng)中，這樣不僅能有助于節(jié)省大量的停車時間，還能將停車信息快速而準(zhǔn)確地提供給駕駛者，實現(xiàn)高效、智能的停車要求，有效解決當(dāng)前的城市停車問題。借助于停車位的地磁傳感器，有效保障滿足空車位相關(guān)的信息傳遞給云端，這樣能有效實現(xiàn)相應(yīng)的空車位準(zhǔn)確尋找的問題，能有效降低交通擁堵以及碳排放的問題，有利于實現(xiàn)城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，以保障城市交通擁擠的問題得到改善。當(dāng)前，地磁傳感器所搭建的智能停車系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用空間。

但從實際的情況來看，正是由于這項技術(shù)要求并不算太高，造成具體實踐中相應(yīng)廠家的使用壽命以及產(chǎn)品精度都會存在較大的差距問題，這樣難以保障相應(yīng)的較高質(zhì)量的要求。正是由于地磁傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，使得交通系統(tǒng)的智能化發(fā)展成為可能。今后的地磁傳感器則會朝著其靈敏性、準(zhǔn)確性、可靠性更高的角度出發(fā)。

2 未來發(fā)展趨勢

結(jié)合當(dāng)前的交通信息采集類傳感器的應(yīng)用實際情況來看，在特定的工況以及客觀因素的影響下，相應(yīng)的傳感器應(yīng)用都有著自身的優(yōu)勢以及缺點，特別是在滿足于交通系統(tǒng)的智能化發(fā)展過程中還存在著諸多的問題，但其應(yīng)用實踐中依然具有很大的應(yīng)用空間，主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

第一，具有攻關(guān)高敏度、強耐久、微小型的特點。在智能化交通系統(tǒng)的發(fā)展過程中，則是需要實現(xiàn)傳感器的尺寸微型、耐久性更強、靈敏度更高的特點。其耐久性則是意味著傳感器的應(yīng)用年限以及后期應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性情況、其靈敏度則是關(guān)系到數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性的問題，相應(yīng)的微型尺寸則能更加便于開展路面鋪設(shè)的環(huán)節(jié)。所以，在進行的傳感器發(fā)展過程中，特別是符合智能化交通的要求，則應(yīng)重視其微小尺寸規(guī)格、強耐久性以及靈敏度的特點[4]。

第二，突破技術(shù)壟斷，重視相應(yīng)的國產(chǎn)化要求。國產(chǎn)化傳感器的研發(fā)工作一定要重視如何符合時代發(fā)展的要求，進一步實現(xiàn)技術(shù)壁壘的突破，更好地符合當(dāng)前我國快速發(fā)展的公路要求。從實際情況來看，大部分銷售的傳感器都是以歐美發(fā)達國家為主，這樣就會造成路面?zhèn)鞲衅鲬?yīng)用范圍受到影響，不利于我國的道路智能化的快速發(fā)展。

第三，重視實現(xiàn)多傳感器融合技術(shù)的融合發(fā)展。在信息化時代背景下，隨著5G、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的融合發(fā)展，道路智能化必將是未來的發(fā)展趨勢。如何保障發(fā)揮傳感器的優(yōu)勢，更好地實現(xiàn)人與車的相關(guān)道路信息融合發(fā)展，則能符合交通系統(tǒng)的采集技術(shù)的發(fā)展要求。正是通過多種傳感器組合，保障精準(zhǔn)多樣化的交通信息采集，這樣才能符合快速發(fā)展交通道路要求，為今后的交通信息采集類傳感器奠定良好的基礎(chǔ)[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，在進行智能化道路工程發(fā)展的過程中，交通數(shù)據(jù)采集工作是非常重要的內(nèi)容，所以，只有充分重視智能化道路的發(fā)展，加強交通數(shù)據(jù)采集工作水平的提升，才能更好地符合智能化城市發(fā)展的要求。隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，人們越來越重視交通信息釆集傳感器在路面中的應(yīng)用情況，這樣方可以滿足有效地保障實現(xiàn)預(yù)期的智能交通要求。總體來看，應(yīng)用交通信息采集類傳感器的工作關(guān)系到智能道路的發(fā)展情況，從而能更好地保障滿足智能交通運輸體系的發(fā)展，我們應(yīng)該充分重視信息采集類傳感器的研發(fā)，以保障更好地促進智慧城市的發(fā)展。