中興通訊股份有限公司　徐　進

淺論交通數據采集設備

中興通訊股份有限公司徐進

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

智慧交通；交通數據采集；交通管控；交通信息服務

交通數據采集是城市智慧交通系統(tǒng)的基礎，是政府部門進行交通管理、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的直接數據來源。

全面的交通數據采集要考慮人、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)境數據。交通數據采集的范圍隨著社會發(fā)展而擴大，為了控制汽車尾氣排放對空氣質量的影響，就需要采集一定區(qū)域的可吸入顆粒物數據，判斷是否需要在這個區(qū)域采取機動車限行措施。

交通數據采集設備可分為路旁設備、車載設備、個人移動終端等，涵蓋了當今電子、通信和信息技術的諸多方面。

1.攝像機

攝像機分標清攝像機、高清攝像機，也可分為模擬攝像機、數字攝像機、IP攝像機。

攝像機可安裝在燈柱上、橋梁上或龍門架上。攝像機捕捉交通監(jiān)測點的圖像，通過電纜傳送給視頻檢測系統(tǒng)進行數字化處理。每個攝像機可以監(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)的圖像及交通數據的處理工作，運用計算機視覺及模式識別技術，進行車輛形狀分析、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，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（微波探測器）

測速雷達主要利用了多普勒效應原理：當目標向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射機頻率；反之，當目標遠離天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射機率。如此即可借由頻率的改變數值，計算出目標與雷達的相對速度。雷達測速設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，當射頻卡進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產生感應電流，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，經天線調節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺計算機進行相關處理；計算機根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構動作。

RFID系統(tǒng)應用于ETC不停車收費，電子車牌。

4.環(huán)形感應線圈

環(huán)形線圈感應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線繞制而成的空心線圈，埋設與車道的路面下，通過饋線與檢測單元相連。檢測處理單元用高頻信號驅動環(huán)形線圈，當車輛通過環(huán)形線圈時，引起環(huán)的電感量的變化，并進而引起環(huán)的阻抗的變化，從而導致信號幅度、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，把一個具有高導磁率鐵芯和線圈裝在一個保護套內，里面填滿了非導電的防水材料，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，在線圈中產生一個電動勢，這個電動勢經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)星導航系統(tǒng)（BDS）

GPS是由美國國防部研制建立的一種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，能為全球用戶提供三維位置、速度和精確定時等導航信息，GPS對民用領域開放的精度約為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。在前門的左邊一側安放兩個高定向紅外發(fā)射管，在右邊一側的相同高度處安放兩個紅外接收管，構成兩對紅外發(fā)射接收檢測系統(tǒng)。

8.個人移動終端

智能手機帶有GPS定位功能，當用戶使用地圖軟件進行導航時，手機APP直接把位置返回云，給用戶提供導航服務。

9.無人機

無人機在道路上空拍攝照片或視頻，將現(xiàn)場勘查數據通過3G/4G網絡進行實景傳輸。無人機與影像采集系統(tǒng)、數據傳輸系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)構成空中交通信息采集平臺。無人機可以定點、定路線巡邏，有效擴大巡邏管控范圍，節(jié)約人力物力。

10.人工計量

西藏地區(qū)旅游業(yè)發(fā)達，為保證交通安全，交警在山區(qū)道路控制車速，設置檢查站，司機在檢查站領一張限速條，經過規(guī)定的時間以后到達下一個檢查站，如果提前到達則屬違章。

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，內置1080高清攝像頭和麥克風，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情報板自動提示當前積水水位值或“允許通行”、“謹慎通行”、“禁止通行”等警示信息。

13.能見度儀

能見度儀與數據采集處理系統(tǒng)配合使用可以構成能見度觀測站，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/無線通訊網絡發(fā)往控制中心，由交通廣播等形式向公眾發(fā)布。

14.總結

各種終端設備采集的交通數據通過有線網絡或者無線網絡傳輸到交通指揮中心，或者數據中心。交通數據分類存儲到不同的數據庫，利用大數據技術進行分析和挖掘，可進行交通運輸能力決策分析、路網優(yōu)化仿真決策分析，給交通規(guī)劃管理部門提供決策支持。交通信息服務系統(tǒng)在門戶網站上發(fā)布道路圖形化的通行指標，方便公眾出行。

［1］歐冬秀編著.交通信息技術（第2版）［M］.同濟大學出版社.