信息融合技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用研究

王浩

摘 要：文章首先介紹了信息融合技術(shù)的定義，接著對信息融合的模式進(jìn)行了介紹，最后對信息融合在交通信息處理中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：信息；融合；交通

通常是用傳感器來采集交通信息，不同的傳感器采集到的交通信息不一定完全一樣。傳感器信息融合實(shí)際上是人對人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬。是針對一個系統(tǒng)使用多種傳感器這一特定問題而展開的一種關(guān)于數(shù)據(jù)處理的研究，它利用多個傳感器獲得的多種信息，得出對環(huán)境或?qū)ο筇卣鞯娜妗⒄_認(rèn)識，克服了單一傳感器給系統(tǒng)帶來的誤報風(fēng)險大、可靠性和容錯性低的缺點(diǎn)。多傳感器信息融合是通過學(xué)習(xí)中心數(shù)據(jù)處理器把來自多個傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，多傳感器信息融合系統(tǒng)把各種傳入數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，使數(shù)據(jù)在一定準(zhǔn)則下加以自動分析綜合以完成所需的決策和評估，使它產(chǎn)生的輸出信息比各部分分別處理產(chǎn)生的信息總和更有價值。即信息融合通過對各類數(shù)據(jù)的綜合處理，可以得到比任何單個數(shù)據(jù)源更全面更準(zhǔn)確的交通流狀況信息。信息融合又稱數(shù)據(jù)融合。

一、信息融合模式

信息融合可分為三個層次：像素級融合、特征級融合和決策級融合。其中像素級和特征級融合處理的是地面交通信息和部分空間信息（如GPS），輸出的是對城市交通的部分描述，如狀態(tài)向量、特征和屬性等；決策級融合屬于高層處理，處理的數(shù)據(jù)包括地面交通信息、全部的空間信息、氣象信息等其他交通相關(guān)信息以及交通領(lǐng)域?qū)＜业闹R等，輸出的是抽象結(jié)果，如對交通系統(tǒng)的狀態(tài)、交通系統(tǒng)整體性能的評價以及對系統(tǒng)運(yùn)行的預(yù)測等，支持城市交通指揮決策系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1、像素級融合

像素級融合（亦稱數(shù)據(jù)融合）就是直接在采集到原始數(shù)據(jù)層上進(jìn)行融合。這種融合在各種傳感器的原始觀測信息未經(jīng)預(yù)處理之前就進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合分析，是最低層次的融合。數(shù)據(jù)層融合，將各傳感器的原始觀測數(shù)據(jù)融合，從融合的數(shù)據(jù)中提取特征向量，并進(jìn)行判斷識別。數(shù)據(jù)層融合等同于單個傳感器處理，不存在數(shù)據(jù)丟失的問題，得到的結(jié)果是很準(zhǔn)確的，但對系統(tǒng)通信帶寬的要求很高。

2、特征級融合

特征級融合先對來自傳感器的原始信息進(jìn)行特征提?。ㄌ卣骺梢允潜挥^測對像的各種物理量），然后對特征信息進(jìn)行綜合分析和處理，這樣的信息融合即為特征級融合。特征級融合屬于中間層次，其融合過程為：首先提取像素信息的表示量或統(tǒng)計(jì)量，即提取特征信息，然后按特征信息對多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、綜合和分析。特征層融合是聚類分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于知識的技術(shù)模板，這種方法對通信帶寬的要求較低，但由于數(shù)據(jù)丟失使其準(zhǔn)確性有所下降。

3、決策級融合

決策級融合是一種高層次融合，其結(jié)果為檢測、控制、指揮、決策提供依據(jù)。決策級融合從具體問題出發(fā)，充分利用特征級的融合結(jié)果，直接針對具體決策目標(biāo)，融合結(jié)果直接影響決策水平。決策層融合對傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行了濃縮，因此，相對而言，這種方法產(chǎn)生的結(jié)果最不準(zhǔn)確，但它對通信帶寬的要求最低。三個層次的融合結(jié)構(gòu)如圖-1所示：

二、信息融合在交通信息處理中的作用

信息融合技術(shù)應(yīng)用于交通信息智能處理領(lǐng)域，完成多傳感器數(shù)據(jù)的綜合處理，可以使各種交通狀態(tài)信息得到更好的解釋和利用。交通信息融合的根本作用就是通過各種交通傳感器和歷史數(shù)據(jù)庫等多種沼氣來源作為輸入，利用融合技術(shù)理論和方法，得到適合各個智能交通服務(wù)領(lǐng)域使用的交通信息。

三、交通信息融合處理方法

根據(jù)應(yīng)用的目的不同，交通信息融合的方法有：直接對數(shù)據(jù)源操作；利用對象的統(tǒng)計(jì)特性和概率模型進(jìn)行操作；基于規(guī)則推理的方法，如模糊推理、證據(jù)推理、產(chǎn)生式規(guī)則等。

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（作者單位：武警警官學(xué)院 信息通信系）