智能交通系統(tǒng)中交通信息采集技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

陳丹霞、陳國(guó)波

（1.深圳市易行網(wǎng)交通科技有限公司，廣東深圳518000；2.深圳市寶安區(qū)西鄉(xiāng)街道土地整備事務(wù)中心，廣東深圳518000）

0 引言

20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)智能交通系統(tǒng)隨之興起并得到迅速發(fā)展，智能交通系統(tǒng)的發(fā)展大大改善和提高了交通運(yùn)輸?shù)男剩瑸樾熊嚢踩峁┝酥匾ＷC。而在智能交通系統(tǒng)的發(fā)展中，交通信息采集技術(shù)是交通控制與管理的前提，交通信息采集技術(shù)的合理應(yīng)用與智能交通系統(tǒng)發(fā)展息息相關(guān)，為此加強(qiáng)對(duì)交通信息采集技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展的研究十分重要。

1 智能交通系統(tǒng)概述

智能交通系統(tǒng)的本質(zhì)就是多種信息技術(shù)的綜合體，智能交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通信技術(shù)、電子傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)的融合，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了具有綜合性的地面交通管理體系。

智能交通系統(tǒng)（ITS）主要具有以下方面的功能[1]。第一，平穩(wěn)性。智能交通系統(tǒng)在應(yīng)用中，可以有效地改善和提高交通運(yùn)營(yíng)的效率以及道路網(wǎng)流量，及時(shí)調(diào)整交通需求，保證交通設(shè)施可以更好的滿足交通發(fā)展的需求，對(duì)于促進(jìn)交通的平穩(wěn)發(fā)展有重要作用。第二，安全性。智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效地控制和減少交通事故的發(fā)生，同時(shí)可以將交通安全隱患進(jìn)行排除，為交通安全提供了重要保證。第三，環(huán)保性。智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用，讓交通擁堵問(wèn)題得到了解決，同時(shí)也降低了車輛行駛對(duì)環(huán)境的影響，這與我國(guó)所推行的環(huán)保政策也是相符的。

但目前，智能交通系統(tǒng)多應(yīng)用在一線城市，如北京、深圳、上海等，一線城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，為智能交通系統(tǒng)的使用提供了充足的條件；為加快智能交通系統(tǒng)的全面推進(jìn)，我國(guó)在發(fā)展智能交通系統(tǒng)的過(guò)程中可以積極借鑒國(guó)外智能交通系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，可以借鑒以下的經(jīng)驗(yàn)：首先，注重加強(qiáng)智能交通系統(tǒng)的政策扶持，并從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，做好戰(zhàn)略規(guī)劃；其次，在發(fā)展智能交通系統(tǒng)的過(guò)程中，需要綜合的考慮到自然因素、生態(tài)環(huán)境、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)以及安全等內(nèi)容；再次，注重加強(qiáng)智能交通系統(tǒng)的創(chuàng)新，發(fā)揮出高新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，提高競(jìng)爭(zhēng)力；最后，為智能交通系統(tǒng)的發(fā)展提供多元化的融資渠道，積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)加入智能交通系統(tǒng)的建設(shè)中，同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，加強(qiáng)信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，為智能交通系統(tǒng)的發(fā)展提供良好的支持[2]。

2 智能交通系統(tǒng)中交通信息的重要性

眾所周知，信息資源是客觀存在的，而且隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，信息資源也在積極開(kāi)發(fā)和更新。交通信息，指的是在整個(gè)交通運(yùn)輸領(lǐng)域中所流通的具有利用價(jià)值的所有信息。交通信息的基本特點(diǎn)就是來(lái)源比較廣，但總的來(lái)說(shuō)主要來(lái)源于道路、車輛以及旅客，其中旅客也包括駕駛員在內(nèi)，這些人員的信息都可以稱為直接交通信息。交通運(yùn)輸需要在一定的環(huán)境支持下，所以環(huán)境信息也會(huì)成為相關(guān)的交通信息源，環(huán)境信息主要包括氣象、地質(zhì)等自然因素。

交通信息的分類主要包括動(dòng)態(tài)交通信息、靜態(tài)交通信息。其中，動(dòng)態(tài)交通信息指的是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制目的的信息，而靜態(tài)交通信息則包括車輛信息、道路信息以及自然環(huán)境信息等。動(dòng)態(tài)交通信息是智能交通系統(tǒng)中的重點(diǎn)，是指能夠根據(jù)時(shí)間變化而產(chǎn)生的交通數(shù)據(jù)，比如說(shuō)平均速度、交通密度、擁堵?tīng)顩r等等。交通動(dòng)態(tài)信息是最為關(guān)鍵的交通信息，也是智能交通系統(tǒng)中最重要的內(nèi)容，是智能交通系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，關(guān)鍵的交通信息還能為交通管理規(guī)劃的制定提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 智能交通系統(tǒng)中交通信息采集技術(shù)的應(yīng)用

3.1 視頻采集技術(shù)

所謂視頻采集技術(shù)，指的是將攝像機(jī)安裝在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，借此來(lái)獲取相關(guān)的交通視頻圖像，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)從視頻圖像內(nèi)提取對(duì)交通分析與決策有價(jià)值的信息內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)交通信息的智能化采集。視頻采集技術(shù)通過(guò)采集車輛流、車型分類、平均車距等數(shù)據(jù)，并為智能交通系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)的交通信息，該技術(shù)的應(yīng)用流程主要分為采集傳輸、處理以及提取。一般來(lái)說(shuō)，視頻采集技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)就是應(yīng)該范圍廣、檢測(cè)參數(shù)眾多，同時(shí)具有很強(qiáng)的可視性，在安裝中也不會(huì)受到干擾，安裝十分簡(jiǎn)單，但同時(shí)也具有一定的缺點(diǎn)，如積水反射以及夜間光線會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果、大型車則會(huì)影響到小型車輛的檢測(cè)等等，這些情況也會(huì)影響了交通信息采集的準(zhǔn)確性[3]。

視頻采集技術(shù)的主要應(yīng)用范圍如下：第一，視頻采集技術(shù)可以有效地提取常規(guī)的交通參數(shù)，比如說(shuō)車輛擁擠情況、停車等待時(shí)間、車流量等；第二，收集并檢測(cè)交通違章信息；第三，視頻采集技術(shù)可以為交通信號(hào)控制提供輔助功能，比如說(shuō)部分城市就紛紛開(kāi)展基于視頻檢測(cè)的行人過(guò)街協(xié)調(diào)感應(yīng)控制系統(tǒng)；第四，視頻采集技術(shù)可以加強(qiáng)交通事故及擁堵情況的檢測(cè)，以便即時(shí)到場(chǎng)解決交通問(wèn)題。

3.2 地磁車輛檢測(cè)技術(shù)

地磁車輛檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中主要就是借助地磁場(chǎng)，根據(jù)地磁場(chǎng)的強(qiáng)度變化情況，對(duì)車輛的離開(kāi)、停留、進(jìn)入等進(jìn)行檢測(cè)，該技術(shù)能夠及時(shí)捕捉到車輛的變化情況，同時(shí)將磁場(chǎng)變化量轉(zhuǎn)化為更容易理解和辨識(shí)的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)車輛的有效檢測(cè)。

地磁車輛檢測(cè)技術(shù)主要具有以下的特點(diǎn)：第一，地磁車輛檢測(cè)器的體積小精度高，其在安裝過(guò)程中只需在路段地面鉆孔即可安裝，并不會(huì)對(duì)路面帶來(lái)較大的破壞，如果在側(cè)面安裝，也無(wú)需破壞地面；第二，使用地磁車輛檢測(cè)器，受外界環(huán)境的干擾比較小，其在應(yīng)用中只需利用鐵質(zhì)車身的磁場(chǎng)變化，并不會(huì)受到外界氣候、溫度等因素的影響。

地磁車輛檢測(cè)器的應(yīng)用范圍如下：一是管理停車。將地磁車輛檢測(cè)器安裝在停車場(chǎng)入口，可以檢測(cè)車輛的存在，并觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行工作，當(dāng)車輛離開(kāi)時(shí)便會(huì)車過(guò)桿落；將地磁車輛檢測(cè)器安裝在車位上，可以有效地獲取車輛在車位的停留時(shí)間，實(shí)施停車收費(fèi)計(jì)時(shí)，同時(shí)還能將車位的數(shù)量傳輸給停車場(chǎng)的管理系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)車輛的有效管理；二是地磁車輛檢測(cè)器，還能夠收集車輛的類型、車流量等，為信號(hào)控制提供重要的參考。

3.3 浮動(dòng)車技術(shù)

浮動(dòng)車技術(shù)最早的應(yīng)用主要是針對(duì)出租車和公交車。在以往傳統(tǒng)的交通模式下，出租車和公交車是大多數(shù)人的出行選擇，出租車和公交車可以在城市的快速路、主次干路穿行，在公交車和出租車上安裝定位系統(tǒng)，也能夠準(zhǔn)確的獲取到城市各個(gè)道路的實(shí)際交通情況。

但是隨著各類出行軟件的成熟和應(yīng)用，人們也有了更多出行的選擇，道路上的車輛分布也發(fā)生了明顯的變化，與此同時(shí)浮動(dòng)車技術(shù)的應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大，將浮動(dòng)車技術(shù)安裝在公交車、出租車、私家車上，能夠?qū)Ω鱾€(gè)道路車輛的分布信息進(jìn)行掌握，以便有效地測(cè)量交通網(wǎng)絡(luò)中的交通信息，從而有效地治理交通擁堵問(wèn)題[4]。

浮動(dòng)車技術(shù)的信息采集過(guò)程主要分為以下的流程：首先，采集道路上安裝車載定位設(shè)備車輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息；其次，定位設(shè)備定期向服務(wù)器傳輸浮動(dòng)車的實(shí)際位置信息，并借助數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換；最后，將轉(zhuǎn)換后的信息上傳到數(shù)據(jù)控制中心，并接收數(shù)據(jù)中心的指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下達(dá)。在采集完有關(guān)的信息后，信息處理系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)采集到的信息，進(jìn)行地圖匹配、推算行駛路徑等操作。浮動(dòng)車數(shù)據(jù)采集技術(shù)讓交通信息的采集更加的全面，大大的提高了數(shù)據(jù)信息采集的有效性和實(shí)時(shí)性。

3.4 無(wú)人機(jī)檢測(cè)技術(shù)

無(wú)人機(jī)也被稱作無(wú)人駕駛飛機(jī)，其最初應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，后續(xù)隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在交通監(jiān)控、信息采集等領(lǐng)域也有了廣泛的應(yīng)用。

裝載傳感器、攝像機(jī)或者照相機(jī)，能夠從空中獲取目標(biāo)區(qū)域或該路段的交通信息，該技術(shù)與視頻采集技術(shù)相比，優(yōu)勢(shì)更多。比如，對(duì)于交通事故來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)可以在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)、快速的取證，而傳統(tǒng)的交通事故大多需要交警到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，但是在去事故現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程中可能會(huì)受到交通擁堵、警力資源不足等因素的影響，需要延長(zhǎng)事故處理的整體時(shí)間。而使用無(wú)人機(jī)則不會(huì)受到地面交通的影響，能夠第一時(shí)間快速達(dá)到交通事故發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)，為交通事故的處理提供協(xié)助，不僅可以節(jié)約警力資源，而且也節(jié)約了時(shí)間成本。無(wú)人機(jī)能夠從空中的視角，更直觀的獲取到目標(biāo)路段和區(qū)域的交通情況，并將交通情況及時(shí)傳輸給控制中心，以便協(xié)助控制中心做好交通信號(hào)的調(diào)整，從而有效地疏通交通擁堵情況，還能對(duì)路況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，為交通誘導(dǎo)提供有益的指導(dǎo)[5]。另外，無(wú)人機(jī)還可以為消防車、救護(hù)車等特殊車輛提供保駕護(hù)航服務(wù)，為生命救助提供便捷通道。

無(wú)人機(jī)交通信息采集技術(shù)主要具有以下的優(yōu)勢(shì)：首先，無(wú)人機(jī)交通信息采集技術(shù)的檢測(cè)范圍更廣泛，無(wú)人機(jī)能夠在空中獲取宏觀的交通信息；其次，無(wú)人機(jī)交通信息采集技術(shù)的檢測(cè)視角更加的靈活，無(wú)人機(jī)在交通信息采集中可以隨時(shí)的對(duì)觀察角度、位置及路線進(jìn)行調(diào)整，可以準(zhǔn)確定位目標(biāo)檢測(cè)區(qū)域，讓交通信息的采集更加的高效、便捷；最后，無(wú)人機(jī)交通信息采集技術(shù)的檢測(cè)效果更高，可以節(jié)省人力成本、安裝成本，而且在檢測(cè)期間無(wú)需中斷交通，與傳統(tǒng)檢測(cè)器相比，工作效率更高。

但不可忽視的是，無(wú)人機(jī)交通信息采集技術(shù)其自身在應(yīng)用中也有一定的缺陷，主要有以下方面的不足：第一，受到技術(shù)方面的影響，在使用無(wú)人機(jī)采集交通信息的過(guò)程中，需要克服其機(jī)身振動(dòng)的問(wèn)題，避免采集到的畫(huà)面出現(xiàn)抖動(dòng),再加上無(wú)人機(jī)的體積比較小，無(wú)法抵抗較大的風(fēng)力，所以一旦遇到大風(fēng)天氣就不宜使用該技術(shù)進(jìn)行交通信息的采集；第二，無(wú)人機(jī)技術(shù)在執(zhí)法領(lǐng)域應(yīng)用的科學(xué)性還有待考究，當(dāng)然并未出臺(tái)有關(guān)的法律法規(guī)，為無(wú)人機(jī)協(xié)助執(zhí)法提供保證，也就難以保證無(wú)人機(jī)輔助執(zhí)法的公平性和公正性，甚至也無(wú)法保證信息安全，這些問(wèn)題都需要解決[6]。

4 交通信息采集技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

如今自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了充分的滲透和應(yīng)用，交通信息采集中也應(yīng)該加強(qiáng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的利用，這是必然趨勢(shì)，同時(shí)也能更好地在惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)交通信息的有效采集。

基于自動(dòng)化識(shí)別的交通信息采集技術(shù)，主要具有以下方面的優(yōu)勢(shì)：第一，數(shù)據(jù)讀取更加便捷。在自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的支持下，交通信息數(shù)據(jù)的讀取，無(wú)需借助光線，就能實(shí)現(xiàn)100m 以上距離的有效識(shí)別,而且讀卡器的讀卡范圍也可以覆蓋整個(gè)道路寬度，能夠避免出現(xiàn)讀卡死角的問(wèn)題。第二，識(shí)別速度更快。當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入讀卡的范圍內(nèi)，閱讀器就能準(zhǔn)確將其中信息進(jìn)行獲取，最重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽的批量識(shí)別和讀取，所以當(dāng)多臺(tái)車輛同時(shí)進(jìn)入到該識(shí)別范圍內(nèi)時(shí)，讀卡器也能對(duì)多種車輛的標(biāo)簽信息進(jìn)行同時(shí)讀取。第三，數(shù)據(jù)容量更大。當(dāng)前二維條形碼技術(shù)僅僅能夠儲(chǔ)存2000 多數(shù)字，如果需要儲(chǔ)存字母或文字，儲(chǔ)存量也會(huì)大大減少。而在自動(dòng)識(shí)別技術(shù)支持下，標(biāo)簽?zāi)軌蚋鶕?jù)用戶需要進(jìn)行擴(kuò)充，也就無(wú)須對(duì)類型、尺寸等信息進(jìn)行讀取，而是直接將信息納入標(biāo)簽內(nèi)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入到識(shí)別范圍就能夠直接進(jìn)行讀取。第四，使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)可以借助無(wú)線電傳播通信，從而適用于更多惡劣環(huán)境下，有利于在各種天氣下進(jìn)行交通信息的采集。第五，能夠動(dòng)態(tài)加強(qiáng)標(biāo)簽數(shù)據(jù)更改。讀卡器可以將有保存價(jià)值的數(shù)據(jù)融入電子標(biāo)簽，這樣一來(lái)車輛的有關(guān)信息也會(huì)在電子標(biāo)簽內(nèi)，也就無(wú)需使用設(shè)備對(duì)信息進(jìn)行檢測(cè)，不僅能夠節(jié)約成本，而且信息處理流程也會(huì)更加簡(jiǎn)單。第六，安全性更高。電子標(biāo)簽內(nèi)具備信息保護(hù)功能，讀寫(xiě)密碼能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行有效的保護(hù)，這樣能夠有效地預(yù)防電子標(biāo)簽被任意更改，有利于減少電子標(biāo)簽被改動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，如今隨著交通現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的加快，智能交通系統(tǒng)也得到了普及和應(yīng)用，智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)交通信息的質(zhì)量也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的交通信息采集技術(shù)顯然是無(wú)法滿足智能交通系統(tǒng)的發(fā)展需求的。為此就需要加強(qiáng)交通信息采集技術(shù)的應(yīng)用研究力度，將更多先進(jìn)的交通信息采集技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，同時(shí)還需要注重加強(qiáng)交通信息采集技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化，以便充分地發(fā)揮出交通信息采集技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高信息采集的準(zhǔn)確性和全面性。但需要注意的是，無(wú)論哪種交通信息采集技術(shù)在應(yīng)用中都有一定的不足，這就需要不斷地加強(qiáng)改進(jìn)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多種交通信息技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，提高交通信息采集的質(zhì)量。