交通信息采集技术综述

王志伟

摘 要：我们都知道，准确的交通信息采集是智能交通系统的基石。如何获得准确、实时的交通信息对ITS的应用效果起着至关重要的作用。而交通信息的采集又分为静态交通信息采集与动态交通信息采集。因此本文将分类介绍这两种交通信息所对应的采集技术，其中着重介绍动态交通信息技术采集，分析它们的优缺点与适用场所，并对交通信息采集技术的未来发展做出合理展望。

关键词：交通信息；采集技术；智能交通系统；动态；静态；

1.静态交通信息采集技术

静态交通信息主要包括与道路交通规划、管理相关的一些比较固定的、在短期内不会发生太大变化的信息。

主要包括有：规划国土信息、城市道路网基础信息、城市基础地理信息、车辆保有量信息及交通管理信息等等。因此，静态交通信息通常采用人工调查或仪器测量的方式来获取。静态信息是相对稳定的，变化的频率很小，并且变化没有规律。

2.动态交通信息采集技术

2.1 独立式采集技术

独立式采集技术又称车辆检测技术，目前具有代表性的分类方法是按检测器的工作方式及工作时的电磁波波长范围，可以分为3 类：磁频检测、波频检测和视频检测。

2.1.1磁频检测

常用的磁频检测技术的常见技术有，环形线圈检测器和磁力检测器

2.1.1.1 环形线圈检测器

环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。车辆通过埋设在路面下的环形线圈时，会引起线圈磁场的变化， 检测器据此计算出车辆的流量、占有率。借助环形线圈的平均有效长度，还可计算出车辆速度。

2.1.1.2 磁力检测器

磁力检测器是被动接收设备，当铁质物体通过检测区域时，会引起磁场强度的变化，磁力检测器就是通过检测磁场强度的异常来确定是否有车辆出现的。当车辆进入并通过磁力检测器的检测区域，且检测器的磁场强度发生超过预设的阈值时，说明有车辆被检测到，磁力检测器可检测小型车辆，包括自行车，但一般不能检测静止的车辆。地磁检测器是磁力感应器的一种，其检测原理是利用铁质物体通过时，会引起地磁场的扰动，从而通过检测地磁场的异常来判断车辆的出现。

2.1.2 波频检测

常用的波频检测技术包括微波检测器和红外线检测器。

2.1.2.1 微波检测器

微波检测器利用雷达线性调频技术原理，对检测路面发射微波，通过对反射回来的微波信号进行检测，实现车速、车身长度、车流量、车道占有率等交通信息的采集。微波雷达检测器按工作原理可分为两种类型：连续波多普勒雷达和调频连续波雷达。

2.1.2.2 红外线检测器

红外线检测器。该检测器可分为主动式和被动式两种。主动红外线检测器中， 激光二极管在红外线波长范围（即光谱长度为0.85μm）附近工作，发射低能红外线照射检测区域，并经过车辆的反射返回检测器，可检测车辆出现、流量、速度、密度和车型分类。被动红外线检测器本身不发射红外线，而是接收来自两个来源的红外线：检测器监测范围内的车辆、路面及其他物体自身散发的红外线和它们反射的来自太阳的红外线。路面反射的紅外线与车辆反射的红外线水平不同， 被动红外检测器就是依据反射的红外线水平来检测车辆的存在。

2.1.3 视频检测

视频采集技术视频检测系统一般由摄像机、基于微处理器的计算机及处理软件组成。视频检测是一种将视频图像和模式识别相结合并应用于交通领域的新型采集技术。视频检测将采集到的连续模拟图像转换成离散的数字图像后， 经软件分析处理可得到交通流量、车速、车头时距、占有率等交通参数。我们学生也可以通过matlab这个软件进行车牌识别，并依据识别出来的车辆来计算我们所需的数据。

2.2 协作式采集技术

在协作式采集技术中，通过被检测车辆上相应的车载设备与整个采集系统的其他部分进行信息交换，以实现信息采集。主要包括三大类：基于GPS定位的采集技术、基于RFID 的采集技术和基于手机定位的采集技术。

2.2.1 基于GPS定位的采集技术

GPS是一个能够实现全方位、实时定位和导航的卫星系统，在交通领域已得到越来越广泛的应用。基于GPS的交通信息采集技术是在车辆上配备GPS接收装置，以一定的采样间隔记录车辆的三维位置坐标（经度坐标、纬度坐标、高度坐标）和时间信息，这些信息传入计算机后与地理信息系统（GIS） 的电子地图相结合， 经过重叠分析可计算出行程时间和行程速度。

2.2.2 基于RFID 的采集技术

RFID （Radio Frequency Identification） 技术是一种利用无线射频原理实现非接触式自动识别的技术。它利用安装在车辆上的射频标签存储相应的车辆信息，如车牌号、发动机ID、驾驶员ID 等，射频标签分为有源标签和无源标签两种，通过读写器读取射频标签中的信息，实现对车辆的自动识别。然后天线接收由电子标签发出的车辆特征码信息，并将信息传输给计算机进行处理后可得到交通流量、空间平均速度、行程时间和车辆分类等信息。RFID 技术广泛应用于智能交通中，如高速公路和停车场收费、货物自动跟踪和识别等。

2.2.3 基于手机定位的采集技术

基于手机定位的采集技术的基本原理是利用手机与基站之间的相互关系来确定手机位置坐标信息，并通过路径匹配估算出路段行程车速。这种采集技术与基于GPS的采集技术类似，只是得到位置坐标的原理不同。获取手机位置坐标信息的方法一般有以下两种：a）测量手机移动台发射信号到达不同基站的时间差； b）在手机内加装GPS定位芯片，通过卫星信号确定手机位置。还可以将GPS与手机蜂窝数据相结合，在GPS 信号不好时采用蜂窝网络定位方法，提高了系统定位的可靠性。

总之每种采集技术都有它的优势和不足，适用于不同应用要求的场合。因此，未来车辆交通信息采集技术的另一个发展趋势是多种采集技术的融合。根据应用需求，结合各种采集技术的优点，对多种采集技术进行融合。为了获取全面、完整的交通信息、必须联合应用多种检测技术，得到不同方位、不同角度的检测信息，以保证系统得到的交通信息是实时的、准确的和可靠的。

参考文献：

[1]陈宇峰，向郑涛，陈利，潘正清 智能交通系统中的交通信息采集技术研究进展 湖北汽车工业学院学报 2010—6

[2]郑建湖，王明华 动态交通信息采集技术比较分析 交通标准化 2009-6