ITS交通信息采集及处理技术在乐山市交通中的运用探究

王倩

摘 要：分析了ITS智能交通的信息采集以及处理关键技术，结合乐山市交通的现状，探究性的研究了交通流信息的采集方法，分析了三种典型的车辆检测器技术。阐述了多源异构交通数据的存储和处理，从理论上探究了ITS相关关键技术应用在乐山市交通中的可能性，为以后的实践研究提供了可能。

关键词：智能交通；交通拥堵；信息采集

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.19.093

1 引言

近年来，随着社会经济的高速发展，城市化进程速度的加快，城市道路机动车的增长速度逐年递增，公民交通及出行需求日益增加，交通拥堵、交通事故、环境污染已经成为世界性的难题。而当前的路网结构和道路规划已经不能最大限度的满足日益增加的交通出行需求，尤其是在节假日或上下班高峰期时，道路交通拥挤现象严重，交通事故频发，人们的生命和出行受到了严重的威胁。而机动车的增多导致汽车尾气的排放增加，二氧化碳、二氧化硫等有害气体的排放量也大幅上升，极大了破坏了交通环境，种种迹象说明，传统的交通管理手段已经无法适应当前日益增长的交通需求，必须通过科学的管理规划、新的理论和技术来谋求解决当前存在的交通问题。

2 乐山交通现状分析

以乐山的交通的状况为例，目前存在的主要的交通问题是：一是某些路段道路交通的路网结构不合理，导致事故或拥堵频发；二是机动车的增长速度过快，当前路网已经不能适应过多的机动车的需求；三是乐山大部分路段的交通都是属于行人、自行车、机动车的混合交通流，更加增加了道路的负担；四是公民的交通安全意识淡薄，横穿马路、不看红绿灯现象时有发生，增加了交通事故发生的隐患；五是公交线路和城市轨道交通线路还有待加强，如在人流量和车流量较多的地方设置公交站牌；公交站的信息化的管理还有待加强；六是停车问题严重，在景点或一些超市配套的停车设施不能进行合理的规划，因此，常见各类乱停乱放的机动车和非机动车，这对于人们的出行造成一定的不便。

以上交通具体问题的产生的根源来自于供求关系的矛盾，日益增长的机动车的数量对于路网的需求和发展相对滞后的城市道路交通之间的矛盾，因此，必须通过科学的规划做蓝图，先进的科学技术做支撑，再加上公民安全意识和整体素质的提升，才能够从根本上解决当前存在的交通问题。

3 ITS智能交通系统关键技术

3.1 交通流信息采集技术

交通基础信息采集是实现ITS智能交通的基础。不管是进行交通的规划、还是进行交通的诱导以及交通的组织和管理都离不开交通数据的参与。因此，在进行道路交通控制时，必须首先收集基础的交通信息，才能实现道路交通信息化管理。

交通信息主要分为静态交通信息和动态交通信息，不同的信息类型有不同的采集方式。静态信息主要包含城市的交通路网信息、城市的地理信息数据、车辆信息、交通管理信息等。静态信息相对而言较为稳定，短期内不易发生较大变化，如路网信息、地理信息等等，因此分析和存储都相对较为便利。动态交通信息需要实时采集，处在不断变化中，采集设备更为先进和复杂。结合乐山的实际交通情况，主要分析利用车辆检测器采集交通流参数，如车流量、车速、车间距、车辆类型、道路占用率、车辆违章信息、交通事故检测等。

车辆检测器是ITS智能交通中实时采集交通信息的设备，其技术水平的高低直接影响整个ITS系统的运行水平。通过数据采集和设备监视等方式，向综合管理平台中的信息处理和信息发布单元提供各种交通参数，是综合管理平台进行分析、判断、发出指令信息，提出控制方案的主要依据。

按检测技术方法不同可以分成基于磁频的检测，基于视频的检测，基于微波（雷达）的检测、基于超声波的检测、基于红外线的检测以及基于激光的车辆检测技术等，本文重点介绍以下三种检测技术。

3.1.1 基于磁频的车辆检测技术

环形线圈车辆检测器是一种基于电磁感应现象的车辆检测技术，是目前应用最为广泛的一种类型；这种检测技术的基本结构是由感应线圈、传输馈线和车辆检测卡设备组成。能够检测出交通流量、车速、车道占有率等参数。基本原理是当机动车（金属体）通过线圈或者在线圈区域停留时，影响线圈回路电感的变化，根据相关物理学的原理，检测出变化量，检测到车辆的存在，达到检测交通流信息的目的。

作为传统的固定式交通信息检测设备，目前感应线圈检测器已广泛应用于交通信息采集系统，如ITS系统的交通信号协调控制系统、道口收费系统、停车场管理、车辆计数等。感应线圈检测具备可靠性高、性价比高，使用方便，全天候工作等诸多优点，但同时也存在着一些缺点，如线圈埋设在路面之下，在路网已经基本规划完成的情况时，重新安装时需要破坏路面；另外，一些重型车辆在通过感应线圈的时候，容易损坏等缺点。

3.1.2 基于视频图像的车辆检测器技术

视频图像检测技术是利用攝像机提供图像信息对交通状况进行确认。视频车辆检测器相较于其它类型检测器有着显著的优势。其以摄像机和车辆检测技术、计算机图像处理技术作为技术基础， 通过视频图像的采集和分析， 在短时间内获取图像信息并进行有效比对， 存在差异则表明有车辆通过。模式识别技术和图像处理技术起着重要作用。将采集到的交通视频或图像信息进行特征提取，通过提取出的关键特征与现有的数据库中的图像或视频进行比对，如果能够检测到差异，推导可以得出车辆的交通流信息。需要考虑如何对图像进行平滑降噪处理，使分析结果更准确有效。

基于视频图像的车辆检测器主要用于车辆的存在型检测，车型分类，预测交通流，估测交通参数，基于车辆行驶状态值的各种预警等，能够为交通部门的综合管理平台提供大量的参考信息。大多应用在交通流检测、路口信号灯控制、异常事件检测等，尤其是在异常交通事件检测方面，能够在很短的时间内预警，通知周边管理人员迅速处理。由于其安装简单易行、不对路面造成破坏、测速精度高、可以直观得到可视化的图像和视频、直观显示出车速、车型等交通流信息的优点，在城市道路交通控制中有广泛的应用，但同时该技术容易受到环境如雨雪雾等恶劣条件的影响、处理视频图像的实时性较差等。endprint

3.1.3 基于红外线的车辆检测器技术

红外线检测是通过线性排列的红外光发射和接收来实现对车辆的同步扫描，并将光信号转换为电信号，从而实现对车辆数据的综合检测，是波束检测装置的一种，在交通管理进行广泛应用。其可以用于采集交通流中不同车辆的各种参数：交通流量、车道占有率、车型等，也可应用在公路收费系统，在不破坏地面的情况下安装和应用。红外线检测技术测量距离远、反应速度快、测速精度高、误差小、环境适应性好，但受周围环境影响较大，穿透灰尘、雾、雪的能力较弱。

3.2 交通数据存储及处理

数据存储系统和数据加工系统将数据采集系统加工后的信息进行存储管理， 并根据系统对信息使用的不同需求和频度进行加工； 同时， 也根据数据信息采用不同的存储策略。目前在交通领域中，由于上述采集交通实时数据的车辆检测器技术的不同，采集到的信息一般以特定的形式存储在数据库中，如静态数据中的地理信息数据可以存储在地理信息数据库中，也可以做成GIS数据库，实现信息之间的互通互联，供平台内的其他系统直接调用；而在交通运行过程中采集的实时的动态数据的存储方式则是多样的。来自不同采集方式采集到的数据称为异构数据，需要特定的方式进行存储，如转变成统一的数据类型进行处理等。

从不同的方式采集到的交通数据由于其数据的类型不同导致存储方式的不同，这些不同的数据类型需要整合在一起，需要用到交通数据融合技术。数据融合技术是进行重要数据处理的基础，尤其在多信息源、多用户系统的情况下起重要的协调作用。从其融合层次上进行分析，主要有像素级数据融合、特征级融合和决策级融合。在交通领域，由于同一类型的检测器的数据格式和处理方法基本上相似，因此交通领域的数据融合主要研究不同检测器获取到的信息而言。而从不同的采集设备采集到的多源交通信息，可以克服单个交通信息源获取信息的局限性，在使用之前必须进行数据融合，才能够全面掌控整个交通路网的信息，为其应用在交通控制，实现交通诱导，为ITS综合管理平台提供数据支持作数据上的充分准备。

4 结论

总之，ITS智能交通是将计算机技术、信息技术、通信技术、电子控制技术等多个学科结合在一起，共同解決交通问题。其中，作为关键技术之一的信息采集系统是重要的基础支撑部分，通过对采集方式和数据的处理方式的研究，结合乐山的实际交通状况，能够在一定程度上解决交通拥堵、交通事故等问题。

参考文献

[1]杨小树. 浅析交通检测技术及其未来发展趋势[J]. 科技创新导报， 2015，（33）：24-24.

[2]贺向东， 吴华. 智能交通系统中的数据处理技术[J]. 城市轨道交通研究， 2002， 5（1）：67-69.endprint