浅论交通数据采集设备

中兴通讯股份有限公司　徐　进

浅论交通数据采集设备

中兴通讯股份有限公司徐进

本文论述了交通数据采集的重要性，交通数据采集的范围，介绍了各种交通数据采集设备的基本原理和应用场景，总结了交通数据采集设备在智慧交通系统中的位置。

智慧交通；交通数据采集；交通管控；交通信息服务

交通数据采集是城市智慧交通系统的基础，是政府部门进行交通管理、控制、执法、规划决策的手段，是政府向社会公众提供交通信息服务的直接数据来源。

全面的交通数据采集要考虑人、车、路、物、环境，即驾驶者、行人、乘客，车辆牌照、车型、速度等，道路和路上物体，能见度、积水等环境数据。交通数据采集的范围随着社会发展而扩大，为了控制汽车尾气排放对空气质量的影响，就需要采集一定区域的可吸入颗粒物数据，判断是否需要在这个区域采取机动车限行措施。

交通数据采集设备可分为路旁设备、车载设备、个人移动终端等，涵盖了当今电子、通信和信息技术的诸多方面。

1.摄像机

摄像机分标清摄像机、高清摄像机，也可分为模拟摄像机、数字摄像机、IP摄像机。

摄像机可安装在灯柱上、桥梁上或龙门架上。摄像机捕捉交通监测点的图像，通过电缆传送给视频检测系统进行数字化处理。每个摄像机可以监视多个车道。一个视频检测系统可以同时监视多达4个不同的路段或行车方向。视频检测系统的核心组成部分为视频图像处理模块，它完成该系统的图像及交通数据的处理工作，运用计算机视觉及模式识别技术，进行车辆形状分析、车型分类或者车辆牌照的识别。

安装在道路不同的位置的摄像机和视频检测系统偏重不同的功能。用于车流量分析的视频检测系统提取道路交通运行参数，包括车流量、车速、拥塞程度等。用于电子警察的视频检测系统检测交通灯状态、车道线，以及闯红灯、违章越线等交通违章行为。

2.雷达（微波探测器）

测速雷达主要利用了多普勒效应原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。雷达测速设备可安装在巡逻车上，在运动中实现检测车速，是“流动电子警察”非常重要的组成部分。雷达运动时测速误差为±2Km/h，完全可以满足对交通违章查处的要求。

3.RFID读卡器

RFID即射频识别， RFID常用的频率有433.92MHz、860-960MHz，5.8GHz。最基本的RFID系统由三部分组成： 标签、阅读器、天线。

阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台计算机进行相关处理；计算机根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

RFID系统应用于ETC不停车收费，电子车牌。

4.环形感应线圈

环形线圈感应式检测器通常由三个部分组成：环形线圈车辆传感器、传输馈线、检测处理单元。环形线圈车辆传感器一般是由几匝金属导线绕制而成的空心线圈，埋设与车道的路面下，通过馈线与检测单元相连。检测处理单元用高频信号驱动环形线圈，当车辆通过环形线圈时，引起环的电感量的变化，并进而引起环的阻抗的变化，从而导致信号幅度、相位、频率的变化。用检测电路检测其中某一个量的变化，就可以达到检测车辆的目的。

5.地磁棒

地磁棒也叫地磁车辆检测器，把一个具有高导磁率铁芯和线圈装在一个保护套内，里面填满了非导电的防水材料，形成一根磁棒。在路面上垂直开一个孔，把磁棒埋在路面下，当车辆驶过这个线圈时通过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生一个电动势，这个电动势经过放大器放大后去推动继电器，发出一个车辆通过的信号。

6.全球定位系统（GPS）、北斗卫星导航系统（BDS）

GPS是由美国国防部研制建立的一种卫星导航系统，能为全球用户提供三维位置、速度和精确定时等导航信息，GPS对民用领域开放的精度约为10米。

BDS是中国自行研制的全球卫星导航系统，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

GPS/BDS可应用于智能公交、车队管理、车辆安防。

7.红外线传感器

可利用红外传感器统计公交客流。在前门的左边一侧安放两个高定向红外发射管，在右边一侧的相同高度处安放两个红外接收管，构成两对红外发射接收检测系统。

8.个人移动终端

智能手机带有GPS定位功能，当用户使用地图软件进行导航时，手机APP直接把位置返回云，给用户提供导航服务。

9.无人机

无人机在道路上空拍摄照片或视频，将现场勘查数据通过3G/4G网络进行实景传输。无人机与影像采集系统、数据传输系统、图像处理系统构成空中交通信息采集平台。无人机可以定点、定路线巡逻，有效扩大巡逻管控范围，节约人力物力。

10.人工计量

西藏地区旅游业发达，为保证交通安全，交警在山区道路控制车速，设置检查站，司机在检查站领一张限速条，经过规定的时间以后到达下一个检查站，如果提前到达则属违章。

11.交警执法记录仪

最新一代的执法记录仪像一个"小黑盒"，外观类似一部普通对讲机，内置1080高清摄像头和麦克风，充一次电可以连续拍摄4到8个小时，拍摄广度为140度，可以记录下民警执勤过程。此外，这款执法记录仪还具备夜视功能，在全黑环境下依然能清晰拍摄。

12.静压式水位计、超声波水位计

城市道路积水监测预警系统通过静压式水位计或超声波水位计实时监测城区各低洼路段的积水水位，在LED情报板自动提示当前积水水位值或“允许通行”、“谨慎通行”、“禁止通行”等警示信息。

13.能见度仪

能见度仪与数据采集处理系统配合使用可以构成能见度观测站，对所在位置的能见度信息连续监测与记录，并通过有线/无线通讯网络发往控制中心，由交通广播等形式向公众发布。

14.总结

各种终端设备采集的交通数据通过有线网络或者无线网络传输到交通指挥中心，或者数据中心。交通数据分类存储到不同的数据库，利用大数据技术进行分析和挖掘，可进行交通运输能力决策分析、路网优化仿真决策分析，给交通规划管理部门提供决策支持。交通信息服务系统在门户网站上发布道路图形化的通行指标，方便公众出行。

［1］欧冬秀编著.交通信息技术（第2版）［M］.同济大学出版社.