智能交通信息采集技術演講報告

1、15級交通運輸工程級交通運輸工程2015年年12月月制作人：許勇制作人：許勇報告主要內容1.交通信息采集技術概述交通參與者交通參與者交通工具交通工具交通設施交通設施信息與通信技術信息與通信技術調整交通需求調整交通需求提高服務質量提高服務質量安全性安全性/效率性效率性/舒適性提高，環(huán)境明顯改善舒適性提高，環(huán)境明顯改善信息在信息在ITS中的作用：中的作用：1.交通信息采集技術概述交通信息采集的必要性交通信息采集的必要性 1.ITS建設的需要建設的需要 2.提供交通服務的需要提供交通服務的需要 3.交通規(guī)劃的需要交通規(guī)劃的需要1.交通信息采集技術概述u交通信息分為兩種：靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息。交

2、通信息分為兩種：靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息。 靜態(tài)交通信息主要包括公路網信息、交通管理設備信息等交通基礎設靜態(tài)交通信息主要包括公路網信息、交通管理設備信息等交通基礎設施信息，可以通過交通統(tǒng)計部門、交通道路規(guī)劃部門和交通管理局等相關部施信息，可以通過交通統(tǒng)計部門、交通道路規(guī)劃部門和交通管理局等相關部門獲取。門獲取。 動態(tài)交通信息，是對于時間與空間而言相對不斷變化的一系列的信息，動態(tài)交通信息，是對于時間與空間而言相對不斷變化的一系列的信息，如：車流量、道路占用率、行車速度等，這些都需要通過交通信息收集系統(tǒng)如：車流量、道路占用率、行車速度等，這些都需要通過交通信息收集系統(tǒng)來獲取。來獲取。u智能型交通

3、信息采集技術主要是指動態(tài)交通信息技術智能型交通信息采集技術主要是指動態(tài)交通信息技術u交通信息的采集依靠的是傳感器檢測技術交通信息的采集依靠的是傳感器檢測技術2.常用的交通信息采集技術u 磁場型交通采集技術磁場型交通采集技術u 視頻交通信息采集技術視頻交通信息采集技術u 微波微波/雷達交通采集技術雷達交通采集技術u GPS浮動車交通信息采集技術浮動車交通信息采集技術 磁場型交通信息采集技術L車車車車環(huán)型線圈環(huán)型線圈實際終止時間實際終止時間實際開始時間實際開始時間信信號號強強度度 磁場型交通信息采集技術環(huán)形感應線圈采集系統(tǒng)結構圖環(huán)形感應線圈采集系統(tǒng)結構圖環(huán)環(huán)形形線線圈圈饋線饋線檢測處理單元檢測處理

4、單元檢測處理單元組成：檢測處理單元組成：1）中央處理器，）中央處理器，2）檢測卡。）檢測卡。調制解調制解調器調器主控機主控機RS232通通信信鏈鏈路路磁場型交通信息采集技術特點：1 1）環(huán)形線圈檢測技術的發(fā)展已很成熟，價格相對合理，安裝成本低。）環(huán)形線圈檢測技術的發(fā)展已很成熟，價格相對合理，安裝成本低。2 2）檢測誤差率相對較少。）檢測誤差率相對較少。3 3）安裝維護埋在車道下，安裝施工量大，）安裝維護埋在車道下，安裝施工量大，線圈的切縫軟化了地面，易使路面受損造線圈的切縫軟化了地面，易使路面受損造成安全隱患。成安全隱患。4 4）線圈線圈一旦老化，維護較為困難。一旦老化，維護較為困難。5 5）

5、環(huán)形線圈由于檢測原理的限制，）環(huán)形線圈由于檢測原理的限制，在擁堵的條件下，檢測精度大幅降低在擁堵的條件下，檢測精度大幅降低。磁場型交通信息采集技術的應用1 1）基于環(huán)形線圈的車流量和道路占有率統(tǒng)計）基于環(huán)形線圈的車流量和道路占有率統(tǒng)計2 2）基于環(huán)形線圈的車輛識別分類）基于環(huán)形線圈的車輛識別分類3 3）基于環(huán)形線圈的車速估計）基于環(huán)形線圈的車速估計環(huán)形線圈感應式采集技術實例：環(huán)線線圈在電子警察系統(tǒng)中的應用實例：環(huán)線線圈在電子警察系統(tǒng)中的應用1)1)無違法事件時，系統(tǒng)無違法事件時，系統(tǒng)持續(xù)判斷是否有車輛通持續(xù)判斷是否有車輛通過檢測區(qū)域并監(jiān)測信號過檢測區(qū)域并監(jiān)測信號燈狀態(tài)。燈狀態(tài)。2)2)紅燈亮且

6、有車輛通過紅燈亮且有車輛通過時時（1 1）車輛進入線圈）車輛進入線圈A,A,但但未通過停車線未通過停車線（2 2）車輛離開線圈）車輛離開線圈A A（3 3）車輛進入線圈）車輛進入線圈B B（4 4）車輛離開線圈）車輛離開線圈B B 視頻交通信息采集技術一、技術原理一、技術原理 1 1）視頻檢測技術基于視頻圖像）視頻檢測技術基于視頻圖像的車輛檢測和車型識別，核心的車輛檢測和車型識別，核心是圖像處理和模式識別技術。是圖像處理和模式識別技術。 2 2）基本原理：檢測器先對攝像）基本原理：檢測器先對攝像機采集到的圖像序列進行分析機采集到的圖像序列進行分析處理，通過一定的目標檢測算處理，通過一定的目標檢

7、測算法截取運動目標，然后提取出法截取運動目標，然后提取出其相關信息，進行智能識別。其相關信息，進行智能識別。電電源源和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸線線機柜機柜視頻處視頻處理器理器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸傳輸設備設備攝像機攝像機 視頻采集檢測技術三、視頻檢測系統(tǒng)的結構三、視頻檢測系統(tǒng)的結構1 1）前端信息采集設備）前端信息采集設備（1 1）攝像機）攝像機（2 2）視頻采集卡）視頻采集卡（3 3）工控機）工控機2 2）中央控制管理系統(tǒng)）中央控制管理系統(tǒng) 視頻采集檢測技術視頻檢測系統(tǒng)的功能視頻檢測系統(tǒng)的功能提供三類交通信息：提供三類交通信息：1 1）實時交通數(shù)據(jù)：車速、車輛數(shù)、車身長度、車隊長度。）實時交通數(shù)據(jù)：車速、車

8、輛數(shù)、車身長度、車隊長度。2 2）統(tǒng)計性交通數(shù)據(jù)：平均速度、車流量、道路占用率等。）統(tǒng)計性交通數(shù)據(jù)：平均速度、車流量、道路占用率等。3 3）交通事故信息：停車、交通堵塞情況、等候車隊長度。）交通事故信息：停車、交通堵塞情況、等候車隊長度。視頻采集檢測技術視頻檢測技術的特點視頻檢測技術的特點優(yōu)點：優(yōu)點：1 1）安裝、設置方便、不破壞路面、不中斷交通）安裝、設置方便、不破壞路面、不中斷交通2 2）可提供大量交通管理信息；）可提供大量交通管理信息；3 3）單臺攝像機和處理器可檢測多車道。）單臺攝像機和處理器可檢測多車道。4 4）可以提供交通現(xiàn)場的錄像獲取信息更加直觀和可靠等）可以提供交通現(xiàn)場的錄像獲

9、取信息更加直觀和可靠等缺點：缺點：1 1）車輛之間可能造成遮擋，而干擾獲取信息；）車輛之間可能造成遮擋，而干擾獲取信息； 2 2）惡劣天氣下、燈光或晝夜轉換等可造成檢測誤差；）惡劣天氣下、燈光或晝夜轉換等可造成檢測誤差； 視頻采集檢測技術視頻檢測技術的應用領域視頻檢測技術的應用領域1 1）在交通動態(tài)信息采集中的應用）在交通動態(tài)信息采集中的應用2 2）在交通違章檢測系統(tǒng)中的應用）在交通違章檢測系統(tǒng)中的應用3 3）在交通信號控制系統(tǒng)中的應用）在交通信號控制系統(tǒng)中的應用4 4）在交通安全方面的應用）在交通安全方面的應用微波/雷達信息采集檢測技術常用的常用的微波微波/ /雷達檢測技術：雷達檢測技術：

10、微波檢測、超聲波檢測和紅外檢測。微波檢測、超聲波檢測和紅外檢測。微波檢測1 1）檢測方法與工作原理）檢測方法與工作原理微波檢測器是一種工作在微波頻段微波檢測器是一種工作在微波頻段的雷達探測器，行駛的車輛反射由的雷達探測器，行駛的車輛反射由它發(fā)射的調頻微波，反射波由于多它發(fā)射的調頻微波，反射波由于多普勒效應會發(fā)生偏移，根據(jù)這種頻普勒效應會發(fā)生偏移，根據(jù)這種頻率的偏移可以檢測車流得信息率的偏移可以檢測車流得信息2 2）技術特點）技術特點在惡劣天氣下性能出色，能夠全天在惡劣天氣下性能出色，能夠全天候工作。安裝維護方便，使用壽命長，候工作。安裝維護方便，使用壽命長，在車輛分布均勻且車速穩(wěn)定的道路上檢在

11、車輛分布均勻且車速穩(wěn)定的道路上檢測精度較高，但是在車輛分布不均或側測精度較高，但是在車輛分布不均或側向安裝的情況下由于遮擋，可能漏計車向安裝的情況下由于遮擋，可能漏計車輛的通過數(shù)據(jù)，測量精度降低。輛的通過數(shù)據(jù)，測量精度降低。電電源源和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸線線控制器控制器微波設備微波設備發(fā)發(fā)射射并并接接收收車車輛輛的的反反射射信信號號超聲波檢測1 1）檢測方法與工作原理）檢測方法與工作原理2 2）技術特點）技術特點優(yōu)點：安裝時架設方便，不需破壞路面；使用壽命長并可移動；超聲波檢測器在優(yōu)點：安裝時架設方便，不需破壞路面；使用壽命長并可移動；超聲波檢測器在車道的上方，檢測時不會受遮擋，同時車間距很小時

12、也能準確檢測車流量，可以車道的上方，檢測時不會受遮擋，同時車間距很小時也能準確檢測車流量，可以實現(xiàn)在路況車輛擁堵時的準確檢測；對于車速的檢測有較高的精度；能對車型進實現(xiàn)在路況車輛擁堵時的準確檢測；對于車速的檢測有較高的精度；能對車型進行精確的識別。行精確的識別。缺點：檢測精度容易受到環(huán)境的影響，超聲波束會因大風或暴雪而產生漂移；探缺點：檢測精度容易受到環(huán)境的影響，超聲波束會因大風或暴雪而產生漂移；探頭下方通過人或物也會產生反射波，造成誤檢。頭下方通過人或物也會產生反射波，造成誤檢。紅外線檢測1 1）檢測方法與工作原理）檢測方法與工作原理2 2）技術特點）技術特點優(yōu)點：安裝和維護較方便，具有快速

13、準確的檢測能力。優(yōu)點：安裝和維護較方便，具有快速準確的檢測能力。缺點：受周圍環(huán)境和氣象的影響較大，工作現(xiàn)場的灰塵、冰霧會影響系統(tǒng)的正常缺點：受周圍環(huán)境和氣象的影響較大，工作現(xiàn)場的灰塵、冰霧會影響系統(tǒng)的正常工作，檢測精度會降低，誤檢率較高。工作，檢測精度會降低，誤檢率較高。調制解調制解調器調器選選通通放大放大整流整流調制脈沖調制脈沖發(fā)生器發(fā)生器驅動電驅動電路路抗干擾抗干擾網絡網絡紅外發(fā)紅外發(fā)射管射管紅外接紅外接收管收管輸出墻輸出墻整流整流驅動電驅動電路路抗干擾抗干擾網絡網絡紅外發(fā)紅外發(fā)射管射管紅外接紅外接收管收管輸出墻輸出墻GPS浮動車交通信息采集技術1 1）檢測方法與工作原理）檢測方法與工作原

14、理GPS浮動車交通信息采集技術1 1）浮動車交通信息采集系統(tǒng)核心工作流程）浮動車交通信息采集系統(tǒng)核心工作流程2 2）技術特點）技術特點浮動車技術能夠采集到浮動車技術能夠采集到2424小時的較多路段的交通信息，覆蓋范圍廣、實時性高，小時的較多路段的交通信息，覆蓋范圍廣、實時性高，隨著車載隨著車載GPSGPS、GISGIS和無線通信技術的廣泛應用，建設浮動車交通信息采集系統(tǒng)所和無線通信技術的廣泛應用，建設浮動車交通信息采集系統(tǒng)所需的資金和時間都大大減少，同時浮動車的數(shù)量越來越多，因此浮動車交通信息需的資金和時間都大大減少，同時浮動車的數(shù)量越來越多，因此浮動車交通信息采集技術將得到廣泛的應用。采集技

15、術將得到廣泛的應用。地圖匹地圖匹配配行程時間和平行程時間和平均速度估計及均速度估計及預測預測交通狀態(tài)判交通狀態(tài)判斷斷浮動車異常浮動車異常數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理地圖數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)預處理預處理浮動車運行浮動車運行數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集各種交通信息采集方式的比較 技技 術術優(yōu)優(yōu) 點點缺缺 點點環(huán)形線圈檢測環(huán)形線圈檢測1 1、線圈電子放大器已標準化；、線圈電子放大器已標準化；2 2、技術成熟、易于掌握；、技術成熟、易于掌握；3 3、正常使用壽命長；、正常使用壽命長；4 4、性價比高；、性價比高；5 5、非常精確。、非常精確。1 1、安裝或修理需中斷交通。、安裝或修理需中斷交通。2.2.使用壽命短使用壽命短3.3.在

16、擁堵的情況下檢測精度低在擁堵的情況下檢測精度低視頻檢測視頻檢測1 1、可為管理提供可視圖像；、可為管理提供可視圖像；2 2、可提供大量交通管理信息；、可提供大量交通管理信息；3 3、單臺攝像機和處理器可檢測多車道。、單臺攝像機和處理器可檢測多車道。1 1、大型車輛會遮擋隨行的小型車輛；、大型車輛會遮擋隨行的小型車輛；2 2、陰影、積水反射或晝夜轉換可造成檢測誤差；、陰影、積水反射或晝夜轉換可造成檢測誤差；3 3、檢測精度較低。、檢測精度較低。微波檢測微波檢測1 1、在惡劣氣候下性能出色；、在惡劣氣候下性能出色；2 2、可檢測靜止的車輛；、可檢測靜止的車輛；3 3、可以側向方式檢測多車道。、可以

17、側向方式檢測多車道。4 4、安裝維護方便，使用壽命長、安裝維護方便，使用壽命長1 1、側向方式速度檢測不夠準確；、側向方式速度檢測不夠準確；2 2、擁堵時流量檢測不夠準確。、擁堵時流量檢測不夠準確。超聲波檢測超聲波檢測1 1、全天候工作；、全天候工作；在擁堵的條件下有較高的精度在擁堵的條件下有較高的精度2 2、可檢測靜止的車輛、車間距很小的車輛；、可檢測靜止的車輛、車間距很小的車輛；3 3、體積小，易于安裝。、體積小，易于安裝。1 1、必須頂置，安裝條件受到一定的限制；、必須頂置，安裝條件受到一定的限制；2 2、易受風速影響。、易受風速影響。3.3.有人通過時，會造成誤檢有人通過時，會造成誤檢

18、紅外線檢測紅外線檢測1 1、可檢測車間距很小的車輛；、可檢測車間距很小的車輛；2 2、體積小，安裝方便。、體積小，安裝方便。1 1、檢測精度較低；、檢測精度較低；2 2、易受到灰塵、冰、霧的影響。、易受到灰塵、冰、霧的影響。GPSGPS浮動車采集浮動車采集1 1、可全天候工作、可全天候工作2.2.交通信息，覆蓋范圍廣，實時性高交通信息，覆蓋范圍廣，實時性高1.GPS1.GPS定位數(shù)據(jù)容易不能與路網數(shù)據(jù)相匹配定位數(shù)據(jù)容易不能與路網數(shù)據(jù)相匹配2.GPS2.GPS的數(shù)據(jù)易受浮動車各種因素的不一致而有很的數(shù)據(jù)易受浮動車各種因素的不一致而有很 大的誤差大的誤差3.國內國內ITS信息采集技術現(xiàn)狀及其前景信息采集技術現(xiàn)狀及其前景中國中國ITS發(fā)展已經經歷了十年時間，雖然發(fā)展較慢，發(fā)展已經經歷了十年時間，雖然發(fā)展較慢，但仍取得一些突出成績，并一直處于蓬勃發(fā)展的上升但仍取得一些突出成績，并一直處于蓬勃發(fā)展的上升趨勢，智能交通信息采集技術更是取得長足發(fā)展，智趨勢，智能交通信息采集技術更是取得長足發(fā)展，智能交通信息采集技術是能交通信息采集技術是伴隨著中國經濟的快速增長，