交通信息采集技术综述
摘要：智能交通系统的发展离不开交通采集信息的支持，交通信息采集技术的不断成熟与革新为交通信息处理和服务提供了丰富的交通数据资源。
总结目前动态交通采集信息流行的采集技术及方法；并分析多种采集技术的优缺点，为面向交通信息利用的交通信息采集、预处理技术方法提供参考。
关键词：交通信息；采集技术；智能交通；检测技术；综述
Traffic Information Acquisition Technology Overview
Abstract:The development of the intelligent transportation system cannot leave the support of gathering information,traffic information collection technology matures and innovation for traffic information processing and service provides a rich data resources.Summary of the current dynamic traffic popular gathering information acquisition technology and method;And analyzes the advantages and disadvantages of various acquisition technology,for traffic information using the method of traffic information collection,pretreatment technology to provide the reference.
Key words:Traffic Information; Acquisition Technology; Intelligent Transportation; Detection Technology; Overview
0引言
交通信息是ITS顺利实施的重要前提，及时、准确地感知多源的交通信息对于ITS来说是至关重要的。
目前，世界上很多大中城市都已经具备了实时采集、处理、分析和发布大规范道路网络的交通信息的能力。
交通信息采集的必要性主要体现在以下三个方面：1.智能交通系统建设的需要，2.提供交通信息服务的需要，3.交通规划的需要。
由此可见，交通信息的采集已成为交通管理监控活动的重要组成部分。
1交通信息主要采集技术
1.1微波雷达交通信息采集技术
1.1.1技术原理
微波雷达检测器可安装在路中央的半空，也可安装在路边。
当车辆穿过雷达波覆盖区域时，车辆会将雷达波束反射至雷达天线，接收器通过雷达天线接收车辆的信息，包括车速、车流量、车长等数据。
1.1.2 技术介绍
常用的微波雷达检测技术包括微波检测、红外检测、超声波检测和激光检测。
微波检测器是一种工作在微波频段的雷达探测器，行驶的车辆反射由它发射的调频微波，反射波的频率由于多普勒效应会发生偏移，根据这种频率的偏移可以检测车流信息。
微波检测器采集系统由微波检测器、串口数据传输线、系统软件和固定支架构成。
安装在支架上的检测器利用串口数据传输线与通信设备相连。
微波检测器可以与控制中心的主控机进行通信，检测器将采集的交通数据发送至主控机，主控机可以对检测器进行参数的设定和故障检测。
微波检测器在恶劣的气候下性能出色，能够全天候工作；安装维护方便；使用寿命长。
但是在车辆拥堵以及车辆分布不均的情况下，可能会漏记车辆的通过数据，测量精度会降低。
红外检测器是基于光学原理的车辆检测器，包括有主动和被动两种类型。
主动红外检测器可以发射有一定能量的红外线，如果有车辆经过，该红外线会被车辆反射回检测器。
检测器通过对反射回来的红外线的能量分析，可以获得交通量、车速、排队长度等交通数据。
主动型红外检测器包括一个红外发光管和一个接收管。
检测器的红外发射管向道路上辐射由调制脉冲发生器产生的调制脉冲。
红外接收管接收由车辆反射回来的红外线脉冲，红外线脉冲被接收后，经红外调解器调解，经过选通，放大，整流和滤波后触发驱动器输出一个检测信号。
被动红外检测器利用的是车辆本身辐射的能量，它利用一个能量接收传感器检测在一定区域内经过的车辆的能量。
根据接收能量的变化，被动红外检测器可以获得交通量，排队长度等交通数据。
红外检测器安装和维护较方便，具有快速准确的检测能力。
缺点是受周围环境和气象的影响较大，工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作，检测精度会降低，误检率较高。
超声波检测器利用车辆形状对超声波的影响，对车流量、车速以及道路占有率等交通信息进行采集，
超声波检测器安装在道路的正上方或斜上方，它向路面发射超声波同时接收被车辆反射的超声波。
超声波检测器安装时架设方便，不需破坏路面，使用寿命长并且可移动；由于超声波检测器设置为车道上方检测时不会受遮挡，同时车间距很小时也能准确检测车流量，可以实现在路况车辆拥堵时的准确检测，对于车速的检测有较高的精度。
超声波检测器能够对车型进行精确的识别，这是大多数其他类型的检测器所不具备的。
但其检测精度容易受到环境的影响，超声波束会因为大风或暴雨而产生漂移，探头下方通过的人或物也会产生反射波造成误检。
激光雷达是利用激光技术与雷达技术相结合的检测器。
激光雷达由五部分组成，其中激光器作为发射机、光学望远镜作为天线、光电探测器作为接收机，此外还有跟踪架及信息处理等部分组成。
激光雷达检测技术不受天气、车速和交通状况的影响，具备较强的抗干扰能力，同时其检测精度非常高。
缺点是配套设备价格昂贵。
1.2视频交通信息采集技术
1.2.1技术原理
视频检测器是一种非接触式检测技术，它可以实现基于视频图像的车辆检测和车型识别。
检测器先对摄像机采集到的图像序列进行分析处理，通过一定的目标检测算法截取出运动目标，然后提取出运动目标的相关信息进行智能识别。
该过程的核心是运动目标检测和相关交通信息提取。
1.2.2 技术介绍
视频检测器主要由安装在路口的摄像机、视频处理器和数据传输设备组成。
视频处理器安装在机柜里，用于接收多台摄像机传输过来的视频信号，来进行图像的处理与分析。
视频检测技术检测范围广，一个摄像机能够采集几个车道的交通数据，包括交通流量、车速、车型分类、占有率、排队长度等，以及车辆的外形数据等交通参数，这是其他检测器所不能提供的。
因为视频检测器可以提供交通现场的录像，因此获取的信息更加直观和可靠，便于管理人员对交通事件的处理和对交通现场的干预，也为改善交通管理方法提供了依据。
视频检测器安装时无需破坏路面，易于移动，维护费用低。
视频检测技术的缺点是车辆之间可能会出现遮挡问题；恶劣天气、昼夜转换以及灯光等都可能造成检测误差。
1.3压力式交通信息采集技术
1.3.1技术原理
压力传感器也称为压电传感器，是由压电材料制成的。
压电材料是一种经特殊加工后能将动能转化为电能的材料。
它在受机械冲击或震动时会产生电荷，其原理是：受冲击时，它的原子层的偶极子的排列顺序被打乱，此时会有一个电子流形成。
偶极子的排列顺序被打乱后，会试图恢复原来的状态。
同样，当压力施加到压力传感器，它会产生的电荷，当压力消除之后，会相应产生相反极性的信号。
压力传感器的特点是可以产生很高的电压和较小的电流。
1.3.2技术介绍
压力传感器可以应用在恶劣的自然环境下，且检测数据的准确率也是各种检测方式中最高的。
但是压电传感器由于其工作原理的限制，只能够测量动态的应力，不能用于静态测量。
同时压力传感器在安装或维修过程中需中断交通，对路面破坏比较大。
对安装过程的技术性要求较高，如果出现错误，其可靠性和寿命会受到很大影响。
压力传感器在被超重的车辆碾压后也容易被损坏。
1.4磁场型交通信息采集技术
1.4.1技术原理
磁场型交通信息采集技术是利用磁频技术进行交通信息的检测。
当有机动车通过检测区域时，在电磁感应的作用下交通检测器内的电流会跳跃式上升。
当电流超过指定阀值时会触发记录仪对车辆数及车辆存在的持续时间进行记录。
1.4.2 技术介绍
常用的磁频检测技术包括感应线圈检测和磁力检测。
感应线圈检测器是目前国内外使用最为广泛的车辆检测设备。
检测器由埋在路面下的环形线圈和能够测量该线圈电感变化的电子设备组成。
环形线圈有一定的工作电流，当有车辆通过线圈或存在于线圈之上时，线圈的电磁感应会发生相应的变化。
检测器通过对这种变化进行处理而达到检测目的。
感应线圈检测器可用来检测车流量、平均车速、车道占有率、平均车长、平均车间距等交通信息。