动态交通流信息具有数据量大、采集方式多样化、信息类型复杂、信息准确性要求高等特点,因而全面可靠的动态交通流信息检测成为智能交通中的一项关键技术。
交通流信息采集系统
通过设置交通流检测器,采集实际道路的交通流信息,全面地、系统地处理和分析交通流特征数据,为交通流理论研究、交通运输系统规划和交通管理控制提供依据的系统。是智能交通体系的基础。
- 英文名称
- traffic volume information collection system
- 创立时间
- 1963
- 创立者
- 加拿大多伦多
- 所属学科
- 交通运输工程 城市交通
交通流信息采集系统是伴随着城市交通信号控制系统和高速公路管理系统逐渐发展起来的。1963年,世界上第一个中心式交通信号控制系统在加拿大多伦多建成,该系统将交通检测和交通信号控制相结合,构建了早期的动态交通流信息采集系统。与此同时,美国、欧洲和日本也逐渐开始建设与城市交通控制系统及高速公路管理系统相配套的交通流信息采集系统。欧洲城市道路交通网络大都建立了具有实时采集动态交通流信息功能的交通信号控制系统,如英国的SCOOT系统,意大利的UTOPIA系统,法国的PRUDYN系统以及德国的MOTION系统等,并且取得了良好的交通管理效果。中国在20世纪70年代开始在大城市引进和自主研发城市交通信号控制系统,作为交通信号控制系统基础的交通流信息采集系统也逐步发展起来。
能够连续提供地点或区间交通流信息的各种技术手段,一般分为自动和非自动两种方式。非自动采集技术的主要特点是需要人工干预才能完成交通流信息的采集,如人工采集法、试验车移动调查等;自动采集技术的主要特点是完全依靠设备(包括硬件和软件)自动感知和记录,实现对交通流信息的全方位、实时、连续的采集。动态交通流信息自动采集技术又可根据交通检测器的工作地点划分为固定采集和移动采集两大类。其中固定采集技术可提供具体地点的交通流特征数据,而移动型采集技术可提供某一区段的交通流特征数据。
指运用安装在固定地点的交通流信息采集设备,对移动的车辆进行监视,从而获取交通流参数的方法总称,主要包括磁频、波频和视频三种类型。①磁频采集技术。当有机动车辆通过检测区域时,在电磁感应的作用下交通检测器内的电流会跳跃式上升。当该电流超过指定阈值时会触发记录仪,实现对车辆数及通过时刻的检测与记录。使用磁频技术采集动态交通流信息的设备主要有环型感应线圈检测器、磁力检测器等,其中环形感应线圈检测器应用最为广泛。②波频采集技术有两种工作方式:一种是检测器向检测区域发射具有一定波长的能量波束,当有机动车辆穿过检测区域时,该波束经车辆反射后被检测器接收,然后经过处理分析获得所需的交通流特征参数。这种类型的设备主要有微波检测器、超声波检测器和主动红外线检测器等。另一种是检测器对通过检测区域的机动车辆本身发射的具有一定波长的能量波束进行接收,经过分析处理后获得所需的交通流参数。这种类型的设备主要有被动红外线检测器、被动声学检测器等。波频采集两种工作方式的差别主要在于所依据的波束来源不同,前者由检测器发射并接收波束,而后者是由车辆发出,由检测器接收波束。③视频采集技术。这是一种将视频图像和电脑化模式识别技术相结合并应用于交通领域的新型采集技术。通过视频摄像机和计算机模仿人眼的功能,将连续的模拟图像转换成离散的数字图像后,在成熟的物理模型和数字模型的基础上编制软件进行分析处理。这种技术分被动式采集(tripwire systems)和主动式采集(tracking systems)两种工作方式。前者是基于虚拟线圈的采集方式,可以提供交通流量、平均速度、车头时距、车型分类和车道占有率等交通流特征数据;后者除了提供上述参数以外还可以提供车辆的跟踪功能。
指通过运用安装有特定设备的移动车辆(Floating Car; FC)检测道路上固定标识物来采集交通流特征数据的方法总称,主要有基于定位信息(如GPS、北斗定位信息等)的动态交通流特征数据采集技术、基于电子标签的动态交通流特征数据采集技术和基于汽车牌照自动识别的动态交通流特征数据采集技术。①基于定位信息的动态交通流特征数据采集技术。可以采集车辆的行程时间、行程速度和时间平均车速等参数。具体方法是在车辆上配备定位接收装置,以一定的采样间隔记录车辆的三维位置坐标和时间数据,这些数据传入计算机后与地理信息系统(GIS)的电子地图相结合,经过重叠分析计算出车辆的时间平均车速及其通过特定路段的行程时间和行程速度指标。②基于电子标签的动态交通流特征数据采集技术。电子标签的基本功能是通过与路边信标(beacon)交换信息,如果在每个路段的特定位置设置信标,通过比较同一个电子标签通过相邻两个信标的时间,即可确定该车辆在该路段上的行程时间与行程速度。若在给定的时段有多辆车经过该路段,还可以得到该路段的平均行程时间和平均行程速度。③基于汽车牌照自动识别的动态交通流特征数据采集技术。汽车牌照自动识别技术是计算机模式识别技术在智能交通中的应用,它使计算机能像人一样认识汽车牌照(包括汽车牌照的数字、英文字母、中文汉字及其颜色)。基于汽车牌照自动识别技术的动态交通流特征数据采集系统通过在两个相邻的检测点对同一辆车的车牌进行识别分析,可以获得车辆的行程时间、行程速度等参数。