《交通信息技术及应用 》教学课件—03 交通信息传输技术

智能交通技术中的交通信息采集与传输近年来，随着社会的发展和交通工具的进步，交通出行已经成为人们日常生活中必须面对的挑战。

为了减少人们出行中的烦恼，智能交通已经成为了一种可以推广和普及的技术。

而在智能交通的发展中，交通信息采集以及传输技术也成为了相当重要的系统。

本文将就智能交通技术中的交通信息采集与传输进行详细探讨，并试图阐述它的发展前景。

一、交通信息采集交通信息采集是指在智能交通系统中收集各种交通信息的过程，它能够为整个系统的管理、维护和安全提供有效的支持。

目前，常见的交通信息采集技术主要包括以下几种。

1．视频监控视频监控是在主要交通道路和路口等区域设立摄像机，通过对图像进行分析和处理，获得相关的交通信息。

它可以在很大程度上帮助交通管理部门监控交通状况，以及对交通状况进行分析和预测。

2．传感器技术传感器技术是一种可以实现实时、准确、无误的交通信息采集方式。

它可以安装在道路和汽车上，从而对交通状况进行实时监控和分析。

现在，越来越多的车辆都会配置传感器，以收集车辆运行中的数据，从而提高安全性和运行效率。

3．地磁感应技术地磁感应技术是一种可以非接触式地检测车辆通过情况的技术。

它可以通过电子信息技术来识别车辆情况和道路状况，从而为交通管理部门提供有益的交通信息。

二、交通信息传输交通信息传输是指将采集到的交通信息传输到后端处理服务器或其他设备的过程。

它可以为交通管理部门或车主提供实时、准确的交通路况，以及有针对性的应用服务。

目前，交通信息传输主要包括以下几种方式。

1．GPS定位技术GPS定位技术是一种根据卫星定位的方式来实现车辆位置种植和设备位置分布的技术。

它可以通过网络传输方式实现交通信息的传输，从而提供有利于交通情况分析和预测的数据。

2．无线通信技术无线通信技术是目前应用广泛，影响深远的一种交通信息传输方式。

它可以实现车辆和交通信息处理系统之间的无线传输，提供更加快捷、准确的信息传输服务。

3．云计算技术云计算技术是一种可以为交通信息采集和传输提供稳定、安全、高效的后端处理技术。

1.智能交通系统只能交通系统是人们将先进的信息技术、数据信息技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通运输系统;从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效安全的综合运输管理系统2.动态交通信息反应网络交通流状态特征数据;交通需求空间分布特征数据3.信息融合通过一定的算法;对各种交通数据进行综合处理得到比任何单个信息的稳定性强的交通流状态信息4.数据库是计算机中用于数据处理的一种数据管理技术..简单说;数据库是在计算机中按照一定组织方式存储在一起的、相互有关的、为用户共同关心的全部数据的集合5.模式识别是指对表征事物或者现象的各种形式数值的、文字的和逻辑关系的信息惊醒处理和分析;以对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程6.数据库管理系统DBMS位于用户与操作系统之间的一系列以同一方式管理和维护数据库中数据的软件平台用途：科学的组织和存储数据;高效的获取和维护数据7.GIS技术在计算机软硬件支持下;对地理环境诸要素进行采集、存储、管理、分析、显示与应用的计算机系统8.GPS技术卫星导航系统可在全球范围内全天候、全天时为各位用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务9.电子不停车收费ETC是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于公路、桥梁和隧道的一种新型电子收费技术;他通过车载电子标签与微波天线之间的专用短程通讯;在不需要停车和其他收费人元采取任何操作的情况下自动完成收费处理的全过程三大特点：不停车、无需人、无现金10.多普勒效应要内容为物体的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化..在运动的波源前面;波被压缩;变得较短;变得较高；在运动的波源后面时;会产生相反的效应..波长变得较长;频率变得较低；波源的速度越高;所产生的效应越大..根据波红蓝移的程度;可以计算出波源循着观测方向运动的速度..11.环形线圈感应式检测技术是指由环形线圈作为检测传感器的一套能检测到车辆通过或者存在于检测区域的技术12.环形线圈检测器的应用车速、流量、车道占有率、闯红灯拍照13.直接交通信息源道路信息交通运输的基础：路面弄状况、车道宽度、车道数目、坡度车辆信息交通运输的载体：车型、车辆生产地、国家、出厂年份、行驶距离乘客信息交通运输的主体：年龄、重量、国籍、教育程度、职业、驾驶年龄、熟练程度14.视频采集系统利用视频、计算机、通信等技术实现对动态交通的采集15.视频采集系统可以收集哪些数据流量、密度、车速、车牌号、车头时距、车头间距、道路占有率、车型16.远程交通微博检测特点实时、全天候、可探测8条车道17.我国目前生产的雷达测速仪主要采用的波段X波段：10.525GHzK波段：24.150GHz18.数据压缩的目的采用各种方法去除冗余以尽量少的数据来表示和重建图像19.冗余是指信息所具有的各种性质中多余无用的空间;其多余程度叫冗余度20.数据压缩的分类无损压缩：利用数据统计进行压缩;可完全恢复原始数据而不引起任何失真;单压缩率收到数据冗余度的理论限制;压缩率一般为2:1到5:1;不能解决图像和视频的存储和传输问题应用于文本数据、程序、特殊场合的图像数据如指纹图像、医学图像等有损压缩：回复后存在失真;但压缩比大损失一定的信息;损失的数据对图像影响较小;恢复后存在失真;当不够影响对原始图像的理解应用于语言、图像和视频数据21.安全驾驶系统碰撞报警系统CW偏向报警系统LDW智能巡游系统ICC自动泊车系统视频22.交通信息系统的现场设备包括可变信息板、交通检测器、匝道控制机、车道控制机、CCTV摄像机23.交通信息系统的中心设备包括哪些计算机、工作站和监控器24.交通信息传输系统分类25.交通地理信息系统组成数据子系统、数据采集与质量控制子系统、系统功能表征子系统26.依据信息传输类型不同分为模拟信息传输系统和数字信息传输系统27.GPS卫星系统的组成空间部分GPS卫星基站空间星空部分地面控制部分地面监控系统地面支撑系统：1个主控站3个进入站5个监测站用户设备部分GPS信号接收机GPS接收部分28.ＩＴＳ特点技术的集成性、技术的系统性、技术的先进性、技术的综合性、各种技术的相互关系29.交通信息的特征随机性和空间性30.ＧＰＳ的组成空间部分GPS卫星基站空间星空部分地面控制部分地面监控系统地面支撑系统：1个主控站3个进入站5个监测站用户设备部分GPS信号接收机GPS接收部分31.交通信息处理技术有哪些交通数据预处理、交通事件监控、交通预测模型、模式识别、信息数据融合32.数据仓库技术的发展从数据库技术发展而来的33.关系数据描述各个不同地理实体之间空间关系信息34.DBDB是指数据库;DBS是指数据库系统;DBMS是指数据库管理系统;他们是互相独立的互不包含的35.3S技术GPS、GTS、RS遥感三种技术的有机集成;将实时动态的现实数据的采集和管理36.环形线圈检测器的组成环形线圈车辆传感器、传输馈线、检测处理单元中央处理器、检测卡37.视频检测器的原理通过软件在视频图像上按车道设置虚拟车道检测器;当车辆通过虚拟检测器时;就会产生一个检测信号;再经过软件数字化处理并计算得到所需的交通数据;如车型、车流量、车速、车距、占有率等..38.什么是微波检测器;能检测到那些参量微波车辆检测器是一种利用数字雷达波检测技术实时检测交通流量、平均车速、车型及车道占用率等交通数据的产品;广泛应用于高速公路、城市道路、桥梁等进行全天候的交通检测;能够精确的检测高速公路上的任何车辆;包括从摩托车到多轴、高车身的车辆;拖车作为一辆车检测..原理：是向行驶的车辆发射毫米波;波束被行驶的车辆阻挡而发生反射;反射被通过多普勒效应使频率的偏移可检测出和车辆通过;经过接受、处理、监频放大后输出一个检测器;从而达到检测道路交通信息的目的39.数据信息融合定义：三个层次像素级融合：直接对原始数据进行融合;从原始数据中提取信息并进行模式识别特征级融合：先对原始信息提取特征信息;然后对特征信息进行特征信息处理决策级融合：从具体的决策问题出发;充分利用特征结果;针对具体决策目标;融合结果直接影响决策水平40.数据信息融合的定义信息融合：通过中心数据处理器把来自多个传感器的数据进行综合;把各种传入数据进行综合处理;使数据在一定准则下加以自动分析综合;以完成所需的决策和评估;使它产生的输出信息比各个部分分别处理产生的信息总和更有价值..41.城市道路行程时间包括交叉口的运行时间包括行程时间：车辆在路段上的运行时间和交叉口的运行时间;其中交叉口的运行时间包括通过交叉口行驶时间和交叉口的延误时间..42.视频车型识别系统的原理图、步骤车型识别步骤：1利用一个CCD传感器和图像采集卡对车辆的侧面图像和正面图像进行抓取;得到车辆外形图像信号；2对车辆图像进行图像恢复、分割、二值化等处理;消除干扰噪声;获取图像边缘信号；3提取车辆轮廓图形和车辆参数；主要有车宽、车长、车高等参数;估算轴距、轮距和轴数的值；4查询车型数据库;判别车型..为了进行车辆分类;首先手机各种车辆的参数;然后输入到计算机中的车辆车型数据库;利用计算机的检索功能对分类参数进行优选..根据我国常用的车型采用的车辆分类标准;按大型车、中型车、小型车和多轴车进行分类存储..43.视频车牌识别系统的原理图、步骤步骤：1当车辆通过车体传感器时;传感器发送一个信号给图像采集控制部分2采集控制部分由控制采集卡采集一幅汽车图像送至图像预处理模块3预处理模块对输入图像进行处理后送入电脑4软件模块从输入图像中找到牌照的位置;对牌照作字符切分5车牌识别对提取的车牌图像进行必要的预处理、分割出单个字符;提取字符的特征并识别出字符6输出结果;做进一步的应用⑴车辆图像采集⑵车牌定位⑶字符分割⑷字符识别⑸输出识别44.环行线圈的车辆识别分类过程①探测获取车辆的某些特征信息②采集各种车型对线圈的频率变化数据③运用模式识别的方法对车辆进行准确的分类45.电子警察闯红灯系统工作过程⑴无违法事件时;系统持续判断是否有车辆通过检测区域并检测信号灯状态⑵红灯亮时有车辆通过①车辆进入线圈1;系统开始监控;如果在红灯的周期内;此车并未继续前进;只是停在线圈1上而并未离开;则系统会判定车辆没有违法②如果在此红灯周期内该车继续前进;当车辆离开线圈1车身匝在停车线上时;系统判违法事件发生;发出指令拍摄第一张过程视频照片③当车辆进入线圈2时;拍摄第二张违法过程视频照片;同时抓拍违法细节照片..系统记录车辆离开时刻;并启动违法过程录像功能;将车辆越过停车下前2S后3S共5S时间段内的视频进行数字压缩;以录像资料文件形式保存呢;可以动态完整的实现车辆违法的全过程;进一步减少争议④车辆离开线圈2时;录像机抓拍的第三张违法过程照片;从而形成完整的3张过程照片;包括车辆压到停车线离开停车线;继续前进等3个不同位置的状态..至此;电子警察系统获得了关于此次违法事件的所有图像证据;包括3张违法过程视频照片;一张细节照片..如果从相邻方向左转车的和对面车触发线圈;由于是先触发线圈2再触发线圈1;系统可以判断不是违法车辆避免误拍46.信息融合模式的分类对每类进行简要说明47.短时交通流预测定义;及其预测内容48.车牌自动识别的步骤⑴交通图像采集⑵车牌定位⑶字符分割⑷字符识别⑸输出识别结果49.城市交通信息平台数据库中通常可建立的分析主题有哪些⑴交通拥堵分析⑵交通事件分析⑶交通事故分析⑷交通需求分析⑸公交车辆运营决策50.GIS的组成地理数据：是指地球表面空间位置描述自然社会要素的数据计算机系统：是计算机中的物理装置的总称;是GIS的外壳计算机软件系统：是GIS运行所必须的各种程序;由计算机系统软件;地理系统软件和应用分析软件组成51.智能交通系统的特点技术的集成性、技术的系统性、技术的先进性、技术的综合性、各种技术的相互关系52.ETC工作流程⑵驶入若口天线⑶驶入出口天线①车主到客户服务中心或代理机构购置车载电子标签;缴纳储蓄值..由发行系统向电子标签输入车辆识别码ID 与密码;并在数据库中存入该车的全部有关信息..发行系统通过通信网将上述车主、车辆信息输入、收费计算机系统..车主将标识卡贴在车内前玻璃上即可②驶入入口天线发射区..当车辆驶入ETC 收费车道入口天线的发射区;处于休眠的电子标签受到微波激励而苏醒;转入工作状态；电子标签通过微波发出电子标签标识和车型代码;天线接收确认电子标签有效后;以微波法出入口车道代码和时间信号等;写入电子标签的存储器内③驶入出口天线发射区..当车辆驶入收费车道出口天线发射范围;经过唤醒互相认证有效性等过程;天线读出车型代码一级入口代码和时间;传送给车道控制机;车道控制器存储原始数据并编辑或数据文件上传给收费站管理系统并转送收费中心53.什么叫数据预处理技术交通检测设备及人工采集的原始数据;经常是不完整的或存在异常的;这给数据融合;数据挖掘知识发现等进一步的数据处理造成了困难;因此要对数据进行整理;称之为数据预处理54.信息预处理的流程异常数据预处理、缺失数据预处理、数据储存于应用55.交通信息有质量问题的数量有什么数据丢失、数据错误、噪声污染数据56.微波检测器的原理是向行驶车辆发射毫米波;波束被行驶的车辆阻挡而发生反射;反射波通过多普勒效应使频率发生偏移;根据这种频率的偏移可检测出有车辆通过;经过接受、处理、监频放大后输出一个检测信号;从而达到检测道路交通信息的目的57.GIS地理信息系统是交通综合管理平台的关键支撑基础;它是ITS中的一项重要技术;它基于地理空间数据管理;以道路交通网的地理位置为坐标;将道路交通特性资料与地理空间资料相结合;形成一个完整的、多层次的空间数据库..为车辆导航定位和车辆监控调度;交通信息查询与展示提供基础58.GPS全球定位系统是由一系列卫星组成的;它们24h提供高精度的世界范围的定位和导航信息..准确的说;它是由24颗沿距地球12000km高度的轨道运行的NAVSTARGPS卫星组成;不停的发送回精确的时间和它们的位置..GPS接收器同时收听3-12颗卫星的信号;从而判断地面上或者接近地面的物体的位置59.EDI电子数据交换60.ETC系统的构成车在单元、路测单元、DSRC协议61.ETC系统三大关键技术⑴车辆自动识别技术⑵自动车型分类技术⑶违章抓拍技术。

第5讲交通信息传输技术在现代社会，交通系统的高效运行离不开先进的交通信息传输技术。

这些技术就像是交通领域的“神经网络”，将各种关键信息迅速、准确地传递，为人们的出行提供便利，也为交通管理和规划提供支持。

交通信息的种类繁多，包括路况信息、车辆位置、车速、交通流量等等。

而要将这些信息有效地收集、处理和传输，需要依靠一系列的技术手段。

首先，我们来谈谈有线传输技术。

在交通领域，常见的有线传输方式有光纤通信。

光纤具有极高的传输带宽和极低的信号损耗，能够快速、稳定地传输大量的交通数据。

比如在高速公路的监控系统中，沿线布置的摄像头采集到的图像信息，就可以通过光纤传输到监控中心，让工作人员及时了解路况。

除了光纤，还有传统的电缆通信。

虽然其传输性能相对较弱，但在一些特定的场景中，如短距离的数据传输或者对成本较为敏感的地方，仍然有着广泛的应用。

然而，有线传输也存在一些局限性。

比如，铺设线缆需要较大的工程量和成本，而且在一些地理环境复杂的地区，施工难度大。

这时候，无线传输技术就发挥了重要作用。

无线传输技术中的WiFi 大家都不陌生。

在一些城市的公交系统中，公交车上配备了 WiFi 设备，不仅能为乘客提供上网服务，还能将车辆的运行信息实时传输到公交调度中心。

而蓝牙技术，则在短距离的交通设备之间的数据传输中表现出色。

比如，汽车与手机之间的连接，实现免提通话、音乐播放等功能。

接下来要说的是 4G 和 5G 技术。

4G 技术已经在交通信息传输中得到了广泛应用，我们通过手机上的地图软件就能获取实时的路况信息。

而 5G 技术的出现，更是带来了质的飞跃。

它具有更高的传输速度、更低的延迟和更多的连接数，为智能交通系统的发展提供了强大的支撑。

想象一下，未来的自动驾驶汽车能够通过 5G 网络瞬间获取周围车辆和路况的详细信息，并做出快速、准确的决策，这将大大提高交通的安全性和效率。

除了上述常见的技术，还有一些新兴的交通信息传输技术正在崭露头角。

交通信息传输技术在当今社会，交通系统的高效运行对于经济发展和人们的日常生活至关重要。

而交通信息传输技术则是实现交通智能化、高效化的关键因素之一。

交通信息传输技术，简单来说，就是将与交通相关的各种信息，如车辆位置、行驶速度、路况等，从一个地方准确、及时地传递到另一个地方的手段和方法。

它就像是交通系统的“神经脉络”，将各个部分紧密连接，实现协同工作。

早期的交通信息传输主要依赖于简单的信号装置和人工观察。

比如，路口的红绿灯就是一种最基本的交通信号传输方式，通过颜色的变化来指示车辆和行人何时通行、何时停止。

然而，这种方式只能提供非常有限的信息，而且不够灵活和智能。

随着科技的不断进步，现代交通信息传输技术变得越来越多样化和先进。

其中，无线通信技术在交通领域得到了广泛应用。

比如，我们熟知的 4G 和 5G 网络，能够实现车辆与交通控制中心之间的高速数据传输。

通过在车辆上安装相关的通信设备，车辆可以实时将自身的位置、速度等信息上传到云端，交通控制中心则可以根据这些信息进行交通流量的监测和调控，及时发布交通拥堵预警、事故信息等，为驾驶员提供更加准确和及时的导航服务。

卫星导航系统也是交通信息传输技术的重要组成部分。

像 GPS、北斗等卫星导航系统，可以为车辆提供精确的定位和导航服务。

驾驶员可以通过车载导航设备或者手机应用，获取最佳的行驶路线，避开拥堵路段。

同时，卫星导航系统还可以与其他交通信息系统相结合，实现更加智能化的交通管理。

除了无线通信和卫星导航，传感器技术在交通信息传输中也发挥着重要作用。

在道路上安装的各种传感器，如车辆检测传感器、气象传感器等，可以实时感知交通流量、道路状况和天气情况等信息。

这些传感器将收集到的数据传输给交通控制中心，为交通决策提供依据。

在城市交通中，智能交通系统（ITS）的出现极大地提升了交通信息传输的效率和质量。

ITS 整合了多种交通信息传输技术，通过实时采集、分析和处理交通数据，实现对交通的智能化管理。