交通信息技术课程设计

智能交通系统定义:是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。

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

McMaster算法：以基本的流量和占有率两个交通参数，将获得的交通流量和占有率表示在二维空间上，并将流量占有率二维图形划分为四个区域，美国区域代表一种交通状态

信息(数据)融合定义:通过中心数据处理器把来自多个传感器的数据进行综合，多传感器信息融合系统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要更有价值

多路复用技术：就是将多路信号组合在一条物理信号道上进行传输，到接受端再用专门的设备将各路信号分离开来。

多址技术：在无线信息传输中通常地面固定的基站要覆盖多个移动终端的通信，这是一对多的通信接入方式称多址通信方式

共用信息系统平台框架：智能交通共用信息平台上整个ATMS信息组织过程中的中央枢纽，承担着信息中转的功能，不同的子系统将其信息按照一定的编码规则

和既定格式传输给共用信息平台，各系统再根据自己的需求从共用信息平台中获取所需的信息

分布式数据库：集成了两个不同领域的技术，数据库和通信，一个分布式数据库是基于一个同构数据库系统模型并由他构造而来的，数据和软件管理都分布在各个计算点，位于分布式计算系统的最顶层

空间分析：通过数字地形模型，以离散分布的点来模拟连续分布的地形，为道路设计创建二维地表模型

线性参照系统：在一维空间中对象的位置度量形式和方法，是与其他参照系统类似的

动态分段技术：是基于网络重叠概念发展而来的一种新的线性特征的动态分析，限时和绘图技术，提供了将属性数据与空间数据相关联的方法

通流机理法:通过交通流参数之间的关系，对两个甚至多个参数的一致性进行考察

基带传输:数字信号不经过调制就在信道上直接进行传输

线性参照系统：在一维空间中对象的位置度量形式和方法，是与其他参照系统类似的

动态分段技术：是基于网络重叠概念发展而来的一种新的线性特征的动态分析，限时和绘图技术，提供了将属性数据与空间数据相关联的方法

数字基带信号:数字信号往往含有丰富的低频分量，甚至是直流分量，因而称之为“数字基带信号”。

数据仓库：是从数据库技术发展而来的，为决策服务的数据组织和数据储存技术数据库：计算机中用于数据处理的一种数据管理技术

加州算法原理：通过比较临近监测站对可能突发事件进行判断

移动检测:基于浮动车的检测原理，基于手机的检测原理

车载自组织网络：快速移动户外通信网络

日本ITS 应用:先进的导航系统、自动收费系统、辅助安全驾驶系统、交通管理优化系统、紧急救援系统、先进的公交运营系统、高效的货车管理系统、辅助人行交通措施美国ITS 应用: 先进的导航系统、先进的旅行者信息系统、先进的公共运输系统、商用车辆运营系统、先进的车辆控制系统、先进的乡村公路系统自动公路系统

智能交通系统的特点:技术的集成性、系统性、先进性、综合性、各种技术的相互关系

交通信息源:道路信息、车辆信息、乘客信息、自然环境信息、社会环境信息

主要交通信息采集技术:环形线圈感应式采集技术，视频采集检测技术，微波采集检测技术。

路段行程检测数据判别:城市主干道行程时间、高速公路行程时间、道路拥堵长度参数、车辆瞬时速度

缺失数据的预处理方法:时间序列法、历史数据法、空间位置法;异常数据的预处理:滤波

交叉口的交通运行状况描述指标：交通状态，饱和度平均延误，平均排队长度，平均等候交通灯个数

基本路段的交通运行状况描述指标：平均速度

分布式数据库的机构：本地数据库系统扩充为全局的一个组成部分；统一的分布式数据库；客户服务器体系结构

实时数据库应用：交通监控系统组成；实时数据库的更新管理；监控系统中分布式实时数据库的设计

道路网的交通运行状况描述指标：平均行程车速，拥堵路段比例

基于浮动车的单车行程时间估计:直接估算、间接估算(先估计行程速度，再估计行程时间)

快速路路段行程时间预测:1)历史趋势法2)时间序列法

交通流预测模型应具备的特性:实时性、准确性、可靠性

交通流预测七大模型:基于统计方法的模型、动态交通分配模型、交通仿真模型、非参数回归模型、神经网络模型、基于混沌理论的模型、综合模型。

高速公路交通事件自动检测:加州算法原理、McMaster 算法

基带传输:常用的二进制数字基带信号码型有:单极性不归零(NRZ)码、双极性不归零(NRZ) 码、单极性归零(RZ)码、双极性归零(RZ)码

频带传输:数字调制方式:二元振幅键控(2ASK)，二元频移键控(2FSK),二元相移键控(2PSK)

差错控制的方法：自动要求重发，前向纠错，反馈检验

差错控制编码：分为检错码和纠错码两类，在译码器中发现错误的称为检错码，它没有自动纠正错误的能力，在译码器中不仅能发现错误，又能自动纠正错误的称为纠错码

多路复用技术：时分复用技术；统计时分复用技术；波分多路复用；码分多址扩频通信技术特点:很强的抗干扰能力、可进行多址通信、安全保密、抗多址干扰

多址技术:频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)

共用信息系统平台的硬件系统：硬件网络拓扑结构

数据仓库的特点：分布和异构

交通信息的主要内容:交通信息采集技术、交通信息处理技术、交通信息传输技术、信息传输网络技术、交通控制与诱导技术、交通信息平台技术

环形线圈传感器的工作原理:由环形线圈作为检测传感器的一套能检测到车辆通过或存在于检测区域的技术。高频电流——交变的电磁场——车辆通过改变线圈周围空间导磁率——电感量增加; 系统组成:环形线圈车辆传感器、传输馈线、检测处理单元环形线圈传感器的应用:基于环形线圈的车流量和道路占有率统计，基于环形线圈的车辆识别分类，基于环形线圈的车速估计。环形线圈检测器的特点:性能稳定可靠、灵敏度高、数据准确、对周围的环境条件要求低等。主要应用于交通流数据信息采集系统、交通信号控制系统、交通诱导及停车管理系统。微波采集技术检测原理：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，反射波通过多普勒效应使频率发生偏移，根据这种偏移可检测出油车辆通过，经过接收处理鉴频放大输出的一个检测信号，从而达到检测道路交通信息的目的。

视频采集检测系统的组成:车辆;摄像机;图像数字化;检测;图像分区。视频检测系统是基于图像处理技术的交通检测系统，它以虚拟的图像传感器代替传统的感应线圈，其核心组成部分为视频图像处理模块。视频检测系统功能:提供实时交通数据、统计性交通数据以及交通事故信息。

数据质量评价:准确性评价、完整性评价、实时性评价、一致性、易用性

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4、有质量问题的交通信息数据包括:数据丢失、数据错误5、定点检测错误数据的识别:错误数据:包括失真数据和异常数据失真数据:合理性判断(也就是阈值法) 异常数据:交通流机理法、统计方法判断(如:拉伊达准则，狄克逊(Dixon)准则，奈尔(Nair) 准则，格拉布斯(Grubbs)准则)、聚类算法

基于固定检测器平均行程时间(速度)计算:(1)地点速度转化法，(2)针对每个路段建立起行程时间与交通流量之间的非线性关系，在完成交通流量预测的条件下，即可实现对行程时间的预测。

信息融合优点:1)可以提高系统可信度2)可以使数据采集更客观3)可以提高检

测结果4)可以扩大时间和空间覆盖能力5)可以提高的性能价格比信息融合

可分为三个层次:像素级融合、特征级融合和决策级融合融合技术:基于卡尔曼滤波的信息融合技术原理、基于统计方法的信息融合技术

视频车牌识别系统的步骤：车辆图像采集，车牌定位，字符分割，字符识别，输出识别结果

视频车型识别系统的原理图、步骤

车辆图形输入—图像预处理+图像背景=图像差分—分割—特征提取模块—分类器

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，对车辆图像进行恢复，分割，二值化处理，消除干扰噪声，获取图像边缘信号

3，提取车辆轮廓图像和车辆参数，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

交通信息技术组成包括:1)现场设备部分2)中心设备公司3)交通信息传输网络2、交通信息传输媒介:1)屏蔽双绞线2)同轴电缆3)光纤4)区域无线广播网络5)地面微波链路6)蜂窝无线网络7)卫星通信系统3、现场设备通信方式:异步串行通信、同步串行通信、现场总线4、交通信息的接入方式:(1)有线接入a)铜线接入，包括电话音频线接入、专线E1/T1 接入、xDSL、以太网电缆接入、同轴电缆线b)光纤接入(2)无线接入a)移动蜂窝无线接入(通用分组无线业务GPRS、3G、4G)b)专用短程通信c)固定无线接入(无线局域网、蓝牙技术)5、ITS 的信息传输设备按工作方式分为两类:模拟传输和数字传输。传输的信息有:数据信息、声音信息、视频图像信息模拟信号数字化三步骤:抽样、量化(是以有限个量化电平来近似地表示连续变化的幅度值)和编码

交通信息传输网络(1)以太网(2)车载自组织网络(3)交通监控系统的主要组成:1)

监控中心2)监控分中心3)检测子系统

车辆自组网的运用：行驶安全预警；协助驾驶；分布式交通信息；基于通信的纵向车辆控制

共用信息系统平台的软件系统组成：1，现有交通数据，空间数据库，交通检测数据，交通辅助数据和交通业务数据2，展现层：负责管理使用者和应用系统之间的进行交互的所有方面内容3，业务层：交通管理，交通信息服务，运营管理，交通运输安全，交通基础数据4，数据层：数据储存，融合与处理，交换与共享，数据支持与应用，数据安全

数据库特点1)复杂的数据结构2)面向数据组织结构3)数据共享

交通地理信息系统GIS-T 的系统功能:GIS-T 可以收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息，它为交通各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具GIS-T 系统的组成:(1)数据库子系统(2)数据采集与质量控制子系统(3)系统功能表征子系统

路段行程检测数据判别

1)城市主干道行程时间t 的合理范围:

高速公路行程时间的合理范围:

2)变异系数法: 采用变异系数作为某一数据分析时间间隔内的单车行程速

度数据离散程度的评价指标。

路段行程检测数据判别

1，道路拥堵长度参数的合理范围:

2，车辆瞬时速度 : ≤ ≤

3，变异系数法: 采用变异系数作为某一数据分析时间间隔内的单车行程速度数据离散程度的评价指标。

固定检测器方式平均行程时间(行程速度)计算固定检测器输出的是在一定时间间隔内特定地点的速度; 需要通过区间行程时间估计算法对各个固定检测器断面的地点平均速度进行处理，得到特定道路区间的平均行程车速的估计值，进而判断该道路区间的交通状态。

基于浮动车的路段平均行程时间估计

1)样本量充足时路段平均行程时间估计:均值法2)样本量不足时路段平均行程时间估计: 自适应指数平滑法;融合当前浮动车数据的加权法；中位数估计3)融合估计:北斗/GPS用户终端

固定检测器平均行程时间(速度)计算方法一:地点速度转化法固定检测器输出的是在一定时间间隔内特定地点的速度。通过固定检测器断面的地点平均速度进行处理，得到特定道路区间的平均行程车速的估计值。

方法二:针对每个路段建立起行程时间与交通流量之间的非线性关系，在完成交通流量预测的条件下，即可实现对行程时间的预测。

神经网络来建立行程时间与交通流量之间的非线性关系。

信息融合处理方法

1)基于卡尔曼滤波技术的交通信息融合方法2)基于贝叶斯估计的交通信息融合

方法3)基于人工神经网络的交通信息融合方法4)基于综合统计分析的交通信

息融合方法

频带传输技术数字-模拟编码:用模拟信号来表示数字数据。

典型应用—Modem调制解调器 原理:S(t)= Acos(ωt+φ ),其中A、ω、φ可变。 三种基本方式:

幅移键控:频率、相位不变，两种幅值。?频移键控:幅值、相位不变，两种频率。?相移键控:频率、幅值不变，两种相位。?组合方式:正交调幅，利用幅移键控和相移键控组合。