智能交通信息采集技术研究与软件实现

智能交通信息采集技术研究与软件实现

发表时间：2019-11-14T11:04:32.650Z 来源：《科学与技术》2019年第12期作者：朱旭

[导读] 我国解决交通拥堵的一个出路是建成智能交通信息采集系统，通过对各类数据的获取和计算，合理调整不同道路中的车流量以及交通指示灯的运行情况。

摘要：我国解决交通拥堵的一个出路是建成智能交通信息采集系统，通过对各类数据的获取和计算，合理调整不同道路中的车流量以及交通指示灯的运行情况。基于对智能交通信息采集系统整体性实现方法的了解和明确，本文重点分析了软件系统的实现方式，从而让该系统能够发挥其本身具有的作用，实现对于交通拥堵问题的全面解决。

关键词：智能交通系统；数据采集系统；分析软件

引言：智能交通信息采集技术一方面要实现对所有数据的收集和整理，为后续的工作过程奠定基础，尤其是要了解交通系统是否处于最优质的运行状态。另一方面要分析该系统是否能够处于安全稳定的运行状况下，尤其是通过对软件系统的使用，主动或被动消除运行过程中存在的干扰，提高系统运行稳定性。

一、智能交通信息采集技术的实现

（一）道路信息获取

道路信息获取包括多种信息，首先是整个道路系统中的车流量以及人行流量，实现今后一段时间内交通拥堵程度的准确预测。其次明确道路在单位时间内的车辆类型，大型车辆对于交通系统的堵塞危害更为严重，小型车辆在达到一定的量级后也会出现大面积的堵塞问题，通过对这类信息的描述，可以预测交通高峰期的到来时间，为具体的设施运行参数控制过程奠定基础。最后则是需要记录其余的信息，包括道路的整修信息、人流量的信息以及交通事故的发生信息等，这些信息都需要具备极高的权重，分析该道路交通系统是否会出现严重的堵塞问题。

（二）获取信息分析

获取信息的分析要经过对于信息的全面整合，并提高信息的精度，采用方法是通过滤波的形式去除干扰，依靠对于采集到图像的像素分析，了解整个道路系统中是否存在严重的交通堵塞隐患，以此为标准了解今后是否能够获取相关的信息。了解该参数后需要对信息进行整理和核算，整理的方法是把信息输入到已经建成的数学模型中，由模型明确和分析该系统今后存在的问题以及安全隐患，尤其需要预测在单位时间整个系统是否会出现严重的交通堵塞问题。

（三）必要算法选用

由于数据采集系统并不能够属于理想运行环境，所以会受到各类干扰，这就要求选用的算法能够实现滤波工作，通常情况下，运行中能够通过对于各类干扰波的核算和检测，向整个系统中发送与之相反的信号波，以实现对于干扰信号的主动清除[1]。此外选用的软件算法系统也要确保占据更小的空间，以防止对于硬件系统造成严重的影响，并且从最终取得的实际效果上来看，该系统要能够自主清除产生的缓存碎片以及数据碎片，防止整个数据系统的存储空间逐渐下降。

（四）通信系统建成

通信系统建设过程首先要完成对于各类数据的精确传递，可通过建成无线通信系统实现这一功能，将获取的数据传递给接受设备中，将无线信号转换为电信号，通过光缆将其传递到信息化处理服务器中。

该服务器经过对信号的处理完成滤波工作，并完成像素计数工作，在此基础上了解不同区域的实际交通情况，之后则需要发出相关的指令。指令的发送过程则属于通信系统的逆运行过程，通过不同的线缆以及具体前置信号字节的使用，让不同区域的控制指令信号接收设备能够获取对这一区域被控对象的具体控制指令，并将这一指令发送给被控对象，在此基础上调节各类设施的实际运行状况。另外从实际的作用效果上来看，该系统要能够建成信号的发出和接收设备，并且借助对于各类信号作用效果的了解和描述，为这一系统的运行过程奠定基础，尤其是在相关信号的接受过程，更是需要保持所有的信号都能够被正确的设施响应，所以对通信系统的运行稳定性、安全性以及数据的处理能力都提出了极高要求。今后可通过建成的5G通信技术，实现对于各类信号的即时性传递，此外5G基站建设后可在一定程度上去除光纤通信技术，以达到削减智能交通系统建设成本的目的。

二、智能交通信息采集系统的软件实现

（一）网络功能确定

网络功能确定中，通过对当前整个交通系统需要满足项目的了解，可以确定首先要能够实现对于数据的采集和预处理、数据的储蓄等。

采集系统可由摄像头等装置记录，并通过对于像素的核算与处理，实现对于该区域单位时间内车流量、人流量等信息的全面有效分析。其次要实现对于今后一段时间交通系统运行情况的预测工作，要把已经获取的参数代入到专用的数据模型中，该模型可以通过对所有数据的核算，预测今后一段时间内是否会出现严重的交通拥堵问题。

最后则是相应的控制指令发出，通过对当前已经开发出算法和软件开发方法的研究，本文认为要在该系统中设置相应的定位体系，可借助GPS系统以及北斗卫星导航系统实现对于不同测量区域的定位工作，并且该信息要能够整合到后续的计算过程，另外通信系统可采用目前已开发出了4G通信技术或5G通信技术实现对于各类数据的及时性传输工作，从而让整个系统的运行稳定度能够获得大幅度的提高，同时对相关端口进行接入和调整，可考虑采用数据处理和采集过程中的A/D卡实现，这一技术当前已经经过了多年的发展和检验，发现能够满足智能交通系统的数据获取要求和检测要求。

（二）系统平台选择

系统平台中最基础的工作时硬件平台选择，对于智能交通系统来说，由于要全面保障其运行的稳定性，所以要在考虑整个平台性能的基础上，再完成成本、安装需求和日常检测要求的全面分析工作，其中系统的性能是需要考虑的重点。

对于软件平台，首先要考虑开发环境，可以采用Linux系统，原因是该系统与各类硬件平台之间都具有更好的兼容性，并且运行过程中，该系统具有核心稳定、功能强大等特征，可以实现数据的全面监测和管理。对于开发语言的选择，本文认为可采用C++，该语言能够实现对于所有关键功能的实现以及数据获取，并且该语言已经成为当前世界范围内最为常用的语言，可以进一步提高软件运行的稳定性和

安全性，但是就目前的语言开发技术上来看，也可考虑采用更为优势的开发语言。对于建成的数据库来说，要考虑对于数据的存储精度和存储效率，并且由于要能够嵌入通信模块等设施，所以数据库本身需要占据更小的空间，可采用的数据库类型为SQL数据库，已经能够满足整个系统的运行要求。

（三）信息系统建设

整个系统的实现过程，首先要由A/D数据采集卡实现对于整个区域内的所有参数获取，获取的数据包括车辆信息、人流量信息以及其余的各项信息，需要注意的是，该信息中包含大量的干扰数据，由于A/D数据获取卡并不存在滤波功能，所以要将所有产生的数据和获取的信息输入到专用的内存区域中，该区域中的数据已经经过了处理器的读取[2]。

其次要通过波形配对线程实现对于整个系统的数据处理工作，处理的项目是干扰信息的去除，通过释放相应的过滤波实现对于干扰性信息的全面清除，并把剩余的信息输入到第二存储区域中，这些存储模块可以实现对于所有数据的精确记录和存储。最后则是将已经获取的信息输入到第三层的内存区域中，该模块可以实现对所有数据的自动化处理，并且将处理结果输入到数据库中，以实现对于所有数据和结果的精确保存。

（四）各项数据分析

获取数据的分析中，首先要做好对于干扰信号的处理工作，上文的分析中已经提出了软件层面的实现方式。

其次则要做好对于各类交通信息的处理工作，处理过程中要通过对于图像像素以及图片的整理和获取，了解不同区域交通系统的实际运行水平，此外当前的重要路段中已经建成了速度检测等相关装置，这类装置也可以和智能交通系统进行对接，通过对于拍照信息的整理和计数，可以了解在一定时间段内该区域通过的车流量，通过建成的模型完成对于今后一段时间内交通系统变化情况的预测工作，在建成的数学模型中，要考虑交通事故对于道路拥堵情况影响的权重、交通系统自然运行情况下的交通拥堵情况发生权重等，要通过对于实际运行情况和相关技术的采用，实现对于各类参数的合理控制和确定。

最后则要从宏观角度出发，分析不同路段是否存在拥堵问题，并且研究交通拥堵的疏导时间以及这一原因形成的影响和原因，尤其是要分析交通系统中已经建成的设备和管理制度，包括该区域的速度限制合理性、道路宽度是否符合交通疏导要求、交通疏导岗位是否发挥应有作用等，要实现对于所有因素的全面分析。

（五）控制指令发出

控制指令的发出过程要通过整个控制和信息化控制软件完成，要实现对于各类信号的及时精确传导，最终让专用的信号接收设备了解各类信号的涵盖信息。在信号的发送过程中，自动控制系统要依照对于已经采集到信息的使用，发送带有专用标识字节的网络信号，并将其直接传递给与自动控制系统连接的通信体系中。通信技术通过具体的信号的传输，让不同区域的交通区域都能够了解各类信息的传递方向，并明确今后的被控对象运行方法，此外在控制信号传递过程中也要在信号接收终端设置滤波装置，并且软件方面要防止其本身存在严重错误，可通过设置专用的编码器实现对于所有控制指令的定向传递。

结论：综上所述，智能交通系统实现过程要通过对于数据的采集、数据传递和处理以及相关指令发出等方式，实现对于整个交通系统的合理控制。在软件系统的实现过程中，要通过对于开发语言、开发平台等项目的全面分析，通过建成三步走数据信息处理的工作模式，在确保最终获取信息精度的情况下，让整个系统的运行精度符合相关设计要求。

参考文献：

[1]蒋荣强. 基于交通图像信息采集与处理的智能车控制关键技术研究[D].南京航空航天大学,2017.

[2]虞学册.试论智能交通信息采集技术与软件实现[J].计算机光盘软件与应用,2013,16(02):237+239.