赖清南
（深圳市易行网交通科技有限公司，广东 深圳 518000）
随着城市化进程的推进，城市交通发展规模扩大，交通问题也逐渐显现出来。由于机动车数量较多，导致城市交通拥堵情况变得越来越严重，由此还容易引发交通事故。基于此，本文主要对解决交通问题的动态交通信息采集与处理技术研发进行了深入探究。
对动态交通信息采集与处理技术深入研究的根本目的是解决日益严重的城市交通问题。伴随着目前交通压力的逐步增长，在一些基础设施已经基本固定的城市中，想要有效缓解交通压力，提升交通运输水平，就需要结合动态交通信息采集与处理结果来进一步实施交通管控。动态交通信息采集与处理技术是智能交通系统中的核心，能够帮助各交通系统实现互联互通，避免出现“信息孤岛”，为进一步的信息应用奠定基础，该项研究致力于优化系统性能，对于未来城市交通系统的进一步发展也有着很重要的意义。
在城市智能交通系统当中，信息是最为基础的元素，也是整体系统中各项子系统的连接要素，而交通信息一般可分为两种形式：静态交通信息与动态交通信息，其中静态交通信息主要是道路信息、停车场信息以及交通各项设施信息等内容，这些信息不会随时间发生较大变化，动态信息则指的是实时采集到的交通流量信息、车辆位置信息、视频监控信息等，其特点是信息会随着时间推进发生改变。动态交通信息平台就是对动态交通信息进行采集、传输、处理、存储以及融合等操作的综合平台，该平台还能够将处理好的交通信息呈现出来，对于整个交通运输系统来说，动态交通平台有着较为重要的作用，具有服务与规划的功能。
研究与开发动态交通信息采集技术时，需基于动态交通信息平台，通过上述分析可知，该平台特点就是可进行综合性的交通信息交互，而功能的实现则需深入开发动态交通信息采集技术以及处理技术。首先要做好采集工作并发挥出平台的信息采集功能，动态交通信息采集技术的开发是关键，该项技术也将作为动态交通信息平台的核心技术。
3.1 交通信息采集概述
对动态交通信息采集技术设计与开发时，先了解交通信息的采集需求，传统开发方式中是配置城市交通车辆检测器，该检测器设备与以太网接口连接，并布设在各个交通路段的交叉口位置上，最后借助于通信网络与交通指挥中心连接。
以固定型的城市交通为例，其车辆检测器与最近的通信站距离最长可能有几公里，最短则为几百米，这就表示对数据传输的距离要求颇高，若只采用原设备的通信接口，则难以达到标准要求，因此，传统处理情况都是将检测器连接调制解调器，再将其接入到公共网络，利用多路串口卡通信传输数据，满足数据传输需求，实现动态交通信息的有效采集。
但随着目前网络技术的不断进步以及无线GPRS技术的出现，基于无线GPRS技术的传输方式占据了重要地位，形成了采用GPRS调制解调器的方案，具有较好的应用效果。目前的技术发展方向为多种检测技术互相补充，即采用多传感器检测的方式，而交通监控中心在动态交通信息采集方面还是以网络通信为主，实现统一化采集多源异构数据源，这种形式下的动态交通信息采集技术水平也会提升，因此在技术开发时作为重点。
3.2 交通采集数据的解析
动态交通信息采集技术的开发，首先应当对交通采集的数据进行解析，交通数据采集设备类型较多，包括视频车辆检测器、环形线圈检测器、浮动车检测器以及微波雷达车辆检测器等，要分析各类型检测器采集获取到的数据格式，再探究实现多源异构数据的统一采集，这样才能够满足动态交通信息采集的实际需求。
从交通采集数据格式来看，主要包括两种格式：一种是固定型检测器的数据格式，比如环形线圈检测器交通采集的数据格式为通过单独接口实现双向的串联数据通信，其为异步信号传输形式，具体传输速率为9600比特，二进制的格式数据，不归零制编码，8位，停止位为1个，没有奇偶校检，再比如微波雷达车辆检测器交通采集的数据格式为传输速率9600比特，8位数据格式，停止位为1个，没有奇偶校检；
另一种是浮动车数据格式，车载前端设备除了要实现数据采集和传输外，还需实现车辆定位，因此基于GPS技术与GPRS通信链路，再采用TCP/IP协议来连接车载终端，使其数据的传输更为可靠，数据的上传格式中内容包括命令序列口、GDAT、定位标志、时间、维度、方向、精度、速度、行车时间以及状态等，8位命令序列号，而下传格式当中则包括命令序列号、GMSG、文本内容编码以及移动电话号，监控中心格式包括命令序列号、GCOM002、监控中心、口令，设置GPRS的端口与IP格式包括命令序列号、GCOM020、端口号、口令。
3.3 网络通信模块的设计
动态交通信息采集技术开发的重要内容就是设计网络通信模块。交通数据采集目前应用网络通信方式的比重越来越大，一般固定型的检测器都会设有网络接口，同时无线GPRS接口也是越来越普遍，因此开发设计网络通信模块很有必要。该模块需采用winsock网络编程的技术进行开发，其实际编程时网络进程间的通信应当要遵循着两种协议，这导致winsock网络编程设计具体流程也分为两种：一种是面向于可连接的、可靠的、数据流的TCP协议；
另一种则是面向无法连接的、不可靠的、数据报的UDP协议。最终设计为两种网络通信方式，再结合多线程技术来进一步提升海量数据的采集效率。网络通信程序具体流程，首先在一个周期开始后将端口打开，其次设置对应的通信参数，探测需要地址并确定地址列表，再次接收数据并向下位机发送读或写通讯、请求数据包，最后接收下位机的数据包并判断数据包并进行数据存储，程序设计的这些内容完成后，就完成了整体网络通信模块设计。
动态交通信息平台的功能之一是对海量数据开展分析及处理，在具体处理之前还需保证数据已经过组织、维护以及管理等流程，处理的信息综合了静态与动态，深入研究交通信息处理技术的开发，其主要是包括了以下几项要点：
4.1 交通信息处理概述
通过各项监测设备采集所获得的原始数据，原始数据通常具有完整性不足、不完全正确等缺点，因此需进行数据清洗处理，对于浮动车的数据检测设备而言，其还可能存在上传的实时定位信息与实际位置并没有完全匹配的情况，因此还需进行定位匹配处理。具体来说，在进行动态交通信息处理技术开发时需要考虑以下要点：一是数据的预处理，根据上述分析可知，交通信息数据采集为多种类型检测器，而这些检测器也各自具备着一定的优缺点，且采集到的交通数据参数格式不同、种类也不同，还可能存在误差，在预处理的过程中，要先对不同数据源的数据进行检测，将存在缺陷的数据先剔除。实际采集还可能受到天气、性能等影响出现个别数据的丢失情况，因此还需对其进行残缺数据处理，此外，数据还需进行稳健性处理，即对异常数据平滑处理；
二是浮动车地图匹配，在浮动车交通信息检测采集装置当中，其采集的数据也会受到GPS定位精度的影响，而在当前现代城市交通系统当中，常常会有一些高楼或高架阻挡接收机的信号，GPS定位的精度会受到影响而下滑，可能会出现实时上传的定位信息与实际位置不匹配状况，这需要运用地图匹配技术来纠正，对定位信号进一步校准，从而修正采集数据。
4.2 交通信息的融合算法
开发动态交通信息处理功能，先是对其融合算法进行分析，动态交通信息的整个采集系统当中具有许多类型的传感器，其采集的信息也具有多源性特征，对不同数据源的数据进行融合也是十分核心的内容，这种融合处理是后续工作开展的重要基础。实际交通信息的融合算法有多种可行类型，其中以基于径向基函数的网络融合算法最为实用，特点是实际训练速度较快，在信息融合过程中运用能够取得较好效果。
4.3 设计道路交通信息数据库
动态交通数据在经过清洗和融合处理后，最终获得的正确、有效的交通数据，信息会被存入大型交通信息数据库当中，道路交通信息数据库的功能就是存储以及管理这些采集到的动态数据和各项交通相关属性数据，在动态交通信息平台当中，应当要科学设计道路交通信息数据库。为了满足存储需求，可设计为关系型数据库，最后通过ADO来进行存储。一方面对关系型数据库进行合理选择，这种类型数据库也是有着许多种，不同数据库的产品性能上也是各具特色，在实际选择中，应当要充分考虑到数据库的安全性、兼容性、易用性以及经济性，要选择易于开发、使用、管理的数据库，具有高可靠性及一定收缩性，还要尽可能避免文件系统和数据库之间关系复杂，即保证数据库被删除时该数据库的文件也应当随之被删除，便于维护。另一方面则是属性表的科学设计，重点设计属性表的名称、格式以及内容，其中名称的作用是能够区分属性表，格式则是基本条件，内容则是包括表中添加的数据。最后通过ADO来进行数据库的访问，ADO技术用于开发数据库的优势在于能够保证后续数据库可升级和扩展，同时其具有灵活性、简单性以及访问速度快等特征。
4.4 交通信息发布的设计
动态交通信息处理技术开发设计的最后一个环节就是信息发布功能设计，主要是指设计出监控中心的对内信息发布平台，进一步验证信息处理的实时性和有效性，丰富交通信息发布的方式。在交通信息发布功能上，平台的显示可将电子地图作为基础，在地图加载中还需进行一些初始化处理，比如说调整地图显示的大小以及范围，按照一定比例尺来进行描述，在初始化处理完成后，对路网交通进行正确判断并做出决策，让监控中心掌握各路段交通流量的动态变化，增加实时交通流变化的显示功能。
5.1 整体系统结构
基于以上所分析的动态交通信息平台采集与处理技术开发结果，进一步开发其综合系统，最终依据该系统来达到智能控制城市交通的目的。城市道路交通系统是一个多源异构信息系统，各项交通信息的来源不同、模式不同、时间不同以及表示不同，因此要实现这些异构信息的高度融合，才能实现交通的智能控制。在动态交通信息采集与处理综合系统结构中，应当要具有各项功能的模块，具体包括网络通信实时采集模块、信息在线预处理模块、信息数据的融合模块、路段信息管理模块以及用户管理模块等，各模块有着自身独特的功能特点，充分结合了上述开发的动态交通信息采集技术与处理技术优势。
5.2 功能实现
结合上述分析的功能模块结构，对各项功能实现进行分析。
一是网络通信实时采集模块功能的实现，浮动车检测设和固定型检测设备采用网络通信方式来采集动态交通信息，可直接接入因特网或先后接入无线GPRS网络与因特网，功能实现时还要选择TCP或UDP协议，设置网络服务器端口，而通信状况的实时显示则是由edit控件控制，实时显示数据由datdgrid控件控制。
二是信息在线预处理功能的实现，在采集完成动态交通信息后，要进行清洗和修复的预处理，这一过程中对错误数据查找并进行替换，对残缺数据进行补充，可进行手动预处理，也可进行实时在线自动化预处理，实际开发的模块当中，点击预处理数据按钮就可实现。
三是信息数据在线融合功能的实现，对不同数据源的采集数据进行融合处理，获得高精确且全面的路段实时信息，该模块的实时在线数据融合时会提供相应的算法帮助文档，融入完成后将处理数据显示出来，同时显示各交通参数曲线。
四是路段信息管理功能的实现，在实际程序中，路段信息管理也是十分重要的内容，管理功能主要是对路段信息以及检测设施的配置信息进行删除、添加以及修改，在设计界面中可直接通过控制按钮来实现。
五是用户管理功能的实现，用户管理的功能根据用户类型的不同也有所差异，一般是包括创建系统管理员功能、对用户密码进行复位功能、删除系统管理员功能、修改密码功能、创建或删除普通用户功能等，在设计的程序中，对实际输入的各项信息数据进行检查，比如用户名和密码不能为空，不能跳过身份认证，否则都会自动检测出来，无法完成功能操作。
综上所述，动态交通信息采集与处理技术的深入开发研究，对城市交通控制的发展有着极为重要的意义。在进行动态交通信息采集与处理技术开发时，主要研究动态交通信息采集的关键技术与处理的关键技术，再使用综合技术构建综合系统结构，最后实现各项功能，主要是包含了网络通信实时采集模块功能、信息在线预处理功能、信息数据在线融合功能、路段信息管理功能以及用户管理功能等。
猜你喜欢 检测器网络通信动态 国内动态卫星应用(2022年7期)2022-09-05国内动态卫星应用(2022年3期)2022-05-23国内动态卫星应用(2022年1期)2022-03-09信息化时代网络通信安全的背景和对策计算机与网络(2021年5期)2021-06-014G系统的新技术和特点中小企业管理与科技·下旬刊(2019年2期)2019-05-295G网络通信技术应用的前瞻性思考数字技术与应用(2018年7期)2018-10-10用于录井专用气相色谱仪的FID检测器科技风(2018年15期)2018-05-14高效液相色谱法应用中常见问题与处理魅力中国(2016年52期)2017-09-01