国内外实践经验证明,解决城市交通问题不能单纯依靠修建道路基础设施,而智能交通系统(ITS)是解决交通拥堵、减少交通事故、防止交通污染,提高交通管理水平的最有效的方法和手段。其特点是信息技术使管理者和使用者可同时获得同样的信息。交通参与者在已知路网运行状态条件下可以自主选择和实现交通诱导,对提高交通的机动性、安全性、有序化,通行能力和道路系统的交通效率提供了技术支持。因此,道路交通实时动态信息采集成为ITS最为基础的环节。
信号控制作为城市道路交通管理的主要手段之一,在改善城市交通秩序、减少事故、提高道路利用率等方面有着重要的作用。近年来我国城市交通信号控制发展迅速,目前已有一些城市通过引进国外产品,如英国的SCOOT,澳大利亚的SCATS系统,美国的Quiknet,西班牙的Sainco系统等,或者使用国内研究成果建立起来了城市交通信号控制系统进行道路交通管理。这些控制设备采集的交通数据信息只服务于各自的系统,无法实现交通数据信息的共享。目前,我国大多数城市的交通数据信息的采集依赖于交通路口设置在路面下的环形线圈检测器、快速干道路侧的微波或雷达和视频检测设备等。由于建于不同时期,不同的开发和生产背景,导致类型不一、信息开放不一、标准不一、通信传输和协议不一。如测控设备有工控机、PLC、单片机或专用计算机等。对于包括图像在内的大量道路交通信息的采集、处理和传输,现有的设备显得力不从心,并且这些相互独立的不同系统和设备并没有覆盖整个城市,系统和设备之间的信息无法融合和共享,更无法实现系统之间的协调和优化。因此,它们之间的信息畅通和集成已经成为我国城市交通信号控制系统发展的主要任务。目前众多城市中使用的相互独立的不同系统和不同信号控制器给系统信息畅通和集成带来了相当的困难。文献[3]采用协议转换的方式来实现其集成和融合,但无法解决设备的低性能和处理能力低的问题。考虑到目前我国城市现有的通信条件和实际情况,本文设计了利用嵌入式系统作为开发平台,利用TCP/IP协议作为交通信息传输的方式的道路交通数据采集的方案。由于Internet的发展和普及,采用TCP/IP协议简单、方便、成本低,开放性好,标准化程度高。道路上各节点进行数据通信,中心利用采集各节点的数据进行控制、决策和协调,并向外发布信息。系统结构如图1所示。
2 数据采集系统设计