激光检测在城市交通数据采集中的应用

基于我国科学技术的高速发展，信息化已然是目前世界经济以及社会发展至关重要的方式，其在生活中的广泛运用改变了人们的传统生活以及生产方式。交通信息化属于城市信息化建设必不可少的构成部分，促进城市交通运输领域中交通管理、运营以及各项服务工作的发展。因此，如何实现城市交通信息化发展，不断更新相关技术便成为目前许多学者关注的重点。

城市交通信息化建设将优化城市交通作为主要目的，合理运用信息技术、通讯技术以及信息处理技术等高尖端技术，针对交通管理、行业管理等多种运用需求，构建融合集交通信息收集、分析以及发布功能为一体的综合性处理系统。城市交通信息化框架基本可以划分为3个不同的层次，即信息采集层、信息处理层以及信息发布层。

其中信息采集层属于交通信息化的根本，其针对交通现状予以及时监测与管理，并采集原始的交通信息数据，进而构成交通数据库；信息处理层属于信息化系统的核心，主要负责针对采集的信息数据进行加工处理，从而形成相对高效的可管理、运用以及发布的信息数据。信息发布层借由不同类型信息传播媒介为出行者提供出行前、出行中和出行后所需要的相关交通信息数据，同时能够为交通管理部门提供即时的信息数据。

2.1道路交通数据采集技术

道路交通数据采集技术即利用不同技术方式，从道路交通运输网络之中收集大量与交通管控相关的多种类型的交通信息数据，高效、即时且精准的交通信息数据能够为交通运输系统规划设计、建设以及管理提供必要的支持。

以行人交通的信息采集为例，针对行人的道路交通数据采集技术的目的是收集行人步行速度、各个区域人流密度以及步行空间的实际需求等，结合上述相关数据分析行人交通特点，为信号灯等交通设备安装位置确定提供相应的根据。

在行人交通信息收集方面，较为常用的信息化技术是激光检测技术，分为平面激光检测和立体激光检测两种。

（1）平面激光检测方式。

于人行横道两侧的信号机柱高度80cm位置安设2个摄像头，对人性横道进行平面扫描，于每个扫描角度仅以距离和角度在平面之上检验对象物体，检测范围半径达30m的90°扇形区域，基本覆盖了整个人行横道，检测频率为2次/s，具体检验情况如图1所示。

图1 平面激光检测方式示意图

（2）立体激光检测方式。

摄像头从上方对人性横道进行立体扫描，根据扫描角度测量目标物体的距离，同时确认其所在位置以及高度。立体检测方式1条人行横道仅需要安设1台检测器，检测范围一般是安装位置之下30m范围，检测频率2~3次/s。

两种方式检测精度不会受到阳光、灯光以及外部光源影响，也不会受到一般风雪的影响，所采用的激光是对人体无害的一级光源，且不会拍摄人脸而，侵犯民众肖像权。平面激光式的优势在于安装位置相对较低，这为后续养护提供了便捷，且检测设备与检测目标距离更近，所以自由度相对较高；而立体激光式的优势在于运用安装在高处的检测设备开展检测，可以及时掌控检测范围之中全部物体所在位置以及移动情况，但两种检测方式在非机动车或是行人数量过多以至产生重叠的情况下，采集的精度将有所下降。

以车辆交通的信息采集为例，城市车辆交通是由来往车辆、交叉口以及路段构成的大规模规范化网络共同构成的，引发交通堵塞最主要的问题为路段或是交叉口交通流量过大，或是出现道路施工以及车辆受损等偶然事件。因此，将车辆交通信息采集定义为交通流量、交通设施运行以及车辆运行等关于交通正常运行的信息和相关交通事件。

2.2激光城市交通监测系统

目前，较为常见的车辆信息采集技术是激光城市交通监测系统，该技术运用先进的高速扫描技术，可以精确获得车辆三维轮廓，即便是在雨、雪以及沙尘等恶劣天气下，依旧具有优秀的全天候工作稳定性。该技术属于新一代非接触固定式交通情况调查设备，运用当前最为先进的激光高速扫描技术，可以精准获取车辆的三维轮廓，在短时间内检验车辆的长、宽、高相关数据，在检验精度以及抗干扰方面的性能极为优秀，可以用于交通情况调查、车辆超高、超宽或是超长等监管工作。

该技术的优势主要集中在3个方面：

①采用对人眼没有伤害的激光；

②支持TCP/IP网络传输、无线传输，以便用户能够灵活选择，同时支持大容量SD卡，能够用作海量信息数据存储；

③支持电话线、ASDL、光纤以及局域网不同类型联网方式。

该技术的工作原理如下：双激光高速扫描传感设备按照一定角度安设在立杆之上，以便车辆行驶在断面之上可以形成两束光幕，在车辆进入第一束激光幕之后，激光传感设备立刻借助信号线缆向数据采集控制设备传输数据，同时计算其出发的具体时间、车辆高度以及宽度相关信息，在车辆穿过间隔的两束光幕，可进一步计算车辆当前的行驶速度以及长度，当汽车完全通过检测区域之后，系统将结合原始信息数据，包含长、宽、高等部分局部特点，进而精确建立车辆的三维轮廓以精准鉴别车型、存储数据，并将存储的数据打包上传。

城市交通信息化发展能够为城市道路交通管理以及安全保障提供帮助和便利，减少局部路网所承担的压力，使得路网承担的压力更为平均，也为市民出行提供更多的便利。城市交通管理部门应意识到城市交通信息化发展的作用与价值，积极引入激光检测技术、基于短程通信技术架构的信息发布系统等各类新型技术，促进城市交通信息化水平的提升，使得城市交通管理系统更为健全与完善。