智慧感知 | 高速公路全息化智能感知系统的建设必须涵盖那些方面的数据采集？

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构建全息化数字感知系统，实现基础设施以及包含人、车、路、环境在内的动态数据数字化，重点感知基础设施健康状态、道路运行状态、环境状态、设备运行状态等几方面，形成多维监测、精准管控的全方位数字交通感知网络。

一般来说，交通状态、车辆特征和环境状态感知是高速公路数字感知必须具备的三个子系统。

交通运行状态感知子系统

新技术背景下智慧交通公路以管理和服务为导向，强调对数据的应用和发布，为满足车路智慧交互场景的应用，一方面需要实时获取海量的交通流动态数据和道路运行环境数据，实现路网断面和纵剖面的交通信息要素全天候实时监测，另一方面还要保障数据获得的可靠性和准确性。

交通运行状态感知子系统目前主要依靠毫米波交通雷达实现，同时采用车载移动融合设施和车辆特征识别作为辅助关联。

雷达利用毫米波探测技术对检测区域内的车辆进行探测，可准确侦测车辆的速度、位置信息，探测范围可覆盖宽度可达8车道、纵深可达1000米的区域。

雷达内部集成边缘计算单元，可基于雷达侦测到的道路内车辆的位置、速度信息，进行准确的事件检测，同时统计道路交通参数。

雷达采用毫米波作为探测手段，不受光线、能见度、天气的影响，实现全天候24小时监控。

雷达一般采用全固态结构，无运动机械结构，无需日常维护。

交通运行状态感知子系统感知路面交通状况（畅通、拥堵、堵塞等），依靠交通量、车速的检测和计算获取，通过对主线断面交通量的获取，计算出一定区段内的交通状况。

通过交通运行状态路侧设备采集信息、沿线路域环境信息，辅以移动终端、车载终端采集信息等多源数据融合的技术路径，实现高速公路实时状况信息获取、边缘融合及智能分析，为动态控制系统、车路协同系统、交通管理等应用提供支撑。

交通运行状态感知子系统通过监测交通流量、交通密度、车辆速度、占有率、交通事件等参数，实现以下功能：

• 全程唯一ID连续跟踪。
• 实现车辆在全程道路上的实时跟踪。
• 实现交通数据采集功能，数据类型包括：车辆流量、平均车辆速度、单车即时速度、车辆分型。
• 实现车辆沿途点位信息快速定位车辆行驶路径。
• 异常事件检测功能：对高速公路上行驶的车辆、行人、动物、抛洒物体进行实时跟踪定位检测并及判断其运动状态和位置信息。
• 系统具有远距离大范围探测能力。
• 系统自身具有交通异常事件检测分析功能。
• 具备多源数据融合能力。

车辆特征识别子系统

在进入匝道、服务区、隧道、枢纽互通等关键点位，布设辅助车辆特征识别设备，通过车牌抓拍摄像机完成车牌信息等车辆特征的抓拍和识别。

车辆特征识别子系统由车牌抓拍摄像机、爆闪灯、外场终端服务器等组成，该系统实现了对车辆信息采集，图片抓拍以及视频流输出等功能。

车牌抓拍摄像机内部集成特有的图像处理、视频检测和车牌识别算法，保证了前端系统的抓拍率和识别率；可实现视频检测、号牌自动识别和高清视频流输出功能；外部具有输入输出IO端口，可外接爆闪灯；可通过外部的网络接口实现数据的传输和远程控制。

车辆特征识别系统具备车牌抓拍、特征车辆追踪等功能，对当前经过车辆特征提取，结合雷达实时探测情况，融合系统将车牌信息与雷达信息进行叠加，实现车辆唯一特征实时管控，并在中心大屏直观显示车辆所有信息，真正达到虚实结合，完美呈现道路外场交通情况。

车辆特征识别系统和门架、可变信息标志等统一安装，通过配套软件前端实现捕获车辆外观特征、车牌识别、车型识别等功能；支持抓拍数据的缓存、输出等功能。

特殊情况下可选配补光设备，但应考虑补光照度、背景照明等指标，不应对驾驶员或驾驶车辆视觉感知系统产生较大干扰，影响行车安全。

通过辅助车辆特征识别设备所采集的车辆外观特征、车型、车牌号等数据与雷达所采集的车辆目标数据信息进行融合，实现通行车辆目标身份特征及状态特征的连续追踪。

环境状态感知子系统

环境状态感知子系统由分布在高速公路沿线的全要素气象站和能见度检测仪联网组成，对高速公路沿线的能见度、路面状况（表面温度、干湿状况、结冰）等进行自动监测。

基于实时监测系统数据集，实现全路段能见度准确识别、低能见度、路面低温、路面干湿状态和湿滑条件、路面低温冰（霜、雪）情、路面高温、强风和横风、降水相态和强度等信息输出。

通过对沿线温湿度、风力、降雨量、能见度及路面状况实时监测，分析全路段连续气象状态；通过数据融合技术实现多参数指标数据综合预警，为系统提供数据支撑。

环境监测信息主要来源有：

（1）公路交通气象站

高速公路沿线设置的气象观测站。

（2）视频实景的智能识别

高速公路沿线设置的外场摄像机采集的现场实景图像，接入视频事件分析系统，对雨、雪、雾、大风等简单气象条件进行智能识别。

（3）共享气象部门的气象监测数据

包含地面监测站、高空探空站点、雷达站点以及卫星监测站点，对高速周边气象环境的多维度监测。

结语

全息化智能感知系统采用交通运行状态路侧设备采集各类动态信息、沿线路域环境信息，同时辅以移动终端、车载终端采集信息等多源数据融合的技术路径，实现高速公路实时状况信息获取、边缘融合及智能分析，为动态控制系统、车路协同系统、交通管理等应用提供支撑。

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