摘要：交通通信网就是通过对关键基础理论模型的研究，将信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起在大范围发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。本文主要分析交通监控系统。
Abstract： The traffic communication network is based on the research of the key basic theory model， and effectively applies the information technology， communication technology， electronic control technology and system integration technology to the transportation system so as to establish the real-time， accurate and efficient transportation management system. This paper analyzes the traffic monitoring system.
关键词：交通监控系统;信息采集;信息传输
Key words： traffic monitoring system;information collection;information transmission
中图分类号：U491.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）07-0231-02
1 交通监控系统定义
交通监控系统是交通通信网的一个核心子系统，它负责采集交通道路的各种信息，并将信息传送至监控中心来分析处理，它的表现直接影响到整个交通通信网的性能。實践证明，交通监控网络是解决当前交通拥堵、交通事故频发、环境污染严重等问题的有效途径，其关键技术为交通信息的采集、传输与处理。
如图1，一个完整的交通监控系统需要完成信息采集、传输和处理。系统通过布置在交通现场的监控硬件设备（传感器、摄像头等）采集各种交通信息。信息采集完成后，可以采用有线或无线的方式，传输给指挥中心进行信息处理。指挥中心负责处理分析交通信息，并采取针对性的措施排除交通事件，保障交通运输的安全流畅。下文就信息采集、信息传输的相关技术在交通监控的应用展开论述，最后指出了指挥中心应发挥的作用。
2 信息采集
2.1 视频交通事件检测技术
视频交通事件检测技术是一种传统的交通监控技术，该技术利用沿线摄像机采集的视频图像对车辆及道路状况进行分析，并根据图像处理算法产生事件告警。由于此类算法的实现对图像对比度和饱和度的要求不高，可以适用白天、黑夜、雨、雪等特殊天气。该技术能对道路上以下交通事件进行检测，如车辆停驶、交通拥堵、进入隧道、车辆逆行、重大交通事故等，甚至可对隧道内火情、车辆大型丢抛物进行检测。其特点是：首先，提供了事件现场的视频图像，便于监控值班员了解真实情况，并且伴有声光告警信号提示监视值班员，采取有效的处理措施;其次，视频交通事件自动检测技术还能提供交通事件现场的录像，便于事后的事故分析;第三，可利用沿线固定摄像机兼作车辆检测器提供丰富的交通参数，包括交通流量、平均车速、车牌号、车型、车排队长度等交通信息，为交通监控系统更全面有效的掌握道路交通状况提供支持。
交通监控系统中，利用沿线遥控摄像对交通运行及道路状况进行监视是监控系统的主要手段之一，其优点是监视范围大，图像信息内容丰富、直观。随着图像处理技术的发展，利用视频图像持续进行实时交通运行分析跟踪技术的提高，交通监控的实时性和可视性有了显著的提高。
2.2 无线传感器技术
无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。在这个定义中，传感器实现了数据采集和简单的处理，对应着现代信息技术的三大基础技术之一的传感器技术。相比于视频监控技术，无线传感器技术是近年来新兴的一种无线监控技术。
交通监控网络中的节点通过使用传感器关键技术RFID，自动采集车辆、道路、建筑物、气象等目标信息，然后经过短距离无线数据传输至控制中心，由控制中心处理器将信息整合，提取出与交通堵塞和行车安全有关的内容，采取相关措施。交通监控系统中，在道路的合适位置放置RFD和FFD节点，这些节点的编号与其放置的地理位置相对应，并输入监控主机数据库。其中RFD节点可提供道路的基本信息，并能实时采集交通状况（如塞车、突发事故等）。车辆中可装备FFD节点，根据需要可以向邻近的节点接收和发送数据，也可作为其他节点间通信的路由设备。这样通过传感器节点采集的道路信息，指挥中心可以有效的监控道路状况，向车辆发布道路信息，并及时指挥调度处理道路突然事故。
传感器关键技术RFID应用于交通监控网的主要优势是该技术可以识别高速运动的多个物体，可以容易地实现网络当中结点间的数据传输。较之其它的一些传输技术，RFID还具有数据存储量大、小巧轻便、使用寿命长、防水防磁、安全性好等优点。
3 信息传输
布置在交通现场的硬件监控设备完成了信息采集的任务，而将这些交通信息传输给监控中心的任务对应着现代信息技术中的通信技术。本节就交通监控系统中几种常用的通信技术进行简单介绍。
3.1 卫星通信
卫星通信简而言之就是地球上的无线电通信站利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统主要由两部分组成，分别是卫星和地球站。卫星通信业务主要包括以下方面：电视电话会议、数据通信及语音通信等。其特点是可靠性高，不受自然灾害的影响;电路设置相对灵活，若话务量过于集中可随时进行分散;可实现在多处同时接收，具有较强的多址特点;不同方向或者不同区间都能够使用同一信道;通信范围较大，只有卫星能够覆盖到的地方，任何两点之间都可以实现通信。卫星通信可作为交通监控网络跨区域之间的信息传输与交换的主要通信方式。
3.2 光纤通信
光波是光纤通信的载频，它是一种以光导纤维为传输媒介的通信方式。其有五个特点：一是传输频带宽、通讯容量大。与一般电通信相比，光纤通信的载波频率远超其1000-10000倍，高达5-10Hz左右;二是信号损耗低。当前光纤通信中所有的光纤基本都是石英材料，这种材料纯净度较高，即使是在光波长为1550nm左右处，其衰减也只有0.2db/km，可以说几乎可以忽略其衰减，且其中继距离能够实现较远距离的传输;三是电磁不对其造成干扰。由于光纤并非是金属材料，因此各类电磁干扰对其都不起作用;四是线径细、重量轻。电缆直径较大，且重量较大，而光纤则不同，它不仅直径只有0.1nm左右，而且重量很轻;五是资源丰富。光纤的使用安全性极高，它本身不带电，且具有较强的抗化学腐蚀能力，使用寿命较长。但与此同时光纤也存在一些不足之处，比如分路、耦合较为复杂;对切断、连接技术要求较高;机械强度低等。然而，随着现代科技的发展和进步，各项光纤技术均取得了长足的发展，包括光电器件、光缆、光纤连接器等，光纤通信相关的技术和设备都在逐步的完善中。截至目前，在交通监控网络中光纤通信已经十分普通，特别是对于一些高速公路交通监控系统来说，光纤通信的优势更是不言而喻，通过采用光纤通信实现了有线信道的建设，并以高速公路管理局为指挥中心，组建了高速公路交通监控网。
3.3 微波通信
微波通信主要指地面微波通信，工作在300MHz-300GHz頻段，是利用分类波、厘米波和毫米波的无线电波作为“载波”，发送信号的通信方式。按照传送信号的不同，可将微波通信分为两类，分别是数字微波通信和模拟微波通信。由于数字微波通信存在传输速度快、传输容量大等诸多优势，使得其在近年来取得了飞速发展，也被越来越多的应用到实际项目中。另外，微波通信的方向性和增益还能够通过加高微波天线获得增强。假设微波天线的口径一致，天线的增益会和波长呈反比，通常天线增益都在40dB以上，且无需铺设电缆和光缆，系统建设速度快、灵活性大、投资少，在交通监控网络中也占有重要地位。
4 信息处理
在交通监控系统中，由指挥中心完成对信息的处理，主要应用到现代信息技术中诸如图像处理技术、数字信号处理技术等信号处理技术，此类技术与所处理的信号的类型密切相关，种类繁多，在此不作详细展开。本节将简单介绍信息处理完成后，指挥中心担负的作用。
4.1 信息实时显示
指挥中心将监控硬件设备收集的各种交通信息、气象信息等，按照信息分类进行预处理，并进行综合分析处理，产生当前的道路交通状况、气象及环境状况信息;同时，各种采集及监控分析处理过的数据最后以数字、文字和图片相结合的方式显示在交通监控中心的服务器端。实时显示的信息内容主要有公路交通自然信息、公路交通环境信息、公路交通气象信息、公路交通状况信息以及公路交通违章及突发事件信息。
4.2 信息存储管理
采集数据是海量，为便于对海量的采集数据进行查阅和选用，应对其进行必要的管理。指挥中心应对采集到的海量数据进行自动分类存储，将所有原始数据分析得出的结论以图形或者表的形式显示或者打印出来，供查询和整理使用，查询可按需要调阅相应的图片信息，如此还能够快捷的地找到公路中可能存在的安全隐患，及时制定修正措施。
4.3 监控预警功能
当交通状况临界饱和状态和发生交通阻塞，气象、环境状况达到设定的限值时，指挥中心系统中的监控模块将产生报警，监控工作人员提出相应的控制策略，如限速、路段情况提示、告警等相关信息，实时调整路网或路段的交通流量，有效缓解路网的通行能力;提示驾驶员注意行车安全，或通知关闭相应的车道;告警信号产生的同时，一旦出现异常情况，就会通过视频监控模块控制摄像机云台，将相关情况报告给监控中心，实现快速的应对。
5 小结
本文就交通监控系统中的关键技术按信息的采集、传输与处理三部分进行介绍。信息采集技术又分别介绍了传统的视频监控技术和新兴的传感器网络技术。信息传输部分重点介绍了目前交通监控网络中主流的几种通信方式，最后就指挥中心需要完成的职能进行了简单的说明。
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