《Python数据分析基础与案例实战》第3章 数据获取

数据获取1常见的信息采集技术目录了解交通信息的采集2对于智能交通系统而言，无论是静态还是动态基础交通信息都是其主要组成部分。而不同的交通信息采集技术可以采集到不同类型的交通信息。为加深对交通信息的了解，以下将简要介绍不同类别的交通信息、交通信息的特点以及常见的交通信息采集技术。了解交通信息的采集智能交通系统（ITS）所需要的信息是多方面、多层次的，其中一些信息并不能直接获得，需要通过对一些基础交通信息进行处理才能得到。如对路网交通状态的估计和对交通事件的估计等，这些交通信息就是通过对交通流数据、车辆速度、道路参数等数据进行综合处理之后才能得到。那么这些状态估计信息是否能够得到、是否能够满足实际应用的要求，在很大程度上取决于那些实时采集上来的基础交通信息是否可靠、准确和及时。“基础”一般意义上讲是建筑物的根基，也可以理解是一个系统的最根本或最起点的部分，是系统中其他部分的支撑。交通信息的分类与特点基础是否坚固决定着一个系统是否稳定和可靠。基础交通信息应该是智能交通系统里最基本、最直接的数据，基础交通信息的来源、质量和内容等在很大程度上决定了交通信息处理系统的效率和效果。基础交通信息是交通管理者和交通参与者为了更好地管理交通、更好地利用交通资源而采集的交通信息。它是交通信息系统的基本数据来源，反映交通系统的基本属性。确切地说，基础交通信息是通过各种渠道采集到的未经过加工的交通参数、路网参数等数据。交通信息管理系统可以根据不同用户的不同要求对基础交通信息进行加工处理，生成对用户有决策价值的交通信息。交通信息的分类与特点基础交通信息按照其变化的频率不同可以大致分成静态基础交通信息和动态基础交通信息两大类。静态基础交通信息主要包括以下几种。城市基础地理信息（路网分布、功能小区的划分、交叉口的布局、停车场分布、交通枢纽的布局、城市基础交通设施信息等）。城市道路网基础信息（道路技术等级、长度、宽度、车道数、收费、立交连接方式等）。各种车辆保有量信息（包括分区域、分时间、分车种车辆保有量信息等）。交通管理信息，如单向行使、禁止左转、限制进入（分时间限制进入管制和空间限制进入管制）、道路施工信息等。交通信息的分类与特点动态基础交通信息主要包括以下几种。交通流状态特征信息（如车流量、速度、密度等）。交通紧急事件信息（各种途径得到的事件信息，包括路面检测器信息、人工报告信息等）。在途车辆及驾驶员的实时信息（如各种车辆定位信息等）。环境状况信息（大气状况、污染状况信息，为出行计划提供选择条件）。交通动态控制管理信息等。不论是静态还是动态基础交通信息都是ITS不可缺少的信息来源。交通信息的分类与特点动态交通信息的采集和处理是智能交通研究的重点，也是信息技术在ITS应用的基础。动态交通信息的采集方式、获取手段、采集精度、采集成本等因素，对于实现ITS的各项功能非常重要。目前，国内外正在研究先进的交通信号控制系统、车路协同系统、无人驾驶系统等，都是利用交通信息的结果。按照信息论的观点，信息的价值主要在于它的决策价值，也就是说，信息对于人们做决策是有意义的，尤其是对管理者做出正确的决策是有价值的。如果信息不能对决策人的决策产生任何影响，那么它就不能被叫做信息。交通信息也是如此，它应该对做出各方面、各层次的交通管理决策是有价值的。交通信息的分类与特点从这个角度来说，交通信息应该具备以下表格的基本特征。交通信息的分类与特点基本特征概述准确性对于交通信息而言，准确性是尤其重要的。准确的信息对正确的决策才有正面的影响，才有价值。而不准确或不正确的信息不但对决策没有价值，还会对决策产生负面的影响及时性及时的信息对做出正确的决策才是有意义的，而过时的信息对决策是无用的。比如，自适应式交通信号控制周期的变化需要根据实时的交通流量等数据来进行计算共享性交通信息是智能交通系统（ITS）中各子系统所需要的共同信息，因此，交通信息应该可以为各子系统所利用，这就要求交通信息具有统一的数据标准，统一的采集格式和提供方式实时性和动态性必须是实时的、动态的采集交通信息的基本数据，这样的数据才能满足交通管理与控制、车辆诱导、交通安全、交通监控等功能的需要，才是有意义的信息海量性由于交通系统是一个复杂庞大的系统，路网复杂，再加上实时、动态的采集、处理、传输、发布的要求，所以数据采集量、传输量、处理量、发布量都非常庞大1常见的信息采集技术目录了解交通信息的采集2交通信息是交通数据分析的重要前提，不同的信息采集方式得到的数据也大相径庭。常见的交通信息采集技术有地感线圈传感器、图像传感器、微波雷达传感器、地磁传感器等。常见的交通信息采集技术地感线圈是一种基于电磁感应原理的车辆检测方式，可以检测交通流量、占有率、速度等交通数据。在路面挖出圆形或矩形的沟槽中埋入导线，构成环形地感线圈，并且通以一定的工作电流形成一个电磁场。车辆具有铁磁性质，通过或停留在线圈上时切割磁通线，线圈的电感量改变，使得振荡电路中的振荡频率和相位也发生相应大小的改变。通过变化量可以感知车辆的通过，通过信号产生和结束的时间间隔来测量汽车的速度。地磁线传感器图像检测类传感器普遍安装于车辆速度较慢的进出路口，利用视频、计算机和通信等技术手段。实现对指定地点的交通流量、车辆速度、占有率、车辆是否违章等交通信息的采集。视频检测是由摄像机、图像处理器和可以将采集到的图像信息转化为交通流信息的软件构成的系统，通常架设在线杆或桥梁上、对连续视频图像进行分析处理。一台摄像机可观测多车道，一个视频检测系统可同时处理多个摄像机传输的数据。图像传感器微波雷达检测技术基于多普勒效应，传感器发出的微波在碰到障碍物反射回来时由于物体的运动状态不同而接收到不同频率的反射波，通过频率发生的变化量可以计算出车辆的信息。微波雷达传感器配合高速摄像机，一般安装于车辆速度较快且方向单一的高速路上。也可以安装在卡口处、桥梁上、隧道中和红绿灯控制系统上对移动的车辆进行抓拍，采集车流量、车速、车型、占有率、是否超速等信息。微波雷达传感器在一定区域内，地球的磁场强度基本是恒定的。当有车辆进入后，由于汽车是具备导磁能力的铁磁性物质，所以该