《Python數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)與案例實戰(zhàn)》第3章 數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)獲取1常見的信息采集技術(shù)目錄了解交通信息的采集2對于智能交通系統(tǒng)而言，無論是靜態(tài)還是動態(tài)基礎(chǔ)交通信息都是其主要組成部分。而不同的交通信息采集技術(shù)可以采集到不同類型的交通信息。為加深對交通信息的了解，以下將簡要介紹不同類別的交通信息、交通信息的特點以及常見的交通信息采集技術(shù)。了解交通信息的采集智能交通系統(tǒng)（ITS）所需要的信息是多方面、多層次的，其中一些信息并不能直接獲得，需要通過對一些基礎(chǔ)交通信息進行處理才能得到。如對路網(wǎng)交通狀態(tài)的估計和對交通事件的估計等，這些交通信息就是通過對交通流數(shù)據(jù)、車輛速度、道路參數(shù)等數(shù)據(jù)進行綜合處理之后才能得到。那么這些狀態(tài)估計信息是否能夠得到、是否能夠滿足實際應(yīng)用的要求，在很大程度上取決于那些實時采集上來的基礎(chǔ)交通信息是否可靠、準(zhǔn)確和及時?！盎A(chǔ)”一般意義上講是建筑物的根基，也可以理解是一個系統(tǒng)的最根本或最起點的部分，是系統(tǒng)中其他部分的支撐。交通信息的分類與特點基礎(chǔ)是否堅固決定著一個系統(tǒng)是否穩(wěn)定和可靠。基礎(chǔ)交通信息應(yīng)該是智能交通系統(tǒng)里最基本、最直接的數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)交通信息的來源、質(zhì)量和內(nèi)容等在很大程度上決定了交通信息處理系統(tǒng)的效率和效果?；A(chǔ)交通信息是交通管理者和交通參與者為了更好地管理交通、更好地利用交通資源而采集的交通信息。它是交通信息系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)來源，反映交通系統(tǒng)的基本屬性。確切地說，基礎(chǔ)交通信息是通過各種渠道采集到的未經(jīng)過加工的交通參數(shù)、路網(wǎng)參數(shù)等數(shù)據(jù)。交通信息管理系統(tǒng)可以根據(jù)不同用戶的不同要求對基礎(chǔ)交通信息進行加工處理，生成對用戶有決策價值的交通信息。交通信息的分類與特點基礎(chǔ)交通信息按照其變化的頻率不同可以大致分成靜態(tài)基礎(chǔ)交通信息和動態(tài)基礎(chǔ)交通信息兩大類。靜態(tài)基礎(chǔ)交通信息主要包括以下幾種。城市基礎(chǔ)地理信息（路網(wǎng)分布、功能小區(qū)的劃分、交叉口的布局、停車場分布、交通樞紐的布局、城市基礎(chǔ)交通設(shè)施信息等）。城市道路網(wǎng)基礎(chǔ)信息（道路技術(shù)等級、長度、寬度、車道數(shù)、收費、立交連接方式等）。各種車輛保有量信息（包括分區(qū)域、分時間、分車種車輛保有量信息等）。交通管理信息，如單向行使、禁止左轉(zhuǎn)、限制進入（分時間限制進入管制和空間限制進入管制）、道路施工信息等。交通信息的分類與特點動態(tài)基礎(chǔ)交通信息主要包括以下幾種。交通流狀態(tài)特征信息（如車流量、速度、密度等）。交通緊急事件信息（各種途徑得到的事件信息，包括路面檢測器信息、人工報告信息等）。在途車輛及駕駛員的實時信息（如各種車輛定位信息等）。環(huán)境狀況信息（大氣狀況、污染狀況信息，為出行計劃提供選擇條件）。交通動態(tài)控制管理信息等。不論是靜態(tài)還是動態(tài)基礎(chǔ)交通信息都是ITS不可缺少的信息來源。交通信息的分類與特點動態(tài)交通信息的采集和處理是智能交通研究的重點，也是信息技術(shù)在ITS應(yīng)用的基礎(chǔ)。動態(tài)交通信息的采集方式、獲取手段、采集精度、采集成本等因素，對于實現(xiàn)ITS的各項功能非常重要。目前，國內(nèi)外正在研究先進的交通信號控制系統(tǒng)、車路協(xié)同系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等，都是利用交通信息的結(jié)果。按照信息論的觀點，信息的價值主要在于它的決策價值，也就是說，信息對于人們做決策是有意義的，尤其是對管理者做出正確的決策是有價值的。如果信息不能對決策人的決策產(chǎn)生任何影響，那么它就不能被叫做信息。交通信息也是如此，它應(yīng)該對做出各方面、各層次的交通管理決策是有價值的。交通信息的分類與特點從這個角度來說，交通信息應(yīng)該具備以下表格的基本特征。交通信息的分類與特點基本特征概述準(zhǔn)確性對于交通信息而言，準(zhǔn)確性是尤其重要的。準(zhǔn)確的信息對正確的決策才有正面的影響，才有價值。而不準(zhǔn)確或不正確的信息不但對決策沒有價值，還會對決策產(chǎn)生負(fù)面的影響及時性及時的信息對做出正確的決策才是有意義的，而過時的信息對決策是無用的。比如，自適應(yīng)式交通信號控制周期的變化需要根據(jù)實時的交通流量等數(shù)據(jù)來進行計算共享性交通信息是智能交通系統(tǒng)（ITS）中各子系統(tǒng)所需要的共同信息，因此，交通信息應(yīng)該可以為各子系統(tǒng)所利用，這就要求交通信息具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一的采集格式和提供方式實時性和動態(tài)性必須是實時的、動態(tài)的采集交通信息的基本數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)才能滿足交通管理與控制、車輛誘導(dǎo)、交通安全、交通監(jiān)控等功能的需要，才是有意義的信息海量性由于交通系統(tǒng)是一個復(fù)雜龐大的系統(tǒng)，路網(wǎng)復(fù)雜，再加上實時、動態(tài)的采集、處理、傳輸、發(fā)布的要求，所以數(shù)據(jù)采集量、傳輸量、處理量、發(fā)布量都非常龐大1常見的信息采集技術(shù)目錄了解交通信息的采集2交通信息是交通數(shù)據(jù)分析的重要前提，不同的信息采集方式得到的數(shù)據(jù)也大相徑庭。常見的交通信息采集技術(shù)有地感線圈傳感器、圖像傳感器、微波雷達傳感器、地磁傳感器等。常見的交通信息采集技術(shù)地感線圈是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測方式，可以檢測交通流量、占有率、速度等交通數(shù)據(jù)。在路面挖出圓形或矩形的溝槽中埋入導(dǎo)線，構(gòu)成環(huán)形地感線圈，并且通以一定的工作電流形成一個電磁場。車輛具有鐵磁性質(zhì)，通過或停留在線圈上時切割磁通線，線圈的電感量改變，使得振蕩電路中的振蕩頻率和相位也發(fā)生相應(yīng)大小的改變。通過變化量可以感知車輛的通過，通過信號產(chǎn)生和結(jié)束的時間間隔來測量汽車的速度。地磁線傳感器圖像檢測類傳感器普遍安裝于車輛速度較慢的進出路口，利用視頻、計算機和通信等技術(shù)手段。實現(xiàn)對指定地點的交通流量、車輛速度、占有率、車輛是否違章等交通信息的采集。視頻檢測是由攝像機、圖像處理器和可以將采集到的圖像信息轉(zhuǎn)化為交通流信息的軟件構(gòu)成的系統(tǒng)，通常架設(shè)在線桿或橋梁上、對連續(xù)視頻圖像進行分析處理。一臺攝像機可觀測多車道，一個視頻檢測系統(tǒng)可同時處理多個攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。圖像傳感器微波雷達檢測技術(shù)基于多普勒效應(yīng)，傳感器發(fā)出的微波在碰到障礙物反射回來時由于物體的運動狀態(tài)不同而接收到不同頻率的反射波，通過頻率發(fā)生的變化量可以計算出車輛的信息。微波雷達傳感器配合高速攝像機，一般安裝于車輛速度較快且方向單一的高速路上。也可以安裝在卡口處、橋梁上、隧道中和紅綠燈控制系統(tǒng)上對移動的車輛進行抓拍，采集車流量、車速、車型、占有率、是否超速等信息。微波雷達傳感器在一定區(qū)域內(nèi)，地球的磁場強度基本是恒定的。當(dāng)有車輛進入后，由于汽車是具備導(dǎo)磁能力的鐵磁性物質(zhì)，所以該