[发明专利]采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，汽车交通跃然成为衡量都市现代化的重要标志之一，它带给人们便利高质量生活的同时，也产生了一系列社会和环境问题。如有限的土地资源和日益增多的车辆之间的矛盾，交通环境恶化和对高品质的交通服务质量需求之间的矛盾，高污染的交通现状和绿色环保之间的矛盾。

解决交通问题的最直接办法是提高路网的载荷力，但是交通系统是一个相当复杂的庞大系统，单从车辆方面或者道路方面考虑，是很难从根本上解决问题。世界上各发达国家虽然已经基本上建成了四通八达的现代化道路网，但是路网的现代化虽然在一定程度上缓解了交通压力，然而，却并未从根本上解决交通拥堵问题。究其本质，不难发现：现代化的道路网，却由于交通流信息滞后甚至缺失，不能够及时发挥自身优势，有效地进行交通流疏导，进而解决交通拥堵问题。针对当前国际化的能源问题、环保问题，以及由此引发的效率和可持续发展问题，智能交通系统（ITS:Intelligent Transportation System）应运而生，已于上世纪60年代末成为交通领域的新宠儿。

为了即时准确掌握道路交通流量信息，智能交通系统必须实时的采集道路上的交通流信息。无论是采用何种方法获得的交通流量数据，均要高可靠性的从检测终端发送到数据处理终端，再由数据处理终端发往服务器，服务器对交通数据进行处理之后，做出相应的实时响应与决策。目前，智能交通系统中使用交通流采集传输技术主要分有线和无线方式，有线传输主要采用标准RS-232或是光纤通信等，在距离监控中心较远且供电不便利的重点路段、桥隧等地区，或者一些临时性的设备通信，有线连接便显得十分不方便。无线方式最主要的是采用移动通信网络，如3G，无线网络技术可以方便实现设备之间的无线连接，具有低成本、低功耗、高速率、组网灵活等特点，其通信架设方便，供电可以采用蓄电池或太阳能电池板等，是实现无线数据采集系统的理想选择。可以看到现有的无线数据采集系统需要占用专有的许可频段，且传输速率有限。超宽带（UWB：Ultra Wideband）技术是一种低功耗的高速无线传输技术，其最大的优点在于通过扩展信号带宽，使其发射的信号功率谱可以很低，类似于背景噪声，因此可以与现有的窄带无线传输系统共享频带，而不会对现有窄带系统造成干扰，不需要占用专有的频段。因此，将超宽带技术用于交通流数据采集的无线传输方法，可以不影响现有的车载无线通信系统（如车载无线ad hoc网络等）的工作。混沌信号由于其产生电路简单，带宽宽等特性，使其成为超宽带载波的理想选择之一。

中国专利CN102496284A公开一种道路交通流量采集及预测方法，包括环形感应线圈、车辆检测模块、交通流量采集模块、交通流量数据预处理和预测，道路交通流量数据预处理和预测软件在上位机（PC机）上进行，并通过网络接口读取采集模块（SD卡）中的交通流量数据。为提高预测的可靠性，在道路交通流量数据预处理和预测方法中，首先采用小波分析结合最小二乘法对交通流量数据进行噪声剔除；然后采用改进的BP神经网络建立交通流量预测模型，实现对交通流量的预测，为优化道路交通的控制配时方案和道路交通规划提供依据。该发明可获得规定周期内的车流量、平均车速、占有率和交通密度等道路交通参数，从而实现对道路交通流量的预测，提高数据采集和道路交通流量预测的准确性。

中国专利CN102708684A公开一种短时交通流量Volterra-DFP自适应预测方法，由设置交通流量观测站、交通流量时间序列的状态空间重构、交通流量时间序列的混沌识别、交通流量时间序列的Volterra-DFP自适应预测步骤组成。该发明将相空间重构理论、混沌识别算法、Volterra模型用于短时交通流预测，利用DFP优化算法对Volterra模型系数进行更新，更新后的Volterra模型输出作为最终的交通流量预测值。该发明能够对交通变化做准确地预测，预测结果可以为交通管理部门进行交通管理和控制提供依据。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的有线和有线传输方式采集检测设备检测的交通流量数据的缺陷，提供一种不仅可以获得空间分集，提高数据传输的可靠性，而且可以提升数据传输速率的采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法。