戚湧 邓波
南京理工大学江苏省智能交通信息感知与数据分析工程实验室
一、 实验室概况
南京理工大学江苏省智能交通信息感知与数据分析工程实验室由江苏省发展和改革委员会于2016年8月批准成立，与南京理工大学-华盛顿大学国际联合实验室和江苏省无线传感网安全组网及其应用工程技术研究中心合署。2019年10月，实验室又获批成立交通信息融合与系统控制工信部重点实验室。
实验室现有核心团队成员22人，其中教授8人，副教授10人，讲师4人，具有博士学位占100%，80%核心成员有海外留学经历，毕业高校多元化，学科专业齐全，初步形成一支知识结构、年龄结构、学员结构合理的科技创新团队。2017年8月，以戚湧教授作为带头人的智能交通信息感知与数据分析团队入选江苏省高校优秀科技创新团队，实验室主任戚湧教授入选江苏省“333高层次人才培养工程”中青年领军人才。
实验室高度重视产学研协同创新和科技成果转移转化，与行业管理部门、国内外知名高校以及企事业单位建立了良好持续的合作关系。5年来服务企业100余家，人工智能、大数据、区块链、云计算和物联网等10余项研究成果，在智慧交通和车联网等领域得到转化应用。2017年11月，实验室牵头成立江苏省系统工程学会智能交通系统工程专业委员会。2020年12月，实验室牵头成立江苏省人工智能学会智能交通专业委员会。
二、 智能交通行业解决方案
实验室成立5年来，面向交通强国建设发展需求，提出TASS交通即服务理念，运用大数据和云计算技术对交通信息进行采集、分析，通过统一的服务和数据平台按需向使用者提供优质交通服务。经过多年发展，实验室形成了特色鲜明的交通信息智能感知与组网通信、智能网联车路协同、交通大数据分析、交通系统主动控制与安全，以及交通出行区块链等研究方向及相应的智能交通行业解决方案。
1、交通信息智能感知与组网通信
交通信息智能感知与组网通信方向主要采用支持多元异构接入普适化、可裁剪的通用混合型传感器及组网技术架构，进行交通信息感知。该架构具备工业现场总线高实时性与以太网高宽带的特点，适用于普通运用场景下交通信息感知与互联互通。
1）高灵敏度团雾检测与消雾系统
该系统由高灵敏度团雾激光感应器、智能道钉、车辆感应器、路侧基站、警报器、主动发光标示标牌、通信网络设备、喷淋消雾系统、行车诱导软件系统组成，实现团雾快速精准高效的监测、识别、告警和处置。
高灵敏度团雾检测与消雾系统主要特色有：
（1）自主研发的高灵敏度团雾激光感应器检测准确度高，价格远低于能见度仪、气象仪、视频摄像头等传统团雾检测设备，适合大规模密集部署，不受外部光照和天气影响，全天候适用；
（2）采用先进的智能化喷淋消雾系统，能够彻底消除团雾，并通过智能化控制手段节约用水，运营维护简单、费用低、效果好。
高灵敏度团雾检测与消雾系统原理图见图1。
图1 高灵敏度团雾检测与消雾系统
2）雷视一体化交通检测器
雷视一体化交通检测器将军用雷达技术创新应用于民用智慧交通领域，将雷达和视频融合处理，形成了一套劣势互补、优势互融的新型感知系统。系统既保持了广域雷达优点，又兼具视频的高度可视化。该雷达具有精准测速、测距和测角的功能，感知范围广、检测精度高、采集信息全、系统功能强的显著优势，在交通流信息感知、交通事件检测、交通信号智能感应控制领域得到广泛应用。
雷视一体化交通检测器采用的关键技术主要有：
（1）3DHD多目标感知技术：采用一发多收的多通道雷达天线技术，实现测速、测距与测角，利用先进的DSP算法跟踪目标，精准计算多目标的位置、速度、大小等关键信息；
（2）雷视联控技术：通过多目标回波参数解算与改进Camshift算法精确定位目标，建立雷视联动控制，实现全景多模式违章违法检测与执法；
（3）点线面实时感应控制技术：基于全息交通感知雷达感知信息，建立单点感应控制、干线协调控制、区域感应控制模型，实时动态优化信号控制关键参数与方案。
雷视一体化交通检测器实现了车辆、标志、标牌、标线、护栏、道路中心线等在内的智能识别，利用边缘计算实现了检测数据实时解析、实时上云、偏离碰撞自动预警的全链条安全感知关键技术，该项技术已在新一代国家交通控制网（常州）投入使用，同传统技术相比检测效率提高80%以上，检测精度提高90%以上。系统主机内部结构和系统参数指标参见表1。
表1 系统主机内部结构和参数指标
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系统主机内部结构 |
性能参数 |
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偏离、碰撞行为检测精度：>90% |
3）智慧路贴
智慧路贴是专门为交通信号控制系统设计的流量检测器，主要用于道路交通流的实时监测和停车场车位情况的检测。它采用多源异构传感器方案，使用地磁传感器、振动传感器、光照传感器和气压传感器。能够测量车辆计数、速度、车型等信息，可以判断出是大车、拖车、轿车、摩托车等各类常见车型。获取实时的车流量信息，可为交通信号控制系统提供动态的数据来源。它具有可靠性高，受环境影响小，抗干扰能力强，对路面破坏小，成本低廉等优点，适用于各种恶劣环境，所有传感模块可重复利用，通过统一网关配置实现数据上云，通信节点互为容错，系统具备高可用性，是优势显著的城市交通车流量检测设备。可以提供实时的车辆经过、存在信息，属于流量、存在型的车辆检测器。
其主要特点是：
体积小，环境适应性强，能够全天候持续正常工作 设置方便、灵活。
可承受超重车辆压力，路面变形和沉降不影响其正常工作安装、维护方便，对路面损坏小。
抗干扰能力强。有效抵抗振动、雷电和无线信号干扰，正确率和灵敏度高。
探测种类涵盖大车、拖车、轿车、摩托车等各类常见车型，可实时对多路口多车道的车流量信息进行采集和统计。智慧路贴系统外形和参数指标参见表2。
表2 系统性能参数
智慧路贴系统性能参数见表。。
2、智能网联车路协同
智能网联车路协同方向主要是在智能网联汽车搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术实现车与X智能信息交换共享，具备复杂的环境感知、智能节测、协同控制和执行等功能，实现安全、舒适、节能、高效行驶。
经南京理工大学、德国T-Systems公司、欧洲智能交通协会等单位联合申报，2019年7月，欧盟地平线2020科研计划批准了可持续智能交通示范旗舰项目Solution+（项目编号：LC-GV-05-2019），资助经费1800万欧元，南京理工大学是中方负责单位，南京成为全球10个城市中入选的唯一中国城市。
目前项目围绕智能网联电动公交开展智能网络车路协同研究，代表着未来交通集约化、智慧化、绿色化的关键方向。项目合作对推进中欧国际科技合作，完成我国承担的欧盟地平线2020科研计划具有重要意义。可持续智能交通示范旗舰项目Solution+示意图见图2.