TelecomTM：使用现有电信光纤电缆作为传感器的细粒度普适交通监控系统

我们引入的TelecomTM系统使用现有的电信光纤电缆作为虚拟应变传感器来感知车辆引起的地面振动，以实现细粒度和普适的交通监控和特征分析。我们称之为虚拟传感器，因为它是一种物理传感器的软件表示。由于路边广泛安装的电信光纤电缆，我们的系统使用冗余暗光纤能够以低成本低维护的方式监控交通。许多现有的交通监控方法使用摄像头、压电传感器和智能手机，但由于隐私问题和/或部署要求而受到限制。之前的研究尝试将电信电缆用于交通监控，但由于硬件限制和现实世界挑战，它们只是探索性的，仅限于粗粒度的简单任务，例如车辆检测。特别是这些挑战是1）虚拟传感器的未知和异构特性，以及2）大而复杂的噪声条件。为此，我们的TelecomTM系统首先通过驾驶测试表征每个虚拟传感器的地理位置并分析信号模式。然后，我们开发了空间域贝叶斯滤波和平滑算法来检测、跟踪和表征每辆车。我们的方法利用多个虚拟传感器的空间依赖性和牛顿运动定律来结合分布式传感器数据，以减少车辆检测和跟踪中的不确定性。我们在具有1120个虚拟传感器的双向道路上进行了真实世界评估，TelecomTM实现了90.18%的车辆检测准确率，车辆位置和速度跟踪的误差分别减少了27倍和5倍，车辆轴距和重量估计的百分比误差分别为±3.92%和±11.98%。