成都深港 交通數據檢測技術及其應用
一、常見的交通檢測器
現行的檢測器種類有很多,包括磁感應檢測器,波頻車輛檢測器,視頻檢測器等。根據安裝方式可以分為埋設式和懸掛式。
(一)磁感應檢測器(多為埋設式檢測系統)
環形線圈檢測器是傳統的交通檢測器,是目前世界上用量較大的一種檢測設備。車輛通過埋設在路面下的環形線圈,引起線圈磁場的變化,檢測器據此計算出車輛的流量、速度、時間占有率和長度等交通參數,并上傳給中央控制系統,以滿足交通控制系統的需要。此種方法技術成熟,易于掌握,并有成本較低的優點。
這種方法也有以下缺點:a. 線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道,這樣交通會暫時受到阻礙。b. 埋置線圈的切縫軟化了路面,容易使路面受損,尤其是在有信號控制的十字路口,車輛啟動或者制動時損壞可能會更加嚴重。c. 感應線圈易受冰凍、路基下沉、鹽堿等自然環境的影響。d. 感應線圈由于自身的測量原理所限制,當車流擁堵,車間距小于3m的時候,其檢測精度大幅度降低,甚至無法檢測。
(二)波頻車輛檢測器(多為懸掛式檢測系統)
波頻車輛檢測器是以微波、超聲波和紅外線等對車輛發射電磁波產生感應的檢測器,這里主要介紹微波檢測器(RTMS),它是一種價格低、性能優越的交通檢測器,可廣泛應用于城市道路和高速公路的交通信息檢測。
RTMS的工作方式是:采用側掛式,在扇形區域內發射連續的低功率調制微波,并在路面上留下一條長長的投影。RTMS以2米為一“層”,將投影分割為32層。用戶可將檢測區域定義為一層或多層。RTMS根據被檢測目標返回的回波,測算出目標的交通信息,每隔一段時間通過RS-232向控制中心發送。它的車速檢測原理是:根據特定區域的所有車型假定一個固定的車長,通過感應投影區域內的車輛的進入與離開經歷的時間來計算車速。一臺RTMS側掛可同時檢測8個車道的車流量、道路占有率和車速。
RTMS的測量方式在車型單一,車流穩定,車速分布均勻的道路上準確度較高,但是在車流擁堵以及大型車較多、車型分布不均勻的路段,由于遮擋,測量精度會受到比較大的影響。另外,微波檢測器要求離較近車道有3m的空間,如要檢測8車道,離較近車道也需要7-9m的距離而且安裝高度達到要求。因此,在橋梁、立交、高架路的安裝會受到限制,安裝困難,價格也比較昂貴。
(三)視頻檢測器
視頻檢測器是通過視頻攝像機作傳感器,在視頻范圍內設置虛擬線圈,即檢測區,車輛進入檢測區時使背景灰度值發生變化,從而得知車輛的存在,并以此檢測車輛的流量和速度。檢測器可安裝在車道的上方和側面,與傳統的交通信息采集技術相比,交通視頻檢測技術可提供現場的視頻圖像,可根據需要移動檢測線圈,有著直觀可靠,安裝調試維護方便,價格便宜等優點,缺點是容易受惡劣天氣、燈光、陰影等環境因素的影響,汽車的動態陰影也會帶來干擾。
二、交通檢測技術的應用
交通信息的采集是交通規劃和誘導的基礎,而交通檢測設備是提供信息的主要手段,所以,國內外眾多廠家紛紛研發生產各種各樣的交通信息采集設備。
(一)應用于交通規劃
交通規劃是以交通信息數據為基礎,對未來交通進行規劃。規劃水平的高低很大程度上決定于交通信息“量”的多少和“質”的優劣,而交通信息的準確與否與交通檢測技術的水平直接相關,即交通檢測技術越先進,采集到的信息就越準確,就越能產生高水平的交通規劃。
在以前,交通調查是信息采集的較基本形式,交通調查的項目包括:居民出行調查、吸引點調查、車輛出行調查、市境出入車輛調查、道路流量調查、公交運量調查、停放車調查、貨運調查、道路網絡調查等。這么多調查項目在以前多為人工調查,需要大量人力物力,而且數據量少,不能完全反映交通狀況。
隨著科學技術的發展,許多調查項目可以用交通檢測設備來獲取數據,如車流量、車速等。依靠交通檢測設備獲取交通信息,得到的數據的實時性好,數據量大,能反映當時的交通狀況,通過對數據的分析比較,可以對未來的交通做出更好的規劃。
(二)應用于交通誘導系統
世界上第一個交通誘導系統于1972年在前聯邦德國研制成功,并以誘導廣播的形式開始運行。整個系統的過程為:由交通警和巡邏警車采集交通信息,通過無線通訊發送至信息采集中心進行分析處理,制定誘導方案,然后利用無線電廣播向駕駛員發布誘導信息。人工采集信息到產生誘導方案至少需要半小時,信息量少,實時性差;這類系統屬于誘導系統的低級階段,國內一些大城市,如南京、上海等已實施多年的交通誘導廣播系統即屬于此類。后來,歐洲建立了ALI-SCOOT系統和Auto gaide系統,日本建立了大型交通管理系統,它們的共同特點是,應用全球衛星定位技術實現了駕駛員和道路交通兩者之間的直接通訊,進一步提高了交通誘導的針對性、實時性和有效性。
高效的交通管理系統不僅能減少10%-25%的行車延誤,而且貨運費用、交通事故、交通污染都將大幅度降低。其長遠的經濟效益、環境效益、社會效益將遠遠超出開發過程中的資金投入。美國交通工程師學會未來發展委員會主席考夫特先生曾經這樣說過:“ITS是一個新領域的起點,每一位交通工程師都將面臨所帶來的各種挑戰。公共建設是國家進步的表征,而交通運輸更是直接造福每一個人。因此,進步的交通建設就是文明的象征。”
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