幾種主流交通流量檢測方案的比較分析

2022-05-02 01:21:05 字數 3805 閱讀 2915

一、目前市場上主要的交通資訊檢測手段有那些?各有什麼樣的優缺點?

交通資訊採集技術的研究已經開展多年。時至今日,已有多種交通資訊採集技術在實際中應用。通過這些技術採集到的交通資訊主要包括各車道的車流量、車道占有率,車速、車型、車頭時距等。

最先開始發展的是接觸式的交通資訊採集技術,其主要代表是壓電、壓力管探測、環行線圈探測和磁力式探測。這些採集裝置都有共同特點,就是埋藏在路面之下,當汽車經過採集裝置上方時會引起相應的壓力、電場或磁場的變化,最後採集裝置將這些力和場的變化轉換為所需要的交通資訊。經過多年發展,路面接觸式的交通資訊採集技術已經很成熟,其測量精度高,易於掌握,一直在交通資訊採集領域中占有主要地位。

但是這種路面接觸式的交通採集裝置有著不可避免的缺點。首先是安裝維護困難,必須中斷交通、破壞路面;其次隨著車輛增多,車輛對道路的壓力導致這類裝置的使用壽命也越來越短;現在道路擴張很快,各種環境下的道路日益增多,而路基下沉、鹽鹼和冰凍等條件將嚴重影響路面接觸式交通資訊採集裝置的使用。所有這些都帶來了其使用成本的上公升。

新近發展起來的路面非接觸式交通資訊採集裝置不存在安裝維護困難、使用壽命短等缺點,主要分為波頻探測和**探測兩大類。波頻探測又可分為微波、超聲波和紅外三種,其中除了超聲波探測只能進行單車道交通資訊採集外,其餘都可同時進行多車道交通資訊採集。由於安裝維護簡單,路面非接觸式交通資訊採集技術發展非常迅速。

**探測是利用車輛進入檢測區域導致背景灰度變化的原理來進行檢測,直觀可靠,但受光度,氣候條件的影響很大。而波頻探測則是利用車輛經過檢測區域時引起的電磁波的返回時間或頻率的變化進行檢測,其中紅外檢測對車型分辨清晰,但受天氣的影響很大,而超聲檢測對於車速和車型的判定準確,但受安裝條件限制只能頂部正向安裝,只能採集乙個車道的資訊。微波檢測有著安裝維護方便、使用壽命長、受天氣氣候影響小,能同時進行多個車道檢測的優點,但存在側向安裝同時檢測多個車道時不能檢測單一車輛的速度等缺點。

1、基於線圈技術

原理:以金屬環形線圈埋設於路面下,利用車輛經過線圈區域時因車身鐵材料所造成的電感量的變化來探測車輛的存在。該探測技術可測車速,車流量,占有率等基本交通資訊引數,但是不能多車道同時探測。

安裝:埋設式。在路面開一條深槽,將探測線圈埋入其中,資訊處理部分安裝於路邊的控制箱。

優點:首次投資較少、準確度高、不受氣候和光照等外界條件影響。

缺點:安裝與維修因為需要中斷交通、破壞路面而變得很複雜,加上車輛重壓等因素導致壽命不長,因而維護成本很高。另外特殊路段如橋梁、隧道等難以安裝。

技術:最簡單也最成熟

應用成本:首次投資相對較少,維護成本極高。

應用範圍:可應用於除不能破壞路面情況外的所有地方。

與其他系統的相容性:與交通訊號燈控制系統相容性很好,但是與基於其它技術的交通資訊採集系統的相容性較差。目前常規的線圈交通資訊檢測系統資訊傳輸採用的是輪循,而基於其它技術的系統主要採用的是主動上報的方式。

2、基於**技術

原理:使用計算機**技術檢測交通資訊,通過**攝象頭和計算機模仿人眼的功能,在**範圍內劃定虛擬線圈,車輛進入檢測區域使背景灰度發生變化,從而感知車輛的存在,並以此檢測車輛的流量和速度。該探測技術可測車速,車流量,占有率等基本交通資訊引數,但是難以實現很多車道同時探測。

安裝:正向安裝於龍門架或者l型橫樑上。

優點:在氣候和光照等外界條件理想的情況下準確度高。

缺點:極易受氣候和光照等外界條件等影響,因為需要正向安裝於龍門架或者l型橫樑上而使得安裝與維修變得很複雜。

技術:不成熟,主要問題是要克服外界條件的影響。

應用成本:首次投資相對線圈要高,但是維護成本很低。

應用範圍:可應用於能架設龍門架或者l型橫樑的所有地方。

與其他系統的相容性:好。

3、基於微波雷達技術

基於微波雷達技術的交通資訊採集系統可分為側向安裝與正向安裝2種。

1)側向安裝

原理:利用雷達天線發射出電磁波,當有車輛經過時,則會將波反射回來,再由雷達檢測器接收並計算處理,不同車道由於其目標反射距離不同而導致回波訊號不同,從而能同時檢測多車道的交通資訊。該探測技術可測車速,車流量,占有率等基本交通資訊引數,但是不能準確測量單一車輛速度。

安裝:側向安裝於道路邊的立桿上。

優點:安裝維護簡單(不用破壞路面和中斷交通)、車流量檢測準確度高、不受氣候和光照等外界條件影響、壽命長。可安裝於橋梁與隧道等線圈難以安裝的路段。

缺點:不能準確測量單一車輛速度,車型判斷不准。

技術:複雜,成熟

應用成本:首次投資相對較高,但維護成本極低。

應用範圍:可應用於所有地方。

與其他系統的相容性:好。

2)正向安裝

原理:利用雷達天線發射出電磁波,當有車輛經過時,則會將波反射回來,再由雷達檢測器接收並計算處理,採用fmcw和doppler雙波束體制,因而既能準確測量車輛速度又能準確測量車流量等其他交通資訊。

安裝:正向安裝於龍門架或者l型橫樑上。

優點:既能準確測量車輛速度又能準確測量車流量等其他交通資訊、不受氣候和光照等外界條件影響、壽命長。同時還可以安裝於橋梁與隧道等線圈難以安裝的路段。

缺點:因為需要正向安裝於龍門架或者l型橫樑上而使得安裝與維修變得很複雜。

技術:最複雜,成熟

應用成本:首次投資相對較高,但維護成本極低。

應用範圍:可應用於所有地方。

與其他系統的相容性:好。

二、目前市場上三種方案各自的市場占有率是多少?造成此種現象的原因是什麼?您認為交通管理機構應該如何選擇三種方案中的一種?

據了解,目前基於線圈技術的交通資訊檢測器佔據90%以上市場,而**手段幾乎沒有大範圍的應用。原因:1、微波和**技術是最近隨著科學技術的發展而發展起來的,技術的成熟和被市場的認可都需要一定的時間;2、**技術由於受天氣和光照等外界條件影響的難關目前還沒有很好的克服,因而還不是很成熟。

由於存在固有而又致命的缺點,基於線圈的技術必將被基於微波和**的技術所替代。目前基於微波的交通資訊採集技術要比基於**的成熟得多。

關於微波雷達交通資訊檢測,對於只要求檢測車流量和大致了解車輛平均速度的應用場合,側向安裝微波雷達最合適,而對於要求車流量、實時速度、車輛分型、車頭時距等交通資訊都很準確的應用場合,則只能採用正向安裝微波雷達,並且正向安裝的微波交通資訊檢測器由於採用doppler測速機制使得速度檢測非常準確,因而可以同時用於超速抓拍。

三、目前大範圍使用的車輛超速檢測/車輛闖紅燈檢測技術是什麼?微波雷達技術在這方面有什麼優勢?

現在的固定式超速檢測/闖紅燈檢測絕大部分是基於地感線圈的方式。對於超速檢測,是在馬路上開槽埋入相距一定距離間隔的2~3組線圈,通過檢測車輛通過該組線圈的時間從而獲得車輛行駛速度;闖紅燈檢測則是在停車線和人行斑馬線附近區域埋設線圈,紅燈期間車輛通過該線圈則判定為違法從而觸發抓拍相機。這種基於地感線圈技術的缺點主要有:

首先是地感線圈的固有缺陷,就是安裝、維護時必須中斷交通、破壞路面;壽命短,維護費用高;其次是速度測量不準確,特別是隨著時間的推移,測速精度將會越來越差;第三,不能用於檢測交通資訊,這樣立桿、通訊線路等裝置沒有得到充分利用,也不利於相關部門掌握實時交通資訊。

採用基於doppler(都卜勒)/fmcw(調頻連續波)體制的微波交通資訊檢測雷達則不存在上述問題,並且維護費用很低,但是初期投入成本偏高。

四、目前有沒有超速抓拍觸發與交通資訊採集一體化檢測手段?

。對於城市應用來說,這是最經濟合理的方式,因為可以避免重複投資。

現在的模式是交通資訊採集系統只負責交通資訊採集,卻不能提供超速檢測;而超速檢測也是單一功能,因此沒辦法做到資源共享。而新研發成功的基於微波雷達技術的mpr-z1卻能同時兼顧該兩項功能。

五、目前有沒有闖紅燈檢測與交通資訊採集一體化檢測手段?

。對於城市應用來說,這是最經濟合理的方式,因為可以避免重複投資。

現在的模式是交通資訊採集系統只負責交通資訊採集,卻不能提供闖紅燈檢測;而闖紅燈檢測也是單一功能,因此沒辦法做到資源共享。而新研發成功的基於微波雷達技術的mpr-z2卻能同時兼顧該兩項功能。

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