交通流量檢測系統

2023-01-18 22:15:04 字數 4833 閱讀 6304

隨著我國智慧型交通系統概念的日益普及和應用的迅速發展,基礎交通資訊的採集和交通事故檢測作為智慧型交通系統的重中之重來優先發展。基礎交通資訊和交通事故主要包括車流量、車速、車間距、車輛型別、道路占有率、車輛違章資訊、交通事故檢測、道路氣象、**監檢視像等。

交通管理資料是進行合理科學的交通規劃、設計、營運、管理與控制的前提和基礎。交通流特徵資料的採集是交通管理資料採集的乙個十分重要的組成部分。通過對交通流特徵資料的統計分析,將使交通管理者在準確掌握交通現狀及其變化規律的條件下,為未來交通需求提供相應的道路工程設施,做出科學的交通管理決策。

隨著南海區機動車數量的增加,交通量也在迅速增加,道路交通擁擠愈發突出,如何能夠及時地識別城市道路交通狀況,防止或降低擁擠程度,整合、分析交通資料以此得到交通引數(速度、占有率、延誤)在不同交通狀態下的變化規律成為了目前急需解決的問題。

本專案採用的目前城市交通交通流檢測系統普遍使用的兩種方式—微波車輛檢測器和地磁車輛檢測器。

南海區目前通過(一期)智慧型交通管理系統的建設,已經在桂城、大瀝片區建成了20個路段的微波採集系統點位,具體點位如下圖所示。雖然已經初步完成資訊採集系統框架的搭建,但點位覆蓋的範圍遠遠不能滿足南海智慧型交通系統對資訊採集系統的需求。

本期專案將在南海區新建82個微波採集點和53個地磁採集點。

本系統主要是利用前端採集裝置對檢測點的交通引數進行採集,並把資料通過無線網路傳回中心,供交通誘導系統使用。

本系統按結構可主要分為前端採集系統、傳輸系統和中心管理系統。

本系統的前端採集系統主要包括微波車輛檢測器、地磁車輛檢測裝置、無線傳輸裝置和供電裝置等。前端採集系統是本系統的主要部分,可以通過前端多種採集裝置對道路的交通引數進行採集。

本系統的傳輸系統主要包括無線傳輸裝置等。主要功能是把前端檢測裝置檢測的資料通過無線網路傳回中心。

中心管理系統的功能主要是對前端採集的資料接收並儲存,包括的主要裝置為資料接收伺服器等。

rtms g4是***微波雷達車檢器,用於智慧型交通檢測。它可以測量微波投影區域內目標的距離,通過距離來實現對多個車道靜止車輛和行駛車輛的檢測。

rtms 在微波束的發射方向上以0.38公尺為一層面分層面探測物體, rtms 微波束的發射角為50度,方位角為12度。安裝好以後,它向公路投影形成乙個可以分為254個層面的橢圓形波束。

圖 33 rtms微波波束及其覆蓋面示意圖

利用微波及其定位功能rtms可以在惡劣天氣或振動情況下準確檢測車輛和被其遮擋的其它車輛。

rtms 接收其微波波束覆蓋的路面、車輛、隔離帶以及樹叢的反射訊號。其內部存在著來自各個微片對應的固定反射物的背景訊號;當車輛走過檢測區時,對應區的反射訊號強度將超過背景訊號之上的一定的閾值,rtms就會檢測到該車輛。

如果此車輛屬於預先設定的車道區域,則其對應的觸點開關將閉合,直到車輛走出檢測區後才斷開,同時內部計數器將加一。

圖 34 車輛檢測原理示意圖

車輛檢測結果有兩種獨立的輸出方式:

1) 車道開關量:16對模擬開關對應相應的車道,有車輛出現時,對應車道的模擬開關閉合。開關可與交通控制器相連,用於車輛檢測(路口應用方式)或用於交通流量檢測。

2) 序列介面: rtms 內部固化軟體可實現車流量檢測、車道占有率、平均車速和由使用者定義的車長分類。在統計週期結束時,對應於各車道的累計資料可通過序列介面輸出。

amr感測器是將鐵-鎳合金(permalloy)薄膜沉積在矽片上,形成電阻條。在磁場中其阻值可變化2-3%。通常,四個這樣的電阻連線成乙個惠斯通電橋的形式,如下圖所示,可以測出沿著單一軸線的磁場的強度和方向。

橋臂的典型阻值為1000 歐姆,典型頻寬為1 - 5mhz。磁阻效應的反應是非常快的,不會受到諸如線圈和振盪頻率的影響。amr感測器的乙個關鍵的優點是可以在矽片上大量生產,封裝成商用積體電路的形式。

這樣使得磁感測器可以和其它電路和系統元件自動組合在一起。

圖:amr感測器電路

地球磁場在很廣闊的區域內(大約幾公里)是一定的。下圖為在地球磁場中車輛的擾動說明了乙個鐵磁性物體,如汽車,無論它是運動的還是靜止的,amr感測器可檢測由於車輛干擾而引起的地磁場的變化。

大的鐵磁物體的磁擾動,如一輛汽車,可看作多個雙極性磁鐵組成的模型。這些雙極性磁鐵具有北-南的極化方向,引起地球磁場的擾動。這些擾動在汽車發動機和車輪處尤為明顯,但也取決於在車輛內部.

車頂或後備箱中有沒有其它鐵磁物質。總之,其綜合影響是對地球磁場磁力線的扭曲和畸變,如圖:在均勻磁場中鐵磁物體引起的畸變,這種扭曲也被稱作車輛的硬鐵影響或干擾。

圖:在地球磁場中車輛的擾動

含鐵物體 + 均衡磁場磁擾動

圖:在均勻磁場中鐵磁物體引起的畸變

將乙個三軸(x,y,z)的amr磁場計安裝在車道旁,可以提供車輛通過時帶來的豐富的磁訊號,對於這些變數進行模式識別和匹配解算,可以對車輛的種類進行區分,車輛的存在和通過。

圖:感測器取樣

系統可以通過前端檢測裝置對檢測點的交通流量資料進行採集,採集的流量資料可以按特定的週期傳回中心。

系統可以根據時間範圍、查詢週期(5分鐘、15分鐘、30分鐘、60分鐘、天)進行統計,並自動生成統計列表;

推算引數查詢,包括流量、速度、占有率;

統計、報表分析,根據流量歷史資料庫,可以瀏覽任意檢測點的日、周報表,能夠進行任意檢測點任意時段的車道流量、車型、平均車速等多種條件組合的資料查詢,可同時選取多個檢測點進行比較,並能生成報表,提供多種顯示方式顯示上述分析結果,提供報表存檔、列印功能。

圖表型別:可選擇「柱形圖」、「折線圖」或「餅圖」顯示。

交通擁堵趨勢分析

系統可根據交通流資料,對區域擁堵發生時間、地點進行統計分析,展現轄區交通擁堵變化趨勢,發現擁堵瓶頸。

可對指定時間段內交通狀況進行統計,分析擁堵多發地段。

交通管控措施影響分析

系統可提供不同時間段內的交通流關鍵指標資料變化分析。通過對交通管控措施實施前後交通情況的變化,輔助人工分析措施實施效果。可分析的交通管控措施包括大型活動交通保證措施、道路限行/調流措施等。

根據本地資料庫,可以瀏覽任意檢測點的日、周、月、季報表,能夠進行任意檢測點任意時段的車道流量、平均車速等多種條件組合的資料查詢,可同時選取多個檢測點進行比較,並能生成報表,提供多種顯示方式表現查詢結果,包括柱方圖等圖形反映任意時段的交通狀態變化。

可提供對查詢統計結果的匯出存檔和列印功能。存檔要支援txt、excel格式。

本系統能採集的交通引數資料主要包括如下幾種:

車流量:即單位時間內通過相應車道的車輛數目;

平均車速:即一段時間內車道中車輛的平均速度;

車道占有率:即單位時間內車道上車輛占有時間的比例。

當網路連線、接收器裝置、資料處理異常時系統能夠自動報警和通知使用者。使用者通過狀態檢測的隨時了解系統運**況,及時發現系統的異常情況,及時處置系統執行中發生的各種問題。

裝置的三種狀態:

連線正常

網路中斷

裝置故障

系統具備實施狀態顯示功能,在狀態監測介面上可以檢視檢測器id,電池電壓,車輛計數,訊號強度,鏈路質量,丟失率,**器,通道,重新整理時間等引數。

i. 圖形表示檢測裝置當前網路狀態;

ii. 服務管理的狀態,如:實時顯示系統服務(如:連線服務、資料儲存服務等模組)、故障和資料資訊;

iii. 無線通訊狀態,如:實時顯示所有裝置無線訊號強度和鏈路質量;

iv. 電池消耗,顯示電池有效電壓;

自動報警和通知使用者網路及裝置故障。

系統對前端傳回的檢測資料可以在中心以電子地圖的方式顯示在計算機上,同時這些資料還支援**顯示等。

微波車輛檢測器可檢測公路上每一車道所通過的車輛數、車輛速度、車道占有率以及單車交通資料等引數。

可把微波車輛檢測器微波訊號在道路上覆蓋的橢圓形區域劃成不同的探測道,並分道進行監控和測量。

探測區域

訊號射角(垂直面): 50°

訊號方位角: 12°

檢測範圍0-76公尺

檢測精度

單車道占有率誤差 ≤5%

單車道車流量誤差 ≤5%

單車道平均車速誤差 ≤10%

微波工作頻率: 24.125ghz

傳輸訊號頻寬:50mhz

探測車道數:每個檢測器能夠檢測12條車道。

探測道寬度: 0.38公尺。

雷達發射週期: 1.3毫秒,

取樣週期: 5-3600秒可調

檢測器配備rs-232/485通訊介面,傳輸速率為2400~115200bps可調。並可加配乙太網口。

裝置應配有過電壓和浪湧電壓保護裝置,在雷擊時裝置應不受影響。

mtbf:90000小時。裝置能夠連續不間斷工作,每天24小時,每週7天。

工作電源:12~24v dc/ac,功耗3瓦

aio模式

工作環境

環境溫度:-40℃~+75℃

相對濕度:0到95%rh

品牌:meritplusdata

型號:mpd031s

外觀及尺寸:81mm x81mm x 52mm

技術引數

無線頻帶:2.4ghz;

通道頻寬:2mhz;

通道:16;

接收/傳輸速率:250kbps;

天線型別:塊狀微帶天線;

天線範圍:±60°;

輸出功率:0dbm;

接收靈敏度:-95dbm;

檢測靈敏度:0-15級;

電源:li-soci2 3.6v電池,57ah ;

保護等級:ip58;

環境溫度:-40c to +80c;

品牌:meritplusdata

型號: mpd031r

外形及尺寸:108mm x108mmx63mm

技術引數:

無線頻帶:2.4ghz;

通道頻寬:2mhz

通道:16;

接收/傳輸速率:250kbps;

天線型別:塊狀微帶天線;

天線範圍:±60°;

輸出功率:0dbm;

接收靈敏度:-95dbm;

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