【導(dǎo)讀】GeorgetownPike,McLean,VA22101.

　　

【正文】 結(jié)報(bào)告的副本 中 ，包含 了 一組 5 個(gè) 檢測(cè)器的 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)光盤(pán)，其他 的 皮特米爾斯先生在弗吉尼亞州 22101 麥克萊恩的 6300 喬治敦派克的 高鐵 1 號(hào) 線(xiàn)上寫(xiě)的 報(bào)告可從聯(lián)邦公路管理局 里得到。 注：在這篇文章中提出的 檢測(cè)器 性能數(shù)據(jù)， 是 克萊因博士他在休斯飛機(jī)公司作為 該項(xiàng)目的首席研究員 時(shí)獲得的。 引言 在交通量 的 不斷增加和有限的建設(shè)新的城市，城際，農(nóng)村的公路設(shè)施 ，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有的地面交通網(wǎng)絡(luò)的效率和能力是有必要的。 街道智能系統(tǒng)，包含流量監(jiān)控 檢測(cè)器 ，實(shí)時(shí)自適應(yīng)信號(hào)控 制系統(tǒng)，駕車(chē)通信媒體正在 與 高速公路和公路的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)相結(jié)合，以創(chuàng)建智能走廊，增加的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的有效性。反過(guò)來(lái)，基礎(chǔ)設(shè)施的改 善 和新技術(shù) 與 通信 工具 和智能汽車(chē)和公共接入領(lǐng)域（如商場(chǎng)）的 集成 顯示，形成智能交通系統(tǒng)。 車(chē)輛檢測(cè)器是這些現(xiàn)代化的交通控制系統(tǒng)的 基本 組成部分。當(dāng)選擇一個(gè)車(chē)輛檢測(cè)器 對(duì) 交通數(shù)據(jù)流，以及 它 們的可靠性，一致性，準(zhǔn)確性和精確度，和 檢測(cè)器響應(yīng)時(shí)間 等 一些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。 隨著檢測(cè)器 數(shù)量的激增 ， 這些屬性變得更加重要和 把 流量數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量，以及對(duì)數(shù)據(jù)的解釋 的 智能交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制方面 ， 集成到現(xiàn)有的交通 控制系統(tǒng) 中。 目前的車(chē)輛檢測(cè)器主要是安裝在地下巷道的感應(yīng)線(xiàn)圈檢測(cè)器（ ILDS）。當(dāng)正確安裝和維護(hù)時(shí)，它們可以提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)作比較可以評(píng)估更先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)。替代檢測(cè)技術(shù)正在開(kāi)發(fā)提供一個(gè)更廣泛的交通參數(shù)，如密度（每公里每車(chē)道的車(chē)輛），旅行時(shí)間，車(chē)輛轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)等的直接測(cè)量。這些先進(jìn)的檢測(cè)器提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，參數(shù)不是原來(lái)的儀器投入到大面積的監(jiān)測(cè)和控制信號(hào)的路口和高速公路直接測(cè)量的，以及駕駛者的信息服務(wù)的支持。此外，許多先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)可以安裝并保持不中斷交通流。一些稀少的地埋檢測(cè)器將繼續(xù)尋找在未來(lái)的應(yīng)用，例如 ，在審美方面的問(wèn)題上主導(dǎo)或程序地方監(jiān)測(cè)和修復(fù)故障單元在日常基礎(chǔ)。 目前較新的串行輸出的檢測(cè)器需要特定的軟件，要寫(xiě)入解釋嵌入在數(shù)據(jù)流中的交通流參數(shù)。由于每個(gè)檢測(cè)器制造商普遍采用了專(zhuān)有的串行協(xié)議，每個(gè)擁有一個(gè)獨(dú)特的協(xié)議的檢測(cè)器需要相應(yīng)的軟件。這增加了安裝成本或檢測(cè)器的實(shí)際購(gòu)買(mǎi)價(jià)格。此外，并不是每個(gè)檢測(cè)器都輸出個(gè)別車(chē)輛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。雖然有些在做，有些在整合從幾十秒鐘到幾分鐘期間該范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果，生產(chǎn)參數(shù)是宏觀交通流的特點(diǎn)。因此，當(dāng)比較不同的檢測(cè)器輸出的時(shí)候，交通管理機(jī)構(gòu)必須謹(jǐn)慎使用。 在執(zhí)行技術(shù)評(píng)估和分析數(shù) 據(jù)時(shí)，重點(diǎn)是放在基于底層技術(shù) [1,2]的該檢測(cè)器上。這不是確定滿(mǎn)足一系列要求的具體檢測(cè)器的用途，而是在于他們是否使用傳感技術(shù)測(cè)量交通數(shù)據(jù)并報(bào)告流量數(shù)據(jù)，為現(xiàn)在和未來(lái)的應(yīng)用提供準(zhǔn)確的需要。明然，可以有許多實(shí)現(xiàn)技術(shù)的裝置，其中一些在任何時(shí)候可能比另外一些更好地被利用。因此，這種技術(shù)可能會(huì)在未來(lái)的應(yīng)用中被實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)前的硬件或軟件的狀態(tài)可能會(huì)阻礙其目前的發(fā)展。在技術(shù)評(píng)估過(guò)程中實(shí)地測(cè)試使用的檢測(cè)器，在表 1中列出。 并非在表格的所有注腳中顯示的所有的檢測(cè)器可以使用。表 2 給出了檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的一個(gè)總結(jié)。其中一些有著 特定的用途，這意味著一個(gè)特定的技術(shù)可能適合一些，但并非所有的應(yīng)用。本表中未涉及的一個(gè)因素是檢測(cè)器的成本。這個(gè)問(wèn)題也是具體的應(yīng)用。例如，較高的成本檢測(cè)器可能需要具體的數(shù)據(jù)的應(yīng)用或多個(gè)檢測(cè)區(qū)域（適用于多車(chē)道覆蓋）被歸納入更昂貴的檢測(cè)器是適當(dāng)?shù)摹? 表 3 顯示了以上提到的檢測(cè)技術(shù)在幾個(gè)交通管理應(yīng)用方面的兼容性的例子。假設(shè)顯示有關(guān)應(yīng)用的要求，部分的，適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。 以上檢測(cè)器的操作理論 以下段落簡(jiǎn)要說(shuō)明了微波，被動(dòng)紅外，主動(dòng)紅外，超聲波，被動(dòng)聲波，視頻圖像處理檢測(cè)器的基本工作原理。 微波雷達(dá) 在美國(guó)使用的微波雷達(dá)車(chē)輛檢測(cè) 器發(fā)射頻率為 GHz ，由聯(lián)邦通訊委員為了此目的而分配頻率。它們的輸出功率由聯(lián)邦通訊委員監(jiān)管和由制造廠(chǎng)商認(rèn)證，從而符合聯(lián)邦通訊委員的要求。沒(méi)有進(jìn)一步的認(rèn)證要求遵從交通部門(mén)它們的部署。 兩種類(lèi)型的微波雷達(dá)檢測(cè)器應(yīng)用在交通管理方面。首先發(fā)送在一個(gè)恒定頻率的電磁波能量。在其檢測(cè)范圍之內(nèi)，它可以采用發(fā)送和接收信號(hào)頻率與車(chē)速成比例的不同的多普勒原理來(lái)測(cè)量車(chē)輛的速度。因此，檢測(cè)到一個(gè)頻移就表示一輛車(chē)的通行。這種類(lèi)型的檢測(cè)器無(wú)法檢測(cè)到停止的車(chē)輛，因此，不適合應(yīng)用到需要車(chē)輛存在的地方，如在信號(hào)燈或停車(chē)吧。 第二 種類(lèi)型的微波雷達(dá)檢測(cè)器發(fā)送一個(gè)鋸齒波，也稱(chēng)為調(diào)頻連續(xù)波（ FMCW） ，發(fā)射頻率隨時(shí)間不斷變化而變化。它允許在檢測(cè)器測(cè)量車(chē)輛的范圍內(nèi)檢測(cè)固定車(chē)輛并計(jì)算測(cè)量所花費(fèi)的時(shí)間。它需要來(lái)往的車(chē)輛作為兩個(gè)內(nèi)部標(biāo)記（范圍箱）代表距離雷達(dá)已知的距離。兩個(gè)范圍箱之間的距離也就是需要車(chē)輛行駛的距離除以所花費(fèi)的時(shí)間然后簡(jiǎn)單地計(jì)算一下就得到了車(chē)速。 由于這種檢測(cè)器可以檢測(cè)到停止車(chē)輛，它有時(shí)也被稱(chēng)為作為一個(gè)真實(shí)存在的微波雷達(dá)。 被動(dòng)紅外檢測(cè)器 被動(dòng)紅外檢測(cè)器，可以提供車(chē)輛通行和存在的數(shù)據(jù)，但是不可以測(cè)速。他們?cè)跈z測(cè)器的測(cè)量范圍內(nèi)使用位于 光學(xué)焦距處的光敏檢測(cè)器測(cè)量平面上的向外發(fā)散的紅外能量。被動(dòng)檢測(cè)器不向外發(fā)射自己的能量。通常在沒(méi)有車(chē)輛的路面上測(cè)量時(shí)，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，它會(huì)產(chǎn)生的能量的變化。在能量的變化是與車(chē)輛的絕對(duì)溫度和汽車(chē)的金屬表面的發(fā)射率成正比的 (發(fā)射率等于在相同的外界溫度的條件下由燃料燃燒發(fā)出的能量與完美的散熱器散發(fā)出的能量實(shí)際上的比值 )。 當(dāng)在大氣中有水汽，雨，雪或霧時(shí)，到達(dá)檢測(cè)器的能量會(huì)減少。當(dāng)這種類(lèi)型的檢測(cè)器應(yīng)用在典型的大約 20 英尺（ 米）距離的交通監(jiān)控中時(shí)，不會(huì)因?yàn)檫@些大氣成分而可能產(chǎn)生顯著的性能減弱。 主動(dòng)紅外檢測(cè)器 主 動(dòng)紅外檢測(cè)器的功能類(lèi)似于微波雷達(dá)檢測(cè)器。最普遍的類(lèi)型就是使用激光二極管，在近紅外光譜（波長(zhǎng)約 微米）上發(fā)射，其中一部分能量被在其檢測(cè)范圍內(nèi)的車(chē)輛反射回接收檢測(cè)器。激光雷達(dá)可以提供車(chē)輛的通行，存在和速度等信息。速度是衡量注意到車(chē)輛跨越兩個(gè)紅外線(xiàn)光束，整個(gè)路面掃描已知的距離所花費(fèi)的時(shí)間。測(cè)量速度要注意的是在已知的距離上需要掃描一個(gè)路面上的車(chē)輛通過(guò)兩個(gè)紅外光束的時(shí)間。一些激光雷達(dá)檢測(cè)器也有能力通過(guò)測(cè)量來(lái)分類(lèi)車(chē)輛，并確定它們的資料。其他類(lèi)型的主動(dòng)紅外檢測(cè)器使用發(fā)光二極管（ LED）作為信號(hào)源 。 超聲波 檢測(cè)器 超聲 波車(chē)輛檢測(cè)器可以接收一定范圍和多普勒速度數(shù)據(jù)。然而，最普遍的和低成本的超聲波檢測(cè)器只提供測(cè)量范圍內(nèi)的車(chē)輛通行和存在的數(shù)據(jù)。超聲多普勒檢測(cè)器，還可以測(cè)量車(chē)速，它是一個(gè)比現(xiàn)有的檢測(cè)器更昂貴一個(gè)等級(jí)的檢測(cè)器。超聲波檢測(cè)器能發(fā)射 25 kHz 至 50 kHz （取決于制造商）的聲波。這些頻率在以上發(fā)聲地區(qū)都有。一部分發(fā)射的能量經(jīng)過(guò)道路或車(chē)輛的表面反射后被儀器的接收部分接收和處理后驗(yàn)證了車(chē)輛通行和存在。一個(gè)典型的超聲波檢測(cè)器以脈沖的形式發(fā)射超聲波能量。檢測(cè)器的脈沖信號(hào)從離開(kāi)到返回到檢測(cè)器測(cè)量的往返時(shí)間是與反射的表面到檢測(cè) 器的距離成正比關(guān)系的。檢測(cè)門(mén)的設(shè)置的目的是確定路面的范圍和抑制從道路本身反射回的檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)范圍，范圍是從檢測(cè)器到車(chē)輛的頂部，小于從檢測(cè)器到道路的范圍，從而使檢測(cè)器產(chǎn)生一個(gè)車(chē)輛檢測(cè)信號(hào)。 被動(dòng)聲吶檢測(cè)器 行駛車(chē)輛產(chǎn)生的聲波能量或者從車(chē)輛內(nèi)發(fā)出的可聽(tīng)見(jiàn)的各種聲音而且還有由車(chē)輛的輪胎和路面的相互作用而產(chǎn)生的聲音。由皮卡車(chē)使用的麥克風(fēng)發(fā)聲陣列發(fā)出的這些聲音從一條小巷巷道內(nèi)的重點(diǎn)區(qū)域通過(guò)。當(dāng)車(chē)輛通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)，信號(hào)處理算法檢測(cè)到增加的聲音能量和產(chǎn)生車(chē)輛存在的信號(hào)。當(dāng)車(chē)輛離開(kāi)檢測(cè)區(qū)時(shí)，聲音的能量減少到低于 檢測(cè)閾值車(chē)輛存在信號(hào)停止了。