【正文】 因此，動態(tài)交通信息的采集必須及時、準(zhǔn)確，那么這些交通信息數(shù)據(jù)的采集就不適合人工采集的方式。一是采集速度跟不上，再者交通繁忙時，人力采集的準(zhǔn)確性也會降低，另外人力也不可能全天候的進行采集，這就要采取更先進、快速、準(zhǔn)確地采集方法。城市智能交通控制系統(tǒng)就是通過自動的信息采集與處理，為系統(tǒng)的運行提供可靠的數(shù)據(jù)，因此，可靠的原始數(shù)據(jù)對整個交通控制系統(tǒng)的運行起著至關(guān)重要的作用。這就要求獲得的動態(tài)交通信息是及時的、準(zhǔn)確的、可靠的。動態(tài)交通信息的種類繁多，不同的動態(tài)交通信息具有不同的特點。因此到目前為止，還沒有哪一種檢測方法可以將所有的動態(tài)交通信息采集完整，不同的動態(tài)信息要采用不同的檢測方式，具體使用什么方式要根據(jù)交通信息的特點和檢測器的特性來選擇。目前根據(jù)交通檢測器的工作地點不同劃分為固定型采集技術(shù)和移動型采集技術(shù)兩大類。其中固定型采集技術(shù)可提供地點交通流參數(shù)數(shù)據(jù)，而移動型采集技術(shù)可提供路段交通流參數(shù)數(shù)據(jù)。所謂固定型采集技術(shù)是指運用安裝在固定地點的交通檢測器設(shè)備對移動的車輛進行監(jiān)視，從而實現(xiàn)采集交通流參數(shù)的方法的總稱，目前主要包括磁頻、波頻和視頻三種類型。磁頻采集技術(shù)：當(dāng)有機動車輛通過檢測區(qū)域時，在電磁感應(yīng)的作用下交通檢測器內(nèi)的電流會跳躍式上升。當(dāng)該電流超過指定閉值時會觸發(fā)記錄儀，實現(xiàn)對車輛數(shù)及通過時間的檢測。使用磁頻技術(shù)采集動態(tài)交通流信息的設(shè)備主要有環(huán)型感應(yīng)線圈檢測器、磁力檢測器等，其中環(huán)形感應(yīng)線圈檢測器應(yīng)用最為廣泛。波頻采集技術(shù)：波頻采集技術(shù)有兩種工作方式，其一是交通檢測器向檢測區(qū)域發(fā)射具有一定波長的能量波束，當(dāng)有機動車輛穿過檢測區(qū)域時，該波束經(jīng)車輛反射后被檢測器接收，然后經(jīng)過處理分析獲得所需的交通參數(shù)。這種類型的設(shè)備主要有微波檢測器、超聲波檢測器和主動紅外線檢測器等。波頻采集技術(shù)的另一種工作方式是檢測器對通過檢測區(qū)域的機動車輛本身發(fā)射的具有一定波長的能量波束進行接收，經(jīng)過分析處理后獲得所需的交通參數(shù)。這種類型的設(shè)備主要有被動紅外線檢測器、被動聲學(xué)檢測器等。波頻采集的兩種工作方式的差別主要在于所依據(jù)的波束來源不同，前者由檢測器發(fā)射并接收波束，而后者是由車輛發(fā)出，由檢測器接收波束。視頻采集技術(shù)：這是一種將視頻圖像和電腦化模式識別技術(shù)相結(jié)合并應(yīng)用于交通領(lǐng)域的新型采集技術(shù)。它通過視頻攝像機和計算機模仿人眼的功能，將連續(xù)的模擬圖像轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字圖像后，在成熟的物理模型和數(shù)字模型的基礎(chǔ)上編制軟件進行分析處理。這種技術(shù)分被動式采集(tripwire systems)和主動式采集(tracking systems)兩種工作方式。前者是基于虛擬線圈的采集方式，可以提供交通流量、平均速度、車頭時距、車型分類和車道占有率等數(shù)據(jù)。后者除了提供上述參數(shù)以外還可以提供車輛的跟蹤功能。所謂移動型采集技術(shù)是指運用安裝有特定設(shè)備的移動車輛(Floating Car, FC)檢測道路上的固定標(biāo)識物來采集交通流參數(shù)數(shù)據(jù)的方法總稱，目前主要有浮動車技術(shù)、車輛識別技術(shù)和車輛定位技術(shù)等。浮動車法是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的行程時間采集技術(shù)。調(diào)查人員駕駛專門的車輛在事先選好的路線上行駛，測量所花費的時間和所駛過的距離。為了節(jié)省人力提高數(shù)據(jù)處理效率，浮動車上的調(diào)查人員可通過特殊的儀器設(shè)備，如電子距離測量裝置(DMI)或GPS接收機來輔助記錄、處理數(shù)據(jù)。車輛識別方法采用車輛牌照匹配、車輛或車隊信號匹配等技術(shù)，在研究區(qū)域內(nèi)不同的檢測點上確認車流中隨機選定的車輛或特定的車隊，檢測它們到達每個檢測點的時間，以獲取路段行程車速和路段行程時間。探測車法是在車流中的一部分車輛上安裝信號收發(fā)機，交通調(diào)查部門通過信號收發(fā)機在路線的全程或部分長度上進行車輛跟蹤。根據(jù)信號收發(fā)機的跟蹤方式不同，探測車法又分為兩種:路旁的探測車跟蹤技術(shù)和區(qū)域性的探測車跟蹤技術(shù)。路旁的跟蹤技術(shù)包括基于信標(biāo)的技術(shù)、基于緊急車輛優(yōu)先的技術(shù)和先進的車輛識別技術(shù)。區(qū)域性的探測車跟蹤技術(shù)包括利用移動電話進行跟蹤定位的技術(shù)和利用GPS進行跟蹤定位的技術(shù)，區(qū)域性的探測車跟蹤技術(shù)不受路旁檢測器安裝位置的限制，可實現(xiàn)大區(qū)域的檢測。從ITS各系統(tǒng)對動態(tài)交通信息采集的實時性、準(zhǔn)確性要求出發(fā)，目前交通檢測器是ITS獲取動態(tài)交通信息的主要方式，本論文主要研究固定型動態(tài)交通信息采集技術(shù)，即研究交通檢測器的性能分析和選擇原則。 交通信息采集檢測器技術(shù)分析各種類型的交通檢測器的工作原理各不相同，但獲得交通參數(shù)的基本方法都是通過分析車輛經(jīng)過檢測區(qū)域后引發(fā)的傳感器的脈沖信號的方法對交通流信息進行檢測。 交通檢測器性能分析（1）環(huán)型感應(yīng)線圈檢測器環(huán)型感應(yīng)線圈檢測器是指由環(huán)型線圈作為檢測探頭的一套能檢測到車輛通過或存在于檢測區(qū)域的技術(shù)。它的檢測器是一個埋在路面下面、通過一定工作電流的環(huán)型線圈。當(dāng)車輛通過線圈或停在線圈上時，車輛引起線圈回路電感量的變化，檢測器檢測出變化量就可以檢測出車輛的存在，從而達到交通流信息采集的目的。，當(dāng)車輛前沿進入線圈一邊時，檢測器被觸發(fā)產(chǎn)生信號輸出，而當(dāng)車輛后沿離開線圈另一邊時，信號強度低于閉值，輸出電平降為零。車輛實際對環(huán)型線圈作用的長度稱為車輛有效長度。車輛有效長度數(shù)值上約等于車輛長度與線圈長度之和。環(huán)型感應(yīng)線圈采集系統(tǒng)包括埋于路面下面的環(huán)型線圈、接線盒、傳輸電纜、信號檢測處理單元等。檢測車輛時，將一個或多個環(huán)型線圈按一定的方法埋于面下，線頭接入線盒，信號由傳輸電纜送入信號檢測處理單元，該電路單元通常包括了微處理器，直接處理檢測數(shù)據(jù)，計算交通參數(shù)。環(huán)型感應(yīng)線圈采集系統(tǒng)與控制中心的主控機可發(fā)送信號，設(shè)置檢測器的檢測周期等工作參數(shù)，并監(jiān)測檢測器故障。檢測器則將采集到的交通數(shù)據(jù)如交通量、占有率等傳送至主控機，以便完成控制系統(tǒng)的信息存儲、優(yōu)化配置、方案選擇和事件檢測等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制效果。 單線圈測速法（2） 微波檢測器微波檢測器是一種工作在微波頻段的雷達探測器，它向行駛的車輛發(fā)射調(diào)頻微波， 連續(xù)波多普勒雷達波形波束被行駛的車輛阻擋而反射回來，反射波通過多普勒效應(yīng)使頻率發(fā)生偏移，根據(jù)這種頻率的偏移可檢測出有車輛通過，經(jīng)過接收、處理、鑒頻放大后輸出一個檢測信號，從而達到檢測道路交通參數(shù)的目的。微波檢測器是利用微波的多普勒效應(yīng)來測定車速的。多普勒效應(yīng):，當(dāng)車輛駛離雷達時，雷達所接收的信號頻率降低。當(dāng)車輛駛向雷達時，雷達所接收的信號頻率增大。，微波檢測器以低功率微波信號在扇形光線區(qū)域內(nèi)發(fā)射連續(xù)的調(diào)制微波，當(dāng)一個車輛經(jīng)過檢測區(qū)域時，車輛將一定比例的波反射到道路上方的天線。返回的波的能量進入作出檢測決策的接收器中，通過比較發(fā)射與反射兩個波的頻率便可判斷是否有車輛通過，并根據(jù)頻率的變化和已知的數(shù)據(jù)計算出車輛的速度。 微波檢測器的工作原理示意圖微波檢測器采集系統(tǒng)一般由微波檢測器、固定支架、串口數(shù)據(jù)傳輸線和程序軟件構(gòu)成。微波檢測器安裝在路側(cè)燈桿上方或是車道正上方的支架上，然后利用串口數(shù)據(jù)傳輸線將微波檢測器與通信設(shè)備連接，再利用軟件對檢測器進行初始化設(shè)置，就可以用來檢測車輛，采集道路上的交通量、車速、占有率等參數(shù)。正向安裝、寬波束寬度的雷達可采集多條車道上的一個交通流方向的交通參數(shù)。正向安裝、窄波束寬度的雷達采集單車道上一個交通流方向的交通參數(shù)。路旁安裝、多探測區(qū)域的雷達的探測區(qū)域垂直于交通流方向，這種雷達傳感器可提供多條車道交通流的交通參數(shù)，但其準(zhǔn)確性要低些。路旁安裝、單探測區(qū)域的雷達傳感器一般用來檢測信號交叉口的單車道或多車道的車輛出現(xiàn)。路旁安裝的雷達有兩種類型:連續(xù)波多普勒雷達和調(diào)頻連續(xù)波雷達。雷達傳感器通過波形可獲取交通參數(shù)。城市主干道的車輛測速主要用連續(xù)波多普勒雷達。微波檢測器采集系統(tǒng)與控制中心的主控機通過通信介質(zhì)連接，主控機可發(fā)送命令，設(shè)置檢測器的檢測周期、檢測參數(shù)燈工作狀態(tài)，并監(jiān)測檢測器故障；微波檢測器則將采集交通數(shù)據(jù)如交通量、占有率等傳送至主控機，以便完成控制系統(tǒng)的信息存儲、優(yōu)化配置、方案選擇和事件檢測等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制效果。（3） 超聲波檢測器超聲波檢測器的工作原理是一種將超聲波分割成脈沖射向路面并接收其反射波的方法。當(dāng)有車輛時，超聲波會經(jīng)車輛提前返回，檢測出超前于路面的反射波，就表明車輛存在或通過。超聲波傳感器發(fā)射超出人的聽覺范圍的頻率為2550kHz的聲壓波。大多數(shù)超聲波傳感器發(fā)射脈沖波，可提供車輛計數(shù)、車輛出現(xiàn)及道路占有率等交通信息。超聲波傳感器的探測區(qū)域由超聲波發(fā)射器的波幅決定，通過測量由路面或車輛表面反射的脈沖超聲波的波形，可確定由傳感器到路面或車輛表面的距離。即路上有車和路上無車時的傳感器所測信號有差別，可借此確定車輛的出現(xiàn)。傳感器接收的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，由信號處理單元進行分析處理。由超聲波傳感器反射的脈沖能量波以已知且較小的角度被分為兩束，即兩束脈沖能量波間的距離已知，測量車輛通過這兩束波的時間即可確定車速。這種測距式脈沖超聲波傳感器的最佳安裝位置是高架安裝俯視車流或路旁安裝側(cè)視車流。 超聲波檢測器的工作原理，若超聲波探頭距地面高度為H，車輛高度為h，波速為v發(fā)自探頭的超聲波脈沖的反射波從路面和車輛返回的時間分別為t和，則: t=，=。可見時間與車輛高度h相對應(yīng)。這個特點即用來判斷車輛的存在，也可以用于估計車高。，調(diào)整啟動脈沖的啟動時間和寬度，能夠限制輸出信號發(fā)生的時間的范圍，由公式就可以得出能被檢測出來的車輛對應(yīng)的車高范圍。～。（4） 紅外檢測器基于光學(xué)原理的車輛檢測器用的較多的是紅外檢測器，紅外檢測器包括主動式紅外線傳感器和被動式紅外線傳感器兩種。主動式紅外線傳感器中，激光二極管在紅外線波長范圍()附近工作，發(fā)射低能紅外線照射探測區(qū)域，并被經(jīng)過檢測區(qū)域的車輛反射或散射返回傳感器。使用可調(diào)發(fā)光二極管的主動式紅外線傳感器可測量車速，發(fā)光二極管在880納米的紅外線波長范圍附近工作，信號調(diào)節(jié)裝置可防止其它紅外線(如陽光)的干擾，有兩個發(fā)射接收系統(tǒng)用于測量車速，有一個發(fā)射接收系統(tǒng)用于測量車輛高度。，主動紅外檢測器提供交通流量、車速、車高、排隊長度等交通參數(shù)。其工作原 主動紅外檢測器的工作原理理是由調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制脈沖，經(jīng)檢測器的紅外發(fā)射管向道路上輻射，當(dāng)車輛通過時，紅外線脈沖從車體發(fā)射回來，被檢測器的紅外接收管接收。經(jīng)紅外調(diào)解器調(diào)解，通過選通、放大、整流和濾波后觸發(fā)驅(qū)動器輸出一個檢測信號。被動式紅外線傳感器本身不發(fā)射紅外線，而是接收來自兩個來源的紅外線:傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)的車輛、路面及其它物體自身散發(fā)的紅外線和它們反射的來自太陽的紅外線。它利用一個能量接收傳感器，來檢測設(shè)定檢測區(qū)內(nèi)經(jīng)過車輛本身輻射的能量，能量接收傳感器根據(jù)能量的變化來檢測交通參數(shù)，被動紅外檢測器可以提供主動紅外車輛傳感器除車速外的所有交通參數(shù)。紅外線傳感器可安裝在車流上方以觀測駛來或駛離的交通流，也可安裝于路旁。紅外線傳感器可用于信號控制。流量、車速和車輛類型的測量。監(jiān)視人行橫道上的行人、非機動車及向駕駛員發(fā)布交通信息。（5） 視頻檢測器基于視頻圖像處理的交通檢測技術(shù)是近幾年來在傳統(tǒng)的電視監(jiān)視系統(tǒng)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的一種新型的車輛檢測方法，使用靈活，比其他檢測技術(shù)能收集更多和更全面的交通數(shù)據(jù)。視頻檢測，以視頻圖像為分析對象，通過對設(shè)定區(qū)域的圖像進行分析，可以得到交通信息，主要包括車流量、平均車速、占有率、車型等。其工作原理是在很短的時間間隔內(nèi)，由半導(dǎo)體電荷器件(CCD)攝像機連續(xù)攝的兩幅圖像，而這種圖像本身就是數(shù)字圖像，很容易對兩幅圖像的全部或部分區(qū)域進行比較，若差異超過一定的閾值則說明有運動車輛。視頻交通檢測系統(tǒng)由視頻交通檢測器、攝像機、通信模塊等構(gòu)成。視頻交通檢測器可裝在交通設(shè)備機柜(室內(nèi)或室外)里，用于接收多臺路邊攝像機傳來的視頻信號，通過進行圖像處理與分析獲得所需的交通數(shù)據(jù)。視頻檢測技術(shù)能夠采集的數(shù)據(jù)很廣，一個攝像頭可以采集幾個車道的交通數(shù)據(jù)，使得檢測交通動態(tài)行為和各種空間交通數(shù)據(jù)成為可能。視頻檢測不僅可以獲得交通流量、車速、占有率、排隊長度、車型等交通參數(shù)，還可以獲得車輛的外形三維參數(shù)及車輛的軸數(shù)、軸距和車輛組成等參數(shù)。這是傳統(tǒng)的檢測方式所不能做到的。 視頻檢測器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作流程圖 交通檢測器特點比較前面對各交通檢測器的性能進行了分析，但在實際應(yīng)用中，每種檢測器都有其本身的優(yōu)缺點，在進行檢測方式選擇時，可以根據(jù)實際情況結(jié)合檢測器的特點進行優(yōu)化選擇，下面將各檢測器的特點進行匯總比較。 各種交通檢測器特點比較表交通檢測器技術(shù)優(yōu)點缺點環(huán)型感應(yīng)線圈檢測器（1）靈活多變的設(shè)計，可滿足多種實施狀況的需求；（2）廣泛的實踐基礎(chǔ)；（3）采用高頻勵磁的型號可提供車輛分類數(shù)據(jù)；（4）設(shè)備價格便宜。（1）安裝和維修需要關(guān)閉車道，破壞路面，對交通流造成干擾；（2）在路面質(zhì)量不好的道路上安裝時易損壞，路面翻修和道路設(shè)施維修時可能需要重新安裝；（3）檢測特定區(qū)域的交通流狀況時往往需要多個檢測器；（4）對路面車輛壓力和溫度敏感。微波雷達檢測器（1）在用于交通管理的較短的波長范圍內(nèi)，微波雷達對惡劣天氣不敏感；（2）可實現(xiàn)對車速的直接檢測；（3）可實現(xiàn)多車道檢測；（4）可實現(xiàn)全天候檢測。（1）天線的波束寬度和發(fā)射的波形必須適合具體應(yīng)用的要求；（2）多普勒微波雷達不能檢測靜止車輛；（3）多普勒微波雷達在交叉口的車輛計數(shù)效果不好。超聲波檢測器（1）可實現(xiàn)多車道檢測；（2）易于安裝。（1）溫度變化、強烈的氣流紊亂等環(huán)境因素都會影響傳感器檢測性能；（2）在高速公路上中等車速或高速行駛時，檢測器采用大脈沖重復(fù)周期會影響占有率的檢測。紅外檢測器（1）主動式紅外線檢測器發(fā)射多光束的紅外線，保證對車輛位置、速度及車輛類型的準(zhǔn)確測量；（2）可實現(xiàn)多車道檢測；（3）多檢測區(qū)域的被動式紅外線傳感器可測量車速。（1）當(dāng)霧天能見度低于6米，或高吹雪天氣時，檢測性能會下降；（2）在大雨、大雪或濃霧天氣下，被動式紅外線檢測器的靈敏度會下降。視頻檢測器（1）安裝簡單，易維護、維修，使用壽命長；（2）多檢測區(qū)域，可檢測多條車道；（3）易于增加和改變檢測區(qū)域；（4）起到圖像監(jiān)視和交通數(shù)據(jù)采集雙重功能；（5）可獲得大量數(shù)據(jù)；（6）當(dāng)多個攝像機連接到一個視頻處理單元時，可提供更廣范圍的檢測；（