【正文】 （1）當(dāng)霧天能見度低于6米，或高吹雪天氣時(shí)，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。（1）溫度變化、強(qiáng)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(shí)，檢測器采用大脈沖重復(fù)周期會影響占有率的檢測。（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(dá)不能檢測靜止車輛；（3）多普勒微波雷達(dá)在交叉口的車輛計(jì)數(shù)效果不好。（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(shí)易損壞，路面翻修和道路設(shè)施維修時(shí)可能需要重新安裝；（3）檢測特定區(qū)域的交通流狀況時(shí)往往需要多個檢測器；（4）對路面車輛壓力和溫度敏感。 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(diǎn)比較前面對各交通檢測器的性能進(jìn)行了分析，但在實(shí)際應(yīng)用中，每種檢測器都有其本身的優(yōu)缺點(diǎn)，在進(jìn)行檢測方式選擇時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合檢測器的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇，下面將各檢測器的特點(diǎn)進(jìn)行匯總比較。視頻檢測不僅可以獲得交通流量、車速、占有率、排隊(duì)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)。視頻交通檢測器可裝在交通設(shè)備機(jī)柜(室內(nèi)或室外)里，用于接收多臺路邊攝像機(jī)傳來的視頻信號，通過進(jìn)行圖像處理與分析獲得所需的交通數(shù)據(jù)。其工作原理是在很短的時(shí)間間隔內(nèi)，由半導(dǎo)體電荷器件(CCD)攝像機(jī)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(jìn)行比較，若差異超過一定的閾值則說明有運(yùn)動車輛。（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)。流量、車速和車輛類型的測量。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。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。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(shí)，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。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。（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。調(diào)整啟動脈沖的啟動時(shí)間和寬度，能夠限制輸出信號發(fā)生的時(shí)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?？梢姇r(shí)間與車輛高度h相對應(yīng)。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。傳感器接收的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，由信號處理單元進(jìn)行分析處理。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。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。（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。城市主干道的車輛測速主要用連續(xù)波多普勒雷達(dá)。路旁安裝的雷達(dá)有兩種類型:連續(xù)波多普勒雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。路旁安裝、多探測區(qū)域的雷達(dá)的探測區(qū)域垂直于交通流方向，這種雷達(dá)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。正向安裝、寬波束寬度的雷達(dá)可采集多條車道上的一個交通流方向的交通參數(shù)。 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(shí)，車輛將一定比例的波反射到道路上方的天線。多普勒效應(yīng):，當(dāng)車輛駛離雷達(dá)時(shí)，雷達(dá)所接收的信號頻率降低。 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(dá)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(dá)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(dá)到檢測道路交通參數(shù)的目的。環(huán)型感應(yīng)線圈采集系統(tǒng)與控制中心的主控機(jī)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。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。車輛實(shí)際對環(huán)型線圈作用的長度稱為車輛有效長度。當(dāng)車輛通過線圈或停在線圈上時(shí)，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(dá)到交通流信息采集的目的。 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)。從ITS各系統(tǒng)對動態(tài)交通信息采集的實(shí)時(shí)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。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(jìn)的車輛識別技術(shù)。探測車法是在車流中的一部分車輛上安裝信號收發(fā)機(jī)，交通調(diào)查部門通過信號收發(fā)機(jī)在路線的全程或部分長度上進(jìn)行車輛跟蹤。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(jī)來輔助記錄、處理數(shù)據(jù)。浮動車法是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的行程時(shí)間采集技術(shù)。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。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。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)。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。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。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。磁頻采集技術(shù)：當(dāng)有機(jī)動車輛通過檢測區(qū)域時(shí)，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。其中固定型采集技術(shù)可提供地點(diǎn)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)。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(diǎn)和檢測器的特性來選擇。這就要求獲得的動態(tài)交通信息是及時(shí)的、準(zhǔn)確的、可靠的。一是采集速度跟不上，再者交通繁忙時(shí)，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(jìn)行采集，這就要采取更先進(jìn)、快速、準(zhǔn)確地采集方法。顯然，動態(tài)交通信息與靜態(tài)交通信息有很大的不同，動態(tài)交通信息具有實(shí)時(shí)性，即它所反應(yīng)的是隨時(shí)變動的交通狀況。只有當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，才需要對靜態(tài)交通信息數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。（2）其他系統(tǒng)接入法，靜態(tài)交通信息可從其他部門，如規(guī)劃部門、城建部門、交通管理部門等獲得。因此，靜態(tài)交通信息不需要實(shí)時(shí)采集和經(jīng)常更改，直到數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)才需要變動。如:車輛保有量信息、交通管理信息等。比如：城市基礎(chǔ)地理信息、城市道路網(wǎng)基礎(chǔ)信息等主要通過這些方式采集。 靜態(tài)交通信息的采集靜態(tài)交通信息主要包括：城市基礎(chǔ)地理信息(如路網(wǎng)分布、功能小區(qū)的劃分、交叉口的布局、城市基礎(chǔ)交通設(shè)施信息等)、城市道路網(wǎng)基礎(chǔ)信息(如道路技術(shù)等級、長度、收費(fèi)、立交連接方式等)、車輛保有量信息(包括分區(qū)域、時(shí)間、不同車種車輛保有量信息等)及交通管理信息(如單向行駛、禁止左轉(zhuǎn)、限制進(jìn)入等)?；A(chǔ)交通信息按照其變化頻率不同可以分為靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息。交通信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要劃分為:信息采集、信息處理、信息發(fā)布和信息傳輸。因此，交通信息采集系統(tǒng)是智能交通控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。交通信息采集系統(tǒng)也是城市智能交通控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。由此可知城市智能交通控制系統(tǒng)的不同子系統(tǒng)都需要獲得交通量、占有率、車速和行程時(shí)間四個基本交通流信息。同時(shí)，緊急事件快速響應(yīng)子系統(tǒng)對事件的快速識別，以及判斷事件的類型和持續(xù)時(shí)間，都需要交通信息采集子系統(tǒng)提供相關(guān)的交通信息。但對我國城市交通發(fā)展現(xiàn)狀來看，交通信息采集子系統(tǒng)、智能交通監(jiān)控系統(tǒng)以及緊急事件快速處理子系統(tǒng)是城市交通控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，也是改善我國城市交通狀況應(yīng)該首先考慮的系統(tǒng)，這里對這幾個子系統(tǒng)的功能作簡單介紹，后面將著重介紹交通信息采集子系統(tǒng)。(4)緊急事件快速響應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用以提高對突發(fā)交通事件的報(bào)告和快速反應(yīng)能力，以及快速展開救援、處理事故，使交通盡快恢復(fù)的能力。該公共交通運(yùn)營系統(tǒng)將公共交通管理部門同駕駛員直接聯(lián)結(jié)起來，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度和行駛路線的調(diào)整，幫助交通運(yùn)輸部門增加客運(yùn)率，降低運(yùn)行成本，提高運(yùn)輸效益。(3)公共交通管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用以提高公共交通的可靠性、安全性及其生產(chǎn)效率，使公共交通對潛在的用戶更具有吸引力。 城市智能交通管理系統(tǒng)的組成對圖中的幾種子系統(tǒng)的介紹如下：(1)交通信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是用來檢測交通量、占有率、車速和排隊(duì)長度等基本交通流信息，為交通信號控制、緊急事件快速處理、公交管理等提供必需的相關(guān)信息，并將數(shù)據(jù)通過通信系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行?，為城市智能交通管理系統(tǒng)各個子系統(tǒng)提供交通流信息支持。 系統(tǒng)的組成城市智能交通控制系統(tǒng)是由一系列的監(jiān)視道路狀況、支持交通管理與出行建議系統(tǒng)所組成。檢測器所獲得的基本數(shù)據(jù)與車輛的行駛速度、路段長度、交叉路口信號配時(shí)方案、交叉路口的通行能力等結(jié)合起來，就可以預(yù)測出車輛在陸地上的旅行時(shí)間、旅行速度、車輛的延誤、擁擠指標(biāo)等交通信息，利用交通控制優(yōu)化模型對這些交通信息進(jìn)行分析、處理。 系統(tǒng)的功能框架城市智能交通控制系統(tǒng)工作原理如下所述：首先利用交通檢測設(shè)備如環(huán)形線圈檢測器、微波檢測器、視頻檢測器等對路面的交通流進(jìn)行檢測。 城市智能交通控制系統(tǒng)城市智能交通控制系統(tǒng)的建設(shè)，因各國的交通基礎(chǔ)設(shè)施和交通發(fā)展現(xiàn)狀不同而側(cè)重點(diǎn)也不相同。（7）事故監(jiān)測與管理，建立快速反應(yīng)的緊急救援系統(tǒng)。（5）運(yùn)輸流量的控制，提高公共交通的效率。（3）城市交通控制的優(yōu)化，中心管理的動態(tài)控制策略，交叉口自適應(yīng)控制，建立行人、車輛和非機(jī)動車控制的模型。分階段建設(shè)的步驟和包括的系統(tǒng)如下：（1）交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和檢測，實(shí)時(shí)提供道路和交通狀況數(shù)據(jù)。ITS不僅使交通管理者使用高技術(shù)及控制方法提高了管理效率，而且使交通參與者—駕駛員和行人都感覺到了減少擁堵，提高通行效率所帶來的便捷。ITS系統(tǒng)的目標(biāo)是為我國大中城市提供交通管理解決方案，在現(xiàn)有交通設(shè)施的基礎(chǔ)上，改善現(xiàn)有路網(wǎng)運(yùn)行狀況，提高道路的有效利用率和交通流量，緩解車輛增加造成的交通需求壓力。城市智能交通控制系統(tǒng)正是適應(yīng)這種要求應(yīng)運(yùn)而生的。我國政府部門準(zhǔn)備加大力量解決交通發(fā)展問題，科技部將ITS作為“十五”期間科技發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。GPRS可提供網(wǎng)上沖浪、Email、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫查詢、增強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)；可應(yīng)用于運(yùn)輸業(yè)、金融、證券、商業(yè)和公共安全業(yè)；PTM業(yè)務(wù)支持股市動態(tài)、天氣預(yù)報(bào)、交通信息等實(shí)時(shí)發(fā)布；另外，還能提供種類繁多、功能強(qiáng)大的以GPRS承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)和基于WAP的各種應(yīng)用。 GPRS的應(yīng)用GPRS是一組新的GSM承載業(yè)務(wù)，在有GPRS承載業(yè)務(wù)支持的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議【7】的基礎(chǔ)上，GPRS可提供以下一系列交互式業(yè)務(wù)【8】：（1）點(diǎn)對點(diǎn)無連接型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)(PTPCLNS)；（2）點(diǎn)對點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(PTPCONS)；（3）點(diǎn)對多點(diǎn)業(yè)務(wù)(PTM)?！皩?shí)時(shí)在線”，或叫“永遠(yuǎn)在線”即用戶隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，即使沒有數(shù)據(jù)傳輸，終端還是一直與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，這將使訪問服務(wù)變得非常簡單、快速。（3）快捷登錄，接入時(shí)間短，GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均耗時(shí)為兩秒。 GPRS的主要特點(diǎn)GPRS主要有下列特點(diǎn)：（1）接入范圍廣，GPRS是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上升級，可充分利用全國范圍的電信網(wǎng)絡(luò)，快速、低成本的為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署。而GGSN再把PDU送給移動臺所在的SGSN, GSN把PDU封裝成SNDC數(shù)據(jù)單元，再經(jīng)LLC層處理為LLC幀單元，最終經(jīng)空中接口送給移動臺。第二種情況中，一個公用數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)到移動臺，首先通過數(shù)據(jù)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議建立數(shù)據(jù)網(wǎng)和GGSN之間的路由。然后經(jīng)過LLC層處理為LLC幀，通過空中接口送到GSM網(wǎng)絡(luò)中移動臺所處的SGSN，SGSN把數(shù)據(jù)送到GGSN，GGSN把收到的消息進(jìn)行解裝處理，轉(zhuǎn)換為可在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送的格式(如PSPDN的PDU)，最終送給公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的用戶。GPRS的路由管理表現(xiàn)在以下三個方面:移動臺發(fā)送數(shù)據(jù)的路由建立、移動臺接收數(shù)據(jù)的路由建立、以及移動臺處于漫游時(shí)數(shù)據(jù)路由的建立。網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要是Phase 1階段提供的TCP/IP【6】，這些協(xié)議對于傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如BSS和NSS等設(shè)備)是透明的。SNDC被稱為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它是一 GPRS協(xié)議模型種基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程HDLC的無線鏈路協(xié)議。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動臺共享。Um接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層則負(fù)責(zé)提供空中接口的各種邏輯信道。Um接口是GSM的空中接口。至此，IP包通過了GPRS網(wǎng)絡(luò)，承載的功能完成了。經(jīng)過上述處理，最終得到的突發(fā)序列與GSM無異，每個包含114bit的數(shù)據(jù)信息。MAC的功能是控制空中資源的使用，由于一個用戶可以使用多個信道，多個用戶也可以使用一個信道，而且，資源的分配是動態(tài)的，所以下行傳輸時(shí)，MAC必須標(biāo)識當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊是給哪一個MS的，上行傳輸時(shí)，必須指定當(dāng)前資源由誰使用。在BSS和MS之間的Um接口，任何由空中接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，必須先經(jīng)過兩個協(xié)議的處理，即RLC (Radio Link Control)和MAC