第四章交通流檢測技術(shù)與方法Copy演示文稿

第四章交通流檢測技術(shù)與方法Copy演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有55頁\編輯于星期五交通檢測的目的與意義交通檢測的目的檢測預(yù)測誘導(dǎo)現(xiàn)在是2頁\一共有55頁\編輯于星期五交通檢測的意義交通檢測的意義全面了解交通狀況合理應(yīng)對交通問題及時(shí)發(fā)布交通信息ITS現(xiàn)在是3頁\一共有55頁\編輯于星期五第一節(jié)車輛檢測器檢測內(nèi)容與參數(shù)：車流量、車速、車間距、車輛類型、道路占用率、車輛違章信息、交通事故信息等的檢測應(yīng)用：信號自適應(yīng)控制交通誘導(dǎo)、事故事件檢測、主輔路出入口車流控制、停車場車位管理、事故事件警報(bào)道路交通評價(jià)、交通影響分析、智能交通研究交通事故處理現(xiàn)在是4頁\一共有55頁\編輯于星期五第一節(jié)車輛檢測器按照具體劃分方式不同，有以下幾種分類：①按安裝方式分為永久式安裝（固定式安裝）、臨時(shí)性安裝（便攜式安裝）；②按采集時(shí)間長短分為連續(xù)式采集設(shè)備（一般采用永久式安裝設(shè)備）、間隙式采集設(shè)備（多采用臨時(shí)性安裝設(shè)備）；③按檢測技術(shù)方法分為感應(yīng)線圈檢測、視頻檢測、微波檢測、氣壓管檢測、超聲波檢測、磁映像檢測、紅外檢測、激光檢測等；④按檢測目的劃分為綜合數(shù)據(jù)調(diào)查、專項(xiàng)數(shù)據(jù)調(diào)查。目前國內(nèi)外在車輛檢測器中，大量應(yīng)用了電磁傳感技術(shù)、超聲傳感技術(shù)、雷達(dá)探測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等高新科學(xué)技術(shù)，常用檢測器有以下幾種?，F(xiàn)在是5頁\一共有55頁\編輯于星期五一、環(huán)形線圈檢測

1、基本原理是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測器。傳感器是一個(gè)埋在路面下通有一定工作電流的環(huán)形線圈（一般為2米X1.5米）。當(dāng)車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上時(shí)，車輛自身鐵質(zhì)切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感變化量就可以檢測出車輛的通過或存在。檢測這個(gè)電感變化量一般來說有兩種方式：利用相位鎖存器和相位比較器對相位的變化進(jìn)行檢測由環(huán)形線圈構(gòu)成回路的耦合電路對其振蕩頻率進(jìn)行檢測現(xiàn)在是6頁\一共有55頁\編輯于星期五環(huán)形線圈檢測基本原理

現(xiàn)在是7頁\一共有55頁\編輯于星期五技術(shù)指標(biāo)表車輛速度檢測范圍10~255公里/小時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)周期1~60分鐘正常工作溫度-20℃~70℃濕度0%~95%，無冷凝電源AC220V±20%，50Hz，1.2A功耗≤50w蓄電池充電電流＞2A蓄電池放電保護(hù)電壓20.4±0.3V尺寸(長×深×高)270×237×132機(jī)箱外殼防護(hù)等級IP65(需選配專用機(jī)柜)MTBF20000小時(shí)通訊接口兩個(gè)9600波特率的RS232通訊接口誤差范圍速度≤±2%車長0.2米車道占有率≤±1%計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率≥99%行車間距≤3米檢測車道數(shù)量1~8車道參照國家標(biāo)準(zhǔn)JT/T455~2001《環(huán)行線圈車輛檢測器》現(xiàn)在是8頁\一共有55頁\編輯于星期五2、安裝車輛感應(yīng)線圈埋設(shè)質(zhì)量非常重要，應(yīng)敷設(shè)在路面之中，一般使用高溫導(dǎo)線。切割路面線槽建議使用盤式切割機(jī)或類似設(shè)備。為防止線槽的直角拐角損壞線圈，建議在直角拐彎處切一個(gè)45o的斜角，減小線槽對線圈的破壞?，F(xiàn)在是9頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是10頁\一共有55頁\編輯于星期五3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（1）優(yōu)點(diǎn)①測速精度和交通量計(jì)數(shù)精度較高；②穩(wěn)定性好，一定時(shí)期內(nèi)故障率低；③不受氣象和交通環(huán)境變化的影響，抗干擾能力強(qiáng)；④成本低、安裝較方便。（2）缺點(diǎn)①需要在每條車道下埋設(shè)線圈，對路面有破壞作用，影響路面壽命；②長期使用后線圈易受損壞，維護(hù)時(shí)要封閉車道、開挖路面，影響交通運(yùn)輸，導(dǎo)致成本升高，維護(hù)工作量大；③路面大修時(shí)往往挖斷檢測棒，給路面的重鋪和大修增加了困難，道路改擴(kuò)建也受牽制；④受感應(yīng)線圈自身測量原理的限制，當(dāng)車流擁堵、車間距小時(shí)，檢測精度大幅度降低?，F(xiàn)在是11頁\一共有55頁\編輯于星期五3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（3）適用性由自身安裝條件、維護(hù)要求決定，感應(yīng)線圈檢測器更適用于高速公路、橋梁、隧道，不適于城市道路交通檢測。作為傳統(tǒng)的固定式交通信息檢測設(shè)備，目前感應(yīng)線圈檢測器已廣泛應(yīng)用于交通信息采集系統(tǒng)，如ITS系統(tǒng)的交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、道口收費(fèi)系統(tǒng)、停車場管理、車輛計(jì)數(shù)等。感應(yīng)線圈檢測以其高可靠性、高性價(jià)比、使用方便的優(yōu)點(diǎn)在未來較長時(shí)期會繼續(xù)使用。隨著科技的進(jìn)步，如果能開發(fā)新型材料以提升抗壓能力、減小受壓面積，或者開發(fā)出埋設(shè)更深、精度更高的新型線圈，感應(yīng)線圈檢測的應(yīng)用領(lǐng)域一定會更廣泛。現(xiàn)在是12頁\一共有55頁\編輯于星期五二、視頻檢測1、基本原理通過軟件在視頻圖像上按車道設(shè)置虛擬車道檢測器，當(dāng)車輛通過虛擬檢測器時(shí)，就會產(chǎn)生一個(gè)檢測信號，再經(jīng)過軟件數(shù)字化處理并計(jì)算得到所需的交通數(shù)據(jù)，如車型、車流量、車速、車距、占有率等，另外監(jiān)控人員還可以通過監(jiān)視器上的視頻圖像實(shí)時(shí)觀察檢測范圍內(nèi)的車輛行駛狀況，得到所需的交通數(shù)據(jù)現(xiàn)在是13頁\一共有55頁\編輯于星期五二、視頻檢測現(xiàn)在是14頁\一共有55頁\編輯于星期五視頻檢測其主要功能有：①移動或停止車輛的存在或通過檢測；②行車方向檢測；③速度測量；④基于車輛狀態(tài)值的各種報(bào)警；⑤通過邏輯算法把多個(gè)檢測器與相位的狀態(tài)結(jié)合起來給出一個(gè)參數(shù)輸出；⑥可按用戶需要，在監(jiān)視器里顯示各種檢測器的檢測狀態(tài)?，F(xiàn)在是15頁\一共有55頁\編輯于星期五2、安裝安裝在路面上方、路中間的隔離帶上。攝像機(jī)的安裝高度通常在7~20米之間。通過輸入從現(xiàn)場測量的攝像機(jī)高度、路面檢測區(qū)標(biāo)定長度等參數(shù)對檢測器進(jìn)行校準(zhǔn)，現(xiàn)代的視頻檢測器在校準(zhǔn)時(shí)也無需其他額外設(shè)備，系統(tǒng)自身即可完成?，F(xiàn)在是16頁\一共有55頁\編輯于星期五3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（1）優(yōu)點(diǎn)①系統(tǒng)設(shè)置靈活②安裝簡單，使用方便，不破壞路面，不需封閉交通③可檢測多個(gè)車道④精度高⑤能夠得到可視圖像，并直觀、實(shí)時(shí)顯示交通流信息（2）缺點(diǎn)①檢測精度的穩(wěn)定性不好②檢測精度受現(xiàn)場照明的限制③易受天氣、環(huán)境影響，抗干擾性能弱④大型車遮擋、陰影、積水反射、晝夜轉(zhuǎn)換會造成誤差⑤價(jià)格偏高現(xiàn)在是17頁\一共有55頁\編輯于星期五3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（3）適用性視頻車輛檢測器主要用于車輛檢測及分類、交通擁堵分類、交通流的預(yù)測、交通參數(shù)的估計(jì)、字符的辨識、駕駛員行為的模擬等，能夠?yàn)榻煌ūO(jiān)控提供大量的監(jiān)測信息，還可以用于信號燈控制交叉口車輛存在檢測、隧道內(nèi)交通檢測、交通事故檢測等。現(xiàn)在是18頁\一共有55頁\編輯于星期五三、遠(yuǎn)程微波檢測

微波（雷達(dá)）車輛檢測器主要由微波發(fā)射、接收探頭及其控制器、調(diào)制解調(diào)器等組成。雷達(dá)檢測技術(shù)早期應(yīng)用于測量單車車速，近年來高速公路上RTMSSS105雷達(dá)檢測器，能同時(shí)檢測雙向多條車道的車流量、車速、車型等參數(shù)。現(xiàn)在是19頁\一共有55頁\編輯于星期五三、遠(yuǎn)程微波檢測

1、原理利用微波（雷達(dá)）檢測原理，工作時(shí)檢測單元連續(xù)發(fā)射微波，通過被反射波束來檢測車輛的存在?，F(xiàn)在是20頁\一共有55頁\編輯于星期五三、遠(yuǎn)程微波檢測

1、原理RTMS在微波束發(fā)射方向上以2m(7英尺）為一層面分層面探測，RTMS微波束發(fā)射角為40°，方位角為15°。安裝好以后，它向公路投影形成一個(gè)可以分為32個(gè)層面的橢圓形波束，這個(gè)橢圓的寬度取決于選擇的工作方式，并因檢測器安裝角度和安裝距離的不同稍有變化?，F(xiàn)在是21頁\一共有55頁\編輯于星期五2、安裝兩種安裝模式：側(cè)向安裝和正向安裝在對高速公路或城市快速路進(jìn)行交通流檢測時(shí)，一般應(yīng)選擇側(cè)向安裝，這種安裝模式可以同時(shí)檢測雙向八車道的流量、速度和車頭時(shí)距數(shù)據(jù)。側(cè)向安裝時(shí)，為了使微波束的投影覆蓋所有的車道，傳感器必須滿足一定的后置距離和安裝高度。

瞄準(zhǔn)中間（3車道）或1/3處（5車道）的情況

現(xiàn)在是22頁\一共有55頁\編輯于星期五

RTMS的安裝方式

現(xiàn)在是23頁\一共有55頁\編輯于星期五RTMS安裝的后置距離車道數(shù)要求最小的后置距離X2型要求最小的后置距離X3型英尺米英尺米1~310~133~482.54154.51036206123.58257.51348+中間隔離帶〉30〉9154.5現(xiàn)在是24頁\一共有55頁\編輯于星期五3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（1）優(yōu)點(diǎn)①安裝簡易方便，不破壞路面，維修時(shí)不需封閉車道②可檢測靜止車輛，也可檢測多車道的多項(xiàng)交通流信息③全天候工作，穿透雨滴、濃霧和大雪，抗干擾能力強(qiáng)。④交通量計(jì)數(shù)精度較高。（2）缺點(diǎn)①無法像視頻檢測提供視覺監(jiān)視的能力，不能記錄車輛或交通的可視特征；②流量小、速度差距大的情況下測速精度差；③安裝精度要求高，檢測精度受周圍地形條件的影響，需安裝在路側(cè)沒有丘陵或其他障礙物的平坦路段；④道路具有鐵制的分隔帶時(shí)，檢測精度下降?，F(xiàn)在是25頁\一共有55頁\編輯于星期五3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（3）適用性適合于車流量大、車輛行駛速度均勻的道路。主要應(yīng)用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量調(diào)查站和橋梁的交通參數(shù)采集，提供車流量、速度、車道占有率和車型等實(shí)時(shí)信息，信息可用隔離接觸器連接到現(xiàn)行的控制器或通過串行通信線路連接到其他系統(tǒng)，為交通控制管理，交通信息發(fā)布等提供數(shù)據(jù)支持。微波車輛檢測更適用于高速公路交通信息采集，高速公路流量大、車速快，環(huán)境條件多變，需要采集設(shè)備易安裝、易維護(hù)，能夠適應(yīng)諸如霧、夜晚、大風(fēng)等不良環(huán)境，而微波檢測器就具有無需開挖路面、路側(cè)安裝、易于維護(hù)、惡劣天氣下性能穩(wěn)定的特點(diǎn)?，F(xiàn)在是26頁\一共有55頁\編輯于星期五四、氣壓管檢測1、基本原理當(dāng)車輛經(jīng)過氣壓管傳感器時(shí)，氣壓管內(nèi)部便產(chǎn)生一股微弱的氣流并傳到檢測設(shè)備上的空氣開關(guān)，從而便形成了一個(gè)車軸電信號。橡膠氣壓管傳感器技術(shù)采用2個(gè)氣壓管傳感器提供信號，記錄每個(gè)車軸的時(shí)刻，利用交通管理軟件對車軸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可獲得交通量、車速、車輛類型、車流密度等交通流參數(shù)?，F(xiàn)在是27頁\一共有55頁\編輯于星期五2、安裝選擇安裝位置時(shí)，被指定位置的許多因素會影響記錄數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量，安裝位置的選擇要注意以下幾點(diǎn)：①所選擇的位置一定使車輛能夠勻速的通過氣壓管，如果可能，要避免選擇那些會讓車輛加速或減速的位置，如轉(zhuǎn)彎，陡坡，交通燈或十字路口處。②一定要避免選擇車輛會停在氣壓管傳感器上的位置。③一定要使車輛垂直通過氣壓管，避免選擇那些會斜向通過氣壓管的位置。④避免那些由于突然轉(zhuǎn)向或換道而只通過一個(gè)氣壓管的位置。⑤要為路旁單元選擇一個(gè)安全合適的位置，避免線桿或樹木之類的障礙物?，F(xiàn)在是28頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是29頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是30頁\一共有55頁\編輯于星期五五、超聲波檢測超聲波檢測器是波束檢測裝置的一種，波束檢測裝置有多種形式，一般都由波束發(fā)生器、接收器和時(shí)控電路組成?，F(xiàn)在是31頁\一共有55頁\編輯于星期五五、超聲波檢測1、基本原理發(fā)生器、接收器為換能器，產(chǎn)生電—聲或者電磁波的正逆變換，時(shí)控電路對發(fā)生器和接收器進(jìn)行調(diào)諧控制，使發(fā)生器每隔一定的時(shí)間間隔產(chǎn)生并發(fā)射出一束波，同時(shí)，又可在發(fā)射的間隙接收反射回來的信號。由于超聲波傳感器的檢測區(qū)域由超聲波發(fā)射器的波幅決定，因此，利用超聲波傳感器發(fā)射脈沖波，通過測量由路面或車輛表面發(fā)射的脈沖超聲波的波形，可確定從傳感器到路面或車輛表面的距離；同時(shí)，因路上有車和路上無車時(shí)的傳感器所測信號有差別，可借此確定車輛的出現(xiàn)；傳感器再利用接收的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過信號處理模塊進(jìn)行分析和處理，就可以得出車流量、車速、車型等參數(shù)，并提供車頭時(shí)距和車道占用率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其分型方式是按車輛外形輪廓劃分?，F(xiàn)在是32頁\一共有55頁\編輯于星期五2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（1）優(yōu)點(diǎn)①價(jià)格低、體積小、可移動、壽命長，易于安裝與維護(hù)②方向性好③不受車輛遮擋影響，對密集車流適應(yīng)性好；④對雨、霧、雪穿透能力強(qiáng)，可在惡劣氣候條件下工作。（2）缺點(diǎn)①儀器反應(yīng)時(shí)間長、誤差大，波束發(fā)散角大、分辨率低、衰減快，有效測量距離?。虎谛阅苁墉h(huán)境影響，如溫度和氣流。（3）適用性主要用于車速測量、停車場車位檢測，也用于交通信號機(jī)中，替代感應(yīng)線圈檢測器作為車輛檢測器，以降低環(huán)境干擾?，F(xiàn)在是33頁\一共有55頁\編輯于星期五六、磁映像檢測

車輛磁映像（VehicleMagneticImaging-VMI）技術(shù)是美國Nu-metrics公司的專利，屬于便攜式綜合數(shù)據(jù)調(diào)查檢測技術(shù)，是固定式的被動聲學(xué)檢測設(shè)備，本身不產(chǎn)生磁場，放在道路上截取磁性的擾動。利用車輛對通過地磁場的影響，檢測車輛交通參數(shù)?，F(xiàn)在是34頁\一共有55頁\編輯于星期五六、磁映像檢測

一、原理采用低功耗、高靈敏度的強(qiáng)導(dǎo)磁材料，將地磁磁通線集中約束在比較小的空間，當(dāng)車輛接近磁力檢測傳感器的檢測區(qū)域時(shí)，檢測區(qū)域的磁力線受擠壓；當(dāng)車輛將要通過檢測區(qū)域時(shí)，磁力線沿中心聚合；當(dāng)車輛正在通過檢測區(qū)域時(shí)，磁力線沿中心發(fā)散。這樣利用車輛接近、將要通過及正在通過檢測區(qū)域時(shí)磁力線的變化對車輛進(jìn)行檢測。

(1)各種車輛車體的鐵金屬材料分布不同，對地磁通線產(chǎn)生的變形影響不一樣，所得出的電壓-時(shí)間曲線形狀也各不相同，各具特色。這一現(xiàn)象可以用來區(qū)分大貨車和小客車、檢測車身長度，也為識別車型提供了基礎(chǔ)。(2)車輛車速改變，曲線的形狀發(fā)生變化，而且時(shí)間軸的壓縮量明顯與車速成正比。現(xiàn)在是35頁\一共有55頁\編輯于星期五電壓—時(shí)間曲線地磁通線車輛磁映像技術(shù)工作原理

現(xiàn)在是36頁\一共有55頁\編輯于星期五2、安裝安裝環(huán)境要求較低，可以安裝到快速路系統(tǒng)的任何位置。安裝時(shí)，將磁映像檢測器置于車道中間，然后將保護(hù)殼蓋在流量計(jì)上面，在保護(hù)殼上的8個(gè)凹下的圓孔處各放入一個(gè)墊圈，用鐵錘將水泥鋼釘從墊圈釘入路面，對水泥混凝土路面應(yīng)釘入1/2英寸深；而瀝青路面則應(yīng)釘入2英寸深。在安裝時(shí)要特別注意，磁映像檢測器外殼上部鑄有一個(gè)大箭頭，這個(gè)箭頭應(yīng)指向車輛流動方向，應(yīng)正確安裝。假如安裝方向相反，它仍舊能統(tǒng)計(jì)車輛數(shù)量但卻不能對車輛進(jìn)行分類?，F(xiàn)在是37頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是38頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是39頁\一共有55頁\編輯于星期五

NC-97現(xiàn)場檢測

NC-97設(shè)置軟件界面現(xiàn)在是40頁\一共有55頁\編輯于星期五七、紅外線檢測

紅外線檢測是通過線性排列的紅外光發(fā)射和接收來實(shí)現(xiàn)對車輛的同步掃描，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，從而實(shí)現(xiàn)對車輛數(shù)據(jù)的綜合檢測，是波束檢測裝置的一種，有主動式和被動式，都可以用于交通管理。1、基本原理主動式紅外線檢測基本原理類似于微波檢測，其自身配有指向測量車道的紅外線光源，當(dāng)駛近的車輛接近紅外檢測器時(shí)，就會將紅外光反射回紅外檢測器，通過由紅外線發(fā)射或反射與接收信號，來提供公路車流中不同車輛的各種參數(shù)。被動式紅外檢測技術(shù)，使用探測器來測量物體發(fā)出的紅外線能量：當(dāng)汽車通過被動式紅外線檢測器檢測的區(qū)域時(shí)，檢測器會自動檢測到汽車發(fā)動機(jī)熱輻射所發(fā)出的紅外線，增量驅(qū)動檢測器會向控制系統(tǒng)輸出信號，就可以檢測來往車輛的運(yùn)動軌跡，能提供汽車通過時(shí)多角度的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是41頁\一共有55頁\編輯于星期五2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（1）優(yōu)點(diǎn)①安裝簡便、使用壽命長②能獲得汽車通過時(shí)多角度數(shù)據(jù)③高速響應(yīng)，抗干擾性強(qiáng)④不受光線條件的影響，能在完全黑暗的情況下工作。（2）缺點(diǎn)①單道性太強(qiáng)，一個(gè)紅外線檢測器僅能檢測一條車道②受周圍環(huán)境影響太大，比如大氣的溫度和濕度；③穿透灰塵、云霧、雨滴和雪花的能力很弱。（3）適用性可用于采集交通流中不同車輛的各種參數(shù)，非常適合于不破壞地面的安裝和應(yīng)用。現(xiàn)在是42頁\一共有55頁\編輯于星期五八、激光檢測便攜式激光檢測設(shè)備為激光測速儀，測量單車車速時(shí)，測量瞄準(zhǔn)性比較好。固定式激光車輛檢測器是由激光發(fā)射器和接收器組合而成的一體機(jī)?，F(xiàn)在是43頁\一共有55頁\編輯于星期五八、激光檢測1、基本原理利用安全激光探測原理，當(dāng)車輛從檢測單元下方通過時(shí)，接收機(jī)接收到阻斷信息或反射信息，通過計(jì)算激光返回的時(shí)間來感知車輛，可以實(shí)現(xiàn)對通過車輛的車流量、速度、高度、長度等信息的檢測。激光幕簾可同時(shí)掃描行駛車輛的三維輪廓。同時(shí)，可以根據(jù)車輛的幾何尺寸及外形輪廓特征來確定車型?，F(xiàn)在是44頁\一共有55頁\編輯于星期五2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用性（1）優(yōu)點(diǎn)①測量距離遠(yuǎn)、反應(yīng)速度快、測速精度高、誤差??；②精確，環(huán)境適應(yīng)性好。（2）缺點(diǎn)①成本高，安裝難度大；②只能在靜止?fàn)顟B(tài)下應(yīng)用；③激光光束必須要瞄準(zhǔn)垂直與激光光束的平面反射點(diǎn)。（3）適用性激光測速器不能在運(yùn)動中使用，所以一般交警都把儀器放在巡邏車上，停車靜止使用。激光測速儀的取證能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷達(dá)測速儀。激光車檢器主要用于流量﹑車速﹑車輛高度和寬度檢測?，F(xiàn)在是45頁\一