微波式交通流量調(diào)查解決方案模板

微波式交通流量調(diào)查解決方案資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除。微波式交通量調(diào)查方案1.1概述近年來,中國的機(jī)動車擁有量日益增多,這對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要作用。但隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、車輛的普及以及人口、經(jīng)濟(jì)活動的郊外化,無論發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,都毫無例外地承受著不斷加劇的交通擁擠、交通事故、環(huán)境污染、能源短缺等交通問題的困擾。解決交通問題的方法有兩個:一是擴(kuò)建道路,二是提高道路的利用率。擴(kuò)建道路成本較高、占用土地,而且在城市內(nèi)部可供使用的土地和空間有限。交通系統(tǒng)是一個很大的復(fù)雜系統(tǒng),不能簡單從單一方面入手找到解決的合理方案,智能交通系統(tǒng)就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。它把車輛和道路綜合起來系統(tǒng)地解決交通問題,從而極大地提高了現(xiàn)有的道路利用率。智能交通系統(tǒng)(IntelligenttransportationSystem,簡稱ITS)是最近來提出的新概念,其含義是綜合運(yùn)用先進(jìn)的通訊信息、網(wǎng)絡(luò)、自動控制、交通工程等技術(shù),改進(jìn)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行情況,提高運(yùn)輸效率和安全性,減少交通事故,降低環(huán)境污染,從而建立一個智能化的、安全、便捷、舒適、環(huán)保的綜合交通運(yùn)輸體系。隨著ITS研究的廣泛開展,其研究也日益得到重視。在ITS這個綜合系統(tǒng)中,交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備占據(jù)重要位置,準(zhǔn)確實時獲得各種交通數(shù)據(jù)(包括車流量、車速度、車輛密度、車頭距、占有率等)是非常重要的一環(huán),ITS中的交通誘導(dǎo)系統(tǒng),信息發(fā)布系統(tǒng),交通信號系統(tǒng),交通仿真系統(tǒng),以及交通預(yù)測系統(tǒng)都需要建立在交通數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。只有在掌握大量的交通數(shù)據(jù)的前提下,才有實現(xiàn)智能交通的可能。詳盡、充分的交通數(shù)據(jù)將為各種決策提供科學(xué)的依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。1.2設(shè)計目標(biāo)根據(jù)交通部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,選用合適的交通流量采集系統(tǒng)為用戶建設(shè)交通流量觀測站,用于檢測車流量、車速、車型以及占有率等各類交通數(shù)據(jù),為管理部門進(jìn)行交通規(guī)劃、道路建設(shè)、交通控制提供可靠數(shù)據(jù)。

1.3設(shè)計原則▲可行性和適應(yīng)性原則:系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)使系統(tǒng)具有在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的可能性。▲實用性和經(jīng)濟(jì)性原則:系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)貫徹面向用戶、注重實效的方針,堅持實用、經(jīng)濟(jì)的原則?！冗M(jìn)性和成熟性原則:系統(tǒng)設(shè)計既要采用先進(jìn)的概念、技術(shù)和方法,又要注意結(jié)構(gòu)、設(shè)備、工具的相對成熟。既要反映當(dāng)今的先進(jìn)水平,又要具有可擴(kuò)充、可升級潛力?！_發(fā)性和標(biāo)準(zhǔn)性:為滿足系統(tǒng)所選用的技術(shù)和設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行能力,系統(tǒng)投資的長期效應(yīng)以及系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展的需要,必須保證系統(tǒng)的開發(fā)性和標(biāo)準(zhǔn)性▲可靠性和穩(wěn)定性原則:在考慮技術(shù)先進(jìn)性和開放性的同時,應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理、廠商技術(shù)及維修能力等方面著手．確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,使系統(tǒng)達(dá)到最大的平均無故障時間?！踩院捅Ｃ苄栽瓌t:在系統(tǒng)設(shè)計中,既要考慮信息資源的充分共享,更要注意信息系統(tǒng)的保護(hù)和隔離,應(yīng)分別針對不同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;采取不同的措施,包括系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存取控制等?！蓴U(kuò)展性和易維護(hù)性原則:為適應(yīng)系統(tǒng)變化的需要,系統(tǒng)在設(shè)計時,應(yīng)充分考慮以最簡便的方法、最低的投資、實現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)。

1.4設(shè)計依據(jù)▲《固定式交通流量調(diào)查設(shè)備技術(shù)條件》▲《固定式交通流量調(diào)查設(shè)備交工驗收與期間性能核查檢測規(guī)程》▲《固定式交通流量調(diào)查設(shè)備與數(shù)據(jù)服務(wù)中心通訊協(xié)議》▲《交調(diào)設(shè)備相關(guān)管理辦法及外場檢測操作實細(xì)則(征求意見版本)》▲《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)一交通信息采集(征求意見稿)》▲《”黃金周”公路交通量調(diào)查統(tǒng)計制度》(交通部3月)▲《信息技術(shù)設(shè)備(包括性能事物設(shè)備)的安全》(GB4943)▲《民用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50198-84)▲《安全防范工程費(fèi)用概預(yù)算編制方法》(GA／T70-1994)▲《計算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范》(GB8566—88)▲《性能裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》(GB50168—92)▲《電業(yè)安全工業(yè)規(guī)程》(DL408—91)▲《工業(yè)企業(yè)通訊設(shè)計規(guī)范》(GBJ42-81)▲《系統(tǒng)工程設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定》(YDJl3-88)▲《工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范》(GBJ79-85)▲《安全防范工程程序與要求》(GA／T75-94)▲《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94)▲《電視和聲音信號的電纜分配系統(tǒng)》(GB/T16510-9x)▲《CATV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》(GY/T121—1995)第二章全自動觀測站點(diǎn)建設(shè)概要2.1全自動車輛檢測技術(shù)在交通信息檢測領(lǐng)域中,當(dāng)前有很多種檢測方法:環(huán)形線圈、超聲波、紅外線、激光、微波以及圖像等等。各種方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn),如何根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)要求選用不同的方法有機(jī)集成好交通信息采集系統(tǒng),是體現(xiàn)交通信息集成科技公司技術(shù)水平的一面鏡子。2.1.1基本原理對比:設(shè)備類型基本原理車型識別原理車速識別原理地埋線圈(常規(guī))探測路面電感量變化按車輛長度識別車型,部分設(shè)備還使用了電感變量車輛經(jīng)過前后線圈的時間差識別車速電磁線圈(微型線圈)探測路面磁場強(qiáng)度的變化根據(jù)車輛金屬在徑向上的分布識別車輛經(jīng)過前后探頭的時間差識別車速壓電檢測路面壓力根據(jù)軸距特征識別車輛經(jīng)過的時間差計算車速超聲波檢測路面運(yùn)動物體高度變化曲線識別車輛縱向外輪廓線車輛經(jīng)過前后探頭的時間差和頻率飄移識別車速微波檢測電波反射按車輛長度識別車型多普勒效應(yīng)(頻率飄移)視頻(常規(guī))檢測路面圖象黑白對比度變化根據(jù)長寬值識別測量經(jīng)過虛擬線圈的時間計算車速視頻(全視域)檢測路面圖象黑白對比度變化根據(jù)長寬高及風(fēng)擋、前臉等多個外觀特征測量經(jīng)過整個攝像機(jī)視場的時間計算車速2.1.2安裝維護(hù)對比:設(shè)備類型安裝方式優(yōu)勢缺點(diǎn)地埋線圈(常規(guī))路面切槽安裝線圈施工工藝簡單,線圈價格便宜對路面破壞最嚴(yán)重,線圈容易被破壞電磁線圈(微型線圈)路面切槽布設(shè)探頭對路面破壞是接觸式設(shè)備中最小的,探頭深埋地下不易被破壞仍需少量破壞路面(類似兩條道路伸縮縫)壓電路面切槽布設(shè)壓感條測量軸距和速度較為準(zhǔn)確,能夠提供軸載輔助功能。對路面破壞僅次于線圈,客貨識別較困難超聲波在路面上方橫向安裝探頭探頭與車輛不接觸,使用壽命長,不破壞路面如果沒有現(xiàn)成的跨線橋,則需安裝專用門架微波在路面?zhèn)认虬惭b探頭探頭與車輛不接觸,使用壽命長,不破壞路面需專用立柱視頻(常規(guī))在路面中央的正上方安裝攝像機(jī)探頭與車輛不接觸,使用壽命長,不破壞路面需專用立柱,在無中央隔離帶的道路上不便安裝視頻(全視域)在路面上方安裝攝像機(jī)探頭與車輛不接觸,使用壽命長,不破壞路面需專用立柱

2.1.3檢測精度對比:設(shè)備類型流量檢測車型分類精度車速識別精度地埋線圈(常規(guī))高普通設(shè)備較差,高檔設(shè)備較高一般電磁線圈(微型線圈)高高,但對異型車輛識別較差一般壓電高長度分類準(zhǔn)確,客貨分類較差高超聲波高高,但在8級以上的大風(fēng)下識別率有所下降一般微波一般,車輛容易受到遮擋一般較高視頻(虛擬線圈)白天較高,夜間識別精度很低白天一般,夜間識別精度很低較低,測速距離比較短視頻(全視域)白天較高,夜間識別精度有所下降白天很高,夜間識別精度有所下降較高,測速距離遠(yuǎn)達(dá)100米以上

2.1.4全壽命費(fèi)用對比:設(shè)備類型初裝費(fèi)用維護(hù)頻度及費(fèi)用全壽命費(fèi)用地埋線圈(常規(guī))便宜維護(hù)頻度最高,直接維護(hù)費(fèi)用高,且需要封道,間接損失大較高地埋線圈(超微型)中等維護(hù)量極小,更換設(shè)備費(fèi)用中等較低壓電中等道路維修容易破壞昂貴的壓感條。一般超聲波中等維護(hù)量較小,如有專用門架,可不封道維護(hù),更換設(shè)備費(fèi)用中等一般微波中等維護(hù)量較小,更換設(shè)備費(fèi)用中等一般視頻(虛擬線圈)較高維護(hù)量較小,但更換設(shè)備費(fèi)用較高較高視頻(全視域)較高維護(hù)量較小,但更換設(shè)備費(fèi)用較高較高浙江潤鑫已開發(fā)出超聲波、地埋線圈、超微型地埋線圈、視頻、手動多個系列的交通流量采集產(chǎn)品,并圍繞核心產(chǎn)品開發(fā)了齊全的通訊、供電等周邊產(chǎn)品,可根據(jù)用戶的實際需要為用戶量身打造最合適的交通流量采集解決方案。2.2浙江潤鑫全自動觀測站主要設(shè)備構(gòu)成一般,一個全自動交通流量觀測站包括如下設(shè)備:檢測器、通訊、供電等。下面我們將分別介紹。2.2.1檢測器:根據(jù)上面所述的原理,我們能夠選擇合適的檢測技術(shù),制造出車輛檢測器。車輛檢測器作為全自動交通流量觀測站的核心,負(fù)責(zé)檢測經(jīng)過監(jiān)測斷面的車輛類型、數(shù)量、速度、占有率、車頭距等參數(shù),供交通流量調(diào)查分析使用。由于檢測器直接決定觀測站的技術(shù)水平和實際能力,我們將在后面的章節(jié)中詳細(xì)闡述。

2.2.2通訊:A、全自動觀測站通訊需求分析根據(jù)交通部發(fā)布的《固定式交通流量調(diào)查設(shè)備與數(shù)據(jù)服務(wù)中心通訊協(xié)議》和《固定式交通流量調(diào)查設(shè)備技術(shù)條件》的要求,全自動交通流量觀測站應(yīng)具備的通訊能力包括:1、同時向多個DSC傳輸數(shù)據(jù)2、向DSC傳輸實時交通數(shù)據(jù)3、斷電數(shù)據(jù)保存、斷點(diǎn)數(shù)據(jù)續(xù)傳4、USB、RS232、RS485、RJ45等多種外圍接口B、通訊硬件設(shè)計為了滿足上述要求,我們在硬件上采取了多種措施:硬件結(jié)構(gòu)上采取了檢測機(jī)-通訊機(jī)雙層獨(dú)立結(jié)構(gòu)。檢測機(jī)由傳感器、信號處理板等組成,負(fù)責(zé)提取車輛特征信號,識別車輛類型,計算車輛運(yùn)動參數(shù)。檢測機(jī)得到的車輛信息,以單車數(shù)據(jù)包形式,經(jīng)過104數(shù)據(jù)總線發(fā)送給通訊機(jī)。通訊機(jī)由工業(yè)級104主板和周邊電路組成,配備WINXPE嵌入式系統(tǒng),具有豐富的周邊接口和多線程處理能力。能夠輕松實現(xiàn)多DSC傳輸,多協(xié)議傳輸?shù)刃枨?。?04通訊機(jī)后端,我們配備了一級D-LINK工業(yè)路由器,能夠很好的適配無線、有線等多種通訊方式,同時,其強(qiáng)大的安全功能能夠保障數(shù)據(jù)傳輸安全可靠。C、多DSC傳輸和多協(xié)議傳輸本方案中,為了滿足用戶對多DSC傳輸和多種數(shù)據(jù)格式傳輸?shù)男枰?同時,也為了適應(yīng)接下來馬上會進(jìn)行的部標(biāo)通訊協(xié)議修改(已出討論稿),我們在通訊機(jī)軟件上采取了如下措施。通訊機(jī)端運(yùn)行的軟件,采用了多進(jìn)程模式設(shè)計,進(jìn)程間構(gòu)建數(shù)據(jù)接口通道。在整體上,我們將數(shù)據(jù)接口劃分為實時數(shù)據(jù)、匯總數(shù)據(jù)兩類,將進(jìn)程分為實時數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)匯總和協(xié)議實現(xiàn)三類。實時數(shù)據(jù)獲取進(jìn)程負(fù)責(zé)掃描104總線,獲取檢測機(jī)傳來的實時數(shù)據(jù)包,經(jīng)過實時數(shù)據(jù)接口向需要的進(jìn)程提供。數(shù)據(jù)匯總進(jìn)程負(fù)責(zé)訂閱實時數(shù)據(jù),并按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn),將實時數(shù)據(jù)匯總為統(tǒng)計數(shù)據(jù),經(jīng)過匯總數(shù)據(jù)接口向協(xié)議實現(xiàn)進(jìn)程提供。協(xié)議實現(xiàn)進(jìn)程訂閱匯總數(shù)據(jù),并按照指定的通訊協(xié)議向指定DSC發(fā)送。經(jīng)過這個結(jié)構(gòu),我們能夠很容易的實現(xiàn)多DSC傳輸,多協(xié)議傳輸,如下圖所示:在本圖中,我們使用了三個協(xié)議實現(xiàn)進(jìn)程,很顯然,協(xié)議1和協(xié)議2能夠指向不同的DSC,而且使用不同的統(tǒng)計周期,而協(xié)議3則能夠直接向DSC傳輸實時車輛數(shù)據(jù)。本圖是按照上述構(gòu)成開發(fā)的軟件實例的切圖。我公司擁有很多開發(fā)類似系統(tǒng)的經(jīng)驗,例如上海外環(huán)智能化改造項目中,由于大業(yè)主是超出行政管轄范圍的上海交通信息委員會,她們提出要同時給交警、公路等多部門提供數(shù)據(jù)。最終,檢測器實現(xiàn)的通訊功能包括:1、以20秒為周期,按照上海交警MODBUS協(xié)議向交警指揮中心傳輸數(shù)據(jù),用于匝道控制;2、以300秒為周期,按照上海交警MODBUS協(xié)議向交警指揮中心傳輸數(shù)據(jù),用于道路誘導(dǎo);3、以300秒為周期,按照交通部通訊協(xié)議向公路署數(shù)據(jù)中心傳輸數(shù)據(jù),用于交通情況采集。該系統(tǒng)現(xiàn)已投入正式使用,在上海世博會期間,擔(dān)任上海外環(huán)的智能化管理任務(wù),運(yùn)行狀態(tài)良好。C、斷電數(shù)據(jù)保存和斷點(diǎn)續(xù)傳在上面的流程圖中,我們能夠看出,本地存儲模塊掛接在數(shù)據(jù)匯總進(jìn)程上,我們采用了成熟的工業(yè)級CF卡作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì),能夠在斷電情況下可靠存儲數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)保存空間600M,并可根據(jù)用戶要求擴(kuò)充。本地存儲數(shù)據(jù)格式采用了XML標(biāo)準(zhǔn),能夠高效的響應(yīng)協(xié)議進(jìn)程發(fā)出的數(shù)據(jù)查詢要求,實現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳和服務(wù)器補(bǔ)充傳輸?shù)裙δ?。D、擴(kuò)展接口104通訊主機(jī)采用了業(yè)界享有盛譽(yù)的盛博公司工業(yè)級主板,具有兩組USB,兩組RS232,兩組RS232/485,兩組10/100M以太網(wǎng)通訊接口,提供了豐富的擴(kuò)展應(yīng)用空間。E、無線通訊在用戶不方便使用光纖、ADSL等有線通訊的地區(qū),我們能夠為用戶建設(shè)無線通訊站點(diǎn)。無線通訊主要弱點(diǎn)在于在山區(qū)通訊不穩(wěn)定,大面積的丘陵給網(wǎng)絡(luò)覆蓋帶來很大挑戰(zhàn),山區(qū)和丘陵地形多為不規(guī)則排布,地形起伏較大,對無線信號的阻擋非常嚴(yán)重,其無線傳播主要是由大量的衍射、反射和散射組成。因此,山區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量不佳。特別在數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù),現(xiàn)有三家無線通訊服務(wù)商都很難實現(xiàn)無隙覆蓋。為了降低系統(tǒng)風(fēng)險,我們采用了覆蓋率最高的中國移動GPRS作為主要傳輸手段,同時,也使用中國電信CDMA傳輸終端作為備份手段。無線傳輸終端選用了國內(nèi)最大的工業(yè)無線終端生產(chǎn)商宏電的產(chǎn)品,為了適應(yīng)交通部標(biāo)準(zhǔn),我們選用了無線路由器,具體型號為宏電H7920。2.2.3供電A、市電供電方案在具備市電接入條件的地區(qū),能夠使用市電作為觀測站供電電源。其優(yōu)勢主要是價格低廉,可靠性高。但受限于觀測站環(huán)境,不能保證所有觀測站都獲得穩(wěn)定的電源。由于觀測站大多地處市郊,供電穩(wěn)定性和可靠性對觀測站穩(wěn)定性有較大影響,因此,我們能夠選擇UPS,寬幅電源等手段,提供可靠的工作電源。上圖所示的系統(tǒng)能夠輸入交流115V-300V的寬幅交流電,適應(yīng)遠(yuǎn)離城市的道路電網(wǎng)實際情況。在輸出方面,能夠提供AC220V,DC5V,DC12V三種電源,以供系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備需要。系統(tǒng)配備的蓄電池能夠提供超過8小時的斷電續(xù)航時間,同時,無論蓄電池放電是否達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn),市電恢復(fù)后,系統(tǒng)均可自行恢復(fù)工作,無需人工干預(yù)。還能夠根據(jù)用戶的需要進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)充。B、電源遠(yuǎn)程報警功能如果用戶需要對無人值守觀測站了解跟更多運(yùn)行信息,能夠為觀測站供電系統(tǒng)配備自動檢測如下參數(shù)的能力:A、輸入電源電壓、頻率B、輸出電源電壓、頻率C、電池容量、預(yù)測續(xù)航時間、電池溫度同時,在發(fā)生下列故障時,系統(tǒng)能夠自動向中心報警:A、輸入電源故障(斷電,電壓頻率超標(biāo),靈火線反向)B、蓄電池容量不足C、電池溫度過高下面切圖反應(yīng)了遠(yuǎn)程監(jiān)控端的工作狀態(tài):而本圖則反應(yīng)了市電中斷時的警告信息。同時,我們能夠根據(jù)用戶需要和喜好,定制不同的中心端監(jiān)控軟件。C、太陽能供電系統(tǒng)在市電無法接入的邊遠(yuǎn)地區(qū),或者接入市電代價昂貴的地區(qū),能夠選用太陽能供電系統(tǒng)。為滿足全自動觀測站對太陽能供電系統(tǒng)的需求,本方案選用光伏組件來構(gòu)建太陽能供電系統(tǒng)。本組件內(nèi)的電池片來自世界知名光伏企業(yè)--德國solarword公司,采用高強(qiáng)度、高透光性的太陽能專用鋼化玻璃及高性能耐紫外線輻射的TPT、EVA密封材料,經(jīng)專業(yè)設(shè)備層壓而成。電池板能抗冰雹沖擊和風(fēng)沙侵襲,在溫度劇變環(huán)境下正常使用,使用期間無需維護(hù),性能能夠穩(wěn)定可靠。注意:由于系統(tǒng)設(shè)備眾多,功耗較大,不建議使用太陽能供電。系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)如下:光伏電池功率:200W光伏電池使用壽命:25年功率衰減曲線:功率超過90%陰雨天供電能力:超過10天防護(hù)等級:IP65組件抗風(fēng)壓:大于2400帕抵御風(fēng)速:大于120Km/h蓄電池采用松下免維護(hù)電池,具有蓄電池過放電保護(hù)、充電后自動恢復(fù)放電、蓄電池過充電保護(hù)、防反充(蓄電池向太陽電池充電)功能。

2.3數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)存儲來自檢測器的實時交通流數(shù)據(jù),并根據(jù)用戶的分析和應(yīng)用需求向使用者提供查詢、報表生成,分析報告等功能。A、建立一個交調(diào)數(shù)據(jù)庫,存儲全部交通流量調(diào)查數(shù)據(jù),替代原有的手工表格和臺帳;B、建立一個從前端觀測點(diǎn)到后端數(shù)據(jù)庫的實時傳輸通道,實現(xiàn)交調(diào)數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時(5分鐘周期或自定義周期)傳輸,替代原有的手工報送;C、建立一個基本的交調(diào)業(yè)務(wù)系統(tǒng),為交調(diào)工作人員提供數(shù)據(jù)查詢和基本業(yè)務(wù)報表服務(wù),替代原有的手工填報報表;D、建立一個交調(diào)站點(diǎn)監(jiān)控平臺,管理人員能夠?qū)崟r觀察到下屬交調(diào)站點(diǎn)(自動化設(shè)備)的健康狀態(tài),對報送的數(shù)據(jù)置信度予以評估;E、建立一個基于數(shù)據(jù)庫的交通流量評估和預(yù)測分析系統(tǒng),為交調(diào)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步運(yùn)用提供業(yè)務(wù)平臺。F、提供開放式的數(shù)據(jù)接口,為數(shù)據(jù)向上報送(交通廳、部),平級發(fā)送(其它業(yè)務(wù)系統(tǒng))以及進(jìn)一步開發(fā)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。

第三章檢測器綜述固定式交通流量信息采集設(shè)備是最新部標(biāo)I級檢測產(chǎn)品,其視頻檢測部分采用我公司專利的全視域視頻跟蹤算法(主動視頻檢測),微波檢測部分采用了美國WavetronixLLC公司專利的SmartSensor雙波束雷達(dá)。兩種優(yōu)秀的檢測技術(shù),結(jié)合我司10多年專業(yè)交通流量調(diào)查設(shè)備研發(fā)制造經(jīng)驗,產(chǎn)生了這種革命性的復(fù)合交通流量調(diào)查產(chǎn)品,突破了傳統(tǒng)視頻檢測技術(shù)和微波檢測技術(shù)的諸多不足。當(dāng)前,該系列設(shè)備在上海、吉林、山東、寧夏等省市投入使用多臺,取得了用戶一致好評。特別值得指出的是,本系統(tǒng)中的微波檢測部分,結(jié)合我司的專利算法,能夠構(gòu)成一套完整的交通流量調(diào)查設(shè)備,完全符合交通部部標(biāo)II級檢測產(chǎn)品要求且經(jīng)過了交通部組織的檢測。在能見度級低的情況下,即使視頻檢測模塊完全無法為檢測提供任何有效數(shù)據(jù),全系統(tǒng)的流量、車速等指標(biāo)依然能夠完全滿足交通部標(biāo)準(zhǔn),而車型檢測至少能達(dá)到II級分類的標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我司在復(fù)合檢測算法中預(yù)留的車型學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)依然能夠進(jìn)行有效的I級分類判斷。這樣,本系統(tǒng)令人信服的將能見度對全系統(tǒng)的影響降低到了最低限度。3.1視頻檢測模塊原理介紹設(shè)備相對傳統(tǒng)視頻檢測設(shè)備,主要區(qū)別就是使用了全視域跟蹤技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù)。利用視頻技術(shù)檢測交通動態(tài)信息(流量、速度、占有率、車間距等)早在七十年代發(fā)達(dá)國家就開始研究,至今已研究了三十多年,但視頻檢測交通動態(tài)信息的方法一直沒有改變,不能在全視域跟蹤檢測,而是在道路某一斷面開辟一檢測窗口,只對該窗口灰度變化信息進(jìn)行處理分析,類似于地感線圈。經(jīng)過對車輛進(jìn)出檢測窗口的時間差進(jìn)行簡單的運(yùn)算,獲得車輛速度和長度信息。如下圖所示:該方法優(yōu)勢在于:A、圖像信息處理技術(shù)簡單;B、對硬件的運(yùn)算速度要求低。該方法的缺點(diǎn)如下:A、獲取流動車輛的特征信息少,一般僅能獲得長度數(shù)據(jù),識別車型難度大;B、獲取車輛流動軌跡短,車速檢測誤差大;C、對不按道行駛車輛容易漏檢或重檢;D、車輛倒影會造成重檢;E、攝像機(jī)安裝位置要求正中,否則無法保證檢測精度。F、跟蹤運(yùn)算視域較小,單套設(shè)備檢測范圍小(一般為4車道以內(nèi))。如果檢測斷面車道較多,必須安裝多套檢測設(shè)備(含攝像機(jī)和視頻處理器),成本高昂。隨著近幾年超大規(guī)模集成電路跨越式發(fā)展,前臺檢測器運(yùn)算能力的瓶頸被逐步消除,全視域范圍內(nèi)對運(yùn)動圖像進(jìn)行跟蹤檢測成為可能。視頻交通信息視頻交通信息檢測器就是應(yīng)用了全視域跟蹤這一前沿尖端技術(shù)來對整個視域內(nèi)的交通流進(jìn)行信息檢測。該技術(shù)的優(yōu)勢在于:A、獲取車輛特征信息多,車型識別精度高;B、跟蹤車輛流動軌跡長,車速檢測精度高;C、在全視域范圍檢測車輛不受車道、方向限制;D、車輛倒影不造成重檢;E、攝像機(jī)安裝俯角可大于75度,能大范圍觀察監(jiān)視路段交通及道路路面情況,定量定性監(jiān)測合為一體,為領(lǐng)導(dǎo)及路政部門提供管理依據(jù);F、攝像機(jī)能夠安裝于道路一側(cè),畫面的變形對進(jìn)度影響極小;G、攝象區(qū)域的適量位移能自動修正而無須人工調(diào)節(jié);H、對畫面上全部動體進(jìn)行跟蹤檢測,描述其運(yùn)動軌跡,能夠進(jìn)行交通事件報警檢測,擴(kuò)展系統(tǒng)使用功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是近年興起的新型識別算法,其突出優(yōu)勢是:A、經(jīng)過提取車輛長度和寬度兩個幾何特征、四個不變距特征以及三個由灰度共生矩陣導(dǎo)出的紋理特征共九個特征分量組成的特征矢量來描述車型。比傳統(tǒng)的僅僅經(jīng)過車輛長度和寬度兩個幾何特征識別車輛的準(zhǔn)確度高。B、在調(diào)試階段使用足夠多的樣本參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練識別儲存。經(jīng)過樣本的大量學(xué)習(xí)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個層次的連接權(quán)值進(jìn)行修正,使其對樣本有正確的識別結(jié)果,這如同人類記憶車型一樣,網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元就像是人腦細(xì)胞,權(quán)值的改變就像是人腦細(xì)胞的相互作用的改變,學(xué)習(xí)樣本時的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值調(diào)整就相當(dāng)于人類記住各個車型的形象,網(wǎng)絡(luò)權(quán)值就是網(wǎng)絡(luò)記住的內(nèi)容,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)階段就像人由不認(rèn)識車型到認(rèn)識車型重復(fù)學(xué)習(xí)過程。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是按整個特征向量的整體來記憶車型的,只要大多數(shù)特征符合曾學(xué)習(xí)過的樣本就可認(rèn)為同一車型,因此全系統(tǒng)識別準(zhǔn)確率高,抗干擾能力強(qiáng),對搶道、串道、跟車過緊等情況有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。3.2視頻檢測模塊的安裝系統(tǒng)能夠根據(jù)道路的需要配備1-16個攝像機(jī)(通道)。一般,每個攝像機(jī)安裝高度9-13米,能夠側(cè)向檢測4條車道(最遠(yuǎn)端)。在中央綠化帶不寬的情況下,在雙向四車道高速公路上安裝,能夠選擇在道路一側(cè)安裝立柱。如果綠化帶較寬,則能夠使用L型立柱,向道路中央適當(dāng)延伸,保證車道與攝像機(jī)之間最大距離不超過4根標(biāo)準(zhǔn)車道寬度。如果安裝斷面是雙向6-8車道,則建議在中央綠化帶內(nèi)安裝立柱。

3.3與傳統(tǒng)視頻設(shè)備的對比傳統(tǒng)視頻檢測視頻檢測設(shè)備容量單臺設(shè)備檢測范圍較小。單臺設(shè)備可檢測16車道。攝像機(jī)安裝必須在道路中線上方安裝,安裝限制多。可在道路兩側(cè)安裝,施工不影響交通。車型識別提取簡單的長度、寬度等幾何特征向量,車型識別準(zhǔn)確率較高,但可識別車型種類少。提取車輛兩個幾何特征、四個不變距特征、三個紋理特征共九個特征分量組成的特征矢量來描述車型,可識別車型種類多,準(zhǔn)確率高。車速檢測流動車輛軌跡短(一般為平均車輛長度),測速誤差大。流動車輛軌跡長(可達(dá)100-200米),測速較為準(zhǔn)確。事件檢測基本不具備可檢測逆行、串道、禁行\(zhòng)控制區(qū)域、拋灑、行人、低速、擁堵等交通事件抗干擾抗背景干擾能力強(qiáng),但對車輛遮擋干擾排除率低。按整個特征向量的整體來記憶車型,因此全系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。系統(tǒng)調(diào)試人工調(diào)整車型特征參數(shù),耗時較多,調(diào)試復(fù)雜,更改車型操作繁瑣。人工設(shè)定,系統(tǒng)智能學(xué)習(xí)車型,軟件自動分析和提取特征,調(diào)試簡單,支持用戶自定義車型。硬件要求運(yùn)算量小,硬件要求低運(yùn)算復(fù)雜,硬件要求高

3.4微波檢測模塊(雷達(dá))原理介紹SmartSensor125微波車輛檢測器內(nèi)設(shè)兩個發(fā)射雷達(dá)和一個接收雷達(dá),在檢測路面上,經(jīng)過檢測區(qū)域內(nèi)的車輛都會給125發(fā)射一個微波信號,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理能得到相關(guān)的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的微波車檢器主要使用多普勒原理進(jìn)行檢測。多普勒效應(yīng)(或頻移)是由雷達(dá)與其檢測對象之間的速度差引起的。在下圖所示的情況下,雷達(dá)將固定頻率脈沖發(fā)射到空氣中。脈沖到達(dá)正以某一速度vcar朝向雷達(dá)行駛的汽車。當(dāng)汽車碰到波形時,它處于某一位置;此位置稱為0。到第二個波峰到達(dá)該汽車時,該汽車已移動了一段距離Δd。由汽車的速度引起的這一速度差導(dǎo)致返回波形的波峰間距離略微拉近,因而使頻率有所提高。如果汽車遠(yuǎn)離雷達(dá)行駛,會發(fā)生類似的情況,只是在這種情況下,波形的波峰間距離拉遠(yuǎn),而頻率降低。。該方法優(yōu)勢在于:A、信號處理技術(shù)簡單;B、對硬件的運(yùn)算速度要求低。該方法的缺點(diǎn)有:A、低速行車的車輛不易被檢測到;B、雷達(dá)正向安裝在車道上方,同時照射到了車輛頭部和頂部,難以準(zhǔn)確獲得車輛長度,從而造成車型識別困難;C、當(dāng)車輛靜止時,完全不能被雷達(dá)檢測到,因此這類設(shè)備無法檢測排隊長度;D、每個車道都需要自己的雷達(dá),安裝復(fù)雜且成本高昂。如果使用一部寬波束雷達(dá)覆蓋全斷面,又難免因為車輛間相互遮擋造成檢測誤差。SmartSensor125微波車輛檢測器則使用了一種完全不同的檢測方式:它經(jīng)過在路側(cè)設(shè)置兩部拉開了檢測距離的雷達(dá),對每一輛車進(jìn)行兩次定位,計算兩次定位時差獲得速度。這種測速原理不受車輛自身速度快慢影響,精度較高。同時,路側(cè)掃描的雷達(dá)波速能夠完整的掃描整個車型側(cè)面,從而獲得準(zhǔn)確的車輛長度信息。3.5微波檢測模塊的安裝系統(tǒng)能夠根據(jù)道路的需要配備1-4部SS125雷達(dá)(通道)。一般,雷達(dá)安裝高度7-10米,能夠側(cè)向檢測12條車道(最遠(yuǎn)端)。在多數(shù)情況下,我們選擇在道路一側(cè)安裝SS125雷達(dá),以便節(jié)約成本(如果在綠化帶內(nèi)安裝,則需要兩個照射方向,需要安裝兩部價值不菲的雷達(dá))。在路側(cè)安裝難免會有車輛遮擋的影響,為了避免車輛間相互遮擋,我們采取適當(dāng)加高雷達(dá)安裝高度的方式,將雷達(dá)安裝在7米以上的空中。如上圖所示,當(dāng)雷達(dá)安裝在較低位置時,圖中的出租車被路側(cè)的卡車遮擋了,而當(dāng)我們將雷達(dá)上移后,出租車則能夠被正確的檢測到。當(dāng)然,我們不能無限制的加高雷達(dá)的安裝高度,