交通流检测技术及应用
摘要：车辆检测器是用来实时采集通过检测点的车辆有关交通信息的设备，主要是通过数据采集和设备监视等方式，向监控系统中的信息处理和信息发布单元提供各种交通参数，是监控中心分析、判断、发出信息和提出控制方案的主要依据。
关键词：车辆检测器交通信息
Abstract: ITS real-time traffic information is the most basic one of the information source,
only for real-time traffic information having accurate master can effectively implement and play such as traffic guidance and so on ITS functions, so the real-time detection of the traffic information technology is the core of ITS technology ,so is one of the most basic technology. Traffic information collectionneeds to rely on all kinds of detectors. This paper introduces several kinds of mainstream detector technologies, and gives analyses and comparisons on the performance.
Key words: traffic information; vehicle detector
分类
①按安装方式分为永久式安装（固定式安装）、临时性安装（便
携式安装）；
②按采集时间长短分为连续式采集设备（一般采用永久式安
装设备）、间隙式采集设备（多采用临时性安装设备）；
③按检测技术方法分为感应线圈检测、视频检测、微波检测、
气压管检测、超声波检测、磁映像检测、红外检测、激光检
测等；；
④按检测目划分为综合数据调查、专项数据调查。
一、感应（环形）线圈检测
（1）是目前应用最广泛、准确率最高的检测器；（2）基于电磁感应原理
埋设在路面下的感应线圈与检测器卡内的电容共同构成LC振荡器，根据电磁感应原理，当有车辆经过感应线圈上方时，产生的电涡流会促使线圈电感量L减小，导致振荡器实时振荡频率f增大，若将没有车辆经过时记录的振荡器振荡频率F记为本底频率，则最终处理器通过比较f与F的差异得到车辆信息。
（2）安装
应敷设在路面之中，一般使用高温导线。
切割路面线槽建
议使用盘式切割机或类似设备，为防止线槽的直角拐角损
坏线圈，建议在直角拐弯处切一个45º的斜角，减小线槽
对线圈的破坏。
（3）、优缺点及适用性
优点
①测速精度和交通量计数精度较高；
②稳定性好，可在一定时期保持较高的检测精度，故障率低；
③不受气象和交通环境变化的影响，抗干扰能力强；
④成本低、安装方便。
缺点
①需要在每条车道下埋设线圈，所以对路面有破坏作用，影
响路面寿命；
②长期使用后线圈易受损损坏，维护时要封闭车道、开挖路
面，影响交通运输，导致成本升高，维护的工作量也很大；
③路面大修时往往挖断检测棒，给路面的重铺和大修增加了
困难，道路改扩建也受牵制；
④受感应线圈自身测量原理的限制，当车流拥堵、车间距小
时，检测精度大幅度降低；
另外，市场上产品优劣不一，有些逻辑识别功能不足或缺失，无法正确处理车道变换行为。
适用性
由自身安装条件、维护要求决定，感应线圈检测器更适用于高速公路、桥梁、隧道，不适于城市道路交通检测。
作为传统的固定式交通信息检测设备，目前感应线圈检测器已广泛应用于交通信息采集系统，如ITS系统的交通信号协调控制系统、道口收费系统、停车场管理、车辆计数等。
感应线圈检测以其高可靠性、高性价比、使用方便的优点在未来较长时期会继续使用。
随着科技的进步，感应线圈检测的应用领域一定会更广泛。
二、视频检测
视频图像和电脑化模式识别技术的结合；高速公路车流
检测较先进技术之一
1、基本原理
通过软件在视频图像上按车道设置虚拟车道检测器，当车辆通过虚拟检测器时，就会产生一个检测信号，再经过软件数字化处理并计算得到所需的交通数据，如车型、车流量、车速、车距、占有率等。
监控人员还可以通过监视器上的视频图像实时观察检测范围内的车辆行驶状况，得到所需的交通数据。
图1-4 视频车辆检测器系统结构图
视频检测处理器功能
①移动或停止车辆的存在或通过检测；
②行车方向检测；
③速度测量；
④基于车辆状态值的各种报警；
⑤通过逻辑算法把多个检测器与相位的状态结合起来给出一个参数输出；
⑥如用户需要，各种检测器的检测状态可在监视器里显示。
3、优缺点及适用性
（1）优点
①系统设置灵活，检测点变化只需在监视器图像上设定虚拟检测器位置；
②安装简单，使用方便，不破坏路面，维修时不需封闭车道，保养较容易且时间较短；
③单台摄像机和处理器可检测多个车道，可得到大范围的交通信息；
④精度高，尤其是测速、交通量计数精度；
⑤能够得到可视图像，将图像连接到监控中心的监视器上，能很直观的实时显示出车流量、车速、车型等交通流信息。
（2）缺点
①检测精度的稳定性不好，需反复维护与调试；
③检测精度受现场照明的限制；
③易受环境影响，抗干扰性能弱，雨、雪、雾等恶劣条件下检测精度降低；
④大型车遮挡小型车、阴影、积水反射、昼夜转换均可造成误差；
⑤无法检测静止的车辆；
⑥图像处理的实时性较差；
⑦价格偏高，而且车辆的检测精度受整个系统软、硬件的限制。
（3）适用性
主要用于车辆检测及分类、交通拥堵分类、交通流的预测、交通参数的估计、字符的辨识、驾驶员行为的模拟等，能够为交通监控提供大量的监测信息，还可以用于信号灯控制交叉口车辆存在检测、隧道内交通检测、交通事故检测等
三、微波（雷达）检测
利用微波（雷达）检测原理，工作时检测单元连续发射
微波，通过被反射波束来检测车辆的存在。
能同时检测
双向多条车道的车流量、车速、车型并提供车头时距和车
道占用率的统计数据，其分型方式是按车长来划分。
从检
测单元出来的数据可以通过RS232串口传输到管理计算机，可以实现数据实时上传。
它可以测量微波投影区域内目标
的距离，通过距离来实现对多车道的静止车辆和行驶车辆
的检测。
1、基本原理
微波检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制
解调器等组成，一般采用10.525GHz或24.45GHz的频率，
利用微波（雷达）检测原理，工作时检测单元连续发射微
波，通过被反射波束来检测车辆的存在。
RTMS在微波束发射方向上以2m为一层面分层面探测，
RTMS微波束发射角为40°，方位角为15°。
安装好以后，
它向公路投影形成一个可以分为32个层面的椭圆形波束，
这个椭圆的宽度取决于选择的工作方式，并因检测器安装
角度和安装距离的不同稍有变化。
3、优缺点及适用
（1）优点
①安装简易方便，不破坏路面，维修时不需封闭车道
②微波频率决定了其有多个检测区域的明显优势，即可检测静止的车辆，还可以侧向方式检测多车道的交通量、车速、占有率等多项交通流信息；
③可全天候工作，抗干扰能力强。
能穿透雨滴、浓雾和大雪，安装立柱的弯曲和振动也不会影响检测精度；
④交通量计数精度较高。
（2）缺点
①无法像视频检测提供视觉监视的能力，不能记录车辆或交通的可视特征；
②流量小、速度差距大的情况下测速精度差；
③安装精度要求高，检测精度受周围地形条件的影响，需安装在路侧没有丘陵或其他障碍物的平坦路段；
④道路具有铁制的分割带时，检测精度下降。
（3）适用性
a)适合于车流量大、车辆行驶速度均匀的道路。
目前主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交
通流量调查站和桥梁的交通参数采集；
b)提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信
息，信息可用隔离接触器连接到现行的控制器或通过串行
通信线路连接到其他系统，为交通控制管理，交通信息发
布等提供数据支持。
四．红外检测器
1.3.1 原理及组成
红外检测器一般采用反射式或阻断式检测技术例如反射式检测探头，它包括一个红外发光管和一个接收管。
无车时，接收管不受光；有车时，接受车体反射的红外线。
其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲，经红外探头向道路上辐射，当由车辆通过时，红外线脉冲从车体反射回来，被探头的接收管接收。
经红外调解器调解，再通过选通、放大、整流和滤波后触发驱动器输出一个检测信号。
1.3.2 优缺点
其有主动式红外线检测器发射多光束的红外线保证对车辆位置、速度及车辆类型的准确测量；可实现多车道测量；多检测区域的被动式红外线检测可测量车速；测速精度高，可检测静止车辆，不受环境亮光影响。
这类检测器存在的缺点是：当雾天能见度低于6米或高吹雪天气时，检测性能会下降；在大雨、大雪或浓雾天气下，被动式红外检测器的灵敏度会下降；性能会随环境温度和气流影响而降低；非车辆物体通过会影响检测器正常工作。