交通信息采集技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、word專業(yè)整理交通信息采集技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)在2014年8月份北京道路交通安全展覽上，一些交通信號(hào) 控制行業(yè)廠家問到我，想了解地磁車輛檢測(cè)器產(chǎn)品的技術(shù)和 市場(chǎng)情況，對(duì)地磁車輛檢測(cè)器的使用存有比較多的疑問。于 是我連同Tranbbs市場(chǎng)研究部的同事，從最終用戶、設(shè)計(jì)院、 研究所、集成商、產(chǎn)品商等幾個(gè)方向?qū)@一產(chǎn)品的使用狀況 進(jìn)行了調(diào)研。帶著用戶眾多的疑問，以懷疑的眼光去調(diào)研產(chǎn) 品的適用性，發(fā)現(xiàn)造成目前最終用戶“遠(yuǎn)離或觀望”地磁車 輛檢測(cè)器的主要原因一個(gè)是：在產(chǎn)品不成熟時(shí)過快的隨著物 聯(lián)網(wǎng)的火熱進(jìn)行了市場(chǎng)推廣，安裝了大量的目前看存在缺陷 的產(chǎn)品；另外一個(gè)原因是停車應(yīng)用場(chǎng)景中，產(chǎn)品技術(shù)成本和

2、客戶成本意愿沒有形成平衡，以至于一些低端產(chǎn)品被使用， 有了諸多失敗案例。智能交通技術(shù)框架主要包括交通采集、信息傳輸、信息處理 和信息發(fā)布四個(gè)部分，交通采集技術(shù)是智能交通發(fā)展的重要 的共性基礎(chǔ)技術(shù)。根據(jù)公安部交通管理研究所統(tǒng)計(jì)，“十一 五”期間，交通流信息固定采集點(diǎn)由1.6萬個(gè)增加到7.3萬個(gè)，交通監(jiān)控點(diǎn)由 9250個(gè)增加到5.1萬個(gè)。根據(jù)Tranbbs 市場(chǎng)研究成果，2014年與2010年城市智能交通整體市場(chǎng)規(guī) 模將會(huì)翻倍增長(zhǎng)，因此初步預(yù)測(cè)交通流固定采集點(diǎn)也將會(huì)有 翻倍的增長(zhǎng)，達(dá)到15萬個(gè)點(diǎn)左右。學(xué)習(xí)資料 整理分享word專業(yè)整理從技術(shù)類型上來劃分，目前市場(chǎng)中比較常見的交通采集技術(shù) 包括磁頻的

3、車輛檢測(cè)技術(shù)、射頻的車輛檢測(cè)技術(shù)、視頻的車 輛檢測(cè)技術(shù)、波頻的車輛檢測(cè)技術(shù)、移動(dòng)型交通數(shù)據(jù)采集技 術(shù)等，有的技術(shù)類型中又包括幾種采集方式。歸納起來目前 市場(chǎng)中常用的交通采集方式主要有線圈、視頻、地磁、超聲 波、雷達(dá)、紅外線、手機(jī)移動(dòng)終端、浮動(dòng)車、激光等。2. 主要交通采集技術(shù)的發(fā)展歷程2.1 感應(yīng)線圈1928年，出現(xiàn)了世界上第一臺(tái)公認(rèn)的車輛檢測(cè)器，安裝于道路附近的麥克風(fēng)，需要通過的司機(jī)鳴笛來觸發(fā)設(shè)備以檢測(cè)車 輛的經(jīng)過。這種檢測(cè)器主要應(yīng)用于十字路口的信號(hào)控制。同 一時(shí)期，開始使用的另一設(shè)備是壓感的車輛檢測(cè)器。直到20世紀(jì)60年代，感應(yīng)線圈被用作為車輛檢測(cè)器，成為到目前 為止使用最廣泛的檢測(cè)系統(tǒng)。

4、2.2 視頻視頻交通檢測(cè)最初由美國(guó)加州在1976年提出，國(guó)外早在 70年代已經(jīng)開始視覺提取交通參數(shù)研究。 20世紀(jì)90年代起進(jìn) 入商業(yè)化階段。國(guó)內(nèi)從 20世紀(jì)90年代開始視頻車輛檢測(cè)技 術(shù)的研究。我國(guó)智能交通市場(chǎng)最早是使用國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，主要廠家包括比利時(shí)的 Traficon、美國(guó)ISS公司的autoscope、法國(guó)Citilog 公司，這些企業(yè)仍然活躍在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企 業(yè)主要有成都威路特和動(dòng)視兀等。2.3 地磁2003年，美國(guó)先思有限公司（SENSYS成立，該公司是全球領(lǐng) 先的無線流量檢測(cè)和綜合交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)供應(yīng)商。2008-2010三年間公司流量采集產(chǎn)品市場(chǎng)得到快速發(fā)展，三年同比增長(zhǎng)30

5、00%我國(guó)最早使用地磁車輛檢測(cè)產(chǎn)品是2007年左右的北京快速路二期出入口信號(hào)控制項(xiàng)目，大約安裝有700個(gè)點(diǎn)位左右，由上海中交智能系統(tǒng)工程有限公司提供產(chǎn)品（原技術(shù)屬秦皇 島保全電子研究所，后通過資本運(yùn)作獲得該項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品）。當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品外形是圓柱體，每?jī)蓚€(gè)為一組。該產(chǎn)品比較多的 應(yīng)用在電子警察、卡口、流量采集和信號(hào)控制場(chǎng)景中。2009年前后，國(guó)內(nèi)幾家地磁廠商從眾多參與者中脫穎而出，包括 無錫感知技術(shù)有限公司、邁銳數(shù)據(jù)（北京）有限公司、天津市順通電子有限公司陸續(xù)推出地磁車輛檢測(cè)器產(chǎn)品。2.4 雷達(dá)從1991年起，RTMS（遠(yuǎn)程交通微波檢測(cè)器）開始在北美、 歐洲和亞洲廣泛應(yīng)用，應(yīng)用到路口控制系統(tǒng)、高速公

6、路事故 檢測(cè)系統(tǒng)和流量統(tǒng)計(jì)中。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，中國(guó)航空技術(shù)國(guó)際工 程公司在開展對(duì)外工程承包中，開發(fā)引進(jìn)了 RTMS并對(duì)RTMS2002-2003全套設(shè)置和分析軟件進(jìn)行了漢化和配套工作，在 年北京市二、三環(huán)改造過程中得到安裝使用。目前在我國(guó)智能交通市場(chǎng)活躍的雷達(dá)產(chǎn)品廠商主要有美國(guó)Wavetronix、RTMS 奧利維亞 Olvia、Smartsensor ;國(guó)內(nèi)廠 商主要有大華、藍(lán)盾光電子、川速微波、合肥文康、上?；?昌等。3. 各種車輛檢測(cè)器的比較在眾多的交通采集技術(shù)中，并沒有哪種技術(shù)能適用各種交通 環(huán)境，各自都存在有點(diǎn)和缺點(diǎn)。主要檢測(cè)指標(biāo)主要特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)車速精度咼需封閉車道進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通信

7、車長(zhǎng)技術(shù)成熟安裝息采集車流量易于掌握需破路施工卡口闖紅線圈占有率大小可調(diào)整，不損壞不易迅速恢燈、超速等違法抓拍停行車時(shí)距受安裝空間限復(fù)車場(chǎng)制維護(hù)成本大行車方向交通信號(hào)控成本較低制環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)檢測(cè)數(shù)據(jù)全面功耗低視頻車速車長(zhǎng) 車流量 占有率 車牌號(hào) 停車情況 交通堵塞情況等候車隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)地點(diǎn)易于改變，安裝方便可一次檢測(cè)較大區(qū)域檢測(cè)數(shù)據(jù)種類多軟件控制，便于升級(jí)車輛互相遮擋漏檢受天氣、積水、亮度影響大動(dòng)態(tài)交通信息采集卡口闖紅燈、超 速等違法抓 拍交通信號(hào)控制交通安全地磁車速車長(zhǎng) 車流量 占有率檢測(cè)精度咼使用壽命長(zhǎng) 環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)需封閉車道進(jìn)行安裝動(dòng)態(tài)交通信息采集卡口闖紅燈、超 速等違法抓行車時(shí)距行車

8、方向 停車情況 交通堵塞情況等候車隊(duì)長(zhǎng)度成本較低拍交通信號(hào)控制停車場(chǎng)雷達(dá)車流量車速占有率路側(cè)檢測(cè)環(huán)境適應(yīng)能力 強(qiáng)一臺(tái)設(shè)備可同 時(shí)檢測(cè)幾條車 道能測(cè)到靜止車 輛需有經(jīng)驗(yàn)的人員建設(shè)與維護(hù)動(dòng)態(tài)交通信息采集道路測(cè)速卡口抓拍4. 地磁傳感器技術(shù)介紹地磁傳感器在中國(guó)主要是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展得到廣泛應(yīng)用， 近幾年發(fā)展比較快。由于早期產(chǎn)品在并不成熟的情況下就被 過快的進(jìn)行了市場(chǎng)推廣，因此目前智能交通行業(yè)對(duì)地磁傳感 器產(chǎn)品的使用存在比較多的疑慮。地磁傳感器技術(shù)原理是利用車輛本身含有鐵質(zhì)物質(zhì)，駛過檢 測(cè)區(qū)域，會(huì)影響區(qū)域的地球磁力曲線發(fā)生變化，傳感器就能 夠靈敏感知到磁力的變化，并收集相關(guān)數(shù)據(jù)。一套基本的地磁車輛傳感

9、器產(chǎn)品主要包括車輛檢測(cè)器、車輛 中繼器、車輛控制器三個(gè)部分。目前市場(chǎng)中有產(chǎn)品將傳輸天 線內(nèi)置于車輛檢測(cè)器中，但也有部分產(chǎn)品是需要單獨(dú)設(shè)置天 線，外置天線。車輛檢測(cè)器：用于檢測(cè)前端磁場(chǎng)的變化，檢測(cè)車道車輛的數(shù)據(jù)；車輛中繼器：當(dāng)距離過遠(yuǎn)時(shí)，需要增加中繼器來增強(qiáng)和轉(zhuǎn)發(fā) 無線信號(hào)；車輛控制器：用于接收前端檢測(cè)器的數(shù)據(jù)， 管理多個(gè)檢測(cè)器， 能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器。地磁傳感器產(chǎn)品技術(shù)門檻相對(duì)不高，這也是目前市場(chǎng)出現(xiàn)眾 多生產(chǎn)廠家的原因之一。但是從產(chǎn)品的檢測(cè)精度，使用壽命 方面對(duì)比，各廠家技術(shù)產(chǎn)品差距還是比較大。就目前市場(chǎng)使 用中疑問比較多的問題調(diào)研結(jié)論：干擾現(xiàn)象地磁的干擾有兩方面，一是指檢測(cè)功能，另外是

10、通信功能。 準(zhǔn)確度取決于包含靈敏度的多方面，比如傳感器的優(yōu)劣、處 理原始數(shù)據(jù)的算法、通信的可靠性。檢測(cè)方面的干擾調(diào)調(diào)靈 敏度什么的，幾乎完全可以規(guī)避（磁阻傳感）。通信方面的 干擾有兩種情況，一是脈沖式，偶爾干擾你一次，這個(gè)要靠 可靠的通信機(jī)制來解決，另外一種是壓制式的干擾，要調(diào)通 信通道。目前來看，2.4頻段應(yīng)用受到的壓制通信干擾的情 況很少。電池使用壽命在2006年北京快速路出入口信號(hào)控制項(xiàng)目中，地磁車輛感 應(yīng)器的電池使用壽命短是項(xiàng)目癥結(jié)的主要原因之一。當(dāng)時(shí)電 池實(shí)際使用壽命不超過 2年。地磁檢測(cè)器電池主要為車輛檢 測(cè)器的車輛檢測(cè)和和中繼器的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)供電，目前市場(chǎng) 中主流產(chǎn)品電池壽命理論

11、上可以達(dá)到10年，實(shí)際使用中，廠家通過無車狀態(tài)下的“休眠”等技術(shù)，經(jīng)過實(shí)測(cè)一線城市 流量環(huán)境中廠家可以做到保證 5年使用。另外，目前還有一部分廠家的中繼器使用220V的有源電源，但在道路上尋找電源增加了系統(tǒng)正常使用的難度。防水防塵由于地磁檢測(cè)產(chǎn)品都安裝在地表之下，因此產(chǎn)品防水防塵就 是一個(gè)關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵問題。通過防塵防水的測(cè)試靠產(chǎn) 品外殼就可以實(shí)現(xiàn)，但是實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境比測(cè)試環(huán)境更惡。大量的車流和重型車輛的反復(fù)擠壓，長(zhǎng)期可能導(dǎo)致外殼細(xì)微 形變，從而降低產(chǎn)品的防水防塵效果。目前市場(chǎng)上有產(chǎn)品采用硅膠進(jìn)行密封，防水防塵效果更好。這類產(chǎn)品如果要修護(hù)只能進(jìn)行全部更換，但產(chǎn)品整體性能比 較好，整體上使用

12、壽命比較長(zhǎng)，維護(hù)更換量在接受范圍內(nèi)。故障自動(dòng)報(bào)警由于地磁產(chǎn)品電池有使用壽命周期，防水防塵的效果影響產(chǎn) 品的正常使用，因此電池電量的監(jiān)測(cè)和故障自動(dòng)報(bào)警就顯得 十分重要。目前市場(chǎng)上地磁車輛檢測(cè)器產(chǎn)品有數(shù)據(jù)處理、分析和系統(tǒng)監(jiān) 測(cè)平臺(tái)的廠家不多，這也是地磁產(chǎn)品未來提升完善的空間。5. 交通信號(hào)控制場(chǎng)景中地磁、雷達(dá)和視頻技術(shù)的選擇配合交叉口交通信號(hào)控制系統(tǒng)的交通流量采集除了目前廣 泛使用，但已被認(rèn)為弊端比較多的環(huán)形線圈檢測(cè)技術(shù)外，地磁、雷達(dá)和視頻技術(shù)是目前比較多的被提出的取代技術(shù)。視頻技術(shù)交通流量檢測(cè)與交通信號(hào)控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，技術(shù)方案 比較成熟。一臺(tái)500萬攝像機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)斷面，按照三條車道 計(jì)算配備三臺(tái)補(bǔ)

13、光燈，合計(jì)成本大約在18000元（僅指產(chǎn)品， 不含施工安裝費(fèi)，下同），從成本角度考慮，在車道比較多 的路口適用性更好。雖然目前業(yè)內(nèi)不少的視頻類產(chǎn)品生產(chǎn)企 業(yè)都有這種解決方案，但視頻也存在受環(huán)境影響比較明顯的 不足，從市場(chǎng)實(shí)際使用量來說還不多。雷達(dá)技術(shù)交通流量檢測(cè)與控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在合肥、蘇州、廣 州等地都有應(yīng)用。雷達(dá)產(chǎn)品一個(gè)斷面國(guó)內(nèi)品牌大約在10000元左右，一個(gè)點(diǎn)位的雷達(dá)檢測(cè)產(chǎn)品至少覆蓋3-5條車道可以保證檢測(cè)精度。雷達(dá)流量采集有車輛互相遮擋和低速狀態(tài)下 檢測(cè)不準(zhǔn)確的弊端，市場(chǎng)實(shí)際使用量來說也不多。地磁技術(shù)交通流量檢測(cè)與交通信號(hào)控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，近兩年逐 漸受到業(yè)界關(guān)注，項(xiàng)目整體投入低于雷達(dá)和視頻技術(shù)。地磁 檢測(cè)器產(chǎn)品行業(yè)各企業(yè)技術(shù)水平參差不齊，造