第四章 交通流檢測技術(shù)與方法 - Copy借鑒

20XX年X月整理自網(wǎng)絡(luò)第四章 交通流檢測技術(shù)與方法方法匯編·實(shí)用借鑒2交通檢測的目的與意義方法匯編·實(shí)用借鑒3交通檢測的目的檢測預(yù)測誘導(dǎo)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方法匯編·實(shí)用借鑒4第一節(jié)車輛檢測器方法匯編·實(shí)用借鑒5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第一節(jié)車輛檢測器方法匯編·實(shí)用借鑒6·

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?！つ壳皣鴥?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。一、環(huán)形線圈檢測方法匯編·實(shí)用借鑒7?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1、基本原理·

是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測器?！?/p>

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）?！ぎ?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?！?/p>

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)行檢測環(huán)形線方圈法匯檢編·測實(shí)用基借鑒本原理8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功耗蓄電池充電電流≤50w＞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通訊接口誤差范圍檢測車道數(shù)量速度≤±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1~8車道參照國家標(biāo)準(zhǔn)9方法匯編·實(shí)用借鑒JT/T455~2001《環(huán)行線圈車輛檢測器》2、安裝方法匯編·實(shí)用借鑒10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。方法匯編·實(shí)用借鑒11·

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。方法匯編·實(shí)用借鑒12·

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?！ぷ鳛閭鹘y(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?！じ袘?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(huì)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(huì)更廣泛。方法匯編·實(shí)用借鑒13二、視頻檢測方法匯編·實(shí)用借鑒141、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(huì)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)二、視頻檢測方法匯編·實(shí)用借鑒15視頻檢測·其主要功能有：①移動(dòng)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)。方法匯編·實(shí)用借鑒162、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。方法匯編·實(shí)用借鑒17·

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(huì)造成誤差·

⑤價(jià)格偏高方法匯編·實(shí)用借鑒18·

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(shí)、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。方法匯編·實(shí)用借鑒19三、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RTMS

SS105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)。方法匯編·實(shí)用借鑒20三、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。方法匯編·實(shí)用借鑒21三、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°?！?/p>

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。方法匯編·實(shí)用借鑒222、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)?！?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23方法匯編·實(shí)用借鑒RTMS的安裝方式方法匯編·實(shí)用借鑒24要求最小的后置距離X2型方法匯編·實(shí)用借鑒25要求最小的后置距離X3型車道數(shù)英尺米英尺米1~3RTMS安裝的后置距離10~13

3~482.54154.51036206123.58257.51348+中間隔離帶〉30〉9154.5·

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。方法匯編·實(shí)用借鑒26·

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?！ぶ饕獞?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?！の⒉ㄜ囕v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)。方法匯編·實(shí)用借鑒27四、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)。方法匯編·實(shí)用借鑒282、安裝·選擇安裝位置時(shí)，被指定位置的許多因素會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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。方法匯編·實(shí)用借鑒29方法匯編·實(shí)用借鑒30方法匯編·實(shí)用借鑒31五、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。方法匯編·實(shí)用借鑒32五、超聲波檢測方法匯編·實(shí)用借鑒33·

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?！?/p>

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?jiǎng)澐?。?/p>

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(dòng)、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?！?/p>

（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?。弧?/p>

②性能受環(huán)境影響，如溫度和氣流?！?/p>

（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。方法匯編·實(shí)用借鑒34六、磁映像檢測車輛磁映像（Vehicle

Magnetic

Imaging-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(dòng)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(dòng)。利用車輛對通過地磁場的影響，檢測車輛交通參數(shù)。方法匯編·實(shí)用借鑒35六、磁映像檢測方法匯編·實(shí)用借鑒36一、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?！?/p>

(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(shí)別車型提供了基礎(chǔ)?！?/p>

(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。電壓—時(shí)間曲線地磁通線方法匯編·實(shí)用借鑒37車輛磁映像技術(shù)工作原理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?！ぴ诎惭b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(dòng)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。方法匯編·實(shí)用借鑒38方法匯編·實(shí)用借鑒39方法匯編·實(shí)用借鑒40NC-97現(xiàn)場檢測NC-97設(shè)置軟件界面方法匯編·實(shí)用借鑒41七、紅外線檢測方法匯編·實(shí)用借鑒42·

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(dòng)式和被動(dòng)式，都可以用于交通管理。·

1、基本原理·主動(dòng)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(huì)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)?！け粍?dòng)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(dòng)式紅外線檢測器檢測的區(qū)域時(shí)，檢測器會(huì)自動(dòng)檢測到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熱輻射所發(fā)出的紅外線，增量驅(qū)動(dòng)檢測器會(huì)向控制系統(tǒng)輸出信號，就可以檢測來往車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡，能提供汽車通過時(shí)多角度的數(shù)據(jù)。·

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?！?/p>

（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。方法匯編·實(shí)用借鑒43八、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)。方法匯編·實(shí)用借鑒44八、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。方法匯編·實(shí)用借鑒45·

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、誤差小；·

②精確，環(huán)境適應(yīng)性好?！?/p>

（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(dòng)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