检测技术在其城市快速路交通流中的应用

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1、摘要：结合应用实践，介绍了现代交通流检测技术——视频检测技术、磁映像技术、橡胶气压管传感器技术和远程微波传感器技术的工作原理及在城市快速路交通流检测中的应用，对每种检测设备的适应条件、安装要求以及数据分析进行了详细论述。实践证明，以上四种检测技术能为城市快速路交通流特性研究提供所有交通流参数，为城市快速路交通流特性研究提供有力的数据支持。    关键词：交通流检测；城市快速路；交通流特性；交通流参数    为了达到国家自然科学基金项目《城市快速路系统交通流理论及其应用研究》和高等学校博士点科研基金项目《城市快速路系统通行能力计算与服务水平评价方法研究》的预期研究目

2、标，基金课题组于2004年5月25日——2004年7月8日对广州、深圳、上海、天津、北京、沈阳和哈尔滨七个城市的快速路进行每日十二小时交通流数据检测，历时45天，行程1万余公里，获得了城市快速路系统各组成部分的交通流数据，包括快速路不同纵坡的直线路段和曲线路段、入口匝道、出口匝道、交织区以及立交桥。    交通数据的检测在城市道路建设、公路建设、隧道桥梁建设以及交通流的基础理论研究中占有很重要的位置。它对现代交通科学管理和决策起到了重要的辅助和量化的作用。本次城市快速路交通流数据的采集几乎用到了所有现代先进的交通流检测技术，包括视频检测技术、磁映像技术、橡胶气压管

3、传感器技术和远程微波传感器技术，对应的检测设备包括深圳神州公司的VideoTrace™VT2100R视频检测系统（见图1）和美国FlowTraffic公司的Autoscope-2004视频检测系统、美国Nc-metrcs公司的NC-97袖珍交通流量计（见图2）、澳大利亚MicrocomPty公司的MetroCount5600车辆分型统计系统（见图3）和加拿大电子集成系统公司的RTMS远程交通微波传感器（见图4）。以上各种设备都具有各自的特点和适用条件，组合使用可全面获得各种条件下快速路的交通流数据。    技术优点缺点    微波传感器·在恶劣气候下性能出色·可检

4、测静止的车辆·可以侧向方式检测多车道·直接检测速度·安装条件要求较高·不能对车辆进行准确分型    视频检测技术·为事故管理提供可视图像·可提供大量交通管理信息·单台摄像机和处理器可检测多车道·安装条件要求较高·大型车辆能遮挡随行的小型车辆·阴影﹑积水反射或昼夜转换可造成检测误差    磁映像技术·可检测小型车辆，包括自行车·适合在不便安装线圈场合采用·很难分辨纵向过于靠近的车辆·安装费时费力    橡胶气压管传感器技术·车辆分型准确·能够获得每辆车的车轴信息·同时检测的车道数较少·很难分辨纵向过于靠近的车辆    1四种检测技术的工作原理    1.1视频检测技

5、术    车辆视频检测技术经过十几年的发展已经相当成熟，与线圈检测技术相比所具有的优越性和高性价比已渐渐得到业内人士的公认，代表了未来车辆检测领域的发展和应用方向。    在过去，由于受电子技术的制约，视频检测技术一直没有较大的发展；但近几年随大规模、超大规模集成电路的发展，功能强大的数字处理芯片的面世，视频检测技术也取得了长足的进步，并在很多方面获得突破和应用。 视频车辆检测器是一种基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面车辆运行情况进行检测分析的集成系统。它能实时分析输入的交通图像，跟踪图像中的车辆，获得各种交通数据。    视频车辆检测器采用摄像机作为视频传感

6、器。摄像机架设在道路的合适位置（道路上方、路中央的隔离带），视频信号经视频线输入视频检测系统，利用图像工程学（图像处理与机器视觉）的方法，实时监测各个现场的图像，并去除各种环境造成的影响，通过图像分析处理获得所需的各种交通数据，检测线和检测区可在计算机或监视器的图像画面上自由设置。系统检测到的各种交通数据既可存储在设备本身的大容量非易失存储器中，也可以通过通讯接口（RS232、RS485、RJ45以太网接口等），将检测数据传输到远端数据中心。    摄像机可以安装在路面上方、路中间的隔离带上。摄像机的安装高度通常在7-20米之间。通过输入从现场测量的摄像机高度、路

7、面检测区标定长度等参数对检测器进行校准，现代的视频检测器在校准时也无需其他额外设备，系统自身即可完成。使用者对照显示器或监视器上的现场图像设置好一个个检测区域（模拟线圈）（见图6），当车辆经过这些模拟线圈时，各种交通数据就被提取出来，检测数据可以实时发送，也可存在设备本身，在合适的时间传送。    1.2磁映像技术    车辆磁映像（VehicleMagneticImaging--VMI）技术是美国Nu-metrics公司的专利技术，它利用车辆对通过地磁场的影响，检测车辆交通参数，其工作原理见图7。它采用低功耗、高灵敏度的强导磁材料，将地磁磁通线集中约束在比较小的

8、空间，当车