1、第五章交通监控设施设计第五章交通监控设施设计教学内容1）交通监控中心）交通监控中心2）信息采集子系统）信息采集子系统3）信息提供系统）信息提供系统4）主线控制）主线控制5）匝道控制）匝道控制1 交通监控系统1.1定义1）偶发事件）偶发事件车辆行驶的动态保障系统车辆行驶的动态保障系统,与其他静态（安全、管理）与其他静态（安全、管理）设施共同构成了保障道路交通高效、安全的基础设施共同构成了保障道路交通高效、安全的基础交通事故、车辆故障、道路及沿交通事故、车辆故障、道路及沿途设施损坏、气候变化等途设施损坏、气候变化等2）静动结合）静动结合静态交通工程设施对正常交通状态管理起到了关键静态交通工程设施对
2、正常交通状态管理起到了关键作用，但难以及时处理上述随机事件作用，但难以及时处理上述随机事件高速公路机电系统高速公路机电系统设置原因：交通状况和环境状况随机性设置原因：交通状况和环境状况随机性北京西二环交通拥堵状况北京西二环交通拥堵状况城市快速干道交通状况城市快速干道交通状况1 交通监控系统1.1定义3）饱和交通量）饱和交通量当交通量达到或接近道路设计交当交通量达到或接近道路设计交通量时，道路上任何偶发事件若通量时，道路上任何偶发事件若得不到及时处理，都将导致人民得不到及时处理，都将导致人民生命、财产的严重损失生命、财产的严重损失交通动态系统是人们维护道路交通高效、安全交通动态系统是人们维护道路
3、交通高效、安全运行的重要补充运行的重要补充城乡交城乡交通通枢纽枢纽政治政治经济经济生活生活高速公路高速公路城市快速路城市快速路立交、高架路立交、高架路 城市干道城市干道1 交通监控系统1.2功能和目标1）功能）功能交通信息的实时采集、信息传交通信息的实时采集、信息传递、信息分析和处理、信息反递、信息分析和处理、信息反馈等。监控系统应具备实时性馈等。监控系统应具备实时性、稳定性、可变性等性能要求、稳定性、可变性等性能要求2）目标）目标针对变化的交通状态，提供实针对变化的交通状态，提供实时、合理的交通管理与控制：时、合理的交通管理与控制：疏通交通阻塞；预防交通事故疏通交通阻塞；预防交通事故；减轻交
4、通事故危害；减轻交通事故危害1 交通监控系统1.3组成1）信息采集子系统）信息采集子系统现代道路上设置的用于采集交现代道路上设置的用于采集交通及相关信息的设备和装置通及相关信息的设备和装置摄像机摄像机地感线圈地感线圈红外检测装置红外检测装置交通信息采集子系统的功能，就是对原始信息的实时交通信息采集子系统的功能，就是对原始信息的实时收集和预处理，使其转化成符合系统要求的信息文件收集和预处理，使其转化成符合系统要求的信息文件视频信息视频信息数字信息数字信息1.3组成1）信息采集子系统）信息采集子系统信息采集对象信息采集对象交通流信息（交通量、车速、车流密度等）交通流信息（交通量、车速、车流密度等）
5、气象信息（风、雨、雪、雾等）气象信息（风、雨、雪、雾等）环境信息（路况、有害气体等）环境信息（路况、有害气体等）其他异常事件（事故、施工等）其他异常事件（事故、施工等）1.3组成1）信息采集子系统）信息采集子系统常用装备常用装备车辆检测系统车辆检测系统气象检测系统气象检测系统环境检测系统环境检测系统有线信息系统（声音、图象）有线信息系统（声音、图象）巡逻车辆巡逻车辆红外限高红外限高检测装置检测装置安装于道路沿线的各类传感器，安装于道路沿线的各类传感器，能实时、准确采集各类相关信息能实时、准确采集各类相关信息小型清障装备小型清障装备福特交通指挥车福特交通指挥车美国交警专用美国交警专用雪弗兰卡马罗
6、雪弗兰卡马罗系列巡逻车系列巡逻车配备雷达、大型车载配备雷达、大型车载计算机等装备的现场计算机等装备的现场信息处理、传播车信息处理、传播车交通巡逻车发展史交通巡逻车发展史1 交通监控系统1.3组成2）信息提供系统）信息提供系统安装于道路沿线提供交通信息发送安装于道路沿线提供交通信息发送、诱导、控制、指挥等指令的设备、诱导、控制、指挥等指令的设备作用作用向使用者提供信息向使用者提供信息向使用者提供建议、指令向使用者提供建议、指令向管理、求救部门提供信息向管理、求救部门提供信息向社会提供信息向社会提供信息信息提供系统是将控制信息提供系统是将控制中心的指令传输到道路中心的指令传输到道路沿线的载体，主要
7、由有沿线的载体，主要由有线、无线信息传输网络线、无线信息传输网络构成：交通电台、交通构成：交通电台、交通诱导牌、可变交通标志诱导牌、可变交通标志1 交通监控系统1.3组成2）信息提供系统）信息提供系统特点特点该系统的特点是涉及面域大，该系统的特点是涉及面域大，工作条件恶劣，必须全天候分工作条件恶劣，必须全天候分布于道路全线布于道路全线监控中心虽然含有分散的子控制中心，但子控制中心监控中心虽然含有分散的子控制中心，但子控制中心的作用一般限于对局部的控制指挥的作用一般限于对局部的控制指挥正常情况道路沿线信息发布和反馈，应该由总控制中正常情况道路沿线信息发布和反馈，应该由总控制中心集中处理心集中处理
8、现代公路、城市道路在土建阶段就应处理好沿线通讯现代公路、城市道路在土建阶段就应处理好沿线通讯光缆、电缆埋设（或预留）等光缆、电缆埋设（或预留）等1 交通监控系统1.3组成3）监控中心）监控中心是采集系统、提供系统的中间是采集系统、提供系统的中间环节，是实施交通信息处理、环节，是实施交通信息处理、交通控制和管理的核心交通控制和管理的核心集中式监控中心：一条公路（或一个区域）所有采集集中式监控中心：一条公路（或一个区域）所有采集的交通信的交通信 息，全部集中处理，统一反馈息，全部集中处理，统一反馈分布式监控中心：总监控中心下辖若干子监控中心，分分布式监控中心：总监控中心下辖若干子监控中心，分布于道
9、布于道 路沿线各个重要地点（重要的桥、隧、匝道）路沿线各个重要地点（重要的桥、隧、匝道）监控中心的主要构成：大型多功能计算机、大型显示设监控中心的主要构成：大型多功能计算机、大型显示设备、控制台备、控制台是采集系统、提供系统的中间是采集系统、提供系统的中间环节，是实施交通信息处理、环节，是实施交通信息处理、交通控制和管理的核心交通控制和管理的核心供管理人员操供管理人员操作的控制台作的控制台大型显示设备大型显示设备华盛顿城市华盛顿城市交通监控中心交通监控中心1 交通监控系统1.4分类主线控制主线控制隧道控制隧道控制桥梁控制桥梁控制匝道控制匝道控制通道控制通道控制综合控制综合控制ITS 初级控制，
10、初级控制，用于线、点等用于线、点等小范围控制。小范围控制。中级控制，中级控制，用于关键区域用于关键区域有限范围控制。有限范围控制。高级控制，高级控制，用于区域内全用于区域内全面范围控制。面范围控制。1 交通监控系统1.4分类1）主线控制）主线控制基本思想基本思想：保证一个地区的交通主线畅通，可基本保证一个地区的交通主线畅通，可基本保证该地区的交通畅通保证该地区的交通畅通控制范围：针对局域交通干线上异常信息的检测、控制范围：针对局域交通干线上异常信息的检测、处理和及时反馈处理和及时反馈主线控制是相对独立的一种线性控制，比较容易实主线控制是相对独立的一种线性控制，比较容易实现，是我国目前交通控制中
11、采取的主要形式现，是我国目前交通控制中采取的主要形式1 交通监控系统1.4分类2）隧道（桥梁）控制）隧道（桥梁）控制对道路中大型、重要的隧道（桥梁）进行实时监控，对道路中大型、重要的隧道（桥梁）进行实时监控，属于点控制范畴属于点控制范畴除具备主线控制的功能外，还应具备照明、通风、防除具备主线控制的功能外，还应具备照明、通风、防毒、火警等控制和预警能力毒、火警等控制和预警能力1 交通监控系统1.4分类3）匝道控制）匝道控制匝道是高速公路、高架路、大型立交匝道是高速公路、高架路、大型立交桥等现代交通设施的重要组成桥等现代交通设施的重要组成当交通干线的交通流区域饱和（或经常出现短时高峰）当交通干线的
12、交通流区域饱和（或经常出现短时高峰）重要匝道的进出车辆将由于减速、分流等原因，会造成重要匝道的进出车辆将由于减速、分流等原因，会造成交通阻塞交通阻塞针对交通实际需求，对针对交通实际需求，对高速公路、高架路重要高速公路、高架路重要匝道实施交通控制匝道实施交通控制1.4分类4）通道控制（区域局部控制）通道控制（区域局部控制）通道控制是一定区域内带状路网的交通控制体系。包括通道控制是一定区域内带状路网的交通控制体系。包括了主线控制、匝道控制功能，并通过设置一定的路径诱了主线控制、匝道控制功能，并通过设置一定的路径诱导系统、可变情报板等设备，达到区域重要局部实时监导系统、可变情报板等设备，达到区域重要
13、局部实时监控的目的控的目的集散公路：一种道路集散公路：一种道路体系，与高速公路平体系，与高速公路平行且相距不远的干线行且相距不远的干线公路、城市快速路等公路、城市快速路等高等级道路高等级道路控制的意义：存在集散道路的区控制的意义：存在集散道路的区域一般是交通的要害区域，不论域一般是交通的要害区域，不论是干线、集散公路、还是匝道，是干线、集散公路、还是匝道，任何路段的交通堵塞都会波路网任何路段的交通堵塞都会波路网的交通畅通的交通畅通1.4分类5）综合控制）综合控制智能运输系统（智能运输系统（ITS），是针对更大范围公路网、城市路），是针对更大范围公路网、城市路网的交通区域控制系统网的交通区域控制
14、系统综合控制是面域的管理综合控制是面域的管理与控制，也是未来交通与控制，也是未来交通控制的必然趋势。实施控制的必然趋势。实施的目标就是谋求整个路的目标就是谋求整个路网交通运行的最佳效果网交通运行的最佳效果根据区域的具体交通状根据区域的具体交通状况，综合控制系统可能况，综合控制系统可能包含上述四类交通控制包含上述四类交通控制的全部内容的全部内容2 交通控制中心设计2.1功能：对各方面信息进行分析处理；制订和实施管理、功能：对各方面信息进行分析处理；制订和实施管理、控制方案控制方案监控中心监控中心的地理位的地理位置十分重置十分重要，对其要，对其监控功能监控功能的发挥有的发挥有直接影响直接影响接近城
15、镇接近城镇具备较完善生活设施具备较完善生活设施尽量接近监控对象尽量接近监控对象分中心监控范围小于分中心监控范围小于5050公里公里监控范围监控范围行政范围行政范围设备布置设备布置人员生活人员生活址址选选考考虑虑的的因因素素地方行政管理权的划分与统一地方行政管理权的划分与统一相关设备的合理、有效布置相关设备的合理、有效布置监控范围监控范围行政范围行政范围设备布置设备布置人员生活人员生活址址选选考考虑虑的的因因素素地方行政管理权的划分与统一地方行政管理权的划分与统一相关设备的合理、有效布置相关设备的合理、有效布置2 交通控制中心设计2.2监控中心功能基本作用：信息的分析、处理、决策基本作用：信息的
16、分析、处理、决策常用设备：计算机、显示器、控制台常用设备：计算机、显示器、控制台1）宏观监视（通过显示设备等）宏观监视（通过显示设备等）全程交通运行状态全程交通运行状态各子监控中心运行状态各子监控中心运行状态下辖各系统硬、软件运行状态下辖各系统硬、软件运行状态设施工作效率、完好率设施工作效率、完好率交通事件协调交通事件协调2）宏观调控）宏观调控交通宏观优化交通宏观优化2 交通控制中心设计2.2监控中心功能3）信息实时收集）信息实时收集交通数据、当地气象环境、报警交通数据、当地气象环境、报警求援、上级指令系统设备状态等求援、上级指令系统设备状态等音、图、文各类信息音、图、文各类信息交通运行状态、
17、局部交通运行状态、局部方案决策、系统硬软方案决策、系统硬软件运行状态、统计分件运行状态、统计分析、存储、打印等析、存储、打印等4）信息的分析处理）信息的分析处理2 交通控制中心设计2.2监控中心功能5）实施交通控制）实施交通控制通过对所有交通信息的综合分析对比，监控中心以一定通过对所有交通信息的综合分析对比，监控中心以一定的形式完成发布指令、上报信息、临时特殊监控等工作的形式完成发布指令、上报信息、临时特殊监控等工作在重大、特大在重大、特大偶发事件处理偶发事件处理中，为现场指中，为现场指挥者提供可靠挥者提供可靠信息信息6）辅助管理）辅助管理涉及到：方案决策；相关部涉及到：方案决策；相关部门协调
18、；应急事件中常需要门协调；应急事件中常需要交警、消防、医院、工程抢交警、消防、医院、工程抢修等部门默契合作，统一调修等部门默契合作，统一调度度2 交通控制中心设计2.3主要硬件设备1）综合控制台）综合控制台大屏幕投影仪、大型电子地图板；在控制中心可以展大屏幕投影仪、大型电子地图板；在控制中心可以展示所辖范围每个控制局部的静态、动态图、文信息示所辖范围每个控制局部的静态、动态图、文信息2）大型显示设备）大型显示设备操作工位操作工位终端设施终端设施操纵单元操纵单元大型计算机大型计算机视频处理视频处理中心中心控制控制台台闭路电视闭路电视控制单元控制单元紧急电话紧急电话控制单元控制单元专用电话专用电话
19、专用计算机专用计算机2 交通控制中心设计2.3主要硬件设备3）计算机系统）计算机系统计算机硬件构成：系统主机、各类专用计算机、彩色计算机硬件构成：系统主机、各类专用计算机、彩色成像、通讯、显示打印等终端设备成像、通讯、显示打印等终端设备计算机软件构成：系统支持软件、监控应用软件计算机软件构成：系统支持软件、监控应用软件交通监控系统计算机硬软件配备应实现：满足设计的交通监控系统计算机硬软件配备应实现：满足设计的监控功能；满足一定时期的增容、升级需求监控功能；满足一定时期的增容、升级需求3 信息采集子系统3.1采集系统构成采集装置的特性：多样性采集装置的特性：多样性；独立性；外场性；独立性；外场性
20、信息采集设备：各类监测设备；传感设备；预处理信息采集设备：各类监测设备；传感设备；预处理软件软件；紧急电话；紧急电话；视频采集装置；视频采集装置信息采集系统是分布在道路沿线，实时收集受控路段上信息采集系统是分布在道路沿线，实时收集受控路段上交通信息的执行部分交通信息的执行部分道路监控过程中，一切为获取交通信息所涉及的各道路监控过程中，一切为获取交通信息所涉及的各类硬、软件设施类硬、软件设施3 信息采集子系统3.2三大系统系系统统构构成成数据信息数据信息采集设备采集设备音频视频音频视频采集设备采集设备辅助性信息辅助性信息采集设备采集设备车辆检测车辆检测环境检测环境检测气象检测气象检测计算机计算机
21、实时处理实时处理紧急电话紧急电话电视监控电视监控人工人工处理处理可移动设备可移动设备交通、气象电台交通、气象电台3 信息采集子系统3.3系统运行方式检测器采集的信息经自身子系统进行预处理，并自动检测器采集的信息经自身子系统进行预处理，并自动、直接地通过传送系统，上传至控制中心分析处理、直接地通过传送系统，上传至控制中心分析处理1）联机运行方式）联机运行方式联机运行方式中的信息采集设备一般是固定安装的具联机运行方式中的信息采集设备一般是固定安装的具有特定能功能的专用装置有特定能功能的专用装置视频采集装置：视频采集装置：直接将现场视频信息及时处理成数直接将现场视频信息及时处理成数字信息，并同步输送
22、至上级计算机字信息，并同步输送至上级计算机3 信息采集子系统3.3系统运行方式局限局限1）联机运行方式）联机运行方式设备技术问题：网络系统、外部设备的持久稳定问题设备技术问题：网络系统、外部设备的持久稳定问题地域局限性：城市路网复杂，公路的地域广阔，外部地域局限性：城市路网复杂，公路的地域广阔，外部设施难以全面覆盖，且某些局部亦未必需要设施难以全面覆盖，且某些局部亦未必需要设备利用率：使用率低导致投资成本、使用成本增加设备利用率：使用率低导致投资成本、使用成本增加3 信息采集子系统3.3系统运行方式采集到现场信息后不直接上传控制中心，而是就地处采集到现场信息后不直接上传控制中心，而是就地处理、
23、暂时存储理、暂时存储2）脱机运行方式）脱机运行方式现场子系统完成：将处理的结果通过当地控制系统实现场子系统完成：将处理的结果通过当地控制系统实时执行；一定时间内将存储的信息上传控制中心时执行；一定时间内将存储的信息上传控制中心脱机运行方式运行的信息采集设备，其现场工作相对脱机运行方式运行的信息采集设备，其现场工作相对独立，可以根据需要临时取舍，具有较大的灵活性独立，可以根据需要临时取舍，具有较大的灵活性3 信息采集子系统3.3系统运行方式特点特点2）脱机运行方式）脱机运行方式独立的子装置便于运用成熟的技术；独立性更强，可独立的子装置便于运用成熟的技术；独立性更强，可根据需要单独设立；提高相关设
24、备的利用率根据需要单独设立；提高相关设备的利用率高速公路超速等违章，城市交叉口闯红灯等违章行高速公路超速等违章，城市交叉口闯红灯等违章行为虽然一定程度影响了正常的交通秩序和安全，但为虽然一定程度影响了正常的交通秩序和安全，但只是潜在的危险；在繁忙的城市交通、封闭的高速只是潜在的危险；在繁忙的城市交通、封闭的高速体系，若将此类事件都在现场处理，反而会造成交体系，若将此类事件都在现场处理，反而会造成交通阻塞通阻塞3 信息采集子系统3.3系统运行方式监控系统中音频、视频采集这两大系统介于通讯与采监控系统中音频、视频采集这两大系统介于通讯与采集、联机与脱机的中间范畴集、联机与脱机的中间范畴3）紧急电话
25、、电视监控）紧急电话、电视监控紧急电话：形式上与常规电话相同，但在监控系统中紧急电话：形式上与常规电话相同，但在监控系统中是应付意外事件重要采集设施，属被动采集是应付意外事件重要采集设施，属被动采集电视监控：交通信息通常要实时上传相关控制中心，电视监控：交通信息通常要实时上传相关控制中心，但相当地域也采用脱机方式但相当地域也采用脱机方式3 信息采集子系统3.3系统运行方式3）紧急电话、电视监控）紧急电话、电视监控两大系统的音、像信息一般不作计算机处理，而是直两大系统的音、像信息一般不作计算机处理，而是直接由现场人员观察、判断，并适当采取措施接由现场人员观察、判断，并适当采取措施4）运行方式应适
26、合现状需求）运行方式应适合现状需求遵循性价比原则，采集系统的具体运行方式应视交通遵循性价比原则，采集系统的具体运行方式应视交通需求、道路环境、设备技术、经济条件等因素确定需求、道路环境、设备技术、经济条件等因素确定4 信息提供系统将采集子系统收集的城市道路（高速公路）实时信息、将采集子系统收集的城市道路（高速公路）实时信息、控制中心发布的信息及时向使用者传递的载体控制中心发布的信息及时向使用者传递的载体监控监控中心中心实实时时信信息息集中集中处理处理判断判断决策决策指指令令采采集集系系统统管理人管理人驾驶人驾驶人救援人救援人执执行行机机构构提供系统提供系统4 信息提供系统4.1系统构成系统构成
27、道路监控过程中，道路监控过程中，所有用于服务、管所有用于服务、管理、求助、发布交理、求助、发布交通状态信息和指令通状态信息和指令的外场设备的外场设备对道路使用者：诱导、提示、指令对道路使用者：诱导、提示、指令相关部门：交通管理、工程救援、相关部门：交通管理、工程救援、医院、消防医院、消防社会新闻：舆论、社会效益社会新闻：舆论、社会效益系统构系统构成成指令、信息指令、信息发布外设发布外设相关机构相关机构联系电话联系电话广播电台广播电台信息平台信息平台信息提信息提供外设供外设4 信息提供系统4.2系统运行方式系统运行时各提供系统之间可能是系统运行时各提供系统之间可能是相互关联的也可能是相互独立的相
28、互关联的也可能是相互独立的监控中心集中管理、控制；从道路交通的整体性出发监控中心集中管理、控制；从道路交通的整体性出发，不论是单条公路还是公路网，在控制区域内都必须，不论是单条公路还是公路网，在控制区域内都必须总体协调总体协调1）联机运行方式）联机运行方式监控监控中心中心统一统一协调协调自控电子提示设备自控电子提示设备活动交通标志活动交通标志道路控制信号道路控制信号匝道控制信号匝道控制信号4 信息提供系统4.2系统运行方式外场设备独立运行：为了保证动态设施的实用性和有效外场设备独立运行：为了保证动态设施的实用性和有效性，信息提供系统也可采用不受监控中心的控制而独立性，信息提供系统也可采用不受监
29、控中心的控制而独立运行的模式运行的模式2）脱机运行方式）脱机运行方式各种手动活动交通标志，感应式控制设施各种手动活动交通标志，感应式控制设施与信息采集系统一样，提供系统的脱机运行方式更具灵与信息采集系统一样，提供系统的脱机运行方式更具灵活性，是目前经济发展时期的有效措施之一活性，是目前经济发展时期的有效措施之一4 信息提供系统4.3功能交通信息公布、车辆行驶诱导交通信息公布、车辆行驶诱导1）功能）功能管理、限制等指令发布管理、限制等指令发布2）控制与解决的常见交通问题）控制与解决的常见交通问题交通阻塞的控制措施（周期性或偶发性）交通阻塞的控制措施（周期性或偶发性）环境因素造成限制（大雾、冰冻、
30、毒气泄漏等）环境因素造成限制（大雾、冰冻、毒气泄漏等）道路及设施问题（道路维修、设施故障与损坏等）道路及设施问题（道路维修、设施故障与损坏等）特殊事件（相关的法律依据或公众意志）特殊事件（相关的法律依据或公众意志）4 信息提供系统4.4常用外部设施可变情报板可变情报板可变交通标志可变交通标志目前我国公路上很少使用这两类装置，部分高速公目前我国公路上很少使用这两类装置，部分高速公路控制中有少量应用路控制中有少量应用交通发达城市部分关键路段实施此类管理收效明显交通发达城市部分关键路段实施此类管理收效明显正常情况下，控制中心反馈的信息通过一定的途正常情况下，控制中心反馈的信息通过一定的途径进行日常的
31、信息管理、交流和对偶发事件的应径进行日常的信息管理、交流和对偶发事件的应急处理急处理4 信息提供系统4.4常用外部设施1）活动标志工作原理）活动标志工作原理通过控制各类光源，提高背景图案的亮度，完成可通过控制各类光源，提高背景图案的亮度，完成可变信息（有限度）的显示变信息（有限度）的显示矩阵显示，对发光二极管进行不同排列，构成图案、矩阵显示，对发光二极管进行不同排列，构成图案、文字、数字，以此适时发布控制、文字、数字，以此适时发布控制、管理等交通信息管理等交通信息普通灯泡普通灯泡2）光源类型）光源类型发光二极管发光二极管光纤导光投影光纤导光投影5 主线控制合理、有效地对交通干线监控，是局域公路
32、（或公路网合理、有效地对交通干线监控，是局域公路（或公路网）畅通的基础保证）畅通的基础保证主线控制是道路监控最基本的一种，其具体实施取决于主线控制是道路监控最基本的一种，其具体实施取决于道路的交通特性道路的交通特性区域管理体制：管理体制、方式的差异区域管理体制：管理体制、方式的差异地理环境：平纵曲线、交叉、分合流量地理环境：平纵曲线、交叉、分合流量环境气象：尘、湿、雾、冰环境气象：尘、湿、雾、冰交通量差异：随机性与必然性（概率）交通量差异：随机性与必然性（概率）5 主线控制车辆检测器是信息采集系统的重要外设，也是目车辆检测器是信息采集系统的重要外设，也是目前道路交通信息采集的主要手段之一前道路
33、交通信息采集的主要手段之一可采集各车道通行状态、车流速度和密度、车型可采集各车道通行状态、车流速度和密度、车型判断、行驶速度与装载高度违章等信息判断、行驶速度与装载高度违章等信息车辆检测器信息采集通常采用非接触式，按工作车辆检测器信息采集通常采用非接触式，按工作原理分为不同种类原理分为不同种类5.1车辆检测器构造及原理1）基本功能）基本功能感应式感应式反射接受式反射接受式对射接受式对射接受式5 主线控制检测部件检测部件5.1车辆检测器构造及原理2）车辆检测器的构成）车辆检测器的构成直接安装于道路沿线用于直接安装于道路沿线用于信号采集的各类装置，如信号采集的各类装置，如：地感线圈，安装于地下：地
34、感线圈，安装于地下；红外（或超声波）接收；红外（或超声波）接收装置，安装于两侧立面装置，安装于两侧立面感应式感应式检测器检测器5 主线控制信号接收放大和输送部件信号接收放大和输送部件5.1车辆检测器构造及原理2）车辆检测器的构成）车辆检测器的构成各类信号放大器、馈线电缆等。首先将采集单元获各类信号放大器、馈线电缆等。首先将采集单元获得的感应信号进行过滤、放大，并以一定的形式输得的感应信号进行过滤、放大，并以一定的形式输送到处理器送到处理器信号处理部件信号处理部件接受来自放大单元的各接受来自放大单元的各类电、磁信号，并将其类电、磁信号，并将其转换成数字信号，便于转换成数字信号，便于长距离输送长距
35、离输送 检测器通过车辆经检测器通过车辆经过埋在路面下的环行过埋在路面下的环行线圈所引起的电感变线圈所引起的电感变化，检测车辆的存在化，检测车辆的存在5 主线控制环形线圈感应：利用车辆经过造成磁感效应造成电环形线圈感应：利用车辆经过造成磁感效应造成电动势输出的微量变化，用以体现车辆的通过和存在动势输出的微量变化，用以体现车辆的通过和存在5.1车辆检测器构造及原理3）常用感应式车辆检测器）常用感应式车辆检测器电磁感应：装置中调协电子系统产生一定频率的高电磁感应：装置中调协电子系统产生一定频率的高频电流，通过线圈绕组时获得恒定的电感信号频电流，通过线圈绕组时获得恒定的电感信号永磁元件感应：采用永磁元
36、件和一定匝数的线圈，永磁元件感应：采用永磁元件和一定匝数的线圈，车辆经过时造成磁场变化在线圈内产生感应电动势车辆经过时造成磁场变化在线圈内产生感应电动势而获得交通信号而获得交通信号5 主线控制5.2环形线圈车辆检测器安装1）作用）作用获得路面交通获得路面交通流流 量、占有率量、占有率、速度等数据、速度等数据；判断道路阻；判断道路阻塞情况；利用塞情况；利用外场信息发布外场信息发布系统发出警告系统发出警告3米米2米米2米米2米米2米米行车方向行车方向5 主线控制5.2环形线圈车辆检测器安装2）基本原理）基本原理在同一车道的道路路基段埋设一组（在同一车道的道路路基段埋设一组（2个）感应线圈个）感应线
37、圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连车辆先后经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化车辆先后经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，并将其传输给车辆，车辆的通过状态将被检测到，并将其传输给车辆检测器进行采集、放大、计算、存储、上传检测器进行采集、放大、计算、存储、上传通过状态信号：车辆存在与否；前后时间间距；特通过状态信号：车辆存在与否；前后时间间距；特征量（车轴距、轮宽、质量等）征量（车轴距、轮宽、质量等）5 主线控制5.2环形线圈车辆检测器安装3）安装）安装环形线圈安装是埋设于车道路面或车道地下环形线圈安装是埋设于车道路面或车道地下
38、根据检测器工作原理不同，检测部件可置于车道的地根据检测器工作原理不同，检测部件可置于车道的地下、地面、两侧、上空等位置下、地面、两侧、上空等位置感应式车辆检测器产生感应效应的有效距离较小（感应式车辆检测器产生感应效应的有效距离较小（通常不超过通常不超过1米），因此车道上安装是理想的选择米），因此车道上安装是理想的选择反射式、对射式检测装置由于反应距离较反射式、对射式检测装置由于反应距离较 大，一般大，一般都设置于车道各个立面都设置于车道各个立面5 主线控制5.2环形线圈车辆检测器安装4）相关处理）相关处理防水、防腐处理：车道地下或路面的环境较为恶劣防水、防腐处理：车道地下或路面的环境较为恶劣，
39、因此感应线圈（包括各种探头）设计、施工等过，因此感应线圈（包括各种探头）设计、施工等过程都应考虑放水、防腐保护层程都应考虑放水、防腐保护层技术处理：安装调试注意采取防干扰措施。技术处理：安装调试注意采取防干扰措施。检测器安装的四周若存在天然磁场、大型感应固检测器安装的四周若存在天然磁场、大型感应固定设施、环境噪声、内磁场等都会造成设备功能下定设施、环境噪声、内磁场等都会造成设备功能下降，应采取一定隔离措施降，应采取一定隔离措施5.2环形线圈车辆检测器安装感应式检测装置对射式红外车辆对射式红外车辆（超高）检测系统（超高）检测系统反射射式微波反射射式微波车辆检测系统车辆检测系统行驶行驶方向方向地感
40、地感线圈线圈5 主线控制5.2环形线圈车辆检测器安装5）使用特点与现状）使用特点与现状检测精确，设备工作稳定，适应各种恶劣的自然气检测精确，设备工作稳定，适应各种恶劣的自然气候条件候条件相关设计、制造技术成熟、产品具有较高相关设计、制造技术成熟、产品具有较高 性能价格性能价格，利于大批量使用，利于大批量使用安装、维护工艺复杂：在车道上开槽埋设线圈由于软安装、维护工艺复杂：在车道上开槽埋设线圈由于软基问题、路面维护问题等，容易造成线圈损坏率，维基问题、路面维护问题等，容易造成线圈损坏率，维护工作量和费用相对较大护工作量和费用相对较大5 主线控制5.2环形线圈车辆检测器安装5）使用特点与现状）使用
41、特点与现状电、磁信号不直观：电、磁信号非音、视频，现场电、磁信号不直观：电、磁信号非音、视频，现场信号直观。因此在交通异常告警容易造成消息滞后信号直观。因此在交通异常告警容易造成消息滞后。监控人员常担心数据错误而难于立刻决策，因此监控人员常担心数据错误而难于立刻决策，因此需要一些可视的辅助手段需要一些可视的辅助手段适合高等级公路（不适合城市道路）：中国正在大适合高等级公路（不适合城市道路）：中国正在大力建设高速公路，环形线圈将在密集的高速公路网力建设高速公路，环形线圈将在密集的高速公路网上发挥其越来越重要的作用上发挥其越来越重要的作用5 主线控制5.3主线控制的构成与功能1）系统的一般构成）系
42、统的一般构成车辆检测器车辆检测器环境气象检测环境气象检测电话电视电话电视其他设施其他设施采采集集系系统统交通流状态交通流状态（计数、测速、各类违章）（计数、测速、各类违章）道路环境能见度道路环境能见度路面湿度、冰冻路面湿度、冰冻隧道照明、隧道照明、CO检测检测紧急信息的音、像传输紧急信息的音、像传输各类局部的特殊需求各类局部的特殊需求5 主线控制5.3主线控制的构成与功能1）系统的一般构成）系统的一般构成提供系统：电子公示板；活动交通标志；车道控制提供系统：电子公示板；活动交通标志；车道控制装置；根据控制路段性质不同，相关提供系统构成装置；根据控制路段性质不同，相关提供系统构成、设置方位不同、
43、设置方位不同一般公路：关键路段、道口、立交口等一般公路：关键路段、道口、立交口等高速公路：进出口及服务区不同位置，按不同高速公路：进出口及服务区不同位置，按不同 间距多次显示（封闭、高速）间距多次显示（封闭、高速）大桥、隧道（大于大桥、隧道（大于1km）：根据当前交通状况对）：根据当前交通状况对 过往车辆进行不同的限速及环境检测过往车辆进行不同的限速及环境检测5 主线控制5.3主线控制的构成与功能1）系统的一般构成）系统的一般构成监控中心监控中心集中控制：较单一的控制，用于里程较短，沿途桥集中控制：较单一的控制，用于里程较短，沿途桥、隧少，所有交通信息便于迅速、准确的协调处理、隧少，所有交通信
44、息便于迅速、准确的协调处理多级控制：公路里程长，含有重要桥梁、隧道、多多级控制：公路里程长，含有重要桥梁、隧道、多路汇交中心、沿途地质气候复杂；路汇交中心、沿途地质气候复杂；针对各关键点具针对各关键点具体情况，通常要设立专门控制中心，可以独立运行体情况，通常要设立专门控制中心，可以独立运行5 主线控制5.3主线控制的构成与功能2）系统功能）系统功能控制目标：保持所控制道路交通的畅通控制目标：保持所控制道路交通的畅通主线控制系统硬软件设置，应针对道路使用过程可主线控制系统硬软件设置，应针对道路使用过程可能出现的问题进行设计和安装能出现的问题进行设计和安装事故多发路段事故多发路段各种感应、视频各种
45、感应、视频多路汇交处多路汇交处匝道控制匝道控制隧道隧道照明检测、大气防毒检测照明检测、大气防毒检测5 主线控制5.3主线控制的构成与功能2）系统功能）系统功能系统功能等级系统功能等级一级控制一级控制初级阶段，用于交通量小的干线，仅初级阶段，用于交通量小的干线，仅对重要路段进行信息采集对重要路段进行信息采集二级控制二级控制中级阶段，设置沿线信息采集，检测、判中级阶段，设置沿线信息采集，检测、判断重要路段交通状况，并以此为依据进行主线控制断重要路段交通状况，并以此为依据进行主线控制三级控制三级控制高级阶段，用于交通量大且接近饱和高级阶段，用于交通量大且接近饱和，加强主线控制及其他控制，加强主线控制及其他控制
