1、第第2 2章章 交通信息采集交通信息采集 几种应用比较广泛的交通信息的采集方式（系统）-地磁感应式采集技术地磁感应式采集技术-环形线圈感应式采集技术-微波采集检测技术-视频采集检测技术-其他交通信息检测技术（红外线、超声波雷达）城市道路、公路交通基础数据获取数据准备数据处理交通数据分类检验？最终结果是否数据获取在数据处理流程的位置交通信息采集系统与处理系统 交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过全面的、丰富的、实时的交通信息，不但可以把握城市道路交全面的、丰富的、实时的交通信息，不但可以把握城市道路交通的发展状况，而且可以对未来
2、发展进行预测，为城市交通规通的发展状况，而且可以对未来发展进行预测，为城市交通规划和城市管理部门的正确决策提供依据。划和城市管理部门的正确决策提供依据。交通信息采集技术主交通信息采集技术主要指对动态交通信息的采集技术。它不但能检测车辆，对车辆要指对动态交通信息的采集技术。它不但能检测车辆，对车辆进行计数，还能检测车辆的存在及一些主要动态交通参数。进行计数，还能检测车辆的存在及一些主要动态交通参数。交通信息采集技术主要分为以下几类：一是交通信息采集技术主要分为以下几类：一是基于传感器基于传感器的的交通信息采集技术，如通过安装在道路上或路侧的环形感应线交通信息采集技术，如通过安装在道路上或路侧的环
3、形感应线圈、微波发射装置等进行采集；二是圈、微波发射装置等进行采集；二是基于视频基于视频的交通信息采集的交通信息采集技术；三是技术；三是基于定位技术基于定位技术的交通信息采集技术，如利用的交通信息采集技术，如利用GPS和和无线移动通信网络进行移动位置信息采集的技术。无线移动通信网络进行移动位置信息采集的技术。2.12.1地磁感应式采集技术地磁感应式采集技术1.工作原理及特点：工作原理及特点：物质在磁场中电阻将发生变化，这种现象称为物质在磁场中电阻将发生变化，这种现象称为磁磁阻效应阻效应。磁阻效应有基于霍尔效应的普通磁阻效应和各向异性磁阻效应之分。对于强磁性金属(铁、钴、镍及其合金)，当外加磁场
4、平行于磁体内磁化方向时当外加磁场平行于磁体内磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场而变；当当外加磁场偏离金属外加磁场偏离金属的的内磁化方向时，内磁化方向时，金属的电阻减小金属的电阻减小，这就是各向异性磁，这就是各向异性磁阻阻(AnisotropicMagneto-Resistive，AMR)效应效应，又称为磁阻的非均质现象，其中能够引起磁阻效应的方向称磁阻效应的方向称为敏感方向为敏感方向或者感应方向。地磁车辆检测器是一种各向异性磁阻传感器，能够地磁车辆检测器是一种各向异性磁阻传感器，能够检测出检测出磁感应强度为地球磁感应强度的磁感应强度为地球磁感应强度的1/12000的变的变化。化。车辆本身含有铁磁
5、性物质，当车辆车辆本身含有铁磁性物质，当车辆接近接近地磁车辆检地磁车辆检测器的检测区域时，检测区域磁力线挤压聚合；当测器的检测区域时，检测区域磁力线挤压聚合；当车辆车辆将要通过将要通过检测区域时磁力线沿中心进一步聚合检测区域时磁力线沿中心进一步聚合收缩；当车辆正在收缩；当车辆正在通过通过检测区域时，磁力线收到牵检测区域时，磁力线收到牵拉而沿中心发散。拉而沿中心发散。原理：原理：利用检测器捕捉利用检测器捕捉车辆接近、将要通过车辆接近、将要通过以及正以及正在在通过检测区域通过检测区域时的时的磁力线的变化磁力线的变化，并进行，并进行信号分信号分析和处理析和处理，可以，可以实现实现对对车辆实时检测车辆
6、实时检测，也可以根据，也可以根据不同车辆对地磁产生的扰动不同来识别车辆类型。不同车辆对地磁产生的扰动不同来识别车辆类型。特点：特点：市场上的市场上的地磁车辆检测器地磁车辆检测器多以多以无线传输无线传输为主，以其为主，以其检测检测准确度高准确度高，自适应、自学习能力强自适应、自学习能力强，适应各种复杂天气状况适应各种复杂天气状况，稳定可靠，安装维护方便稳定可靠，安装维护方便，使用，使用寿命长寿命长等优点迅速占领市场，等优点迅速占领市场，被一些专家认为是环形线圈车辆检测器的理想替代技术，在被一些专家认为是环形线圈车辆检测器的理想替代技术，在我国各大城市的道路上已经大规模使用。我国各大城市的道路上已
7、经大规模使用。-优点优点 对于对于纵向过于靠近车辆的干扰排除能力纵向过于靠近车辆的干扰排除能力较差，即当车流较差，即当车流速度较低，前后速度较低，前后车辆之间的距离较小时车辆之间的距离较小时，测量准确度受到的，测量准确度受到的影响较大。影响较大。-缺点缺点2基于地磁车辆检测器的车辆信息检测基于地磁车辆检测器的车辆信息检测(1)车辆的存在性检测车辆的存在性检测 当车辆位于检测器上方时，磁场出现峰值，在数据当车辆位于检测器上方时，磁场出现峰值，在数据处理时通过建立合适的阈值，可以滤掉旁边车道的车辆处理时通过建立合适的阈值，可以滤掉旁边车道的车辆或远距离车辆带来的干扰信号，当检测值大于阈值时，或远距
8、离车辆带来的干扰信号，当检测值大于阈值时，则认为有车辆通过。则认为有车辆通过。(2)车辆行驶的方向判定车辆行驶的方向判定车辆通过地磁场磁力线变化感应电压地球的磁通线 当没有车辆存在时，检测器输出背景的磁场作为它的初始值。当有车辆接近时，地磁场的磁力线将会偏向铁磁性车辆。如果地磁传感器的敏感轴指向右侧，而车辆是由左向右行驶的地磁传感器的敏感轴指向右侧，而车辆是由左向右行驶的，那么磁场的变化规律是首先减弱，因为更多的磁力线会弯向迎面驶来的车辆。(3)基本车型的识别方法基本车型的识别方法 任何铁磁性物体都会改变地磁场的分布，形成地磁场的扰任何铁磁性物体都会改变地磁场的分布，形成地磁场的扰动，动，其综
9、合影响是对地球磁场磁力线的扭曲和畸变其综合影响是对地球磁场磁力线的扭曲和畸变，且这个扰，且这个扰动因铁磁性物质的结构及质量不同而不同。也就是说，不同类动因铁磁性物质的结构及质量不同而不同。也就是说，不同类型的车辆对地磁的干扰是不一样的。型的车辆对地磁的干扰是不一样的。一般利用双轴地磁传感器，将其水平安装后，能够将任何水一般利用双轴地磁传感器，将其水平安装后，能够将任何水平的磁场分为平的磁场分为X轴和轴和Y轴矢量分量，通过两个方向的磁场变化的轴矢量分量，通过两个方向的磁场变化的叠加来区分车型。叠加来区分车型。(a)X轴分量 (b)Y轴分量 大型车、小型车的两轴地磁场扰动磁场叠加的缺陷有明显的不同
10、，可以建立基本模板用于对比区分车型。(a)大型车 (b)小型车 如果要实现准确的车型区分，可以建立标准的车辆模板库，通过对大量样本车辆感应曲线的数据采样分析，提取与车型通过对大量样本车辆感应曲线的数据采样分析，提取与车型分类有关的若干种特征分类有关的若干种特征，主要包括磁感应强度、高度、左右相对密度、上下相对密度、上升沿、下降沿、凹凸性、峰值等进行进一步的分析，通过对标准车辆模板的匹配、识别来进行车辆的准确区分。当没有车辆存在时，检测器输出背景的磁场作为它的初始值。当有车辆接近时，地磁场的磁力线将会偏向铁磁性车辆。如果地磁传感器的敏感轴指向右侧，而车辆是由左向右行驶的地磁传感器的敏感轴指向右侧
11、，而车辆是由左向右行驶的，那么磁场的变 大型车、小型车的两轴地磁场扰动磁场叠加的缺陷有明显的不同，可以建立基本模板用于对比区分车型。(a)大型车 (b)小型车 如果要实现准确的车型区分，可以建立标准的车辆模板库，通过对大量样本车辆感应曲线的数据采样分析，提取与车型通过对大量样本车辆感应曲线的数据采样分析，提取与车型分类有关的若干种特征分类有关的若干种特征，主要包括磁感应强度、高度、左右相对密度、上下相对密度、上升沿、下降沿、凹凸性、峰值等进行进一步的分析，通过对标准车辆模板的匹配、识别来进行车辆的准确区分。3.1.2 地磁感应式采集技术在车辆检测中的应用地磁感应式采集技术在车辆检测中的应用1.
12、地磁车辆检测器的安装地磁车辆检测器的安装 (1)埋入路面下安装埋入路面下安装1)安装步骤安装步骤 在路面挖掘安装孔和引线槽，孔径以能放入检测器为适宜，深度为0.20.6m。将套有地磁车辆检测器电缆线的聚氯乙烯(PVC)管放入槽中。调节电缆线，将地磁检测器放入孔中，调整好距离地面高度为0.20.4m，电缆线要处于松弛状态。往地磁车辆检测器与安装孔间隙处填充固化防水材料。将电缆线连接到客户控制系统。2)参数调试参数调试 参数预设置。预固定好地磁车辆检测器，根据参数设置步骤进行参数设置，可设置灵敏度、响应设置系数、恢复设置数等灵敏度、响应设置系数、恢复设置数等。设置完成后，需利用在规定车速范围内行驶
13、通过的汽车看是否能够成功的检测，否则需要检查地磁车辆检测器与安装孔是否有问题。固化安装。在以上测试正常情况下，填入防水、固化材料，进行防水和加固。(2)道路侧边安装 适合某些不能破坏的路面或比较松软的路面(安装后无法保证检测器位置长期不发生位移)，以及车道较窄的场合，如高速公路出入口匝道和高速公路收费路。(2)道路侧边安装1)使用场合使用场合 离车辆的侧向距离越近，检测器感应到的扰动越大，这有助于通过调高阈值(降低灵敏度)以及其他参数，将非机动车过滤掉。如果有条件，尽量将车流引到地磁车辆检测器的最佳距离范围内。停车场出、入口处通常都是单行道(或单车道)的，可以将地磁车辆检测器装在车道最狭窄处的
14、外侧。高速公路出口匝道也适合道路侧边安装。车辆与侧边的的距离较小，可在匝道两侧各安装一个地磁车辆检测器；若匝道特别窄，可安装一个检测器。低等级车道上的使用。钢结构桥梁上使用。2)道路侧边安装的侧向距离要求道路侧边安装的侧向距离要求 离车辆距离最好保持在0.22m之内。距离越近效果越佳，推荐1m内为最佳距离。3)对检测器安装的基础要求对检测器安装的基础要求 必须有合适的基础结构合适的基础结构适合用来固定地磁检测器，如水泥墙、立杆、箱体等。地磁检测器安装基础物要尽量不使用钢铁类磁性材料不使用钢铁类磁性材料，不能是较大钢铁制品，如钢板、钢筋网。木材、塑料、铝制材料(铝型材)是允许的，水泥墙面(要保证
15、墙面内附近没有钢筋等钢铁物质或减少，且远离墙面)也是允许的。地磁检测器要尽量远离钢铁类磁性物质远离钢铁类磁性物质。如非要安装在某些钢铁类结构上，要保证距离10cm以上，越远越好；不得将地磁检测器直接固定在某些钢铁类结构上，应该用非金属或铝制材料隔离出10cm距离。2.地磁车辆检测器的应用地磁车辆检测器的应用(1)交通控制优化交通控制优化1)交叉口信号优化控制交叉口信号优化控制 获取信息获取信息：a.各方向各车道进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。b.各方向进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。c.交叉口平均通行能力。部署方案部署方案a.车速
16、、流置、占有率检测车速、流置、占有率检测 每个车道进口部署一个检测器(ED030)，根据交叉口车道总数、地理范围等部署一个(AP101)或多个接入节点(AP102),部署一个汇聚节点(CP201),汇聚节点输出交通检测参数给控制系统，或通过网络连接到交通指挥中心：图 用于交叉口信号优化控制的检测器部署示意图b.排队长度和延误时间排队长度和延误时间 根据排队长度和延误的检测要求和实际交通情况，每个车道除部署一个ED030检测车速、流量、占有率外，还需部署多个ED020检测器用于检测排队长度和平均延误，根据排队长度的可能范围，在每个方向上都需要增加一个或多个AP102接入节点，用于增大接收检测器检
17、测数据的地理覆盖范围：图3.1-8 用于交叉口信号优化控制的检测器部署示意图(考虑排队因素)c.出口车速、流量检测出口车速、流量检测 每个车到出口部署一个ED030检测器，用于检测每个车道的出口车速和流量，提供给下一个交叉口作为参考。根据进出口车速、流量的比较，还可用于检测交叉口可能的交通事故和拥堵：图3.1-9 用于交叉口信号优化控制的检测器部署示意图(考虑路径因素)2)主辅道交叉口优化控制主辅道交叉口优化控制需求描述需求描述 通过动态获取主辅道交叉口各个方向的交通流状态，为主辅道(辅道交叉口)交通信号配时优化提供交通流方面的依据，提高主辅道(辅道交叉口)的通行能力、保障主道(或辅道)畅通成
18、交通流量均衡(交通策略)，并进一步为干线交通和区域交通的优化控制提供各主辅道交叉口交通流基础数据。检测对象检测对象 主辅道出入口、匝道、辅道交叉口各方向各车道行驶的车辆及其行驶状态。获取信息获取信息a.各方向各车道进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。b.各方向进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。c.主辅道交叉口平均通行能力。部署方案部署方案a.车速、流置、占有率检测 每个车道部署一个检测器(ED030)，主辅道交叉口部署一个检测器(E020),根据交叉口车道总数、地理范围部署一个(AP101)或多个接入节点(AP102),部署一个汇聚节点
19、(CP201)，汇聚节点输出交通检测参数给信号控制系统，或通过网络连接到交通指挥中心：图3.1-10 用于主辅道出入口信号优化控制的检测器部署示意图b.排队长度和延误检测 根据排队长度和延误的检测要求，以及实际交通情况，每个车道除部署一个ED030检测车速、流量、占有率外，还需部署多个ED020检测器用于检测排队长度和平均延误，根据排队长度的可能范围，在每个方向上都需要增加一个或多个AP102接入节点延长检测器的部署范围：图3.1-11 用于主辅道出入口信号优化控制的检测器部署示意图(考虑排队因素)3)绿波带控制绿波带控制需求描述通过动态获取绿波带沿途的连续交叉口各个方向的交通流状态，为交通配
20、时优化和配时调整提供交通流方面的依据，实现道路的绿波带作用。检测对象绿波带沿途连续交叉口各方向各车道行驶的车辆及其行驶状态。获取信息 a.各车道进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均延误等。b.相邻路口之间的平均行驶时间。部署方案 绿波带控制需要检测车速、流量、平均排队长度、平均延误等交通参数。根据车速、排队长度和延误的检测要求和实际交通情况，每个车道除部署一个ED030检测车速、流量外，还需部署多个ED020检测器用于检测排队长度和平均延误，根据排队长度的可能范围，在每个方向上都需要增加一个或多个AP102接入节点，用于增大接收检测器检测数据的地理覆盖范围：图3.1-12 用于绿波带信
21、号优化控制的检测器部署示意图4)优先通行原则优先通行原则(BRT)需求描述 通过动态获取交叉口各个方向的交通流状态，特别是通过对车型的进行识别，检测出优先通行车辆(公交车)，并优先为其提供通行信号，从而提高道路上优先通行车辆(公文车)的通行效率。检测对象 各方向优先通行车辆(公交车)和专用车道(公交专用道、应急专用道等)车道行驶的车辆状态。获取信息 各方向专用公交车道进入的公交车辆及数量。部署方案 优先通行控制需要检测车型。根据优先通行的控制要求，每个车道部署一个检测器(ED030)，根据车道总数、地理范围部署一个(AP101)或多个接入节点(AP102)，部署个汇聚节点(CP201)，汇聚节
22、点输出交通检测数据给信号控制系统、或通过网络连接到交通指挥中心：图3.1-13 用于优先通行信号优化控制的检测器部署示意图5)快快(高高)速路入口优化控制速路入口优化控制需求描述 通过动态获取快(高)速路以及沿途各入口的交通流状态，为交通信号配时优化和配时调整提供交通流方面的依据，提高快(高)速路通行能力、保证快(高)速畅通，并进一步为快(高)速交通和区域交通的优化控制提供交通流基础数据。检测对象 快(高)速路各方向各车道和匝道入口行驶的车辆及其行驶状态。获取信息a.快(高)速路各方向各车道进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。b.匝道的平均车速、平均流量、平均排队长
23、度、平均占有率、平均延误等。部署方案a.车速、流量、占有率检测 快(高)速路和匝道每个车道部署一个检测器(ED030),根据车道总数、地理范围部署一个(AP101)或多个接入节点(AP102),部署一个汇聚节点(CP201)，汇聚节点输出交通检测参数给信号控制系统，或通过网络连接到交通指挥中心：图3.1-14 用于快(高)速路入口控制的检测器部署示意图b.排队长度和延误检测 根据排队长度和延误的检测要求，以及实际交通情况，每个车道除部署一个ED030检测车速、流量、占有率外，还需部署多个ED020检测器用于检测排队长度和平均延误，根据排队长度的可能范围，在每个方向上都需要增加一个或多个AP10
24、2接入节点，用于增大接收检测器检测数据的地理覆盖范围：图3.1-15 用于快(高)速路入口控制的检测器部署示意图(考虑排队因素)6)区域信号控制区域信号控制需求描述 通过动态获取该区域的各路段、交叉口的交通流状态，为该区域的交通信号配时优化和配时调整提供交通流方面的依据，提高区域总体的通行能力，并进步为区域交通的优化控制提供交通流基础数据。检测对象 该区域的各路段、交叉口等行驶的车辆及其行驶状态。获取信息 a.各路段各方向各车道进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。b.各交叉口的各方向进出口平均车速、平均流量、平均排队长度、平均占有率、平均延误等。部署方案 对于不同场
25、合的系统部署方式参照1)5)。在实际应用中还需要结合其他信息技术，如信号机控制，视频监控、GPS等，以使管理者可从整个区域的层次整体把握交通状况，结合该区域所有接入节点和汇集节点所提供的路况信息，日有无交通事故、目前拥堵情况等，对该区域的交通进行控制，并通过信息显示、发布系统及时为四级提供路况信息，从而起到尽快疏导车辆的效果。图3.1-16 用于区域信号控制的检测器部署示意图地磁车辆检测器在停车场管理系统中的应用地磁车辆检测器在停车场管理系统中的应用(2)交通诱导服务交通诱导服务 1)区域交通诱导 2)停车场管理与车位指示 3)停车场卡口控制 4)大型客运站车辆引导服务 5)交通枢纽诱导服务
26、6)快(高)速路交通诱导 7)智能公交站牌地磁车辆检测器在停车场管理系统中的应用地磁车辆检测器在停车场管理系统中的应用(3)交通应急与监管交通应急与监管 1)交叉口违章检测 4)特定道路交通状态监测(*)2)路段违章和事件检测 5)特定道路环境监测 3)特定区域车辆检测 6)长期交通状态调查 图3.1-31 交通状态传感网络在基础设施管理方面的应用图3.1-32 交通状态传感网络在交通环境监测方面的应用2.2 环形线圈感应式采集技术2.2.1 环形线圈感应式采集技术的工作原理及特点环形线圈感应式采集技术的工作原理及特点 环形线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的基于电磁感应原理的车辆检测器，由
27、埋设在路面下的环形线圈环形线圈、信号检测处理单元信号检测处理单元(包括耦合振荡电路、信号整形电路、检测信号放大电路、数据处理单元和通信接口等)及馈线馈线三部分构成，整个系统的结构框图如图3.2-1所示。图3.2-1 环形线圈车辆检测器结构框图环形线圈检测器的工作原理电路分析的阐述方式：利用数字频率计数的原理,使埋设在各车道路面下的环形线圈传感器与振荡器匹配形成一定频率的周期信号,经波形整形处理为矩形波后作为计数脉冲,然后在固定的时间窗口采样计数,便可间接得到探测振荡器的频率。应用方面阐述：当电流通过环形线圈时,在其周围形成一个电磁场,当车辆行至线圈上方时,在金属车体中感应出涡流电流,涡流电流又
28、产生与环路相藕但方向相反电磁场,即互感,使环形线圈电感量随之降低,因而引起电路谐振频率的上升。只要检测到此频率随时间变化的信号,就可检测出是否有车辆通过。交通流量数据分析采集仪 实时显示：检测系统可以实时显示每个车道的车型、速度、车道占有率、车头时距、车头间距。电感：20H500H（交通工程标准），可高达2000H。高速地感 环形线圈检测系统事例：设备一般采用两组环形线圈作为传感器，对通过检测区域车辆信息进行采集与分析，准确计算出车流量，车速，车型等参数，满足交通部车辆分类标准，具有检测精度高、成本低等优点。该设备主要应用于道路交通流量综合参数的检测。埋地线圈测试车辆车道环形线圈感应式检测技术
29、：环形线圈感应式检测技术是指由环形线圈作为检测传感器的一套能检测到车辆通过或存在于检测区域的技术。环形线圈感应式检测器组成：环形线圈车辆传感器 传输馈线 检测处理单元环形线圈感应式检测器示意图环形线圈埋设于车道的路面下，通过馈线语检测处理单元相连。检测处理单元使用高频信号驱动环形线圈，当有车辆通过环形先全时，引起线圈的电感量变化，并引起阻抗变化，从而导致信号幅度、相位、频率等的变化。馈线车辆检测系统组成当环形线圈中有高频电流通过时，在换的周围产生交变磁场，这时有车通过就会产生导磁率的变化，导正电感量增加。也会有涡流产生，进而产生磁场，减小电磁量的作用。随着涡流的变化，对线圈的电感也将随着频率变
30、化。222222()()()()cchhcccRMMLZRjLRLRL222()()chcRMRRRL222()()chccMLLLRL线圈的受到车辆通过影响的等效电阻：其中:线圈的等效电感：线圈的等效电阻：222()()chccMLLLRL第一项的变化幅度与车辆材料的导磁率有关第二项与电涡流的效应有关。负值表示电涡流的效应是使线圈的等效电感量减小 结果就是：好的导磁材料，第一项变化小，第二项将有较大变化，灵敏度得以提高 频率f升高时，电感部分的阻抗增加，使信号电压的大部分降在电感上，不利于读出电压的变化值。当f10kHz时，线圈的电感量略有增加；当10kHzf400kHz时，阻抗迅速减小，灵
31、敏度迅速减小。结论：工作频率应用通常选择在几十kHz到100kHz之间。环形线圈的规格：通常探测线圈应该是长方形。两条长边与金属物运动方向垂直，彼此间距推荐为1米。长边的长度取决于道路的宽度，通常两端比道路间距窄0.31。埋地线圈安装中的具体注意细节8字形绕线线圈为了提高灵敏度（当道路宽度较大，车辆底盘高时），可以采用此种8字形安装形式以分散检测点，提高灵敏度。线圈的匝数确定：为了使检测器工作在最佳状态下，线圈的电感量应保持在100uH300uH之间。在线圈电感不变的情况下，线圈匝数与周长有着重要关系。周长越小，匝数就越多。一般可参照下表：线圈周长线圈匝数3米以下根据实际情况，保证电感值在10
32、0uH200uH之间即可36米56匝610米45匝1025米3匝25米以上2匝由于道路下可能埋设有各种电缆管线、钢筋、下水道盖等金属物质，这些都会对线圈的实际电感值产生很大影响，所以上表数据仅供用户参考。在实际施工时用户应使用电感测试仪实际测试电感线圈的电感值来确定施工的实际匝数，只要保证线圈的最终电感值在合理的工作范围之内(如在100uH300uH之间)。在绕制线圈时，要留出足够长度的导线以便连接到环路感应器，又能保证中间没有接头。绕好线圈电缆以后，必须将引出电缆做成紧密双绞的形式，要求最少1米绞合20次。否则，未双绞的输出引线将会引入干扰使线圈电感值变得不稳定。输出引线长度一般不应超过5米
33、。由于探测线圈的灵敏度随引线长度的增加而降低，所以引线电缆的长度要尽可能短。输出引线：在高速公路或城市的快速道路上，此类检测器多应用于统计道路的一段区域内的车辆经过情况，并且该统计是基于一定周期内的，比如1、5、10、30、60分钟等，时间小于1分钟则失去了统计和分析的意义，长于1小时则可由上位机进行统计分析处理。而且数据具有掉电保护，至少能查询一周内的历史数据或者自配有高性能的UPS能在一定时间内继续工作。在国家交通部即将推出的行业规范里，环形线圈车辆检测器功能要求中，对流量、平均速度、车道占有率、平均车长、平均车间距要求是必须的。道路占有率的统计f 车流量（pcuh(-1)）O道路占有率l
34、时间t内所有车辆的车身长度v时间t内的平均速度100flOtv环形线圈检测器的应用：车型识别 车速测定环地感线圈的其他用途：车辆识别分类探测然后摄取车辆的某些特征信息。这是因为车辆的有些信息是固定，产生的线圈变化也是一定的，这样可以用模式识别的方法对一些特征值进行辨别，从而识别出一些特有的信息。匹配分类识别结果环形线圈探测车辆检测器预处理预处理特征抽取特征值抽取计算隶属度建立隶属度函数特征选择模式样本库车辆识别系统构成 传统的模式识别：统计 结构模式识别 不加区分，使用全部的样本类进行特征匹配。4种车的感应曲线 使用环形线圈主要存在以下问题：车辆种类多，区别难度较大；车辆识别过程中只能利用感应
35、曲线，感应曲线的产生条件受环境与车辆自身影响，产生的曲线可能与事实背离。需要建立感应强度隶属函数u车速估计 单线圈也可估计车速；传统的速度估计方法：L车体长度+线圈长度；车辆进入检测的开始时间与离开时间。offonlvtt,offontt也可以多线圈检测车速：车辆通过线圈的速度：提高速度的估计值精度：31Dvtt31421()2DDvtttt最初的检测大多是交通流量、流向、车速、车道占有率及车长、排队长度等。目前，主要应用于交通流数据信息采集系统、交通信号控制系统、交通诱导及停车管理系统。由于有模糊数学技术的应用。使得可以建立在车辆分类信息库基础上，在隧道自动控制、自动识别收费系统有过应用的可
36、能。2 环形线圈车辆检测器的特点：环形线圈车辆检测器的特点：优点优点：线圈电子放大器已标准化、技术线圈电子放大器已标准化、技术成熟、测量准确度高；成熟、测量准确度高；不足：不足：是线圈长时间埋在路面下，实是线圈长时间埋在路面下，实际使用中由于路面物理位移际使用中由于路面物理位移(道路施工、热道路施工、热胀冷缩、重车碾压等胀冷缩、重车碾压等)而造成的损坏居多，而造成的损坏居多，使用寿命较短。使用寿命较短。3.环形线圈车辆检测器在电子警察系统中的应用环形线圈车辆检测器在电子警察系统中的应用1)闯红灯违章自动监控系统图3.2-10 闯红灯违章自动监控系统路口控制部分3.环形线圈车辆检测器在电子警察系
37、统中的应用环形线圈车辆检测器在电子警察系统中的应用图3.2-11 车辆闯红灯抓拍系统原理框图3 视频采集检测技术 1、视频监控的发展历程 全模拟的视频监控系统（CCTV）半数字化视频监控系统（DVR ）全数字化视频监控系统（NVS ）2、视频监控的发展趋势 网络普及和视频压缩技术的发展 视频智能化，自动跟踪、识别、报警 监控人性化、无线接入全模拟监控系统（CCTV）监控区域受限，几百米范围 施工规模较大，走线复杂 信息存储不便、容量有限 系统维护成本高 系统的扩展性差第一代模拟监控系统特点 特点 视频采用同轴电缆线传输 图像信息传输为模拟方式 信息存储采用模拟方式（磁带等）缺点 传输距离有限，
38、通常只有几百米范围 模拟信号受干扰程度大，稳定性不够 模拟存储信息量巨大，存储费时费力费钱 监控区域仍有限 施工规模仍较大 模拟传输数字化存储 信息存储能力增强 扩展性提高 系统稳定性提高半数字化视频监控系统（DVR）传输方式依旧采用模拟方式，依靠电缆作为传输介质以本地存储为主要功能，网络传输功能没有或较弱图像显示为模拟视频或无损压缩视频，较清晰图像存储为数字化存储，管理手段极大丰富但存储不同于显示，图像采用有损压缩，清晰度较差多采用MJPEG、MPEG-1、MPEG-2压缩方式第二代模拟监控系统特点 受传输介质电缆的限制，监控范围局限于几百米范围 数字化程度不够，远程观看、管理、资料交流功能
39、有限 扩展性受限、稳定性不足第二代模拟监控系统的缺点视频服务器无线视频服务器因特网电视墙观看监控中心PDA无线观看无线上网观看实时在线观看第三代全数字化视频监控系统（NVS）网络视频服务器（NVS）系统特色 后起之秀，享尽技术优势采用的是最先进Mpeg4/H.264压缩方式，超低码流，高保真画质CIF格式运动图像典型码流只有300Kbps，利于网络传输设备内置OS系统和标准网络协议栈，提供WEB浏览服务嵌入式系统设计，集中组网，分级管理，系统安全可靠 数字化网络传输完全突破地域空间限制，极大丰富监控手段，真正随时、随地、随意监控；存储方式丰富，可以前端设备存储，可以中心统一存储；存储容量扩展容
40、易，实现真正海量存储，中心平台可以添加数个存储服务器站点 数字化观看监控，决不仅仅只是看图像；全数字化视频信息，可听、可控、可交流分散监控、集中管理、组网灵活，适合大区域大规模监控视频监控的发展趋势 监控设备硬件平台更高的处理性能，TI DM 642系列处理芯片视频更清晰，有更多高清晰格式选择采用先进的H.264压缩算法，带宽占用更低趋向无线化，安装施工更简单全数字化信息，采用更可靠的网络传输协议，随着网络的普及，网络技术的发展，网络走向家庭，走向桌面，视频监控随之延伸到每个角落WEB服务透明串口报警输入/输出 监控系统平台支持有线/无线设备混合接入方式BS/CS结构相结合，应对各种复杂网络结
41、构支持电视墙观看、电脑观看、PDA无线观看支持其他标准IP设备无缝接入更智能，自动识别，主动跟踪，智能报警监控进千家万户，监控和娱乐结合更人性化：功能齐全，操作简单，界面美观。如果监控系统只能由专业人士操作那就不是一个好的系统视频监控的发展趋势网络视频监控系统支持标准的TCP/IP设备无缝接入支持有线网络的视频服务器支持同类产品接入，同类产品经通讯协议改进之后，可以兼容接入监控系统平台。其他同行的硬盘录像机或网络视频服务器皆可。支持IE浏览器的WEB方式访问 支持专用的客户端接入观看视频 支持无线PDA客户端接入观看视频 强大的网络连接传输功能能应对各种复杂网络环境域名解析技术合理解决了动态I
42、P连接，DHCP自动获取IP的网络情况Http隧道透传技术，解决了局域网IP组网，跨VLAN、穿防火墙等网络通讯难题。图像编码技术实时流，正常视频观看存储流，存储专用超低流，窄带网络等带宽较差情况使用手机流，转为PDA用户无线观看使用定画面品质（VBR）定传输码流（CBR）定品质，限传输码流(CVBR1)定码流，限画面品质(CVBR2)白天型：高品质，色彩鲜艳黑夜型：清晰黑白画质，低噪声 数据加密：应提供多级用户权限，层层管理；采用CHAP认证和DES(Data Encryption Algorithm)加密技术，保证命令和数据传输的安全性。隧道技术：可以使系统无缝融合到企业网络的固有安全设置
43、中，系统内设备之间、软件之间的相互通信可采用HTTP隧道方式，无须添加新的端口规则，无须改动原有安全策略。安全性对于交通管理人员，交通路口的视频图像是直接的交通信息，同时也是最大的交通信息源。视频图像含有丰富的交通信息，随着人们对图像信息研究的应用深入，人们可以从视频图像中直观的获取现场的交通情况。视频在交通上的应用视频采集检测系统的组成视频采集系统是利用视频、计算机及现代通信等技术，实现对交通信息动态的采集。视频采集系统组成框图 摄像机安装在合适的高度（520m）；摄像机输出接到射频检测器；在摄像机画面上设置检测线和检测区；通过图像处理板，经过特殊算法，得到交通数据；通过视频压缩板和通信板，
44、检测器得到的是图像和数据可传输到远端控制中心；最后得到的是叠加有交通数据的视频图像，交通数据则可通过通信口输出。视频采集检测器的工作流程视频检测系统组成结构图交通视频检测系统的结构和特点基于图像处理技术的交通监测系统。它是虚拟的图像传感器替代传统的感应线圈。核心部分就是视频图像处理模块。首先，将采集到的视频信号数字化；然后，检测在检测区内的车辆并跟踪被检车辆。视频件系统的结构 应用范围用于监测高速公路；高架公路或城市道路交叉口的交通状况；监控的车道数量每个监控摄像机：16条车道；一个视频检测系统可以同时监控4个不同的路段或者行车方向摄像头的安装要求对数据可以有如下的操作：按日期和时间查询所有路
45、口的交通状况；按日期和时间查询某个路口的交通状况；在打印机上打印出查询结构；copy选定的交通数据到指定的存储设备；从交通数据管理系统中删除指定交通数据 查询和修改视频检测系统的系统参数。交通数据管理系统提供三类信息：实时交通数据、统计性交通数据、交通事故信息。判断交通异常。出现问题，能够自动的发出警报给相关部门或人员。视频检测系统的功能与其他检测技术相比有如下特点：安装方便，不破坏路面，施工基本不影响交通；探测器设置方便、灵活；可实现大区域交通信息采集；系统采用模块化、结构化设计，可扩展型好、系统运行效率高；实时进行多车道的车流量、占有率、平均车速等信息的采集和统计。视频检测技术的特点实时进
46、行机动车车型的采集、区分和统计；实时进行各种交通异常状况的采集和报警；实时进行各种车辆违章行为的采集；能够自动检测和识别车牌；维护方便。在交通动态信息采集系统中的应用在交通违章检测系统中的应用在交通信号控制系统中的应用在交通安全方面的应用智能交通系统中视频采集检测技术的应用视频采集技术的缺点视频采集技术的缺点缺点：缺点：大型车辆遮挡随行的小型车辆时，会因为摄像机高度 和检测域距离设置不当而造成漏检；交通流参数的检测会因为检测环境(如雪、雾、雨、风 等恶劣气候环境)、阴影、昼夜变换、能见度及照明条件等 因素的影响而产生误差。4 波频车辆检测器波频特征超声波检测器雷达测速仪类型优点缺点超声波*体积
47、小，易安装*性能易受外界温度、气流影响多普勒微波*在恶劣气候下性能出色*直接检测速度*不能检测静止或低速行驶的车辆*需要加装定向天线微波感应(RTMS)*在恶劣气候下性能出色*可检测静止车辆*可以侧向方式检测多车道*直接检测速度微波采集检测系统 雷达(radar)工作原理核心是雷达发射一定频率的电磁波，并接收目标反射回来的回波，根据回波判定目标的某些状态。雷达发射的电磁波的频率就是它的工作频率。工作频率对雷达起着至关重要的作用，直接影响雷达的探测距离、角分辨率、多普勒测速性能和雷达的尺寸、重量和造价等。例如：雷达测速仪 微波交通检测器（Microwave Traffic Detector，以下
48、简称MTD）是利用雷达线性调频技术原理，对路面发射微波，通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析，检测车流量、速度、车道占有率和车型等交通流基本信息的非接触式交通检测器。检测项目错误率（）单车道的实时检测5%单车道的车道占有率(侧向模式)5%单车道的车流量(侧向模式)5%单车道的长车流量(侧向模式)10%时间分辨率10毫秒微波交通检测器（MTD，Microwave Traffic Detector）精度MTD可安装于路侧立柱或类似结构上 测速雷达主要系利用多普勒效应（Doppler Effect）原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号
49、频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。当所测物体静止不动时，反射回来的无线电波不会被压缩，所以频率不会变化。若靠近信号发射天线，则电波会被压缩，频率变高，反之依然。雷达测速仪多普勒雷达的基本工作原理0002vfffc0f 0f vc反射信号的频率波源产生的发射频率运动物体的径向速度分量波在空间的传输速度 雷达测速仪的应用雷达测速仪的应用 雷达测速仪常用于车辆超速违章监测。手持式雷达测速仪是交警现场执法检查采用的设备之一，根据雷达发射波和接收回波信号的频移值超过交通管理条例中对车辆最高速度所对应的最大频移时，将判定为违法超速。5 其他交通信息采集检测技术其他
50、交通信息采集检测技术常用名词：nRFID 射频识别；一种利用无线射频进行非接触双向通信的识别方式nTag 电子标签；nReader 读写器；nAntenna 天线发展历史：n二战时期出现n70年代开始应用n90年代大规模应用n90年代末EPC的提出p RFID射频识别技术的优势与其他识别方式相比,RFID 具有以下技术优势:多目标识别 运动目标识别 远距离目标识别 抗潮湿 抗灰尘 抗烟雾 1.RFID技术概述技术概述 RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequence Identification)缩写。射频识别技术的基本原理是电磁理论，它由标签专用芯片和标签无线组成。其核心部件是一
