基于智能交通的車輛檢測方案分析

周秀珍

(長江工程職業(yè)技術學院，湖北 武漢 430212)

在當今城市高速發(fā)展和建設下，汽車數(shù)量直線上升;交通堵塞成為國內各大城市，乃至世界城市亟待解決的問題。智能交通系統(tǒng)的重要性不斷彰顯，而智能交通系統(tǒng)離不開車輛檢測這個基礎，如何有效的獲得交通車流量、車速、車間距、道路占有率、車型等交通信息數(shù)據(jù)是車輛檢測的關鍵，這些信息可實現(xiàn)車輛監(jiān)測、分析、控制決策、車輛調度和疏導等智能化控制，從而車輛檢測技術是智能交通系統(tǒng)至關重要的組成部分。

目前，已有的國內外車輛檢測方案種類有很多，其工作原理和實現(xiàn)方式，適用環(huán)境都不盡相同，具體有壓電、線圈、微波、紅外線、視頻等檢測方案。本文分析了目前國內智能交通系統(tǒng)中常用的幾種車輛檢測方案的工作原理、優(yōu)缺點以及環(huán)境適應性，并針對我國復雜實際路況及不同的控制需求，提出合理有效的車輛檢測方案選擇建議。

1 車輛檢測方案比較

1.1 壓電檢測方案

該方案通過一個壓電器件構成一個橋式平衡電路，當車輛通過或停在壓電片上會改變電橋平衡，輸出電壓，通過放大電路放大，來檢測停在或通過道路壓電片上的車輛。這種方案能檢測出車輛的軸距、軸寬、軸數(shù)，車速，是分形精度最高的方法。但受路面環(huán)境情況影響大，如高溫、雨水浸泡、路面膨脹、裂紋、變形等等，都會影響傳感的檢測，甚至會脫出，而每次維修傳感器又會進一步破壞路面，所以這種產(chǎn)品在安裝以后的頭幾個月可以穩(wěn)定運行，但時間長了就得等著修了，故穩(wěn)定性不高。

1.2 線圈檢測方案

通過一個環(huán)形線圈類的器件與檢測電路構成一個調諧電子系統(tǒng)，當有車輛停在或通過道路中線圈上時就會改變道路線圈的電感量，這時激發(fā)電路而產(chǎn)生一個輸出，停在或通過道路線圈上的車輛就被檢測到。線圈檢測技術是目前世界上應用最普遍的車輛檢測方式，其靈敏度高、技術成熟度高、計數(shù)精確、穩(wěn)定性好，受環(huán)境的影響不大。

缺點是只能檢測單一的交通流數(shù)據(jù)、受路面環(huán)境影響大，安裝過程對可靠性和壽命影響大、并且其維護修理影響路面壽命、需中斷交通破壞路面;可靠性不高，易被損壞，特別是在重型車輛開過和路面修理等情況下。

1.3 微波檢測方案

微波式車輛檢測方案一種利用數(shù)字雷達波檢測技術實時檢測交通車流量、平均車速、車型及車道占用率等交通信息數(shù)據(jù)，可檢測出多達8個車道的交通信息參數(shù)。通過發(fā)射調制的微波信號(連續(xù)頻率的低能量微波)，并對回波信號進行。微波檢測裝置的構成主要是發(fā)射天線和接收器組成。發(fā)射天線對檢測區(qū)域發(fā)射微波，如果車輛通過時，反射波根據(jù)多普勒效應返回不同的頻率，可通過接收到的檢測車輛的反射波的頻率來判斷是否有車輛通過。受環(huán)境影響不大，不僅可在全天候下工作，氣候惡劣時也能表現(xiàn)出色性能，靜止的車輛能檢測、也能對車速進行直接檢測;多車道可通過側向方式進行檢測、易安裝維護;但缺點是價格不低，側面安裝的方式只能對長短車進行區(qū)分，在相鄰車道同時存在過車情況下可能會漏記車輛數(shù)。

1.4 紅外檢測方案

紅外檢測方案主要是對交通流進行檢測，采用路側式或者頂置式裝置。該方案通常采用反射式技術進行檢測。該技術裝置的探頭由一個帶紅外的發(fā)光管和一個帶紅外的接收管構成，通過調制脈沖的發(fā)生器來調制脈沖，經(jīng)紅外探頭輻射到檢測的道路上，車輛通過時，被車體反射回紅外光線就能被紅外接收管接收，實現(xiàn)對車輛的同步掃描，回收的光線經(jīng)通過選通電路、放大器放大、整流電路整流和濾波后輸出一個檢測信號。該方案安裝簡便，高速響應，抗干擾性強，可輸出豐富的車輛數(shù)據(jù)信息，能可靠檢測各種特殊車輛。但紅外線受環(huán)境影響大，工作道路上的冰霧、粉灰塵會削弱紅外線從而影響系統(tǒng)的正常工作。

1.5 視頻檢測方案

視頻檢測方案是以視頻處理技術為基礎，是一種采用視頻圖像分析及計算機視覺技術捕捉和識別道路中運動物體目標實現(xiàn)車輛的檢測分析。它對采集到的交通圖像能進行實時分析，通過在劃定的一個或幾個檢測區(qū)域內對的運動物體目標進行判斷識別，捕捉有效的的交通信息數(shù)據(jù)，但是視頻數(shù)據(jù)的處理和識別需一定的時間，對算法要求高。優(yōu)點是對破壞沒路面，易安裝和維護，可提供大量的各類信息，如事故管理圖像、交通管理車輛信息，并能進行多車道檢測，容易適合控制要求比較高的系統(tǒng)。缺點是成本高，對硬件要求高，視頻的捕捉和識別需一定的時間，實時性不高，精度不高，受視頻清晰度直接影響大，故天氣、光照度、遮擋干擾物、環(huán)境等都會對其產(chǎn)生較大影響;并且車輛高速移動時，易不檢測和捕獲。因為，對高速移動目標需更高要求的拍攝設備，要有足夠快的快門(至少是1/3000S)、足夠高的像素和高要求的圖像捕捉算法來支持，故很難捕獲和識別到高速運動的目標物體。

2 結束語

根據(jù)上文對各種車輛檢測方案的分析，可見每種方案都的優(yōu)缺點都十分明顯，都不能完全滿足所有路面的控制需求，因此根據(jù)不同需求，可采用不同的車輛檢測方案。

如果綜合從成本、性能，使用環(huán)境和壽命，及日常維護和系統(tǒng)升級等方面來考慮，線圈檢測方案多適合在普通道路或者車流較多情況，而視頻檢測方案則適用無需破壞路面的情況，如大橋、高架橋、隧道等情況，而對一些需測速和高速、快速道路就需優(yōu)先考慮微波檢測方案等。因此，還可根據(jù)不同的路況和信息及功能需求，采用多種方案配合使用，各方案之間相互取長補短，組成一個綜合檢測系統(tǒng)。

如果只考慮成本和單一的控制需求，那么線圈檢測方案要比視頻方案的性價比更高，可靠性，靈敏性更高，因此更適合控制需求簡單的系統(tǒng)。而對控制功能比較齊全的，各方面信息數(shù)據(jù)要求都比較高的智能程度比較高的控制系統(tǒng)，則還得需視頻方案。視頻檢測方案受到成本，軟硬件技術的發(fā)展，還存在一些不足，需進一步完善和提高。但隨著技術的不斷發(fā)展，它的缺點得到改善，軟硬件技術不斷更新，這種方案必將成為未來交通管理工作中獲取交通信息的重要來源和手段。

［1］崔智慧，基于視頻圖像的車輛檢測方法的研究，2012.4

［2］楊少春，傳感器原理及應用，電子工業(yè)出版社，2011