隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷成熟,在過(guò)去的20年中,中國(guó)汽車工業(yè)取得了爆炸式發(fā)展。汽車己經(jīng)從原來(lái)的奢侈品漸漸成為了普通老百姓的交通工具。越來(lái)超多的中國(guó)人開始購(gòu)買私家車,汽車的數(shù)量也相應(yīng)的以幾何形式增長(zhǎng)。汽車工業(yè)己成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)保守估計(jì),中國(guó)汽車市場(chǎng)正以每年5%的速度遞增,每年新增大約一千萬(wàn)臺(tái)車輛。預(yù)計(jì)到2020年,中國(guó)將占世界汽車市場(chǎng)份額的20%。

與汽車的快速增長(zhǎng)相同，在過(guò)去的15年中,中國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加速。如今,全國(guó)31%的人口居住在大約660個(gè)城市,l9000個(gè)縣城,城市化等級(jí)幾乎是過(guò)去的一倍。汽車數(shù)量的井噴伴隨著都市人口的快速增長(zhǎng)以及城市化進(jìn)程的不斷加大,使得國(guó)內(nèi)大小城市的交通相繼出現(xiàn)了嚴(yán)重的擁堵狀態(tài)。每到上下班高峰,市區(qū)道路總會(huì)出現(xiàn)大規(guī)摸擁堵。由于行駛緩慢,車輛排放出更多的廢氣，使得城市空氣更加不堪。無(wú)休止的堵車也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見,堵車己經(jīng)成為了城市發(fā)展的瓶頸,嚴(yán)重放慢了我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的腳步。

l 擁堵治理技術(shù)概述

為了解決日益嚴(yán)重的擁堵問(wèn)題,人們開始將各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引入交通管理過(guò)程。現(xiàn)今己在各國(guó)成熟使用的擁堵治理技術(shù)有:

1.信號(hào)燈優(yōu)先控制系統(tǒng)。此方法最早使用于70年代的美國(guó)。那時(shí)由于道路擁堵,人們根據(jù)每個(gè)路口的擁堵情況手動(dòng)控制紅綠燈時(shí)間。而后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,手動(dòng)方式逐漸被計(jì)算機(jī)所代替。國(guó)內(nèi)普遍采用了最原始的信號(hào)燈控制方案,即一條道路每個(gè)路口信號(hào)燈按順序逐個(gè)變紅或變綠。此方法雖原始,但能在一定程度上緩解道路壓力。但是最大弊病在于當(dāng)?shù)缆房臻e時(shí),車輛若碰上一個(gè)紅燈,則之后每個(gè)路口基本都會(huì)碰到紅燈。

2.地理信息系統(tǒng)(GlS)。利甩衛(wèi)星定位及多種撿測(cè)手段對(duì)道路流量進(jìn)行撿測(cè)。可以在短時(shí)間內(nèi)監(jiān)控較大區(qū)域。對(duì)于整體交通線路的預(yù)測(cè),規(guī)劃調(diào)度與優(yōu)化實(shí)施有著非常重要的作用。此方法為GIS中的一個(gè)分支,至今未成為各國(guó)研究重點(diǎn)。

3.交通管理軟件。將各種道路信號(hào)系統(tǒng),交通設(shè)備接入總控計(jì)算機(jī),采用計(jì)算機(jī)對(duì)交通信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,輔助完成交通管理,調(diào)度。使各交通設(shè)備能夠統(tǒng)一管理,并得到最高效利用。在國(guó)內(nèi),由于各種道路信號(hào)系統(tǒng)未完全聯(lián)網(wǎng)，交通信息的采集與匯總較難完成。

4.出行信息系統(tǒng)。在人們出行前,通過(guò)公共媒體傳播道路擁擠狀況,使人們能夠根據(jù)

實(shí)際情況選擇合適的交通工具和路線出行,避免擁擠。現(xiàn)今,國(guó)內(nèi)很多地圖網(wǎng)站都

可以提供道路擁擠情況的查詢。在市中心主干道路上,也懸掛很多道路擁擠程度指

示牌,以供人們提早獲悉前方道路情況。此方法只針對(duì)道路使用者,且數(shù)據(jù)更新較

慢,準(zhǔn)確率不高。

l 智能交通系統(tǒng)簡(jiǎn)介

為了彌補(bǔ)現(xiàn)今交通管理方法的不足,智能交通系統(tǒng)一個(gè)融合了傳感，控制，信息,通訊,管理等技術(shù)的交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)能夠采集,分析,融合大量交通物理信號(hào)并從中計(jì)算出有用的道路交通信息,例如車輛的位置,速度以及交通控制方式等。在道路建設(shè)趨于飽和的情況下,使用lTS可以有效提高交通系統(tǒng)的效率,使其更加安全可靠,并且大大減少堵車的概率。隨著道路的順暢,相應(yīng)的空氣質(zhì)量,能源消耗以及交通事故的頻率也都能夠得到有效改善。

信息化是智能交通系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。智能交通技術(shù)中主要的信息技術(shù)包括：信息處理、系統(tǒng)工程、模擬識(shí)別、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)信息控制、系統(tǒng)集成等。智能交通系統(tǒng)的本質(zhì)就是將道路上各種交通數(shù)據(jù)統(tǒng)一集合到一個(gè)整體,然后再將這些數(shù)據(jù)處理成各種有用的信息,供決策者制定計(jì)劃,合理利用交通道路設(shè)施。在現(xiàn)有的交通體系中,無(wú)論是交通行為的執(zhí)行者還是政府相關(guān)職能部門的交通管理者,監(jiān)視者,法規(guī)建立者,都需要大量的交通信息支持。智能交通系統(tǒng),很好的滿足了人們的需求。

智能交通技術(shù)己成為了世界各國(guó)的研究重點(diǎn)。l992年,美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了提高交通效率的法案。該法案意在為道路交通提供準(zhǔn)確，及時(shí),豐富的信息。自此開始,信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于交通管理。該法案隸屬于美國(guó)智能高速系統(tǒng)并在后期延伸發(fā)展成智能交通系統(tǒng)。同時(shí), 在90年代早期，美國(guó)與歐洲各國(guó)之間開展了多種技術(shù)的交流,智能交通系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也同時(shí)被引入歐洲。遠(yuǎn)在亞洲的日本,同樣面臨著日益嚴(yán)重的堵車問(wèn)題,也開始把研究重心轉(zhuǎn)移到智能交通系統(tǒng)上去。l994年,第一屆智能交通大會(huì)在法國(guó)巴黎召開。標(biāo)示著智能交通這一概念從此走入實(shí)際應(yīng)用。

中國(guó)智能交通的發(fā)展可以追溯到80年代末。原型是高速公路收費(fèi)站集成系統(tǒng)。之后于l999年,我國(guó)成立了國(guó)家智能交通工程技術(shù)研究中心，該中心主要由科學(xué)技術(shù)部，交通部等構(gòu)成,主要從事ITS的研究和發(fā)展工作。在第六個(gè)五年計(jì)劃中,國(guó)家交通部指出,我國(guó)的交通產(chǎn)業(yè)需要提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量,并且爭(zhēng)取在交通管理系統(tǒng)中取得重大突破。國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)文稱,在第11個(gè)五年計(jì)劃中,智能交通系統(tǒng)仍舊是我國(guó)首要發(fā)展的項(xiàng)目。

l 車輛檢測(cè)技術(shù)

車輛撿測(cè)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性,復(fù)雜性,突變性,多源性等特點(diǎn),是智能交通中最前端的一個(gè)環(huán)節(jié)。整個(gè)系統(tǒng)中,所有的判斷,分析依據(jù)都來(lái)自于檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。其中,車流量和路況信息是最主要的內(nèi)容。由此可見,撿測(cè)系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中有著十分重要的地位。

檢測(cè)系統(tǒng)的核心也是最重要的硬件組成便是車輛檢測(cè)器。市面上存在著許多種類的車輛檢測(cè)器,各有優(yōu)缺點(diǎn)。如今,國(guó)內(nèi)外使用數(shù)量最多的便是地感線圈車輛檢測(cè)器。近年來(lái),隨著材料技術(shù),傳感器技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的檢測(cè)方式被用于車輛檢測(cè)器。其中,比較成熟的有微波車檢器,紅外車檢器,超聲波車檢器,視頻車檢器,磁場(chǎng)車器。

以下是上述各種車輛撿測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析：

1.地感線圈：該方式主要由一個(gè)振蕩電路構(gòu)成。使用時(shí),在地面上先造出一個(gè)直徑大約1米的圓形或面積相當(dāng)?shù)木匦螠喜?再在這個(gè)溝槽中埋入兩到三匝導(dǎo)線,這就構(gòu)成了一個(gè)埋于地表的地感線圈。此地感線圈再配上相應(yīng)電容,便構(gòu)成了一個(gè)振蕩電路。其原則是振蕩穩(wěn)定可靠。振蕩信號(hào)通過(guò)變換器送到頻率測(cè)量電路。集成單片機(jī)根據(jù)內(nèi)置程序,對(duì)振蕩信號(hào)進(jìn)行分析。當(dāng)有大型金屬物體如汽車經(jīng)過(guò)時(shí),由于空間介質(zhì)發(fā)生變化,電路的振蕩頻率也產(chǎn)生相應(yīng)變化(有金屬物體時(shí)振蕩頻率升高),這個(gè)變化就作為汽車經(jīng)過(guò)"地感線圈"的證實(shí)信號(hào)。同時(shí)該信號(hào)開始和結(jié)束之間的時(shí)間間隔又可以用來(lái)測(cè)量汽車的移動(dòng)速度。這就是地感線圈的基本工作原理。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出的振蕩器穩(wěn)定可靠并且在有車輛經(jīng)過(guò)時(shí)頻率變化明顯。

地感線圈探測(cè)器技術(shù)成熟,精度高,而且能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)線圈大小和形狀,從而檢測(cè)不同種車輛。然而,缺點(diǎn)也同樣明顯：

a)安裝和維護(hù)這些器件非常麻煩。每安裝一個(gè)探測(cè)器大約需要300美金。且安裝調(diào)試設(shè)備時(shí)均需要封鎖道路。切開路面進(jìn)行安裝,會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生損傷。

b)對(duì)設(shè)備安裝精度要求很高,容易被大型車輛損壞,鐵制材料很容易受到冰凍,地面下沉，鹽堿地質(zhì)等環(huán)境因緊影響。

c)由于自身測(cè)量原理的限制，當(dāng)出現(xiàn)會(huì)車或者大流量車輛堵塞致使車間距小于3m時(shí),探測(cè)器的撿測(cè)精度會(huì)大幅降低，甚至出現(xiàn)無(wú)法工作的情況。

2.微波。其檢測(cè)原理大致與雷達(dá)相似。工作時(shí),檢測(cè)器在扇形區(qū)域內(nèi)發(fā)射連續(xù)的低功率調(diào)制微波。當(dāng)有車輛駛?cè)霗z測(cè)區(qū)域時(shí),發(fā)射的微波得到反射。通過(guò)計(jì)算出射波和反射波的時(shí)間差,便可得知車輛的速度,車長(zhǎng)等信息。

微波探測(cè)器在惡劣條件情況下,仍能保證較高的檢測(cè)準(zhǔn)確性,且可以側(cè)向方式檢測(cè)多車道,并且能檢測(cè)靜止車輛。但是檢測(cè)器安裝和調(diào)試精度要求較高,且當(dāng)?shù)缆分虚g有鐵質(zhì)分隔帶時(shí),檢測(cè)精度影響較大。

3.超聲。超聲車檢系統(tǒng)原理基本與微波車檢系統(tǒng)相同。不同點(diǎn)只是將測(cè)量介質(zhì)由微波換成了超聲。由此,超聲檢測(cè)器具有更靈活,體積更小的優(yōu)點(diǎn),且設(shè)備壽命較長(zhǎng)。但是,其檢測(cè)精度受環(huán)境影響較大,且算法中去除背景噪聲包含很大計(jì)算量。

4.紅外。紅外檢測(cè)方式可分為被動(dòng)和主動(dòng)兩種方式。主動(dòng)方式通過(guò)紅外線的發(fā)射,反射與接收來(lái)確定車輛中的各種參數(shù)。利用此種原理制成的車輛探測(cè)器,可在同一地點(diǎn)安裝多個(gè)而不產(chǎn)生互相干擾。

被動(dòng)方式普遍采用熱釋電紅外傳感器。該元件可以撿測(cè)運(yùn)動(dòng)物體對(duì)外輻射的熱紅外能量。傳感器安裝于道路上方適當(dāng)?shù)母叨任恢谩．?dāng)有車輛通過(guò)時(shí),傳感器記錄下車輛的熱紅外波形, 以此判斷車型以及通過(guò)車輛數(shù)。

紅外方式可以側(cè)向檢測(cè)多車道,也可檢測(cè)靜止的車輛。但是,該種傳感器信號(hào)幅度小,易受各種熱源,光源以及射頻輻射的干擾,且性能受外界影響很大。

5.視頻。其主要原理就是使用高清攝像機(jī)，抓拍實(shí)時(shí)道路情況并進(jìn)行數(shù)字化處理,例如,分割,特點(diǎn)提取以及分類等方法來(lái)估計(jì)目標(biāo)車輛的速度與車型。一個(gè)攝像機(jī)可以檢測(cè)多個(gè)車道,并且可以提高大量的交通信息,且能為事故管理提供視頻資料。但是,這類方法也有許多致命缺點(diǎn)：

a)檢測(cè)精度受圖像質(zhì)量的影響很大,惡劣天氣，積水,晝夜更替,都會(huì)大大降低檢測(cè)準(zhǔn)確性。

b)容易出現(xiàn)大車阻擋小車惜況,使得小車可以逃過(guò)監(jiān)控。

c)高清攝像頭價(jià)格較高。

6地磁場(chǎng)檢測(cè)器。地磁檢測(cè)可分為主動(dòng)式與被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式檢測(cè)方法能夠產(chǎn)生自生磁場(chǎng)，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)時(shí),記錄下車輛對(duì)自生磁場(chǎng)產(chǎn)生的擾動(dòng),從而計(jì)算出車輛信息。被動(dòng)式檢測(cè)方法，自身不產(chǎn)生磁場(chǎng),它通過(guò)檢測(cè)車輛對(duì)地球磁場(chǎng)的擾動(dòng)來(lái)提取車輛信息。

主動(dòng)式磁場(chǎng)檢測(cè)方式需要產(chǎn)生固定磁場(chǎng)，此類方式對(duì)電源穩(wěn)定性要求極高。當(dāng)多個(gè)傳感器共同便用時(shí),其磁基點(diǎn)的一致性很不理想。這對(duì)軟件的算法提出了很高的要求。由于傳感器埋入地底,一旦固定磁場(chǎng)發(fā)生偏移,后續(xù)糾正過(guò)程將十分繁瑣。因此,主動(dòng)式磁場(chǎng)檢測(cè)不適合在室外公共馬路上組網(wǎng)進(jìn)行使用。鑒于以上幾點(diǎn),被動(dòng)式地磁檢測(cè)器成為構(gòu)成車輛檢測(cè)器的最佳之選。

地磁車檢器具有體積小,便于安裝,檢測(cè)精度不受溫度影響,不易被大型車輛和路面維護(hù)損壞的優(yōu)點(diǎn)。但是,這類傳感器在調(diào)試時(shí)需要中斷交通,且較易受其他鐵磁物質(zhì)干擾,對(duì)算法要求較高。

國(guó)內(nèi)主流的地磁車檢器的廠家有北京邁瑞、杭州目博、美國(guó)先思，除了專業(yè)地磁生產(chǎn)廠商之外，大型系統(tǒng)集成商或大型交通信號(hào)生產(chǎn)企業(yè)也有部分自己研發(fā)地磁產(chǎn)品，不同的是這些產(chǎn)品基本只為自己公司使用。

l 無(wú)線地磁檢測(cè)器助力改善城市交通

杭州目前正在推廣城市大腦。杭州“城市大腦”是一座城市的人工智能中樞。它將首先把城市的交通、能源、供水等基礎(chǔ)設(shè)施全部數(shù)據(jù)化，連接城市各個(gè)單元的數(shù)據(jù)資源，打通“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，并連通“城市大腦”的超大規(guī)模計(jì)算平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換中心、開放算法平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)等五大系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)整個(gè)城市進(jìn)行全局實(shí)時(shí)分析，自動(dòng)調(diào)配公共資源。

城市大腦采集的數(shù)據(jù)其中有車流量數(shù)據(jù)的采集，這對(duì)分析城市擁堵，協(xié)調(diào)紅綠燈時(shí)間長(zhǎng)短有著重要的作用。目前杭州使用的較多的最先進(jìn)的流量采集的方法是無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器。無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器是埋設(shè)在車道中央的一種物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)備，通過(guò)磁場(chǎng)的變化能精確的采集到車流量數(shù)據(jù)。采集好的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給交警支隊(duì)的平臺(tái)供數(shù)據(jù)大腦使用。此設(shè)備施工維護(hù)簡(jiǎn)單，不用安裝管線。這種先進(jìn)的無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器的生產(chǎn)廠家是杭州目博科技有限公司。經(jīng)調(diào)研杭州目博科技有限公司是國(guó)內(nèi)致力于無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器產(chǎn)品研發(fā)的最早一批企業(yè)，產(chǎn)品積累了多年的用戶使用經(jīng)驗(yàn)，在檢測(cè)靈敏度、檢測(cè)準(zhǔn)確性、穩(wěn)定可靠耐壓以及無(wú)線傳輸距離都是國(guó)內(nèi)首屈一指的廠家。該公司無(wú)線地磁車輛檢測(cè)器產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于浙江、江蘇、安徽、湖南、四川等全國(guó)多個(gè)地方，效果良好，受到了交管部門充分認(rèn)可。

我們相信隨時(shí)城市交通的不斷發(fā)展，這種先前的無(wú)線車輛檢測(cè)方式將越來(lái)越多的應(yīng)用到國(guó)內(nèi)眾多的城市中，并為改善城市交通做出重要的貢獻(xiàn)。

(新媒體責(zé)編：cj112)