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1、第四章交通流检测技术与方法Copy演示文稿第一页，共五十五页。交通检测的目的与意义交通检测的目的检测预测诱导第二页，共五十五页。交通检测的意义交通检测的意义全面了解交通状况合理应对交通问题及时发布交通信息ITS第三页，共五十五页。第一节 车辆检测器检测内容与参数：车流量、车速、车间距、车辆类型、道路占用率、车辆违章信息、交通事故信息等的检测应用：信号自适应控制交通诱导、事故事件检测、主辅路出入口车流控制、停车场车位管理、事故事件警报道路交通评价、交通影响分析、智能交通研究交通事故处理第四页，共五十五页。第一节车辆检测器按照具体划分方式不同，有以下几种分类：按安装方式分为永久式安装（固定式安装）
2、、临时性安装（便携式安装）；按采集时间长短分为连续式采集设备（一般采用永久式安装设备）、间隙式采集设备（多采用临时性安装设备）；按检测技术方法分为感应线圈检测、视频检测、微波检测、气压管检测、超声波检测、磁映像检测、红外检测、激光检测等；按检测目的划分为综合数据调查、专项数据调查。目前国内外在车辆检测器中，大量应用了电磁传感技术、超声传感技术、雷达探测技术、视频检测技术、计算机技术、通信技术等高新科学技术，常用检测器有以下几种。第五页，共五十五页。一、环形线圈检测一、环形线圈检测 1、基本原理、基本原理是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。传感器是一个埋在路面
3、下通有一定工作电流的环形线圈（一般为传感器是一个埋在路面下通有一定工作电流的环形线圈（一般为2米米X1.5米）。米）。当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时，车辆自身当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时，车辆自身铁质切割磁通线，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检铁质切割磁通线，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感变化量就可以检测出车辆的通过或存在。测该电感变化量就可以检测出车辆的通过或存在。检测这个电感变化量一般来说有两种方式：检测这个电感变化量一般来说有两种方式：利用相位锁存器和相位比较器对相位的变化进行检测利用相位锁存器和相位比较器对相位的变化进行检测由环形线圈
4、构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测由环形线圈构成回路的耦合电路对其振荡频率进行检测第六页，共五十五页。环形线圈检测基本原理环形线圈检测基本原理 第七页，共五十五页。技技术术指指标标表表车辆车辆速度速度检测检测范范围围10255公里公里/小小时时数据数据统计统计周期周期160分分钟钟正常工作温度正常工作温度-2070湿度湿度0%95%，无冷凝，无冷凝电电源源AC220V20%，50Hz，1.2A功耗功耗50w蓄蓄电电池充池充电电电电流流2A蓄蓄电电池放池放电电保保护电压护电压20.40.3V尺寸尺寸(长长深深高高)270237132 机箱外壳防机箱外壳防护护等等级级IP65(需需选选配配专专
5、用机柜用机柜)MTBF20000小小时时通通讯讯接口接口两个两个9600波特率的波特率的RS232通通讯讯接口接口误误差范差范围围速度速度2%车长车长0.2米米车车道占有率道占有率1%计计数准确率数准确率99%行行车间车间距距3米米检测车检测车道数量道数量18车车道道参照国家参照国家标标准准JT/T4552001环环行行线线圈圈车辆检测车辆检测器器第八页，共五十五页。2、安装、安装车辆感应线圈埋设质量非常重要，应敷设在路面之车辆感应线圈埋设质量非常重要，应敷设在路面之中，一般使用高温导线。中，一般使用高温导线。切割路面线槽建议使用盘式切割机或类似设备。切割路面线槽建议使用盘式切割机或类似设备。
6、为防止线槽的直角拐角损坏线圈，为防止线槽的直角拐角损坏线圈， 建议在直角拐弯处建议在直角拐弯处切一个切一个45的斜角，减小线槽对线圈的破坏。的斜角，减小线槽对线圈的破坏。第九页，共五十五页。第十页，共五十五页。3、优缺点及适用性、优缺点及适用性（1）优点测速精度和交通量计数精度较高；稳定性好，一定时期内故障率低；不受气象和交通环境变化的影响，抗干扰能力强；成本低、安装较方便。（2）缺点需要在每条车道下埋设线圈，对路面有破坏作用，影响路面寿命；长期使用后线圈易受损坏，维护时要封闭车道、开挖路面，影响交通运输，导致成本升高，维护工作量大；路面大修时往往挖断检测棒，给路面的重铺和大修增加了困难，道路
7、改扩建也受牵制；受感应线圈自身测量原理的限制，当车流拥堵、车间距小时，检测精度大幅度降低。第十一页，共五十五页。3、优缺点及适用性、优缺点及适用性（3）适用性由自身安装条件、维护要求决定，感应线圈检测器更适用于高速公路、桥梁、隧道，不适于城市道路交通检测。作为传统的固定式交通信息检测设备，目前感应线圈检测器已广泛应用于交通信息采集系统，如ITS系统的交通信号协调控制系统、道口收费系统、停车场管理、车辆计数等。感应线圈检测以其高可靠性、高性价比、使用方便的优点在未来较长时期会继续使用。随着科技的进步，如果能开发新型材料以提升抗压能力、减小受压面积，或者开发出埋设更深、精度更高的新型线圈，感应线圈
8、检测的应用领域一定会更广泛。第十二页，共五十五页。二、视频检测1、基本原理通过软件在视频图像上按车道设置虚拟车道检测器，当车辆通过虚拟检测器时，就会产生一个检测信号，再经过软件数字化处理并计算得到所需的交通数据，如车型、车流量、车速、车距、占有率等，另外监控人员还可以通过监视器上的视频图像实时观察检测范围内的车辆行驶状况，得到所需的交通数据第十三页，共五十五页。二、视频检测第十四页，共五十五页。视频检测其主要功能有：移动或停止车辆的存在或通过检测；行车方向检测；速度测量；基于车辆状态值的各种报警；通过逻辑算法把多个检测器与相位的状态结合起来给出一个参数输出；可按用户需要，在监视器里显示各种检测
9、器的检测状态。第十五页，共五十五页。2、安装、安装安装在路面上方、路中间的隔离带上。摄像机的安装高度通常在720米之间。通过输入从现场测量的摄像机高度、路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。第十六页，共五十五页。3、优缺点及适用性、优缺点及适用性（1）优点系统设置灵活安装简单，使用方便，不破坏路面，不需封闭交通可检测多个车道精度高能够得到可视图像，并直观、实时显示交通流信息（2）缺点检测精度的稳定性不好检测精度受现场照明的限制易受天气、环境影响，抗干扰性能弱大型车遮挡、阴影、积水反射、昼夜转换会造成误差价格偏高第十七页，共五十五
10、页。3、优缺点及适用性、优缺点及适用性（3）适用性视频车辆检测器主要用于车辆检测及分类、交通拥堵分类、交通流的预测、交通参数的估计、字符的辨识、驾驶员行为的模拟等，能够为交通监控提供大量的监测信息，还可以用于信号灯控制交叉口车辆存在检测、隧道内交通检测、交通事故检测等。第十八页，共五十五页。三、远程微波检测三、远程微波检测 微波（雷达）车辆检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制解调器等组成。雷达检测技术早期应用于测量单车车速，近年来高速公路上RTMS SS105雷达检测器，能同时检测双向多条车道的车流量、车速、车型等参数。第十九页，共五十五页。三、远程微波检测三、远程微波检测 1、原理
11、、原理利用微波（雷达）检测原理，工作时检测单元连续发射微波，通过被反射波束来检测车辆的存在。第二十页，共五十五页。三、远程微波检测三、远程微波检测 1、原理、原理RTMS在微波束发射方向上以在微波束发射方向上以2m(7英尺）为一层面分层面探测，英尺）为一层面分层面探测，RTMS微波束发射角为微波束发射角为40，方位角为，方位角为15。安装好以后，它向公路投影形成一个可以分为安装好以后，它向公路投影形成一个可以分为32个层面的椭圆个层面的椭圆形波束，这个椭圆的宽度取决于选择的工作方式，并因检测器安装角形波束，这个椭圆的宽度取决于选择的工作方式，并因检测器安装角度和安装距离的不同稍有变化。度和安装
12、距离的不同稍有变化。第二十一页，共五十五页。2、安装、安装两种安装模式：侧向安装和正向安装两种安装模式：侧向安装和正向安装在对高速公路或城市快速路进行交通流检测时，一般应选择侧向安装，在对高速公路或城市快速路进行交通流检测时，一般应选择侧向安装，这种安装模式可以同时检测双向八车道的流量、速度和车头时距数据。这种安装模式可以同时检测双向八车道的流量、速度和车头时距数据。侧向安装时，为了使微波束的投影覆盖所有的车道，传感器侧向安装时，为了使微波束的投影覆盖所有的车道，传感器必须满足一定的后置距离和安装高度。必须满足一定的后置距离和安装高度。 瞄准中间（瞄准中间（3车道）或车道）或1/3处（处（5车
13、道）的情况车道）的情况 第二十二页，共五十五页。 RTMS的安装方式的安装方式 第二十三页，共五十五页。RTMS安装的后置距离安装的后置距离车车道数道数要求最小的后置距离要求最小的后置距离X2型型要求最小的后置距离要求最小的后置距离X3型型英尺英尺米米英尺英尺米米1310133482.54154.51036206123.58257.51348+中中间间隔离隔离带带309154.5第二十四页，共五十五页。3、优缺点及适用性、优缺点及适用性（1）优点安装简易方便，不破坏路面，维修时不需封闭车道可检测静止车辆，也可检测多车道的多项交通流信息全天候工作，穿透雨滴、浓雾和大雪，抗干扰能力强。交通量计数精
14、度较高。（2）缺点）缺点无法像视频检测提供视觉监视的能力，不能记录车辆或交通的可视特征；流量小、速度差距大的情况下测速精度差；安装精度要求高，检测精度受周围地形条件的影响，需安装在路侧没有丘陵或其他障碍物的平坦路段；道路具有铁制的分隔带时，检测精度下降。第二十五页，共五十五页。3、优缺点及适用性、优缺点及适用性（3）适用性适合于车流量大、车辆行驶速度均匀的道路。主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量调查站和桥梁的交通参数采集，提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息，信息可用隔离接触器连接到现行的控制器或通过串行通信线路连接到其他系统，为交通控制管理，交通信息发布等提供数据支持。
15、微波车辆检测更适用于高速公路交通信息采集，高速公路流量大、车速快，环境条件多变，需要采集设备易安装、易维护，能够适应诸如雾、夜晚、大风等不良环境，而微波检测器就具有无需开挖路面、路侧安装、易于维护、恶劣天气下性能稳定的特点。第二十六页，共五十五页。四、气压管检测1、基本原理、基本原理当车辆经过气压管传感器时，气压管内部便产生一股微弱的气流并传到检测设备上的空气开关，从而便形成了一个车轴电信号。橡胶气压管传感器技术采用2个气压管传感器提供信号，记录每个车轴的时刻，利用交通管理软件对车轴数据进行处理，可获得交通量、车速、车辆类型、车流密度等交通流参数。第二十七页，共五十五页。2、安装、安装选择安装
16、位置时，被指定位置的许多因素会影响记录数据结果选择安装位置时，被指定位置的许多因素会影响记录数据结果的质量，安装位置的选择要注意以下几点：的质量，安装位置的选择要注意以下几点： 所选择的位置一定使车辆能够匀速的通过气压管，如果可能，所选择的位置一定使车辆能够匀速的通过气压管，如果可能，要避免选择那些会让车辆加速或减速的位置，如转弯，陡坡，交要避免选择那些会让车辆加速或减速的位置，如转弯，陡坡，交通灯或十字路口处。通灯或十字路口处。 一定要避免选择车辆会停在气压管传感器上的位置。一定要避免选择车辆会停在气压管传感器上的位置。 一定要使车辆垂直通过气压管，避免选择那些会斜向通过气一定要使车辆垂直通过气压管，避免选择那些会斜向通过气压管的位置。压管的位置。 避免那些由于突然转向或换道而只通过一个气压管的位置。避免那些由于突然转向或换道而只通过一个气压管的位置。 要为路旁单元选择一个安全合适的位置，避免线杆或树木之类的障要为路旁单元选择一个安全合适的位置，避免线杆或树木之类的障碍物。碍物。第二十八页，共五十五页。第二十九页，共五十五页。第三十页，共五十五页。五、超声波检测五、超声波检测超声波检
