基于虚拟检测技术的隧道交通流信息监控系统分析

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1、重庆大学硕士学位论文1绪论设施建设一直被看作解决交通问题的有效途径，随着科学技术的发展和信息时代的到来，运用科学管理方法来解决交通问题，受到人们的重视，并得到了迅速发展，逐渐形成智能交通的系统概念。智能交通系统(IntelligentTransportationSystem)是交通运输领域内各种高科技技术系统的一个统称。凡是运用高新科学技术手段组成旨在改善交通运输状况、缓解“交通祸害”的各种技术系统，都可称为“智能交通系统”，简称‘'ITS”。有关的高新技术包括信息技术、计算机技术、自动控制技术、通讯技术、微电子技术等，其中，信息技术起到了重要作用。改善交通状况，主要是指提高交通运输效率和提高

2、汽车行驶性能；而缓解“交通祸害”，则指降低交通对环境的污染和减少交通事故【1】。由于交通祸害日益严重，造成了极大的社会经济损失，而ITS改善交通运输状况的成效显著，同时，ITS的运用将产生一个新兴的交通运输信息服务产业；这两大产业都拥有巨大的国际国内市场，所以ITS的研究和应用成为热]'-jt2]。世界交通发达国家都把这些产业视为信息技术(InformationTechnology，简写m产业的组成都分及新世纪中的国家支柱产业之一。20世纪70年代以来，我国从国外引进、消化了一些ITS相关项目，并进行了一些ITS或相关ITS基础项目的研究和应用。虽然我国的ITS技术并非处于空白，但总体来说我国

3、的ITS还是处于相对落后的状态【31。1．3智能交通中各种检测技术比较针对城市交通道路状况的监控和信息采集现有不同的手段，目前常用一些检测方式，比如环形线圈检测器、地磁检测器、电磁检测器、微波检测器、超声波检测器以及新出现的视频检测手段【4】。环形线圈检测器出现于20世纪60年代，是目前交通控制中应用最广的交通量检测器。该检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器，它的传感器是一个埋设在路面下，通有一定交变电流的环形线圈。当车辆通过线圈时，车辆引起线圈回路电感量的变化，检测器检测出该变化就可以检测出车辆的存在【51。环形线圈检测器有如下优点：①测量精度高；②适应性较强：由于环形线圈尺寸变化范围大

4、，因此能适应各种不同的要求；③性价比高。同时环形检测线圈的缺点主要表现在以下几个方面：缀自身可靠性和寿命问题。感应线圈的埋设方式对可靠性和寿命影响很大，易被重型车辆辗坏，在路面开裂、变形和维修时易损坏；2重庆大学硕士学位论文1绪论②安装维护影响交通问题。感应线圈埋设在路面下，因此安装和维护感应线圈时需中断交通。而且每次重新铺设路面都需更换线圈，因此使用感应线圈的直接费用将持续增加；⑨影响路面寿命问题。安装感应线圈时需要在路面上切槽，安装后再填充填料，破坏了路面的完整性，影响路面寿命；④局限性问题。不能检测静止车辆。微波检测器是一种工作在微波波段的雷达探测器，它向行驶的车辆发射调频微波，波束被行

5、驶的车辆阻挡而发生反射，反射波通过多普勒效应使频率发生偏移，根据这种频率的偏移可检测出有车通过，经过接收、处理、视频放大后输出一个检测信号，从而达到检测道路交通信息的目的。微波检测器是目前使用量仅次于环形线圈的一种检测器，具有如下特点：①多道性。多数检测器是单道设备，在多车道的公路上应用时，需由多个检测器单元组成。因而带来高额的成本和复杂的安装，并且随着单元和布线的增加使得可靠性下降且更不便于维修。微波检测器能够根据车辆的长度检测到多达8条车道中每一条车道的交通流参数；②全天候。除了微波检测器外，所有的检测器在天气变化时维持良好的运行都有困难。短波红外线检测器不能在雾、大雨、和雪中运行。超声波

6、检测器非常容易受到由风引起的震动影响，从而产生误报。微波检测是一种真正的实时再现的雷达设备，能够全天候工作；③使用维护简便。微波检测器是可以升级的，它是基于软件运行的，所以更换它的软件就可以方便的更换它的工作程序。微波检测器的软件是不断升级的，升级时只需更换一块芯片。维护也非常容易，出现故障时只须更换一个备件，且不受气候的影响在很短的时间内即可方便快捷地完成。视频检测技术是一种新技术，它是对一段道路的交通状况的视频图像，运用适当的图像处理技术进行处理，从而检测出交通流参数的方法。与以上的几种检测器相比，视频检测器具有明显的优势，它能够弥补它们各自的不足之处，提供一套完备的检测手段，它能够自动提

7、取出绝大多数的交通流有效数据，这其中包括交通流量、速度测量、车辆排队长度、车型分类、占有率以及密度等[61。它具有如下特点：①图像的信息含量极为丰富。如果在算法上面取得突破以减少软件的运算时阿，同时提高车辆信息的识别效率，那么利用图像处理来识别交通参数将是一个很有前途的方向；②无需破坏路面，安装方便，保护环境。检测器安装方便。摄像机或者数码相机可以安装在路边灯杆的臂柱上，无需在车道路面上施工，监视