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智能交通論文范文
智能交通系統(tǒng)是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。小編為你整理了智能交通論文，希望對(duì)你有所參考幫助。
本文概述了發(fā)展車輛檢測(cè)技術(shù)的必要性及車輛檢測(cè)器的分類, 分析和比較了磁頻車輛檢測(cè)器中的感應(yīng)線圈、磁性、磁成像及波頻車輛檢測(cè)器中的雷達(dá)微波、紅外線、超聲波等車輛檢測(cè)器的原理和特點(diǎn), 并對(duì)視頻檢測(cè)技術(shù)做了簡(jiǎn)要論述, 最后介紹了未來(lái)車輛檢測(cè)技術(shù)的三個(gè)發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞：智能交通 車輛檢測(cè)器 視頻檢測(cè)。
本世紀(jì)80 年代末90 年代初美國(guó)出現(xiàn)了智能交通系統(tǒng)( ITS - Intelligent Transport System ) , 許多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家相繼提出各自的發(fā)展戰(zhàn)略, 并試圖通過(guò)發(fā)展ITS 帶動(dòng)本國(guó)基于車輛、通訊、電子、計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。車輛檢測(cè)技術(shù)是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的基本組成部分, 水平的高低直接影響到高速公路和城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)行和管理水平。而車輛檢測(cè)技術(shù)的水平高低主要體現(xiàn)在車輛檢測(cè)器的先進(jìn)程度上。車輛檢測(cè)器主要是通過(guò)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)視等方式, 向監(jiān)控系統(tǒng)中的信息處理和信息發(fā)布單元提供各種交通參數(shù), 作為監(jiān)控中心分析、判斷、發(fā)出信息和提出控制方案的主要依據(jù)。
1、車輛檢測(cè)器的分類
近幾年來(lái), 隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和信息處理技術(shù)等的發(fā)展, 車輛檢測(cè)器也有較大發(fā)展, 出現(xiàn)的種類很多, 工作原理各異, 但可概括為兩大基本功能: 一為檢測(cè)車輛的存在或出現(xiàn),二為檢測(cè)車輛的運(yùn)動(dòng)或通過(guò), 任一車輛檢測(cè)器至少應(yīng)具有上述兩個(gè)基本功能之一。為此車輛檢測(cè)器中分為存在型、通過(guò)型和兩者結(jié)合的復(fù)合型, 對(duì)于存在型檢測(cè)器(Presence Detector) , 只要在其監(jiān)視區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被檢車輛, 就能產(chǎn)生輸出信號(hào); 通過(guò)型檢測(cè)器(Passage Detector) 是根據(jù)車輛的到達(dá)或運(yùn)動(dòng), 產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間很短的輸出信號(hào)來(lái)檢測(cè); 某些檢測(cè)器只能檢測(cè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)中的一種, 有些則既能檢測(cè)靜態(tài)的存在, 又能檢測(cè)動(dòng)態(tài)的通過(guò), 稱為復(fù)合型檢測(cè)器。若按照車輛檢測(cè)器的工作原理進(jìn)行分類, 可分為電接觸式、光電式、電磁感應(yīng)式、超聲波式、紅外線式等多種類型。目前具有代表性的是按檢測(cè)器的工作方式及工作時(shí)的電磁波波長(zhǎng)范圍, 將檢測(cè)器劃分為三大類: 磁頻車輛檢測(cè)器、波頻車輛檢測(cè)器和視頻車輛檢測(cè)器。
2、磁頻車輛檢測(cè)器
磁頻車輛檢測(cè)器是基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測(cè)器, 它有感應(yīng)線圈檢測(cè)器、磁性檢測(cè)器、地磁檢測(cè)器、微型線圈檢測(cè)器和磁成像檢測(cè)器等幾種類型。
2. 1 感應(yīng)線圈檢測(cè)器( Inductive Loop Detector)
感應(yīng)線圈車輛檢測(cè)器是目前國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的車輛檢測(cè)裝置。這種檢測(cè)器是由埋設(shè)在路面下的線圈傳感器、信號(hào)檢測(cè)處理單元(包括檢測(cè)信號(hào)放大單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信接口) 及饋線。當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)在其周圍形成一個(gè)電磁場(chǎng), 當(dāng)車輛行至線圈上方時(shí),在金屬車體中感應(yīng)出渦流電流, 渦流電流又產(chǎn)生于環(huán)路相耦但方向相反, 即互感, 使線圈電感量隨之降低, 引起電路諧振頻率的上升。只要檢測(cè)到此頻率隨時(shí)間變化的信號(hào), 就可檢測(cè)出是否有車輛通過(guò)。感應(yīng)線圈檢測(cè)器具有成本低、安裝方便、靈敏度高、受氣候影響小的優(yōu)點(diǎn), 但在實(shí)際使用中, 因道路施工、路面變形等因素使線圈的損壞率較高, 更換安裝和維護(hù)時(shí)要進(jìn)入公路主體, 影響交通運(yùn)輸, 造成成本升高, 維護(hù)的工作量也很大。
2. 2 磁性檢測(cè)器(Magnetic Detector)
磁性檢測(cè)器也是在檢測(cè)磁場(chǎng)變化的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。這種檢測(cè)器由裝在護(hù)套內(nèi)的小線圈和位于控制箱中的袋子放大器組成, 使用時(shí)將具有高磁導(dǎo)率的線圈埋在路面下, 當(dāng)車輛靠近或者通過(guò)線圈時(shí), 穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)發(fā)生變化, 從而在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓, 使放大器發(fā)出車輛通過(guò)的信息。該類檢測(cè)器僅可檢測(cè)車輛的通過(guò)且對(duì)車速有一個(gè)低限, 其主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且不受路表問(wèn)題的影響; 主要缺點(diǎn)是無(wú)法檢測(cè)靜態(tài)車輛, 所以在當(dāng)今交叉口檢測(cè)方法的許多應(yīng)用中受到限制。
2. 3磁成像檢測(cè)器(VMIDetector)
由N u—Metrics 公司研制成功的車輛檢測(cè)器中的傳感器技術(shù), 稱為車輛磁成像(VMIVehicleMagnetic Imaging) 技術(shù)。它測(cè)量由于車輛的出現(xiàn)而引起的電磁場(chǎng)擾動(dòng)或變化, 通過(guò)與已記錄的不同結(jié)構(gòu)車輛的磁紋(Magnetic Footprint) 相比較, 不僅能將卡車和小車分離開(kāi)來(lái),而且可以測(cè)出車輛的構(gòu)造、車型及速度。
3、波頻車輛檢測(cè)器
波頻車輛檢測(cè)器是以微波、超聲波和紅外線等對(duì)車輛發(fā)射電磁波而產(chǎn)生感應(yīng)的檢測(cè)器。
3. 1 雷達(dá)(微波) 檢測(cè)器(RadarMicrow are Detector)
雷達(dá)檢測(cè)器按照多普勒效應(yīng)(Doppler Effect) 原理工作, 它由發(fā)射天線和發(fā)射接收器組成。微波檢測(cè)器的工作頻率通常是24 GHz 或10 GHz。雷達(dá)檢測(cè)器具有多檢測(cè)區(qū)域的特點(diǎn), 可檢測(cè)交通量, 車速, 占有率等多項(xiàng)交通流信息, 目前在交通檢測(cè)方面具有很大的優(yōu)勢(shì), 與視頻檢測(cè)相比, 它的缺點(diǎn)是無(wú)法提供視覺(jué)監(jiān)視能力, 記錄通行車輛或交通路況的可視特征。 3. 2 紅外線檢測(cè)器( Infrared Detector)
紅外線檢測(cè)器是很有前途的懸掛式或路側(cè)式車輛檢測(cè)器, 有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種基本類型。主動(dòng)式紅外檢測(cè)器使用半導(dǎo)體紅外線發(fā)生器作為傳感器, 自帶指向測(cè)量車道的紅外線光源, 駛進(jìn)檢測(cè)區(qū)的車輛將紅外光反射回檢測(cè)器處, 產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。被動(dòng)式紅外檢測(cè)器其原理是利用無(wú)車輛的路面的紅外線能輻射強(qiáng)度與路上有汽車通過(guò)時(shí)的紅外線輻射強(qiáng)度的變化, 由紅外線接受器檢測(cè)出來(lái)。它的典型使用是安裝在信號(hào)燈柱或其他柱子上檢測(cè)交叉口和行人過(guò)街區(qū)。這種檢測(cè)器具有快速準(zhǔn)確、輪廓清晰的檢測(cè)能力, 其缺點(diǎn)是工作現(xiàn)場(chǎng)的灰塵、冰霧會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。
3. 3 超聲波檢測(cè)器(Ultrosonic Detector)
超聲波檢測(cè)器利用反射回波的原理制成, 它是通過(guò)接收由超聲波發(fā)生器發(fā)射的并經(jīng)車輛反射的超聲回波檢測(cè)車輛的, 如果超聲波檢測(cè)器的探頭所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)有車輛通過(guò)或存在, 探頭反射出來(lái)一束超聲波, 就會(huì)反射回來(lái)被同一探頭所接收, 通過(guò)判斷該信號(hào)與原反射回波信號(hào)在時(shí)間上的差異, 做出檢測(cè)區(qū)域內(nèi)有車輛通過(guò)或存在的判斷。它有脈沖型、諧振型和連續(xù)波型超聲檢測(cè)器三種類型。
4、視頻車輛檢測(cè)器
視頻車輛檢測(cè)器系統(tǒng)是在傳統(tǒng)電視監(jiān)視系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的, 是以車輛檢測(cè)技術(shù)、攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ), 大范圍地對(duì)車輛施行檢測(cè)和識(shí)別。視頻檢測(cè),也被稱為圖片處理或人工視覺(jué),是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識(shí)別的技術(shù)。其基本原理是: 在很短時(shí)間間隔內(nèi),攝像機(jī)連續(xù)攝得兩幅圖像, 有差異說(shuō)明有運(yùn)動(dòng)物體。當(dāng)發(fā)現(xiàn)超速行駛的車輛時(shí), 攝像機(jī)拍攝到該車的圖像, 上傳到視頻處理器處理后, 就可以得到該車的車牌號(hào), 然后在前面的可變情報(bào)標(biāo)志版上得到該車的牌照號(hào)和速度, 并給該車超速警告。先進(jìn)的視頻車輛檢測(cè)器在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)借助全天候攝像機(jī), 可以記錄該區(qū)域內(nèi)的車輛數(shù)量、排隊(duì)規(guī)模和車速等, 將以上信息反饋到控制中心進(jìn)行處理以確定交通信號(hào)周期和控制方式, 并利用可變情報(bào)版給上游車輛提供有關(guān)阻塞和事故的建議信息, 以完成交通的自適應(yīng)控制, 車輛誘導(dǎo)等功能。
5、車輛檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和人工智能的迅速發(fā)展, 車輛檢測(cè)技術(shù)形成了三個(gè)發(fā)展方向: 一是提高傳統(tǒng)車輛檢測(cè)器的各項(xiàng)性能。具體來(lái)說(shuō), 對(duì)于以電磁場(chǎng)變化的原理, 研究開(kāi)發(fā)的車輛檢測(cè)器, 重點(diǎn)提高該類檢測(cè)器的可靠性和使用壽命; 對(duì)于以微波、超聲波和紅外線等對(duì)車輛發(fā)射電磁波而產(chǎn)生感應(yīng)原理的檢測(cè)器, 重點(diǎn)在于提高檢測(cè)器的精度和抗干擾能力。二是以車輛檢測(cè)器的發(fā)展為基礎(chǔ), 結(jié)合人工智能和先進(jìn)的計(jì)算方法等,使車輛檢測(cè)器朝著系統(tǒng)化、智能化和光電一體化發(fā)展。如智能化遙感微波檢測(cè)器、感應(yīng)線圈(LD) 智能交通流量測(cè)試儀、高速公路時(shí)間自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)等。三是完全拋開(kāi)傳統(tǒng)的檢測(cè)原理和方法,開(kāi)發(fā)新的技和方法。以攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的圖像識(shí)別系統(tǒng)的研究, 其目標(biāo)是完全替代傳統(tǒng)的車輛檢測(cè)器并提供傳統(tǒng)車輛檢測(cè)器所無(wú)法提供的更多的車輛和交通流狀態(tài)參數(shù)。該方向的重點(diǎn)是提高圖像識(shí)別的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。視頻車輛檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用、以及光纖通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用, 必將使交通控制系統(tǒng)向大范圍、全方位、智能化和實(shí)時(shí)控制方向發(fā)展。
總結(jié)
經(jīng)過(guò)這幾周智能交通的學(xué)習(xí)，對(duì)智能交通建立了系統(tǒng)的概念，智能交通在如今交通擁堵、事故頻發(fā)、環(huán)境污染嚴(yán)重、能源短缺的情況下，可以為交通運(yùn)輸節(jié)省金錢時(shí)間、提高交通運(yùn)輸?shù)男省６谥悄芙煌ㄏ到y(tǒng)中車輛檢測(cè)技術(shù)可以掌握交通系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，為控制交通和做決策提供服務(wù)。
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