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智能交通論文范文
智能交通系統(tǒng)是未來交通系統(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，希望對你有所參考幫助。
本文概述了發(fā)展車輛檢測技術(shù)的必要性及車輛檢測器的分類, 分析和比較了磁頻車輛檢測器中的感應(yīng)線圈、磁性、磁成像及波頻車輛檢測器中的雷達(dá)微波、紅外線、超聲波等車輛檢測器的原理和特點(diǎn), 并對視頻檢測技術(shù)做了簡要論述, 最后介紹了未來車輛檢測技術(shù)的三個(gè)發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞：智能交通 車輛檢測器 視頻檢測。
本世紀(jì)80 年代末90 年代初美國出現(xiàn)了智能交通系統(tǒng)( ITS - Intelligent Transport System ) , 許多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家相繼提出各自的發(fā)展戰(zhàn)略, 并試圖通過發(fā)展ITS 帶動(dòng)本國基于車輛、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。而車輛檢測技術(shù)的水平高低主要體現(xiàn)在車輛檢測器的先進(jìn)程度上。車輛檢測器主要是通過數(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、車輛檢測器的分類
近幾年來, 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: 一為檢測車輛的存在或出現(xiàn),二為檢測車輛的運(yùn)動(dòng)或通過, 任一車輛檢測器至少應(yīng)具有上述兩個(gè)基本功能之一。為此車輛檢測器中分為存在型、通過型和兩者結(jié)合的復(fù)合型, 對于存在型檢測器(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; 通過型檢測器(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)間很短的輸出信號來檢測; 某些檢測器只能檢測靜態(tài)或動(dòng)態(tài)中的一種, 有些則既能檢測靜態(tài)的存在, 又能檢測動(dòng)態(tài)的通過, 稱為復(fù)合型檢測器。若按照車輛檢測器的工作原理進(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器的工作方式及工作時(shí)的電磁波波長范圍, 將檢測器劃分為三大類: 磁頻車輛檢測器、波頻車輛檢測器和視頻車輛檢測器。
2、磁頻車輛檢測器
磁頻車輛檢測器是基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測器, 它有感應(yīng)線圈檢測器、磁性檢測器、地磁檢測器、微型線圈檢測器和磁成像檢測器等幾種類型。
2. 1 感應(yīng)線圈檢測器( Inductive Loop Detector)
感應(yīng)線圈車輛檢測器是目前國內(nèi)外使用最為廣泛的車輛檢測裝置。這種檢測器是由埋設(shè)在路面下的線圈傳感器、信號檢測處理單元(包括檢測信號放大單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信接口) 及饋線。當(dāng)電流通過線圈時(shí)在其周圍形成一個(gè)電磁場, 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。只要檢測到此頻率隨時(shí)間變化的信號, 就可檢測出是否有車輛通過。感應(yīng)線圈檢測器具有成本低、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 磁性檢測器(Magnetic Detector)
磁性檢測器也是在檢測磁場變化的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。這種檢測器由裝在護(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)車輛靠近或者通過線圈時(shí), 穿過線圈的磁場發(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)出車輛通過的信息。該類檢測器僅可檢測車輛的通過且對車速有一個(gè)低限, 其主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單且不受路表問題的影響; 主要缺點(diǎn)是無法檢測靜態(tài)車輛, 所以在當(dāng)今交叉口檢測方法的許多應(yīng)用中受到限制。
2. 3磁成像檢測器(VMIDetector)
由N u—Metrics 公司研制成功的車輛檢測器中的傳感器技術(shù), 稱為車輛磁成像(VMIVehicleMagnetic Imaging) 技術(shù)。它測量由于車輛的出現(xiàn)而引起的電磁場擾動(dòng)或變化, 通過與已記錄的不同結(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來,而且可以測出車輛的構(gòu)造、車型及速度。
3、波頻車輛檢測器
波頻車輛檢測器是以微波、超聲波和紅外線等對車輛發(fā)射電磁波而產(chǎn)生感應(yīng)的檢測器。
3. 1 雷達(dá)(微波) 檢測器(RadarMicrow are Detector)
雷達(dá)檢測器按照多普勒效應(yīng)(Doppler Effect) 原理工作, 它由發(fā)射天線和發(fā)射接收器組成。微波檢測器的工作頻率通常是24 GHz 或10 GHz。雷達(dá)檢測器具有多檢測區(qū)域的特點(diǎn), 可檢測交通量, 車速, 占有率等多項(xiàng)交通流信息, 目前在交通檢測方面具有很大的優(yōu)勢, 與視頻檢測相比, 它的缺點(diǎn)是無法提供視覺監(jiān)視能力, 記錄通行車輛或交通路況的可視特征。 3. 2 紅外線檢測器( Infrared Detector)
紅外線檢測器是很有前途的懸掛式或路側(cè)式車輛檢測器, 有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種基本類型。主動(dòng)式紅外檢測器使用半導(dǎo)體紅外線發(fā)生器作為傳感器, 自帶指向測量車道的紅外線光源, 駛進(jìn)檢測區(qū)的車輛將紅外光反射回檢測器處, 產(chǎn)生感應(yīng)信號。被動(dòng)式紅外檢測器其原理是利用無車輛的路面的紅外線能輻射強(qiáng)度與路上有汽車通過時(shí)的紅外線輻射強(qiáng)度的變化, 由紅外線接受器檢測出來。它的典型使用是安裝在信號燈柱或其他柱子上檢測交叉口和行人過街區(qū)。這種檢測器具有快速準(zhǔn)確、輪廓清晰的檢測能力, 其缺點(diǎn)是工作現(xiàn)場的灰塵、冰霧會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。
3. 3 超聲波檢測器(Ultrosonic Detector)
超聲波檢測器利用反射回波的原理制成, 它是通過接收由超聲波發(fā)生器發(fā)射的并經(jīng)車輛反射的超聲回波檢測車輛的, 如果超聲波檢測器的探頭所對應(yīng)的檢測區(qū)域內(nèi)有車輛通過或存在, 探頭反射出來一束超聲波, 就會(huì)反射回來被同一探頭所接收, 通過判斷該信號與原反射回波信號在時(shí)間上的差異, 做出檢測區(qū)域內(nèi)有車輛通過或存在的判斷。它有脈沖型、諧振型和連續(xù)波型超聲檢測器三種類型。
4、視頻車輛檢測器
視頻車輛檢測器系統(tǒng)是在傳統(tǒng)電視監(jiān)視系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 是以車輛檢測技術(shù)、攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ), 大范圍地對車輛施行檢測和識別。視頻檢測,也被稱為圖片處理或人工視覺,是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識別的技術(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, 然后在前面的可變情報(bào)標(biāo)志版上得到該車的牌照號和速度, 并給該車超速警告。先進(jìn)的視頻車輛檢測器在檢測區(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)車輛檢測器的各項(xiàng)性能。具體來說, 對于以電磁場變化的原理, 研究開發(fā)的車輛檢測器, 重點(diǎn)提高該類檢測器的可靠性和使用壽命; 對于以微波、超聲波和紅外線等對車輛發(fā)射電磁波而產(chǎn)生感應(yīng)原理的檢測器, 重點(diǎn)在于提高檢測器的精度和抗干擾能力。二是以車輛檢測器的發(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器、感應(yīng)線圈(LD) 智能交通流量測試儀、高速公路時(shí)間自動(dòng)探測系統(tǒng)等。三是完全拋開傳統(tǒng)的檢測原理和方法,開發(fā)新的技和方法。以攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的圖像識別系統(tǒng)的研究, 其目標(biāo)是完全替代傳統(tǒng)的車輛檢測器并提供傳統(tǒng)車輛檢測器所無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)是提高圖像識別的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。視頻車輛檢測技術(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)過這幾周智能交通的學(xué)習(xí)，對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�。而在智能交通系統(tǒng)中車輛檢測技術(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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