基于智能交通的车辆检测方案分析

周秀珍

(长江工程职业技术学院，湖北 武汉 430212)

在当今城市高速发展和建设下，汽车数量直线上升;交通堵塞成为国内各大城市，乃至世界城市亟待解决的问题。智能交通系统的重要性不断彰显，而智能交通系统离不开车辆检测这个基础，如何有效的获得交通车流量、车速、车间距、道路占有率、车型等交通信息数据是车辆检测的关键，这些信息可实现车辆监测、分析、控制决策、车辆调度和疏导等智能化控制，从而车辆检测技术是智能交通系统至关重要的组成部分。

目前，已有的国内外车辆检测方案种类有很多，其工作原理和实现方式，适用环境都不尽相同，具体有压电、线圈、微波、红外线、视频等检测方案。本文分析了目前国内智能交通系统中常用的几种车辆检测方案的工作原理、优缺点以及环境适应性，并针对我国复杂实际路况及不同的控制需求，提出合理有效的车辆检测方案选择建议。

1 车辆检测方案比较

1.1 压电检测方案

该方案通过一个压电器件构成一个桥式平衡电路，当车辆通过或停在压电片上会改变电桥平衡，输出电压，通过放大电路放大，来检测停在或通过道路压电片上的车辆。这种方案能检测出车辆的轴距、轴宽、轴数，车速，是分形精度最高的方法。但受路面环境情况影响大，如高温、雨水浸泡、路面膨胀、裂纹、变形等等，都会影响传感的检测，甚至会脱出，而每次维修传感器又会进一步破坏路面，所以这种产品在安装以后的头几个月可以稳定运行，但时间长了就得等着修了，故稳定性不高。

1.2 线圈检测方案

通过一个环形线圈类的器件与检测电路构成一个调谐电子系统，当有车辆停在或通过道路中线圈上时就会改变道路线圈的电感量，这时激发电路而产生一个输出，停在或通过道路线圈上的车辆就被检测到。线圈检测技术是目前世界上应用最普遍的车辆检测方式，其灵敏度高、技术成熟度高、计数精确、稳定性好，受环境的影响不大。

缺点是只能检测单一的交通流数据、受路面环境影响大，安装过程对可靠性和寿命影响大、并且其维护修理影响路面寿命、需中断交通破坏路面;可靠性不高，易被损坏，特别是在重型车辆开过和路面修理等情况下。

1.3 微波检测方案

微波式车辆检测方案一种利用数字雷达波检测技术实时检测交通车流量、平均车速、车型及车道占用率等交通信息数据，可检测出多达8个车道的交通信息参数。通过发射调制的微波信号(连续频率的低能量微波)，并对回波信号进行。微波检测装置的构成主要是发射天线和接收器组成。发射天线对检测区域发射微波，如果车辆通过时，反射波根据多普勒效应返回不同的频率，可通过接收到的检测车辆的反射波的频率来判断是否有车辆通过。受环境影响不大，不仅可在全天候下工作，气候恶劣时也能表现出色性能，静止的车辆能检测、也能对车速进行直接检测;多车道可通过侧向方式进行检测、易安装维护;但缺点是价格不低，侧面安装的方式只能对长短车进行区分，在相邻车道同时存在过车情况下可能会漏记车辆数。

1.4 红外检测方案

红外检测方案主要是对交通流进行检测，采用路侧式或者顶置式装置。该方案通常采用反射式技术进行检测。该技术装置的探头由一个带红外的发光管和一个带红外的接收管构成，通过调制脉冲的发生器来调制脉冲，经红外探头辐射到检测的道路上，车辆通过时，被车体反射回红外光线就能被红外接收管接收，实现对车辆的同步扫描，回收的光线经通过选通电路、放大器放大、整流电路整流和滤波后输出一个检测信号。该方案安装简便，高速响应，抗干扰性强，可输出丰富的车辆数据信息，能可靠检测各种特殊车辆。但红外线受环境影响大，工作道路上的冰雾、粉灰尘会削弱红外线从而影响系统的正常工作。

1.5 视频检测方案

视频检测方案是以视频处理技术为基础，是一种采用视频图像分析及计算机视觉技术捕捉和识别道路中运动物体目标实现车辆的检测分析。它对采集到的交通图像能进行实时分析，通过在划定的一个或几个检测区域内对的运动物体目标进行判断识别，捕捉有效的的交通信息数据，但是视频数据的处理和识别需一定的时间，对算法要求高。优点是对破坏没路面，易安装和维护，可提供大量的各类信息，如事故管理图像、交通管理车辆信息，并能进行多车道检测，容易适合控制要求比较高的系统。缺点是成本高，对硬件要求高，视频的捕捉和识别需一定的时间，实时性不高，精度不高，受视频清晰度直接影响大，故天气、光照度、遮挡干扰物、环境等都会对其产生较大影响;并且车辆高速移动时，易不检测和捕获。因为，对高速移动目标需更高要求的拍摄设备，要有足够快的快门(至少是1/3000S)、足够高的像素和高要求的图像捕捉算法来支持，故很难捕获和识别到高速运动的目标物体。

2 结束语

根据上文对各种车辆检测方案的分析，可见每种方案都的优缺点都十分明显，都不能完全满足所有路面的控制需求，因此根据不同需求，可采用不同的车辆检测方案。

如果综合从成本、性能，使用环境和寿命，及日常维护和系统升级等方面来考虑，线圈检测方案多适合在普通道路或者车流较多情况，而视频检测方案则适用无需破坏路面的情况，如大桥、高架桥、隧道等情况，而对一些需测速和高速、快速道路就需优先考虑微波检测方案等。因此，还可根据不同的路况和信息及功能需求，采用多种方案配合使用，各方案之间相互取长补短，组成一个综合检测系统。

如果只考虑成本和单一的控制需求，那么线圈检测方案要比视频方案的性价比更高，可靠性，灵敏性更高，因此更适合控制需求简单的系统。而对控制功能比较齐全的，各方面信息数据要求都比较高的智能程度比较高的控制系统，则还得需视频方案。视频检测方案受到成本，软硬件技术的发展，还存在一些不足，需进一步完善和提高。但随着技术的不断发展，它的缺点得到改善，软硬件技术不断更新，这种方案必将成为未来交通管理工作中获取交通信息的重要来源和手段。

［1］崔智慧，基于视频图像的车辆检测方法的研究，2012.4

［2］杨少春，传感器原理及应用，电子工业出版社，2011