交通流量检测技术在苏州绕城高速公路中的应用

摘 要：文章论述比较了交通流量检测技术的现状及其应用范围，详细分析了各种类型交通流量检测技术的原理及方法，重点阐释了微波车辆检测技术的优势。在此基础上，对微波车辆检测技术系统在苏州绕城高速公路的应用进行了案例分析。工程应用结果表明，微波车辆检测技术可以实时、精确地为高速公路的道路服务信息发布及道路信息化提供数据支撑。

关键词：交通流量检测；微波车辆检测技术；高速公路；信息化

引言

苏州绕城高速公路全长约216公里，为江苏省"五纵九横五联"高速公路网的重要组成部分，其沿线途经环太湖地区的光福、太湖、同里、 直及周庄等著名旅游景点，是江苏省第一条集景观、旅游和生态为一体的低路堤六车道高速公路。

随着苏州的经济发展及路网的完善，苏州绕城道路的交通量也不断增加，部分互通转换交通量增加显著。考虑到这一情况，道路管理部门希望及时获知该路段及周边路网的交通情况以及道路运行态势，提供给道路使用者更多路况信息，以便驾乘人员自由选择路径，避开拥堵路段。交通流量检测作为一种技术手段能够实时且不间断的提供道路交通流量变化信息，为道路服务信息发布及道路综合信息化提供数据支持。

1 交通流量检测技术及应用现状

交通流量检测系统主要是对道路上的流量、车速及占有率等进行检测，有时还需求对一些精确的参数（如车牌号、车辆颜色等）进行检测。路况感知及检测系统是交通管理、交通控制和信息发布的基础，其建设水平的高低直接影响路段的整体运行管理水平。

目前，国内外交通流量检测技术主要包括：线圈检测技术、地磁检测技术、微波检测技术及视频检测技术等，具体论述如下：

1.1 线圈检测技术

线圈车辆检测器是传统的交通检测器，是目前交通领域应用最广泛、准确率最高的检测器。该检测器的基本工作原理为：基于电磁感应原理，传感器是一个埋设在路面下并通有一定交变电流的环形线圈。当车辆通过线圈或停在线圈上时，车辆引起线圈回路电感量的变化，检测器根据该变化就可以检测出车辆的存在，并据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，以满足交通管理控制和信息发布的需要。

线圈检测器在早期就在建设感知设备的一些国家和地区（如德国等）的高速公路有比较多的应用。随着线圈检测技术的发展，主线非接触式检测器的应用开始变得越来越广泛，线圈检测器开始较多地设置于互通与城市道路相交区域。

1.2 地磁检测技术

地磁车辆检测器是一种通过数字式磁敏传感器探测车辆对地磁的影响，以此来判断车道上车辆经过情况的无线传感器网络装置。通过这种装置可实时、准确地感应车道上经过的车辆，并将采集到的信息通过无线传感器网络发送至与之配套使用的信号控制机，信号控制机通过获取的车流量信息来分析当前车道的占有率、车速、车型等。

相对于线圈车检器，地磁检测器安装仅需在路面钻一个孔，将地磁检测器植入路面。地磁检测器目前应用于公路的案例相对较少，而在城市智能化停车场管理及城市道路交通流参数检测等领域应用较多。

1.3 微波检测技术

微波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。一般采用侧向安装模式（适合双向四、六车道）。微波检测技术的工作原理为：微波检测器通过发射中心频率为10.525GHz或24.200GHz的连续频率调制微波在检测路面上，投映一个宽度为3～4米、长度为64米的微波带。每当车辆通过这个微波投映区时，都会向检测器反射一个微波信号，检测器接收反射的微波信号，并计算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度、长度等信息。

微波检测器作为比较传统的车检器在高速公路应用较多，国内大部分高速公路新建感知设备中都有微波检测器的应用。

1.4 视频检测技术

视频交通车辆检测系统是一种利用图像处理技术实现对交通目标检测的计算机处理系统。通过对道路交通状况信息与交通目标的实时检测，实现自动统计交通路段上行驶的机动车的数量、计算行驶车辆的速度以及识别划分行驶车辆的类别等各种有关交通参数的作用。视频检测器的工作原理为：通过视频摄像机作传感器，在视频范围内设置虚拟检测器，即检测区，当车辆通过虚拟检测器时，就会产生一个检测信号，使背景灰度值发生变化，从而得知车辆的存在，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。

近年来，随着图像处理技术的成熟，视频检测技术也越来越多的应用于交通领域，成为国内外智能交通研究的热点课题。目前，视频检测器在美国、台湾等国家和地区的高速公路有较多的应用，国内如上海、北京等城市道路有所应用。

2 微波车辆检测技术及其在苏州绕城高速公路中的应用

基于微波的交通信息检测技术已有十多年的历史，它不但具有其他检测手段难以媲美的优点，并且几乎能克服其他技术手段的缺点。随着科技的进步，近几年微波雷达技术得到了迅速发展，它能非常准确地检测车流量、车道占有率及车辆长度等交通流信息。因此，微波车辆检测技术能完美地作用于交通信息检测与行车诱导系统，且具有以下主要优点：

（1）数据实时性强，检测数据量充足，检测精度高，安装和维护时不需要破坏路面。（2）可同时检测道路多个行驶车道。（3）寿命长，维护成本低。（4）不受光照以及雨、雾、雪、尘等恶劣自然环境因素影响。

根据苏州绕城高速公路日常营运管理需求，主线路况感知及交通流量检测系统的建设预期实现的几个主要功能如下：

（1）车辆行驶路径识别。对于驶入驶出苏州绕城高速公路的车辆进行有效识别，进行路径精确清分，从而方便公路交通管理。（2）各路段交通流参数检测。根据各路段交通流参数（流量、速度、占有率等）判断路段交通状态、估计区域行程时间，并且辅助进行交通事件检测。

结合布设要求以及苏州绕城高速公路交通管理与道路养护需求，文章建议如下实施方案：（1）在枢纽出入口和主线枢纽之间路段设置微波车辆检测器。（2）结合道路服务水平与道路事故分析，在互通两侧、服务区出入口、事故易发路段、以及特大桥梁上设置微波车辆检测器。

3 结束语

文章分析比较了交通流量检测技术的现状及现阶段几种主流交通流量检测技术的原理与方法，着重论述了微波车辆检测技术的优势，并给出了微波车辆检测技术在苏州绕城高速公路的应用建议。工程应用表明，通过实时精确的交通流量检测技术，可以为苏州绕城高速公路的道路服务信息发布系统及道路综合信息化系统提供数据支撑，从而从整体上提升道路的服务水平。

参考文献

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[5]王志刚.基于微波雷达的智能车辆检测技术研究[D].东南大学，2009.

作者简介：江舟（1988-），男，江苏省南京市，江苏省交通规划设计院股份有限公司，研究方向：机电系统。