公交車(chē)輛檢測技術(shù)研究進(jìn)展

摘要：公交車(chē)輛檢測技術(shù)是公交優(yōu)先系統的重要組成部分，是提升公交車(chē)輛運行效率、提高公交服務(wù)水平的基本依據。針對交通信號控制系統中公交車(chē)輛檢測的實(shí)際需要，介紹了線(xiàn)圈檢測、GPS定位檢測、RFID射頻檢測和視頻檢測四種公交車(chē)輛檢測技術(shù)的工作原理、使用效果及存在的缺陷，并得出了在未來(lái)的交通監控系統和公交優(yōu)先系統中視頻檢測器的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：公交優(yōu)先；公交車(chē)輛檢測；線(xiàn)圈檢測；GPS檢測；RFID射頻傳輸檢測；視頻檢測

0 引言
隨著(zhù)城市化進(jìn)程的不斷加快，機動(dòng)車(chē)保有量迅速上漲，城市道路交通所面臨的壓力與日俱增。在城市設計規劃基本定型和土地資源有限的情況下，不可能通過(guò)大規模的改建道路、擴建路網(wǎng)的方式來(lái)解決交通擁堵。因此，優(yōu)化智能交通系統的運行策略、提高公共交通系統的服務(wù)效率，成為改善道路交通運行水平的有效措施。
眾所周知，公共交通運營(yíng)能力是私人交通的十幾倍甚至幾十倍，可以充分利用城市道路資源，是減少道路交通流量、緩解交通擁擠、節約自然資源的有效措施。然而，在多種交通工具并存的情況下，由于公交車(chē)輛的運行時(shí)間長(cháng)、準時(shí)性差等弊端使得人們不愿意選擇公交車(chē)輛出行，造成公交車(chē)輛的出行分擔率很低。因此，發(fā)展城市的公交運行系統、提高公共交通的服務(wù)水平、落實(shí)“公交優(yōu)先”戰略，對緩解城市交通擁堵、促進(jìn)市民選擇公共交通工具出行具有重要的意義。
公交優(yōu)先技術(shù)的實(shí)現是以公交車(chē)輛檢測技術(shù)提供的信息為基礎，因而，準確有效的公交車(chē)輛檢測技術(shù)是公交優(yōu)先的先決條件。

1 研究現狀
公交車(chē)輛的檢測技術(shù)是智能公共交通系統的基礎。美國、日本、加拿大、英國、法國、韓國等國家都已在智能交通系統的研究中取得了顯著(zhù)的成績(jì)。相比之下，我國的智能公共交通事業(yè)的發(fā)展起步較晚，但實(shí)施速度較快。杭州、上海、北京、大連、廣州等大城市已在部分公交線(xiàn)路上建成了公交車(chē)輛跟蹤調度系統，并安裝了電子站牌，車(chē)載定位設備，實(shí)現了對車(chē)輛的實(shí)時(shí)跟蹤和定位、公交車(chē)與調度室的雙向通信等功能。公交車(chē)輛檢測技術(shù)的應用大幅度提高了智能公交系統的發(fā)展速度，提高了公交車(chē)輛的運行效率。

2 國內公交車(chē)輛檢測現狀
車(chē)輛檢測方式依據被檢測車(chē)輛是否裝有被檢測設備可分為被動(dòng)式檢測與主動(dòng)式檢測。被動(dòng)式檢測指公交車(chē)輛上無(wú)需安裝任何裝置，只在路口安裝檢測設備的檢測方式，它包括環(huán)形線(xiàn)圈檢測方式、視頻檢測方式等；主動(dòng)式檢測指公交車(chē)輛上裝有被檢測或主動(dòng)傳輸設備，同時(shí)路口裝有檢測設備的檢測方式，包括：GPS定位檢測方式，RFID射頻檢測方式等。
2．1 環(huán)形線(xiàn)圈
線(xiàn)圈檢測技術(shù)屬于被動(dòng)式檢測，是國內應用最早、適用范圍較廣的車(chē)輛檢測方式，主要由環(huán)形線(xiàn)圈、線(xiàn)圈調諧回路和檢測電路組成，如圖1所示。環(huán)形線(xiàn)圈與檢測處理單元組成初級調諧電路，環(huán)形線(xiàn)圈相當于電感元件，在線(xiàn)圈周?chē)目臻g產(chǎn)生電磁場(chǎng)。當主要由鐵質(zhì)材料組成的車(chē)體進(jìn)入線(xiàn)圈磁場(chǎng)范圍時(shí)，車(chē)身金屬感應出渦流，此渦流又產(chǎn)生與原有磁場(chǎng)方向相反的新磁場(chǎng)，使線(xiàn)圈的總電感量隨之降低，調諧頻率偏離原有數值；偏離的頻率值被送到相位比較器，與壓控振蕩器頻率相比較，確認其偏離值，從而發(fā)出車(chē)輛通過(guò)或存在的信號；相位比較器輸出信號控制壓控振蕩器，使振蕩器頻率跟蹤線(xiàn)圈諧振頻率的變化，從而產(chǎn)生脈沖信號；該脈沖信號經(jīng)過(guò)放大器、數模處理模塊后，可以以數字、模擬和頻率等形式輸出。頻率輸出可以用來(lái)測速，數字信號便于車(chē)輛計數，模擬量輸出用于計算車(chē)長(cháng)和車(chē)型識別。

線(xiàn)圈檢測器的測速精度和交通量計數精度高，且工作穩定性好，不易受天氣和交通變化的影響，抗干擾能力強。但是由于線(xiàn)圈檢測器需要在車(chē)道下埋設，在安裝的過(guò)程中會(huì )對路面有一定的破壞作用，影響道路的正常使用壽命；同時(shí)，線(xiàn)圈檢測器的安裝和維修過(guò)程中會(huì )影響交通的正常通行，因此，線(xiàn)圈檢測器已基本不被采納。
2．2 GPS檢測
GPS系統主要由空間星座、地面檢測系統和用戶(hù)接收設備三大部分組成，GPS可以為用戶(hù)提供實(shí)時(shí)三維導航與定位功能，廣泛地應用于航空航天、軍事、交通運輸、資源勘探、通信、氣象等領(lǐng)域中。隨著(zhù)全球定位系統的不斷改進(jìn)，其應用領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始逐步深入人們的日常生活。在公交系統的車(chē)輛定位導航和交通數據采集中，GPS的應用較為廣泛。
公交車(chē)輛定位系統共分4部分：GPS差分站、總凋中心、區域監控站、車(chē)載設備。
車(chē)載設備由定位模塊(GPS接收機和DR傳感器)、通信控制器、收發(fā)信機(即集群電臺)、駕駛員接口和電源模塊組成。GPS接收機接收GPS衛星所發(fā)射的導航電文，經(jīng)處理后形成一定格式的綜合數據流(包括位置、時(shí)間、速度等)，經(jīng)串口送至通信控制器。通信控制器將綜合數據流和本車(chē)的車(chē)號及其他運營(yíng)數據按照通信協(xié)議重構，經(jīng)收發(fā)信機發(fā)射到監控中心站；并將差分GPS基站發(fā)來(lái)的差分修正信息經(jīng)解調后送至GPS接收機；調度中心發(fā)來(lái)的調度信息也由通信控制器解調后以語(yǔ)音提示。駕駛員接口提供駕駛員與調度中心之間進(jìn)行聯(lián)絡(luò )和短信息傳送、車(chē)輛快慢提示、語(yǔ)言提示等的接口。車(chē)載設備模塊框架如圖2所示。