智能交通采集技術(shù)解析：雷達感應線(xiàn)圈

智能交通技術(shù)框架主要包括交通采集、信息傳輸、信息處理和信息發(fā)布四個(gè)部分，交通采集技術(shù)是智能交通發(fā)展的重要的共性基礎技術(shù)。根據公安部交通管理研究所統計，“十一五”期間，交通流信息固定采集點(diǎn)由1.6萬(wàn)個(gè)增加到7.3萬(wàn)個(gè)，交通監控點(diǎn)由9250個(gè)增加到5.1萬(wàn)個(gè)。根據Tranbbs市場(chǎng)研究成果，2014年與2010年城市智能交通整體市場(chǎng)規模將會(huì )翻倍增長(cháng)，因此初步預測交通流固定采集點(diǎn)也將會(huì )有翻倍的增長(cháng)，達到15萬(wàn)個(gè)點(diǎn)左右。

從技術(shù)類(lèi)型上來(lái)劃分，目前市場(chǎng)中比較常見(jiàn)的交通采集技術(shù)包括磁頻的車(chē)輛檢測技術(shù)、射頻的車(chē)輛檢測技術(shù)、視頻的車(chē)輛檢測技術(shù)、波頻的車(chē)輛檢測技術(shù)、移動(dòng)型交通數據采集技術(shù)等，有的技術(shù)類(lèi)型中又包括幾種采集方式。歸納起來(lái)目前市場(chǎng)中常用的交通采集方式主要有線(xiàn)圈、視頻、地磁、超聲波、雷達、紅外線(xiàn)、手機移動(dòng)終端、浮動(dòng)車(chē)、激光等。

主要交通采集技術(shù)的發(fā)展歷程

感應線(xiàn)圈

1928年，出現了世界上第一臺公認的車(chē)輛檢測器，安裝于道路附近的麥克風(fēng)，需要通過(guò)的司機鳴笛來(lái)觸發(fā)設備以檢測車(chē)輛的經(jīng)過(guò)。這種檢測器主要應用于十字路口的信號控制。同一時(shí)期，開(kāi)始使用的另一設備是壓感的車(chē)輛檢測器。直到20世紀60年代，感應線(xiàn)圈被用作為車(chē)輛檢測器，成為到目前為止使用最廣泛的檢測系統。

視頻

視頻交通檢測最初由美國加州在1976年提出，國外早在70年代已經(jīng)開(kāi)始視覺(jué)提取交通參數研究。20世紀90年代起進(jìn)入商業(yè)化階段。國內從20世紀90年代開(kāi)始視頻車(chē)輛檢測技術(shù)的研究。

我國智能交通市場(chǎng)最早是使用國外進(jìn)口產(chǎn)品，主要廠(chǎng)家包括比利時(shí)的Traficon、美國ISS公司的autoscope、法國Citilog公司，這些企業(yè)仍然活躍在國內市場(chǎng)。國內生產(chǎn)企業(yè)主要有成都威路特和動(dòng)視元等。

地磁

我國最早使用地磁車(chē)輛檢測產(chǎn)品是2007年左右的北京快速路二期出入口信號控制項目，大約安裝有700個(gè)點(diǎn)位左右，由上海中交智能系統工程有限公司提供產(chǎn)品（原技術(shù)屬秦皇島保全電子研究所，后通過(guò)資本運作獲得該項技術(shù)產(chǎn)品）。當時(shí)的產(chǎn)品外形是圓柱體，每?jì)蓚€(gè)為一組。該產(chǎn)品比較多的應用在電子警察、卡口、流量采集和信號控制場(chǎng)景中。2009年前后，國內幾家地磁廠(chǎng)商從眾多參與者中脫穎而出，包括無(wú)錫感知技術(shù)有限公司、邁銳數據(北京)有限公司、天津市順通電子有限公司陸續推出地磁車(chē)輛檢測器產(chǎn)品。

雷達

從1991年起，RTMS（遠程交通微波檢測器）開(kāi)始在北美、歐洲和亞洲廣泛應用，應用到路口控制系統、高速公路事故檢測系統和流量統計中。國內市場(chǎng)中，中國航空技術(shù)國際工程公司在開(kāi)展對外工程承包中，開(kāi)發(fā)引進(jìn)了RTMS，并對RTMS全套設置和分析軟件進(jìn)行了漢華和配套工作，在2002-2003年北京市二、三環(huán)改造過(guò)程中得到安裝使用。

目前在我國智能交通市場(chǎng)活躍的雷達產(chǎn)品廠(chǎng)商主要有美國Wavetronix、RTMS、奧利維亞Olvia、Smartsensor；國內廠(chǎng)商主要有大華、藍盾光電子、川速微波、合肥文康、上?；鄄?。

地磁傳感器技術(shù)介紹

地磁傳感器在中國主要是隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展得到廣泛應用，近幾年發(fā)展比較快。由于早期產(chǎn)品在并不成熟的情況下就被過(guò)快的進(jìn)行了市場(chǎng)推廣，因此目前智能交通行業(yè)對地磁傳感器產(chǎn)品的使用存在比較多的疑慮。

地磁傳感器技術(shù)原理是利用車(chē)輛本身含有鐵質(zhì)物質(zhì)，駛過(guò)檢測區域，會(huì )影響區域的地球磁力曲線(xiàn)發(fā)生變化，傳感器就能夠靈敏感知到磁力的變化，并收集相關(guān)數據。

一套基本的地磁車(chē)輛傳感器產(chǎn)品主要包括車(chē)輛檢測器、車(chē)輛中繼器、車(chē)輛控制器三個(gè)部分。目前市場(chǎng)中有產(chǎn)品將傳輸天線(xiàn)內置于車(chē)輛檢測器中，但也有部分產(chǎn)品是需要單獨設置天線(xiàn)，外置天線(xiàn)。

車(chē)輛檢測器：用于檢測前端磁場(chǎng)的變化，檢測車(chē)道車(chē)輛的數據；

車(chē)輛中繼器：當距離過(guò)遠時(shí)，需要增加中繼器來(lái)增強和轉發(fā)無(wú)線(xiàn)信號；

車(chē)輛控制器：用于接收前端檢測器的數據，管理多個(gè)檢測器，能將數據傳輸到數據服務(wù)器。

地磁傳感器產(chǎn)品技術(shù)門(mén)檻相對不高，這也是目前市場(chǎng)出現眾多生產(chǎn)廠(chǎng)家的原因之一。但是從產(chǎn)品的檢測精度，使用壽命方面對比，各廠(chǎng)家技術(shù)產(chǎn)品差距還是比較大。就目前市場(chǎng)使用中疑問(wèn)比較多的問(wèn)題調研結論：

干擾現象

地磁的干擾有兩方面，一是指檢測功能，另外是通信功能。準確度取決于包含靈敏度的多方面，比如傳感器的優(yōu)劣、處理原始數據的算法、通信的可靠性。檢測方面的干擾調調靈敏度什么的，幾乎完全可以規避（磁阻傳感）。通信方面的干擾有兩種情況，一是脈沖式，偶爾干擾你一次，這個(gè)要靠可靠的通信機制來(lái)解決，另外一種是壓制式的干擾，要調通信通道。目前來(lái)看，2.4頻段應用受到的壓制通信干擾的情況很少。

電池使用壽命

在2006年北京快速路出入口信號控制項目中，地磁車(chē)輛感應器的電池使用壽命短是項目癥結的主要原因之一。當時(shí)電池實(shí)際使用壽命不超過(guò)2年。地磁檢測器電池主要為車(chē)輛檢測器的車(chē)輛檢測和和中繼器的數據傳輸環(huán)節供電，目前市場(chǎng)中主流產(chǎn)品電池壽命理論上可以達到10年，實(shí)際使用中，廠(chǎng)家通過(guò)無(wú)車(chē)狀態(tài)下的“休眠”等技術(shù)，經(jīng)過(guò)實(shí)測一線(xiàn)城市流量環(huán)境中廠(chǎng)家可以做到保證5年使用。

另外，目前還有一部分廠(chǎng)家的中繼器使用220V的有源電源，但在道路上尋找電源增加了系統正常使用的難度。

防水防塵

由于地磁檢測產(chǎn)品都安裝在地表之下，因此產(chǎn)品防水防塵就是一個(gè)關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)防塵防水的測試靠產(chǎn)品外殼就可以實(shí)現，但是實(shí)際的應用環(huán)境比測試環(huán)境更惡。，大量的車(chē)流和重型車(chē)輛的反復擠壓，長(cháng)期可能導致外殼細微形變，從而降低產(chǎn)品的防水防塵效果。

目前市場(chǎng)上有產(chǎn)品采用硅膠進(jìn)行密封，防水防塵效果更好。這類(lèi)產(chǎn)品如果要修護只能進(jìn)行全部更換，但產(chǎn)品整體性能比較好，整體上使用壽命比較長(cháng)，維護更換量在接受范圍內。

故障自動(dòng)報警

由于地磁產(chǎn)品電池有使用壽命周期，防水防塵的效果影響產(chǎn)品的正常使用，因此電池電量的監測和故障自動(dòng)報警就顯得十分重要。

目前市場(chǎng)上地磁車(chē)輛檢測器產(chǎn)品有數據處理、分析和系統監測平臺的廠(chǎng)家不多，這也是地磁產(chǎn)品未來(lái)提升完善的空間。

交通信號控制場(chǎng)景中地磁、雷達和視頻技術(shù)的選擇

配合交叉口交通信號控制系統的交通流量采集除了目前廣泛使用，但已被認為弊端比較多的環(huán)形線(xiàn)圈檢測技術(shù)外，地磁、雷達和視頻技術(shù)是目前比較多的被提出的取代技術(shù)。

視頻技術(shù)交通流量檢測與交通信號控制系統聯(lián)動(dòng)，技術(shù)方案比較成熟。一臺500萬(wàn)攝像機負責一個(gè)斷面，按照三條車(chē)道計算配備三臺補光燈，合計成本大約在18000元（僅指產(chǎn)品，不含施工安裝費，下同），從成本角度考慮，在車(chē)道比較多的路口適用性更好。雖然目前業(yè)內不少的視頻類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)都有這種解決方案，但視頻也存在受環(huán)境影響比較明顯的不足，從市場(chǎng)實(shí)際使用量來(lái)說(shuō)還不多。

雷達技術(shù)交通流量檢測與交通信號控制系統聯(lián)動(dòng)，在合肥、蘇州、廣州等地都有應用。雷達產(chǎn)品一個(gè)斷面國內品牌大約在10000元左右，一個(gè)點(diǎn)位的雷達檢測產(chǎn)品至少覆蓋3-5條車(chē)道可以保證檢測精度。雷達流量采集有車(chē)輛互相遮擋和低速狀態(tài)下檢測不準確的弊端，市場(chǎng)實(shí)際使用量來(lái)說(shuō)也不多。

地磁技術(shù)交通流量檢測與交通信號控制系統聯(lián)動(dòng)，近兩年逐漸受到業(yè)界關(guān)注，項目整體投入低于雷達和視頻技術(shù)。地磁檢測器產(chǎn)品行業(yè)各企業(yè)技術(shù)水平參差不齊，造成使用壽命短、準確率不高的問(wèn)題比較多的困擾用戶(hù)。根據Tranbbs測算，2013年用于新建交通信號路口的地磁車(chē)輛檢測器產(chǎn)品，大約占到新建交通信號控制路口總數的10-15%，使用量逐年增大。

任何一項新技術(shù)在成熟應用之前，都需要經(jīng)過(guò)一個(gè)辯證發(fā)展的過(guò)程。地磁技術(shù)一樣如此。站在行業(yè)的角度，我們更希望看到地磁產(chǎn)品供應商以負責的態(tài)度、嚴謹的技術(shù)、及時(shí)的服務(wù)，為智能交通行業(yè)提供方便、可靠的檢測方式。