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2020年02月15日(ri)

1.前言(yan)

在2014年8月lu)荼本(ben)┐纜lu)交通安(an)全展覽上,一些交通信號控制行業廠家問到我,想了解(jie)地磁車輛檢測器(qi)產品的技術(shu)和市場情況,對地磁車輛檢測器(qi)的使用(yong)存(cun)有(you)比較多的疑(yi)問。于是我連同Tranbbs市場研(yan)究部kang)耐 shi),從(cong)最終用(yong)戶、設計院、研(yan)究所、集成商、產品商等幾個(ge)方(fang)向(xiang)對這一產品的使用(yong)狀況進行了調(diao)研(yan)xiao)4龐yong)戶眾多的疑(yi)問,以懷疑(yi)的眼光去調(diao)研(yan)產品的適用(yong)性,發現(xian)造成目ke)白鈧沼yong)戶“遠離(li)或觀(guan)望”地磁車輛檢測器(qi)的主要(yao)原(yuan)因一個(ge)是︰在產品不成熟時過快的隨著物聯(lian)網的火熱進行了市場推廣,安(an)裝了大(da)量(liang)的na)殼(ke)翱創cun)在缺陷的產品;另(ling)外一個(ge)原(yuan)因是停車應用(yong)場景(jing)中(zhong),產品技術(shu)成本(ben)和客戶成本(ben)意願(yuan)沒有(you)形成平衡,以至lie)諞恍┐投瞬繁bei)使用(yong),有(you)了諸多失(shi)敗案例。

 

智能交通技術(shu)框架主要(yao)包括交通采(cai)集、信息傳輸、信息處理和信息發布四個(ge)部分(fen),交通采(cai)集技術(shu)是智能交通發展的重要(yao)的共性基(ji)礎技術(shu)。根(gen)據公安(an)部交通管理研(yan)究所統計,“十一五”期間,交通流信息固定(ding)采(cai)集點由1.6萬個(ge)增加(jia)到7.3萬個(ge),交通監控點由9250個(ge)增加(jia)到5.1萬個(ge)。根(gen)據Tranbbs市場研(yan)究成果,2014年與2010年城市智能交通整體市場規模將會翻(fan)倍(bei)增長,因此初(chu)步預(yu)測交通流固定(ding)采(cai)集點也將會有(you)翻(fan)倍(bei)的增長,達到15萬個(ge)點左右。

 

從(cong)技術(shu)類型(xing)上來劃分(fen),目ke)笆諧 zhong)比較常見的交通采(cai)集技術(shu)包括磁頻的車輛檢測技術(shu)、射頻的車輛檢測技術(shu)、視頻的車輛檢測技術(shu)、波頻的車輛檢測技術(shu)、移動(dong)型(xing)交通數(shu)據采(cai)集技術(shu)等,有(you)的技術(shu)類型(xing)中(zhong)又(you)包括幾種采(cai)集方(fang)式(shi)。歸納起來目ke)笆諧 zhong)常用(yong)的交通采(cai)集方(fang)式(shi)主要(yao)有(you)線圈、視頻、地磁、超聲(sheng)波、雷達、紅外線、手zhi)貧dong)終端、浮動(dong)車、激光等。

 

2. 主要(yao)交通采(cai)集技術(shu)的發展歷(li)程

2.1 感應線圈

1928年,出現(xian)了世界上第(di)一台公認的車輛檢測器(qi),安(an)裝于道路(lu)附近的麥克風,需(xu)要(yao)通過的司機鳴笛來觸(chu)發設備以檢測車輛的經過。這種檢測器(qi)主要(yao)應用(yong)于十字路(lu)口的信號控制。同一時期,開始(shi)使用(yong)的另(ling)一設備是壓感的車輛檢測器(qi)。直(zhi)到20世紀60年代(dai),感應線圈被(bei)用(yong)作(zuo)為車輛檢測器(qi),成為到目ke)拔 zhi)使用(yong)最廣泛(fan)的檢測系統。

 

2.2 視頻

視頻交通檢測最初(chu)由美國加(jia)you)菰976年提出,國外早在70年代(dai)已經開始(shi)視覺提取交通參(can)數(shu)研(yan)究。20世紀90年代(dai)起進入商業化(hua)階段。國內(na)從(cong)20世紀90年代(dai)開始(shi)視頻車輛檢測技術(shu)的研(yan)究。

我國智能交通市場最早是使用(yong)國外進口產品,主要(yao)廠家包括比利(li)時的Traficon、美國ISS公司的autoscope、法國Citilog公司,這些企業仍然(ran)活躍在國內(na)市場。國內(na)生產企業主要(yao)有(you)成都威路(lu)特和動(dong)視元等。

 

2.3 地磁

2003年,美國先思jia)邢薰 SENSYS)成立,該公司是全球(qiu)領先的無(wu)線流量(liang)檢測和綜合交通數(shu)據系統供應商。2008-2010三年間公司流量(liang)采(cai)集產品市場得到快速(su)發展,三年同比增長3000%。

我國最早使用(yong)地磁車輛檢測產品是2007年左右的北ben)┘燜su)路(lu)二期出入口信號控制項目,大(da)約安(an)裝有(you)700個(ge)點位左右,由上海(hai)中(zhong)交hui)悄芟低徹?逃you)限公司提供產品(原(yuan)技術(shu)屬秦皇島保全電子研(yan)究所,後(hou)通過資本(ben)運(yun)作(zuo)獲得該項技術(shu)產品)。當時的產品外形是圓(yuan)柱體,每兩個(ge)為一組。該產品比較多的應用(yong)在電子警(jing)察、卡(ka)口、流量(liang)采(cai)集和信號控制場景(jing)中(zhong)。2009年前後(hou),國內(na)幾家地磁廠商從(cong)you)詼嗖can)與者中(zhong)脫穎(ying)而出,包括無(wu)錫感知(zhi)技術(shu)有(you)限公司、邁(mai)銳數(shu)據(北ben)有(you)限公司、天津市順通電子有(you)限公司陸續推出地磁車輛檢測器(qi)產品。

 

2.4 雷達

從(cong)1991年起,RTMS(遠程交通微波檢測器(qi))開始(shi)在北美、歐fen)zhou)和亞洲(zhou)廣泛(fan)應用(yong),應用(yong)到路(lu)口控制系統、高速(su)公路(lu)事(shi)故shi)觳庀低澈土髁liang)統計中(zhong)。國內(na)市場中(zhong),中(zhong)國航空技術(shu)國際工程公司在開展對外工程承(cheng)包中(zhong),開發引(yin)進了RTMS,並(bing)對RTMS全套設置和分(fen)析軟件進行了漢華和配(pei)套工作(zuo),在2002-2003年北ben)┤卸?犯腦旃討zhong)得到安(an)裝使用(yong)。

目ke)霸諼夜悄芙煌ㄊ諧』鈐鏡睦狀鋝煩 討饕yao)有(you)美國Wavetronix、RTMS、奧利(li)維亞Olvia、Smartsensor;國內(na)廠商主要(yao)有(you)大(da)華、藍(lan)盾光電子、川速(su)微波、合肥文康(kang)、上海(hai)慧昌(chang)等。

 

3. 各種車輛檢測器(qi)的比較

在眾多的交通采(cai)集技術(shu)中(zhong),並(bing)沒有(you)哪(na)種技術(shu)能適用(yong)各種交通環境,各自都存(cun)在有(you)點和缺點。

 

車輛檢測技術(shu)

主要(yao)檢測指標

主要(yao)特點

應用(yong)場景(jing)

優點

缺點

線圈

n車速(su)

n車長

n車流量(liang)

n佔jia)新/span>

n行車時ben)/span>

n行車方(fang)向(xiang)

n精度(du)高

n技術(shu)成熟

n易于掌握

n大(da)小(xiao)可(ke)調(diao)整,不受安(an)裝空間限制

n成本(ben)較低

n環境適應能力強

n檢測數(shu)據全面(mian)

n功耗低

n需(xu)封閉車道進行安(an)裝

n需(xu)破路(lu)施(shi)工

n損壞不易迅速(su)恢(hui)復

n維護成本(ben)大(da)

n動(dong)態交通信息采(cai)集

n卡(ka)口

n闖(chuang)紅燈、超速(su)等違法抓拍

n停車場

n交通信號控制

視頻

n車速(su)

n車長

n車流量(liang)

n佔jia)新/span>

n車牌號

n停車情況

n交通堵塞情況

n等候車隊長度(du)

n檢測地點易于改變,

n安(an)裝方(fang)便

n可(ke)一次檢測較大(da)區域

n檢測數(shu)據種類多

n軟件控制,便于升級

n車輛互相(xiang)遮擋漏檢

n受天氣(qi)、積水、亮度(du)影響(xiang)大(da)

n動(dong)態交通信息采(cai)集

n卡(ka)口

n闖(chuang)紅燈、超速(su)等違法抓拍

n交通信號控制

n交通安(an)全

地磁

n車速(su)

n車長

n車流量(liang)

n佔jia)新/span>

n行車時ben)/span>

n行車方(fang)向(xiang)

n停車情況

n交通堵塞情況

n等候車隊長度(du)

n檢測精度(du)高

n使用(yong)壽命長

n環境適應能力強

n成本(ben)較低

n需(xu)封閉車道進行安(an)裝

n動(dong)態交通信息采(cai)集

n卡(ka)口

n闖(chuang)紅燈、超速(su)等違法抓拍

n交通信號控制

n停車場

雷達

n車流量(liang)

n車速(su)

n佔jia)新/span>

n路(lu)側檢測

n環境適應能力強

n一台設備可(ke)同時檢測幾條車道

n能測到靜止(zhi)車輛

n需(xu)有(you)經驗的人員(yuan)建設與維護

n動(dong)態交通信息采(cai)集

n道路(lu)測速(su)

n卡(ka)口抓拍

 

4.地磁傳感器(qi)技術(shu)介(jie)紹

地磁傳感器(qi)在中(zhong)國主要(yao)是隨著物聯(lian)網的發展得到廣泛(fan)應用(yong),近幾年發展比較快。由于早期產品在並(bing)不成熟的情況下就被(bei)過快的進行了市場推廣,因此目ke)爸悄芙煌ㄐ幸刀緣卮糯 釁qi)產品的使用(yong)存(cun)在比較多的疑(yi)慮。

地磁傳感器(qi)技術(shu)原(yuan)理是利(li)用(yong)車輛本(ben)身含有(you)鐵質物質,駛(shi)過檢測區域,會影響(xiang)區域的地球(qiu)磁力曲線發生變化(hua),傳感器(qi)就能夠靈敏(min)感知(zhi)到磁力的變化(hua),並(bing)收集相(xiang)關數(shu)據。

一套基(ji)本(ben)的地磁車輛傳感器(qi)產品fen)饕yao)包括車輛檢測器(qi)、車輛中(zhong)繼器(qi)、車輛控制器(qi)三個(ge)部分(fen)。目ke)笆諧 zhong)有(you)產品fang)  涮煜唚na)置于車輛檢測器(qi)中(zhong),但也有(you)部分(fen)產品是需(xu)要(yao)單獨設置天線,外置天線。

車輛檢測器(qi)︰用(yong)于檢測前端磁場的變化(hua),檢測車道車輛的數(shu)據;

車輛中(zhong)繼器(qi)︰當ben) li)過遠時,需(xu)要(yao)增加(jia)you)屑唐qi)來增強和轉發無(wu)線信號;

車輛控制器(qi)︰用(yong)于接收前端檢測器(qi)的數(shu)據,管理多個(ge)檢測器(qi),能將數(shu)據傳輸到數(shu)據服務器(qi)。

 

地磁傳感器(qi)產品技術(shu)門ou)饗xiang)對yuan)桓擼 庖彩悄殼(ke)笆諧﹞魷xian)眾多生產廠家的原(yuan)因之(zhi)一。但是從(cong)產品的檢測精度(du),使用(yong)壽命方(fang)面(mian)對yuan)齲  ?壹際shu)產品差距還是比較大(da)。就目ke)笆諧 褂yong)中(zhong)疑(yi)問比較多的問題調(diao)研(yan)結(jie)論︰

 

干擾現(xian)象

地磁的干擾有(you)兩方(fang)面(mian),一是指檢測功能,另(ling)外是通信功能。準(zhun)確度(du)取決(jue)于包含靈敏(min)度(du)的多方(fang)面(mian),比如傳感器(qi)的優劣(lie)、處理原(yuan)始(shi)數(shu)據的算法、通信的可(ke)靠(kao)性。檢測方(fang)面(mian)的干擾調(diao)調(diao)靈敏(min)度(du)什(shi)麼的,幾乎完全可(ke)以規避(磁阻傳感)。通信方(fang)面(mian)的干擾有(you)兩種情況,一是脈沖式(shi),偶(ou)爾干擾你一次,這個(ge)要(yao)靠(kao)可(ke)靠(kao)的通信機制來解(jie)決(jue),另(ling)外一hui)質茄怪剖shi)的干擾,要(yao)調(diao)通信通道。目ke)襖純矗.4頻段應用(yong)受到的壓制通信干擾的情況很少。

 

電池使用(yong)壽命

在2006年北ben)┘燜su)路(lu)出入口信號控制項目中(zhong),地磁車輛感應器(qi)的電池使用(yong)壽命短是項目癥(zheng)結(jie)的主要(yao)原(yuan)因之(zhi)一。當時電池實際使用(yong)壽命不超過2年。地磁ou)觳餛qi)電池主要(yao)為車輛檢測器(qi)的車輛檢測和和中(zhong)繼器(qi)的數(shu)據傳輸環fang)jie)供電,目ke)笆諧 zhong)主流產品電池壽命理論上可(ke)以達到10年,實際使用(yong)中(zhong),廠家通過無(wu)車狀態下的“休(xiu)眠”等技術(shu),經過實測一線城市流量(liang)環境中(zhong)廠家可(ke)以做到保證5年使用(yong)。

另(ling)外,目ke)盎褂you)一部分(fen)廠家的中(zhong)繼器(qi)使用(yong)220V的有(you)源電源,但在道路(lu)上尋找電源增加(jia)了系統正常使用(yong)的na)訊du)。

 

防水防塵

由于地磁ou)觳獠範及an)裝在地表之(zhi)下,因此產品防水防塵就是一個(ge)關乎產品fen)柿liang)的關鍵問題。通過防塵防水的測試靠(kao)產品外殼(ke)就可(ke)以實現(xian),但是實際的應用(yong)環境比測試環境更惡。,大(da)量(liang)的車流和重型(xing)車輛的反復擠fei)梗 ?誑ke)能導致外殼(ke)細微形變,從(cong)而降低產品的防水防塵效(xiao)果。

目ke)笆諧∩嫌you)產品采(cai)用(yong) 膠進行密封,防水防塵效(xiao)果更好。這類產品如果要(yao)修護只(zhi)能進行全部更換,但產品整體性能比較好,整體上使用(yong)壽命比較長,維護更換量(liang)在接受範圍內(na)。

 

故障自動(dong)報警(jing)

由于地磁產品電池有(you)使用(yong)壽命周期,防水防塵的效(xiao)果影響(xiang)產品的正常使用(yong),因此電池電量(liang)的監測和故障自動(dong)報警(jing)就顯得十分(fen)重要(yao)。

目ke)笆諧∩系卮懦盜炯觳餛qi)產品有(you)數(shu)據處理、分(fen)析和系統監測平台的廠家不多,這也是地磁產品未(wei)來提升完善的空間。

 

5. 交通信號控制場景(jing)中(zhong)地磁、雷達和視頻技術(shu)的選(xuan)擇(ze)

配(pei)合交叉口交通信號控制系統的交通流量(liang)采(cai)集除了目ke)骯惴fan)使用(yong),但已被(bei)認為弊端比較多的環形線圈檢測技術(shu)外,地磁、雷達和視頻技術(shu)是目ke)氨冉隙嗟謀bei)提出的取代(dai)技術(shu)。

 

視頻技術(shu)交通流量(liang)檢測與交通信號控制系統聯(lian)動(dong),技術(shu)方(fang)案比較成熟。一台500萬攝像機負責一個(ge)斷面(mian),按照三條車道計算配(pei)備三台補光燈,合計成本(ben)大(da)約在18000元(僅指產品,不含施(shi)工安(an)裝費(fei),下同),從(cong)成本(ben)角度(du)考慮,在車道比較多的路(lu)口適用(yong)性yuan)謾K淙ran)目ke)耙的na)不少的視頻類產品生產企業都jia)姓庵a class="keylink" href="http://www.tranbbs.com/Solution/" target="_blank">解(jie)決(jue)方(fang)案,但視頻也存(cun)在受環境影響(xiang)比較明顯的不足,從(cong)市場實際使用(yong)量(liang)來說還不多。

 

雷達技術(shu)交通流量(liang)檢測與交通信號控制系統聯(lian)動(dong),在合肥、甦州、廣州等地都jia)杏τyong)。雷達產品一個(ge)斷面(mian)國內(na)品牌大(da)約在10000元左右,一個(ge)點位的雷達檢測產品fen)遼俑哺-5條車道可(ke)以yuan)V?觳餼 du)。雷達流量(liang)采(cai)集有(you)車輛互相(xiang)遮擋和低速(su)狀態下檢測不準(zhun)確的弊端,市場實際使用(yong)量(liang)來說也不多。

 

地磁ou)際shu)交通流量(liang)檢測與交通信號控制系統聯(lian)動(dong),近兩年逐漸(jian)受到業界關注(zhu),項目整體投du)氳陀誒狀錆褪悠導際shu)。地磁ou)觳餛qi)產品行業各企業技術(shu)水平參(can)差不齊,造成使用(yong)壽命短、準(zhun)確率shi)桓叩奈侍獗冉隙嗟睦 龐yong)戶。根(gen)據Tranbbs測算,2013年用(yong)于新建交通信號路(lu)口的地磁車輛檢測器(qi)產品,大(da)約佔到新建交通信號控制路(lu)口總數(shu)的10-15%,使用(yong)量(liang)逐年增大(da)。

 

任何一項新技術(shu)在成熟應用(yong)之(zhi)前,都需(xu)要(yao)經過一個(ge)辯證發展的過程。地磁ou)際shu)一樣(yang)如此。站在行業的角度(du),我們更希望看到地磁產品供應商以yuan)涸鸕奶 du)、嚴謹的技術(shu)、及時的服務,為智能交通行業提供方(fang)便、可(ke)靠(kao)的檢測方(fang)式(shi)。

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