交通调查的新技术及其应用综述

题目：交通调查的新技术及其应用综述姓名：何曦学号：2014112739专业班级：交通工程3班指导教师：霍娅敏2016年3月25日西南交通大学交通运输与物流学院1交通调查的新技术及其应用综述何曦2014112739交通工程西南交通大学摘要随着我国社会与经济的发展，人们对道路交通的需求越来越强，这就要求交通工作者能够在准确掌握交通现状及其变化规律的条件下为未来的交通需求提供相应的道路工程设施及交通管理控制手段。本文介绍了交通调查中交通流三要素的调查方法和技术创新，并说明各方法的适用情况和优缺点。关键词：交通调查交通流三要素调查方法1.新技术在交通量调查中的应用交通量调查的检测方式很多，主要工作原理各不相同，但都是基于车辆通过或存在，使检测器中能量发生变化而产生车辆感应信号，目前国内外的交通量调查检测方式主要分为磁频、波频、视频以及压电等几类，此外浮动车观测法与录像观测法在如今的交通调查中也应用广泛。1.1磁频方式主要包括环形线圈、地磁等，可以被动地测量到车辆的磁场或磁性介质的空间分布，通过一定的处理算法来进行车辆的检测和识别。环行线圈检测方式目前是国内外技术相对成熟和应用最广泛的车辆检测方式，调查的数据种类齐全，并可分辨车型，检测精度高、可靠性好，不受环境因素影响，但在安装时需要中断交通，进行切割路面、在使用中易受路面破损因素影响。1.2波频方式主要包括超声波式、微波式以及红外等检测方式。超声波检测方式主要是利用超声波反射时间差的变化来检测车流量、车高等车辆参数；微波检测方式是由雷达天线发射出电磁波之后，当有车辆经过时，则会将波反射回来，再由雷达检测器进行计算处理；主动式红外检测方式由LED或者镭射二极管发射红外线到路面上一特定检测区域，由矩阵式感光组件进行接收并进行处理。波频式检测方式优点是安装简单，维护方便，缺点是在大交通流量时检测精度不高，车型分辨能力较差。西南交通大学交通运输与物流学院21.3视频检测方式通过对摄像机拍摄的图像进行数字化后来检测其像素变化度，通过一系列的算法演算出各种交通信息。视频检测方式安装和维护比较方便，单台摄像机和处理器可检测多车道，提供的视频图像可同时应用于道路监控，但其检测精度不高，易受环境等因素影响，对高速移动车辆的检测有一定困难。1.4压电式主要是利用压电材料的压电效应，通过在路面下设置压电传感器感知车辆的通过状态。当车辆通过或存在时，传感器中的压电材料受机械力冲击或震动产生电压感知车辆的运动参数已采集交通数据。压电类检测方式不仅能采集常规的交通流量、地点车速、占有率等交通数据，而且能采集车辆轴距、轮距、轴重、轮胎数等其他检测方式无法采集的交通数据，数据采集精度高、车型分辨能力较强；缺点与线圈检测方式类似，安装时需要占路施工。1.5流动车观测法流动车观测法又称浮动车法，是英国运输与道路研究室的华德鲁勃(Wardrop)和查尔斯沃斯(Charlesworth)在1954年提出来的。该方法灵活、方便。根据调查的数据资料，可以同时计算出交通量、平均行驶车速、平均运行时间等重要参数。使用该方法进行调查时，一般需要观测车一辆，驾驶员1人，观测记录人员3名。其中1人记录与观测车反向行驶的会车数，1人记录与观测车间向行驶的超车数和被超车数，另1人记录观测车顺向行驶时间和反向行驶时间。当交通量较小时，可以减少观测记录人员。行程为固定路段的已知距离。总的行驶时间，根据美国国家城市运输委员会的规定，主要道路为19min/km，次要道路为6min/km。一般往返12～16次，即可得到满意的结果。调查数据的计算：①测定方向上的交通量cqaccacXYqtt式中cq----路段待测定方向上的交通量（单向）（辆/min）；西南交通大学交通运输与物流学院3aX----测试车逆测定方向行驶时，测试车对向行驶（即顺测定方向）的来车数（辆）；cY----测试车在待测定方向上行驶时，超越测试车的车辆数减去被测试车超越的车辆数(即相对测试车顺测定方向上的交通量)(辆)；at----测试车与待测定车流方向反向行驶时的行驶时间(min);ct----测试车顺待测定车流方向行驶时的行驶时间(min)。②平均行程时间ctccccYttq式中ct----测定路段的平均行程时间(min)。③平均车速cv60cclvt式中cv----测定路段的平均车速(单向)(km/h)；l----观测路段长度(km)。在利用以上各公式进行计算时，式中所用答数值(如,,,acacXYtt等)一般都取用其算术平均值。如果分次计算,,cccqtv后再计算各次的平均值亦可，但计算比较麻烦。1.6录像法目前常利用录像机(摄像机、电影摄影机或照相机)作为高级的便携式记录设备。可以通过一定时间的连续图像给出定时间间隔的或实际上连续的交通流详细资料。在工作时要求专门设备，并升高到工作位置(或合适的建筑物)，以便能观测到所需的范围，将摄制到的录像(影片或相片)重新放映或显示出来，按照一定的时间间隔以人工来统计交通量。这种方法搜集交通量或其他资料数据的优点是现场人员较少，资料可长期反复应用，也比较直观。其缺点是费用比较高，整理资料花费人工多。因此，一般目前多用于研究工作的调查中。西南交通大学交通运输与物流学院4对于交叉口交通状况的调查，往往可采用录像法(或摄像法)。通常将摄像机(或摄影机或时距照相机)安装在交叉口附近的某制高点上，镜头对准交叉口，按一定的时间间隔(如30s，45s或60s)自动拍摄一次或连续摄像(摄影)。根据不同时问间隔情况下每一辆车在交叉口内其位置的变化情况，数点出不同流向的交通量。这种方法的优点是能够获取一组连续时间序列的画面，只要适当选择摄影的间隔时间，就可以得到最完全的交通资料，对于如自行车和行人交通量、分车种分流向的机动车交通量、车辆通过交叉口的速度及延误时间损失、车头时距、信号配时、交通堵塞原因、各种行人与车辆冲突情况等，均能提出令人信服的证据，并且资料可以长期保存。其缺点是费用大，内业整理工作量大，需要做大量图(像)上的量距和计算，并且在有繁密树木或其他遮挡物时，调查比较困难或会引起较大误差。近年来，国内外的一些研究机构开发了一种采用计算机图像处理和模式识别技术对摄像设备采集的连续图像（或称视频）进行加工，自动获取其中交通信息的技术。随着这种技术的成熟，录像观测法会得到更加广泛的应用。2.新技术在区间车速调查中的应用2.1跟车法这种方法，可以与独立的实验工具，也可与客，货车一般，或另一辆车尾随目标车辆。观察人员两人，携带一个秒表，通过测量车辆的记录表格及文具。测量车辆的驱动程序需要更多的经验，可以用平均速度接近车辆运行的旅行。当实验开始从观测断面，观察者一按下秒表，另一人记录时间记录表。据观察车路线，之后，写下时间，停机时间，停机原因。到最后，结束的时间了，然后车掉头往回开，重复上述操作过程，所以往返4～6次，每次观测值除以次数，可以计算速度，综合(部分)的速度。跟车测速法的主要优点是方法简单，能测到全程及各路段的行程时间、行驶时间、延误、沿途交通状况及交通阻塞原因等，所需的观测人员少，劳动强度小，适用于交通量大、交叉口多路线上交通较复杂的道路。主要缺点是测量次数不可能多，相对于某一时段（如高峰小时）只能2次，至多3次，所测车速可以用作宏观控制，但难于做微观分析。当路段交通流量少时，车辆难于形成车流，往往发生测试无车流可跟，测试中经常处于非跟踪状态，最后测得的车速受到测试车西南交通大学交通运输与物流学院5性能及驾驶员习惯的影响，不能完全代表道路上车流的车速。2.2标准的编号方法使用这种方法的综合速度只能计算汽车。在每个观测线的两段的方法，一个6人的观察，分为下行，观察。观察员被分为四组布置在观测断面，一个人阅读的最后三号点的汽车车牌号，一个人看汽车通过的时间点，一个记录。观测前，根据标准时间校准秒表，进入部分同时测量车辆，首次报道车牌号码最后三个数字，然后提交时间，在几秒钟内首次报道。观察结束时，四组记录排序数据的两端，一个车牌号码来计算时间差，和其两端之间的距离，可以计算综合速度。这种观察方法对交叉口，中途，出入多的路线的车辆的效果或中途停车的段差。2.3五轮仪法五轮仪是测量车速的专用仪器，与速度分析仪同时使用。测速时将五轮仪装置于试验车之后，成为试验车以外另加的一个轮子，故名五轮仪。当测试车行驶时，五轮仪的轮子亦与地面接触，同样转动。在五轮仪的轮轴上设有光电装置，其作用是将车轮转动速度转换成电信号输入速度分析仪，此时记录仪能自动记下行驶距离、行驶时间、行程车速。五轮仪的测速法主要优点是自动化程度高，测速精确，能直接将结果打印输出，无需记录。它可以与车辆油耗仪同时使用，测量不同行驶状态、不同车速情况下的耗油量，作为建立模型的可靠资料。但在使用五轮仪时，对路面平整度有一定要求，平整度很差的路面，行驶时五轮仪跳动得厉害，影响测速精度，并有损仪器。2.4光感测速法光感测速仪也是一种测量车速的专用仪器，这种仪器是由光电探测器和光谱屏幕两个主要部件组成。测速时，将光感测速仪贴在试验车箱外壳上，光电探测器对准地面，随着车辆行驶，在光电屏幕上产生不同频率的电信号，频率的高低与车速成正比。如果再配置一台微型计算机且与之连机，则可以直接打印出速度曲线、行驶时间、行驶距离等、这种仪器的测速范围在3～200km/h之间。使用光感测速仪测速，也是试验车跟踪测速的方法之一，其主要优点是测速方便，能方便地安装在各种类型的车辆上，测速精度高，可连续获得各点的瞬时车速和全程平均车速，并直接打印出结果。除此之外，这种仪器还可用于加速试西南交通大学交通运输与物流学院6验和制动试验，加速试验测得的数据是加速的最终速度、加速距离，加速时间；制动试验测得的数据是制动时的初速度、制动距离、制动时间。这种仪器对测速时的使用和平时保养的要求均较高。3.新技术在密度调查中的应用3.1出入量法出入量法是一种通过观测取得中途无出入交通的区段内现有车辆数或行驶时间的方法。其原理为：在某一时刻上游地点A处的交通量是同一时刻AB区间内新增的车辆数，反之，这时在下游地点B处的交通量等于AB区间内减少的车辆数。AB区间内车辆数的变化应等于入量租出量之差。因此，只需要知道最初AB区间的元始车辆数，就能求得每单位时间内实有车辆数。则在t时刻的密度可由下式表示：0()()()()tAttBtEQEQ式中：()tE----在t时刻AB区间内的车辆数；()AtQ----从观测开始到t时刻通过A处的累加交通量；0()tE----在观测开始的t0时刻，AB区间内的原始车辆数；()BtQ----从观测开始的t时刻通过B处的累加交通量。3.2地面高处摄影观测法用动态录像仪在高处进行摄影。测定区间的长度视地区内的状况和周围条件而变化，一般取50～100m。摄影的时间间隔依测定区间长度而异。当区间长为50～l00m时，摄影间隔可用每5～l0sl画面。在高速公路上，由于车速高，可取每秒2个画面。在测定密度时，在道路上要标明每台录像机所摄范围内的道路西南交通大学交通运输与物流学院7区间长，一般有两处作标记即可。如果容许精度稍低时，可利用车道分隔线的段数、护栏支柱数或电线杆数等参照物代替。参考文献：[1]李江.交通工程学.人民交通出版社[M].2007.8.[2]王建军，严宝杰等.交通调查与分析.人民交通出版社[M].2004.9．[3]王华.浅谈交通量调查和交通量分析[J].2012.4．