04-点控2-检测技术

南京理工大学交通工程4磁频检测器123波频检测器压电检测器新型检测技术车辆检测技术南京理工大学交通工程信号机单点感应控制车辆检测器数据处理控制算法信号变换信号灯交通流可以看出，定时控制是一种开环控制，而感应控制是一种闭环控制。南京理工大学交通工程TrafficDetectionVehicleDetection南京理工大学交通工程交通检测在智能交通系统中，交通信息是最核心的内容，其各项功能都是以交通信息应用为中心展开的。信息的采集、传输、存储、分析处理及应用实现了交通管理从简单的静态到智能的动态的转变。因此，交通信息采集作为智能交通系统的一个重要组成部分，是城市交通规划、路网设计、交通控制的最重要的基础和前提。交通检测系统是智能交通系统的重要环节，负责釆集有关道路交通流量的各种参数。车辆检测器技术水平的高低直接影响ITS系统的整体运行管理水平。南京理工大学交通工程交通信息采集是指利用各种交通检测器对整个交通领域中所需求的动态和静态交通信息进行获取的过程。静态交通信息是指交通系统中一段时间内稳定不变的信息。静态交通信息采集技术包括交通地理信息系统、调查法、其他系统接入。动态交通信息是指实时道路交通流信息、交通控制状态信息以及实时交通环境信息等在时间和空间上相对变化着的信息。交通检测南京理工大学交通工程交通检测的内容交通检测的内容交通流参数：交通参数（交通流量、车速、占有率等）车辆状态：车长、质量、车轴数、行驶车道位置、速度交通环境：温度、湿度、风力、空气污染、路面状态车辆部件性能：车辆本身性能驾驶员行为检测：行为状态（疲劳、酒驾）、心理特征货物运行状态检测：各种行驶状态，货物状态南京理工大学交通工程车辆检测器交通流量车速车间距车辆类型道路占用率车辆违章信息交通事故检测南京理工大学交通工程车辆检测器分类①按安装方式分为永久式安装（固定式安装）、临时性安装（便携式安装）；②按采集时间长短分为连续式采集设备（一般采用永久式安装设备）、间隙式采集设备（多采用临时性安装设备）；③按照基本功能划分，车辆检测器可以分为存在型检测器、通过型检测器和复合型检测器；④按检测项目划分为综合数据调查、专项数据调查。南京理工大学交通工程车辆检测器分类车辆检测器又可分为非接触式和接触式两大类别。非接触式检测器是指检测器安装在道路边上或者是道路的正上方的雷达或者传感装置，它不会直接与路面或者路基接触，它一般是靠接收车辆反射回来的发送电磁波等手段来检测车辆，比如微波检测器、视频检测器、超声波检测器、红外线检测器等。接触式检测器则是指前端探测装置会直接与路面或路基接触，通常是埋在每个车道下面的传感器装置，比如说用磁感应线圈、空气管道等南京理工大学交通工程车辆检测器美国在20世纪30年代研制出了第一台感应式信号控制机，当时采用声音信号为感应信号，即要求车辆到达每一指定位置时鸣响喇叭。声控容易受外界干扰，且污染环境。后来出现了气动感应控制。20世纪60年代以来，陆续研制了新型的车辆检测方式：感应线圈检测、视频检测、微波检测、气压管检测、超声波检测、磁映像检测、红外检测、激光检测等。南京理工大学交通工程1、感应（环形）线圈检测南京理工大学交通工程感应（环形）线圈检测环形线圈是基于电磁感应原理的检测器，是目前应用最广泛、准确率最高的检测器。可以检测交通量、车速、占有率、车头时距、车长、长车比例和车辆存在等交通参数。实现闯红灯电子警察触发、车辆违规抓拍、交通信号自适应控制等。南京理工大学交通工程感应（环形）线圈检测环形线圈馈线检测处理单元南京理工大学交通工程感应（环形）线圈检测LCf21感应线圈电感与检测器卡内的电容共同构成LC振荡器路面检测线路板交变磁场涡流车辆匝间电容感应线圈所展示的两匝导线调谐电容馈线电缆南京理工大学交通工程线圈是由多匝导线绕制成的，当金属物通过感应线圈时，导致了线圈的电感量发生一些变化（减小）。感应（环形）线圈检测南京理工大学交通工程根据电磁感应原理，当有车辆经过感应线圈上方时，产生的电涡流会促使线圈电感量L减小，导致振荡器实时振荡频率f增大，若将没有车辆经过时记录的振荡器振荡频率F记为本底频率，则最终处理器通过比较f与F的差异得到车辆信息。感应（环形）线圈检测LCf21南京理工大学交通工程不同车型在环形线圈上经过时产生信号波形其实是不一样的，如果把这些不同车型对应的波形储存在计算机里，然后把实际检测到的波形与波形库里的波形对比，就可以检测出经过线圈的车辆类型（有的检测器是以长度分车型的）。这就是环形线圈检测车辆的识别技术，也是模式识别在交通中的应用。感应（环形）线圈检测南京理工大学交通工程感应（环形）线圈检测模式识别是自20世纪60年代迅速发展起来的一门学科，其目的是利用计算机实现人的分类识别能力。根据模式特征的选择和判断决策的方法，模式识别可分为四大类，包括统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别和神经网络模式识别。南京理工大学交通工程感应（环形）线圈检测线圈一般使用高温导线。切割路面形成线槽，为防止线槽的直角拐角损坏线圈，直角拐弯处切45º的斜角，减小线槽对线圈的破坏。南京理工大学交通工程感应（环形）线圈检测表1-2安装指标线圈匝数4~6圈线圈材料耐高温导线电感量大小20~2000微亨，视具体检测卡而定引线要求不超过500米，且在引入控制柜之前需双绞屏蔽，一般每米在十五绞左右，接入车检底版之前不得用其他线引接建议槽宽4毫米建议槽深30~60毫米南京理工大学交通工程表1-1技术指标表车辆速度检测范围10~255公里/小时数据统计周期1~60分钟正常工作温度-20℃~70℃湿度0%~95%，无冷凝电源AC220V±20%，50Hz，1.2A功耗≤50w蓄电池充电电流＞2A蓄电池放电保护电压20.4±0.3V尺寸（长深高）270-237-132机箱外壳防护等级IP65（需选配专用机柜）MTBF20000小时通讯接口两个9600波特率的RS232通讯接口误差范围速度≤±2%车长0.2米车道占有率≤±1%计数准确率≥99%行车间距≤3米检测车道数量1~8车道参照国家标准JT/T455~2001《环形线圈车辆检测器》南京理工大学交通工程（1）优点①可测参数较多；②测速精度和交通量计数精度较高；③稳定性好，可在一定时期保持较高的检测精度，故障率低；④适应性强，不受气象和交通环境变化的影响，抗干扰能力强；⑤成本低、安装方便。感应（环形）线圈检测南京理工大学交通工程（2）缺点①只能进行单车道检测，多车道需多个检测器；②感应线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境影响，维护时要封闭车道、开挖路面，影响交通运输，导致成本升高，维护的工作量也很大③线圈容易被重型车辆、路面修理等损坏，给路面的重铺和大修增加了困难，道路改扩建也受牵制；④受感应线圈自身测量原理的限制，当车流拥堵、车间距小时，检测精度大幅度降低；⑤不能实时测量排队长度、大区域内车流密度及车辆拐弯等感应（环形）线圈检测南京理工大学交通工程（3）适用性作为传统的固定式交通信息检测设备，目前感应线圈检测器已广泛应用于交通信息采集系统，如ITS系统的交通信号协调控制系统、道口收费系统、停车场管理、车辆计数等。感应线圈检测以其高可靠性、高性价比、使用方便的优点在未来较长时期会继续使用。随着科技的进步，感应线圈检测的应用领域一定会更广泛。感应（环形）线圈检测南京理工大学交通工程地球的磁场在一个很大的区域内（约几公里）是均匀分布的，当有磁铁性物质存在时，会对其造成局部扰动。汽车属于较大的磁铁物体，车辆通过时，改变探头上磁力线的分布，即穿过线圈的磁通量发生变化。在探头两端感应出30~100mv电动势。地磁感应检测南京理工大学交通工程地磁感应检测被动式检测器，本身不发射任何信号，主要由地磁探头和检测电路组成。地球磁场如何与偶极磁场叠加引起磁场波动偶极对罗盘指示数和传感器输出的影响南京理工大学交通工程对汽车速度有一定要求，不能检测静止车辆。可测车速：大于8km/h检测精度：约95%地磁感应检测南京理工大学交通工程车辆磁映像车辆磁映像（VehicleMagneticImaging-VMI）技术采用低功耗、高灵敏度的强导磁材料，将地磁磁通线集中约束在比较小的空间。车辆磁映像技术是便携式综合数据调查检测技术，是固定式的被动检测设备，本身不产生磁场，放在道路上截取磁性的扰动。南京理工大学交通工程车辆磁映像当车辆接近磁力检测传感器的检测区域时，检测区域的磁力线受挤压；当车辆将要通过检测区域时，磁力线沿中心聚合；当车辆正在通过检测区域时，磁力线沿中心发散。这样利用车辆接近、将要通过及正在通过检测区域时磁力线的变化对车辆进行检测。南京理工大学交通工程地磁感应检测南京理工大学交通工程地磁感应检测常用的地磁检测器是HiStarNC200袖珍交通流量计，相对于视频检测器而言，NC-200对安装环境要求较低，可以安装到快速路系统的任何位置。应按车辆流动方向安装，否则不能对车辆进行分类。南京理工大学交通工程车辆类型：车辆分类识别的前提是对车辆进行检测，获得车辆特征信息。地磁感应检测南京理工大学交通工程车辆类型地磁感应检测南京理工大学交通工程车辆类型地磁感应检测南京理工大学交通工程模式识别是自20世纪60年代迅速发展起来的一门学科，其目的是利用计算机实现人的分类识别能力。根据模式特征的选择和判断决策的方法，模式识别可分为四大类，包括统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别和神经网络模式识别。地磁感应检测南京理工大学交通工程优点：（1）可检测小型车辆，包括自行车；（2）高灵敏度，即使与待检测的铁磁物体有较长的距离仍然能感应到磁场微弱变化。（3）尺寸小，便于安装和移动。适合安装在不便安装线圈场合，比如桥面。（4）其内阻抗十分的小，因此抗干扰和抗噪声能力强。地磁感应检测南京理工大学交通工程气压管检测当车辆经过气压管传感器时，气压管内部便产生一股微弱的气流并传到检测设备上的空气开关，从而便形成了一个车轴电信号。橡胶气压管传感器技术采用2个气压管传感器提供信号，精确记录每个车轴的时间标，然后利用交通管理软件对车轴数据进行处理，可获得交通量、车速、车辆类型、车流密度等交通流参数。南京理工大学交通工程气压管检测两车道-一台设备南京理工大学交通工程现场安装示意图南京理工大学交通工程现场安装示意图南京理工大学交通工程现场安装示意图图1-11c双车道-路钉固定方式南京理工大学交通工程气压管检测多车道-两台设备南京理工大学交通工程气压管检测安装位置的选择要注意以下几点：（1）所选择的位置一定使车辆能够匀速的通过气压管，如果可能，要避免选择那些会让车辆加速或减速的位置，如转弯，陡坡，交通灯或十字路口处；（2）一定要避免选择车辆会停在气压管传感器上的位置；（3）一定要使车辆垂直通过气压管，避免选择那些会斜向通过气压管的位置；（4）避免由于突然转向或换道而只通过一个气压管的位置；南京理工大学交通工程（1）优点①快速安装，电源用量少，费用低，维修简单；②一次检测可获得多种交通数据，对同一数据实现多种交通流特性分析报告，具有数据过滤功能、数据质量审核功能，能精确的研究每一辆车。气压管检测南京理工大学交通工程（2）缺点①当车流量大、空气开关对温度比较敏感、车辆轮胎对气压管造成磨损和破坏的情况下，检测精度会受到影响；②车辆停在气压管传感器上时，精度失真。气压管检测南京理工大学交通工程（3）适用性气压管一般安装在垂直于交通流运行的方向，更适用于双向两车道的检测，用于测量短期交通量，可广泛用于城市道路路段和交叉口。气压管检测南京理工大学交通工程雷达检测器利用多普勒原理，工作时检测单元连续发射电磁波，通过被反射波束的频率来检测车辆。主要用于检测车辆的速度。南京理工大学交通工程无线波由频率和振幅构成，它在进行过程中与物体碰撞后会被反射，反射回来的波，其频率和振幅随物体的移动状态而改变。（1）当物体朝着无线波发射方向前进时，无线波被压缩，频率增大；雷达检测器南京理工大学交通工程无线波由频率和振幅构成，它在进行过程中与物体碰撞后会被反射，反射回