智能交通系统未来发展趋势

　　1 智能交通系统ITS
　　随着全球经济社会的稳步快速发展，人们的生活水平的不断提高，汽车已经走进了千家万户，机动车的使用率和汽车数量逐年迅速增加。交通在人民生活和社会经济中有着举足轻重的作用，但随着交通需求急剧增长，过于繁重的交通运输所带来的交通拥堵，交通事故等负面问题越来越严重，交通问题已逐渐成为经济和社会发展中的不容小觑的问题。因此本世纪80年代末90年代初出现了智能交通系统ITS（Intelligent Transport System）。
　　2 我国智能交通系统的发展状况
　　相比于西方发达国家，我国智能交通系统的研发起步较晚，在20世纪80年代中后期开始智能交通的基础性研究开发工作，20世纪90年代加快了智能交通系统的研究步伐，设立了智能交通研发中心，并开始了对城市交通管理诱导系统、驾驶员信号系统等领域的研究。目前我国的交通基础设施短缺依然制约着智能交通技术的发展，另外核心技术主要依赖进口，落后的管理技术也限制了它的发展，但在一些一线城市，在北京、天津、上海和广州等许多城市智能交通系统已开始规模化的应用。同时目前也有不少公司在这方面取得了一定的成就，如清华大学与清华紫光合作开发的新一代视频交通流量检测系统VS3001，哈尔滨工业大学的VTD2000系列视频交通动态信息采集系统，亚洲视觉公司的路段交通信息系统等等。2010年上海世博会期间就利用物联网对上海市区内车辆进行实时交通监控，该系统不仅能实现车辆运动速度和碰撞等情况的实时监控还能对危险物品进行检测。广州作为我国首批智能交通应用示范城市，在2010年亚运会期间投入使用了智能交通指挥系统来确保亚运专用车道的安全和畅通，该系统包括通过95块LED板随时提供车流量信息来指引交通，能根据交通流量调节红绿灯的时间并且能够通过电子警察自动识别、快速公交系统上违规车辆功能的交通事件检测及车牌识别系统。
　　虽然我国的智能交通系统取得了一定的进步，国内的视频检测技术正在赶超美国、日本等发达国家。目前中国对于交通数据检测和实时车速采集的研究突飞猛进，而智能交通系统对于通过视频获取交通数据的交通突发事件等信息的实时性要求近乎苛刻，并且系统功能种类繁多，复杂度非常高。因此要想获得实时有效的交通数据必须对视频检测系统中相关技术有深入的了解和研究，不断地完善系统的性能。车辆速度是一个非常重要的交通参数，因此智能交通系统中基于视频的车辆速度检测也是一个非常重要的研究课题。基于视频的车辆速度检测的稳定性、准确性以及实时性都在不断地提高，智能化视频测速有着更广阔的应用前景。
　　3 几种常见的车辆速度检测算法
　　车辆速度是实时交通参数采集系统检测的主要动态参数之一，这是处罚超速车辆主要依据之一。通过该系统可以通过加强车辆速度检测来打击超速驾驶的违法行为，也是避免交通事故的一个重要方法。因此智能交通系统的构建离不开车辆测速这一重要基础。目前，国内外常用的车速检测技术主要有：雷达测速、激光测速、红外测速、超声波测速、地磁式测速、磁通门式测速等。其中，环形检测、微波检测、超声波检测、视频车辆检测技术应用最为广泛。
　　由于各种车速检测技术所运用的原理不同，所以它们在实际应用中都有不同的应用场合和条件限制，并都有各自的优缺点，所以在使用的过程中应结合实际场景的情况选择合适的测速方法。下面简单地介绍一下常用的几种常用的速度检测方法。
　　环形检测：目前在交通检测系统中应用最为广泛。它的原理是通过一个感器件即环形线圈与电子单元构成一个调谐电子系统，当车辆通过或停在线上时，改变了线圈的电感量，激发电路产生一个输出，从而检测到通过或停线圈上的车辆。它的优点是成本较低，安装方便，并且线圈电子放大器已标准化，技术成熟，易于掌握。缺点是受环境影响比较大，而且线圈本身容易损坏，在更换安装和维护时要开挖路面，影响交通，这种检测方式对于交通流的数据提取也十分有限。
　　微波检测：由发射天线和发射接收器组成。发射器对检测区域发射微波，当车辆通过时，由于多普勒效应反射波会以不同的频率返回，通过检测反射波的频率来检测车辆是否通过。这种方法的优点是在恶劣气候下性能出色，直接检测速度，可以侧向方式检测多车道。缺点是不能检测静止或低速行驶的车辆，以向前方式用定向天线跟踪单车道。
　　超声波检测：这种方法运用反射原理，发射器从顶部发出超声波，利用声波的反射原理，当有车辆通过时，接收器接收到回波和没有车辆通过时接收到的回波时间是不一样的，据此可以判断是否有车通过。这种方法的优点是体积小，易于安装，成本低，在恶劣的气候条件下仍能工作。但它也有有效测量距离小，性能易受到环境温度和气流的影响，误差大的缺点。
　　红外线检测：它原理是通过线性排列的红外光发射和接收来实现对车辆的同步扫描，并将光信号转换为电信号，从而实现对车辆的检测，与其它检测技术相比，红外线车辆检测器产品技术成熟，安装简便，高速响应，抗干扰性强，可输出丰富的车辆数据信息，能可靠检测各种特殊车辆。但缺点是只能在静止状态下应用；对人眼伤害大；激光光束必须瞄准垂直于激光光束的平面反射点。
　　激光检测：激光技术用于检测工作主要是利用激光的优异特性，利用激光的反射时间差来计算车辆速度，它的优点是测量距离远，反应速度快，测速精度高，误差小于1km。缺点是只能在静止状态下应用，对人眼伤害大，激光光束必须瞄准垂直于激光光束的平面反射点。
　　通过以上的介绍可知每一种方法在使用时都有一定的局限性，其中基于超声波测速和激光的测速系统都是利用反射波的频率的变化来监控车辆的，并且以上的任何一种方法在当发现车辆超速行驶时都不能提供违章车辆的汽车类型和车牌号码等全面的交通信息，无法及时准确地进行违章处理和管理违章车辆。而在本文中基于视频图像的测速系统就不会存在这样的局限性。
　　4 视频测速的优点
　　相比于上面介绍的方法，基于视频的车辆速度检测有着十分明显的优点，它可以实时的提供道路交通状况、车道变化、占有率等交通信息，并且通过观察发现一些成熟的视频检测算法的检测效果非常好，而且性价比很高。基于视频的车辆速度检测是智能交通系统非常重要的组成部分，因为它无需使用专用的测速设备，仅仅通过对视频图像序列的分析就可获得车辆速度的方法，基于视频的车辆速度检测方法具有目前所使用的其他车辆速度检测方法不具备的优点：
　　（1）无需使用专用测速设备，大大降低了系统成本，对安装角度要求较低，避免了雷达测速、激光测速存在的受测量角度限制的问题；
　　（2）系统安装和维护简单，稳定性高；
　　（3）可以实时地进行车辆速度的检测，并能够同时跟踪多个车辆进行测速；
　　（4）系统在视频图像清晰，光线不会很快发生突变的情况下可以达到很高的测量精度；
　　（5）测速软件易于维护和升级，可以根据实际场景调整软件测速参数，使检測效果达到最佳。
　　综上所述，智能交通将会在未来着重发展基于视频采集为基础，数据分析为核心的发展方向，通过实时的道路监控进行视频采集，将数据信息传输给后台的服务器，服务器通过计算机进行迅速的数据分析和处理，实现道路车辆的识别，测速、车牌识别、违章监控等功能，还可以根据道路车辆的数量和行使方向判断城市交通的拥堵结点，实现交通指挥灯的智能控制，并可以通过分析数据对道路车辆进行提前的疏导预防拥堵，以此构建起城市的智能交通系统。
　　参考文献
　　[1] 李华.基于视频图像的交通信息提取关键研究[D].成都：西南交通大学，2005.
　　[2] 代建辉.智能交通系统车辆流量检测技术的研究[D].天津：天津大学，2007.
　　[3] 马慧明.车速检测技术述评[J].中北大学学报（自然科学版）.
　　[4] 慕巍.基于视频图像处理的实时车速信息采集系统的研究[D].西安：长安大学，2005.

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