智能交通采集技術解析：雷達感應線圈

智能交通技術框架主要包括交通采集、信息傳輸、信息處理和信息發(fā)布四個部分，交通采集技術是智能交通發(fā)展的重要的共性基礎技術。根據(jù)公安部交通管理研究所統(tǒng)計，“十一五”期間，交通流信息固定采集點由1.6萬個增加到7.3萬個，交通監(jiān)控點由9250個增加到5.1萬個。根據(jù)Tranbbs市場研究成果，2014年與2010年城市智能交通整體市場規(guī)模將會翻倍增長，因此初步預測交通流固定采集點也將會有翻倍的增長，達到15萬個點左右。

從技術類型上來劃分，目前市場中比較常見的交通采集技術包括磁頻的車輛檢測技術、射頻的車輛檢測技術、視頻的車輛檢測技術、波頻的車輛檢測技術、移動型交通數(shù)據(jù)采集技術等，有的技術類型中又包括幾種采集方式。歸納起來目前市場中常用的交通采集方式主要有線圈、視頻、地磁、超聲波、雷達、紅外線、手機移動終端、浮動車、激光等。

主要交通采集技術的發(fā)展歷程

感應線圈

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

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)開始視覺提取交通參數(shù)研究。20世紀90年代起進入商業(yè)化階段。國內(nèi)從20世紀90年代開始視頻車輛檢測技術的研究。

我國智能交通市場最早是使用國外進口產(chǎn)品，主要廠家包括比利時的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(nèi)市場。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)主要有成都威路特和動視元等。

地磁

我國最早使用地磁車輛檢測產(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個點位左右，由上海中交智能系統(tǒng)工程有限公司提供產(chǎn)品（原技術屬秦皇島保全電子研究所，后通過資本運作獲得該項技術產(chǎn)品）。當時的產(chǎn)品外形是圓柱體，每兩個為一組。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景中。2009年前后，國內(nèi)幾家地磁廠商從眾多參與者中脫穎而出，包括無錫感知技術有限公司、邁銳數(shù)據(jù)(北京)有限公司、天津市順通電子有限公司陸續(xù)推出地磁車輛檢測器產(chǎn)品。

雷達

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

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

地磁傳感器技術介紹

地磁傳感器在中國主要是隨著物聯(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快的進行了市場推廣，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。

地磁傳感器技術原理是利用車輛本身含有鐵質(zhì)物質(zhì)，駛過檢測區(qū)域，會影響區(qū)域的地球磁力曲線發(fā)生變化，傳感器就能夠靈敏感知到磁力的變化，并收集相關數(shù)據(jù)。

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

車輛檢測器：用于檢測前端磁場的變化，檢測車道車輛的數(shù)據(jù)；

車輛中繼器：當距離過遠時，需要增加中繼器來增強和轉(zhuǎn)發(fā)無線信號；

車輛控制器：用于接收前端檢測器的數(shù)據(jù)，管理多個檢測器，能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務器。

地磁傳感器產(chǎn)品技術門檻相對不高，這也是目前市場出現(xiàn)眾多生產(chǎn)廠家的原因之一。但是從產(chǎn)品的檢測精度，使用壽命方面對比，各廠家技術產(chǎn)品差距還是比較大。就目前市場使用中疑問比較多的問題調(diào)研結(jié)論：

干擾現(xiàn)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(shù)據(jù)的算法、通信的可靠性。檢測方面的干擾調(diào)調(diào)靈敏度什么的，幾乎完全可以規(guī)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，這個要靠可靠的通信機制來解決，另外一種是壓制式的干擾，要調(diào)通信通道。目前來看，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，地磁車輛感應器的電池使用壽命短是項目癥結(jié)的主要原因之一。當時電池實際使用壽命不超過2年。地磁檢測器電池主要為車輛檢測器的車輛檢測和和中繼器的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)供電，目前市場中主流產(chǎn)品電池壽命理論上可以達到10年，實際使用中，廠家通過無車狀態(tài)下的“休眠”等技術，經(jīng)過實測一線城市流量環(huán)境中廠家可以做到保證5年使用。

另外，目前還有一部分廠家的中繼器使用220V的有源電源，但在道路上尋找電源增加了系統(tǒng)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關乎產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵問題。通過防塵防水的測試靠產(chǎn)品外殼就可以實現(xiàn)，但是實際的應用環(huán)境比測試環(huán)境更惡。，大量的車流和重型車輛的反復擠壓，長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。

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

故障自動報警

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(jiān)測和故障自動報警就顯得十分重要。

目前市場上地磁車輛檢測器產(chǎn)品有數(shù)據(jù)處理、分析和系統(tǒng)監(jiān)測平臺的廠家不多，這也是地磁產(chǎn)品未來提升完善的空間。

交通信號控制場景中地磁、雷達和視頻技術的選擇

配合交叉口交通信號控制系統(tǒng)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)形線圈檢測技術外，地磁、雷達和視頻技術是目前比較多的被提出的取代技術。

視頻技術交通流量檢測與交通信號控制系統(tǒng)聯(lián)動，技術方案比較成熟。一臺500萬攝像機負責一個斷面，按照三條車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，在車道比較多的路口適用性更好。雖然目前業(yè)內(nèi)不少的視頻類產(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，從市場實際使用量來說還不多。

雷達技術交通流量檢測與交通信號控制系統(tǒng)聯(lián)動，在合肥、蘇州、廣州等地都有應用。雷達產(chǎn)品一個斷面國內(nèi)品牌大約在10000元左右，一個點位的雷達檢測產(chǎn)品至少覆蓋3-5條車道可以保證檢測精度。雷達流量采集有車輛互相遮擋和低速狀態(tài)下檢測不準確的弊端，市場實際使用量來說也不多。

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

任何一項新技術在成熟應用之前，都需要經(jīng)過一個辯證發(fā)展的過程。地磁技術一樣如此。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?shù)募夹g、及時的服務，為智能交通行業(yè)提供方便、可靠的檢測方式。