智能交通系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　1 智能交通系統(tǒng)ITS
　　隨著全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)步快速發(fā)展，人們的生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，機(jī)動(dòng)車的使用率和汽車數(shù)量逐年迅速增加。交通在人民生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的作用，但隨著交通需求急劇增長(zhǎng)，過(guò)于繁重的交通運(yùn)輸所帶來(lái)的交通擁堵，交通事故等負(fù)面問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，交通問(wèn)題已逐漸成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的不容小覷的問(wèn)題。因此本世紀(jì)80年代末90年代初出現(xiàn)了智能交通系統(tǒng)ITS（Intelligent Transport System）。
　　2 我國(guó)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r
　　相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)智能交通系統(tǒng)的研發(fā)起步較晚，在20世紀(jì)80年代中后期開(kāi)始智能交通的基礎(chǔ)性研究開(kāi)發(fā)工作，20世紀(jì)90年代加快了智能交通系統(tǒng)的研究步伐，設(shè)立了智能交通研發(fā)中心，并開(kāi)始了對(duì)城市交通管理誘導(dǎo)系統(tǒng)、駕駛員信號(hào)系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究。目前我國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施短缺依然制約著智能交通技術(shù)的發(fā)展，另外核心技術(shù)主要依賴進(jìn)口，落后的管理技術(shù)也限制了它的發(fā)展，但在一些一線城市，在北京、天津、上海和廣州等許多城市智能交通系統(tǒng)已開(kāi)始規(guī)�；�的應(yīng)用。同時(shí)目前也有不少公司在這方面取得了一定的成就，如清華大學(xué)與清華紫光合作開(kāi)發(fā)的新一代視頻交通流量檢測(cè)系統(tǒng)VS3001，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的VTD2000系列視頻交通動(dòng)態(tài)信息采集系統(tǒng)，亞洲視覺(jué)公司的路段交通信息系統(tǒng)等等。2010年上海世博會(huì)期間就利用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)上海市區(qū)內(nèi)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)交通監(jiān)控，該系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)動(dòng)速度和碰撞等情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控還能對(duì)危險(xiǎn)物品進(jìn)行檢測(cè)。廣州作為我國(guó)首批智能交通應(yīng)用示范城市，在2010年亞運(yùn)會(huì)期間投入使用了智能交通指揮系統(tǒng)來(lái)確保亞運(yùn)專用車道的安全和暢通，該系統(tǒng)包括通過(guò)95塊LED板隨時(shí)提供車流量信息來(lái)指引交通，能根據(jù)交通流量調(diào)節(jié)紅綠燈的時(shí)間并且能夠通過(guò)電子警察自動(dòng)識(shí)別、快速公交系統(tǒng)上違規(guī)車輛功能的交通事件檢測(cè)及車牌識(shí)別系統(tǒng)。
　　雖然我國(guó)的智能交通系統(tǒng)取得了一定的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)的視頻檢測(cè)技術(shù)正在趕超美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。目前中國(guó)對(duì)于交通數(shù)據(jù)檢測(cè)和實(shí)時(shí)車速采集的研究突飛猛進(jìn)，而智能交通系統(tǒng)對(duì)于通過(guò)視頻獲取交通數(shù)據(jù)的交通突發(fā)事件等信息的實(shí)時(shí)性要求近乎苛刻，并且系統(tǒng)功能種類繁多，復(fù)雜度非常高。因此要想獲得實(shí)時(shí)有效的交通數(shù)據(jù)必須對(duì)視頻檢測(cè)系統(tǒng)中相關(guān)技術(shù)有深入的了解和研究，不斷地完善系統(tǒng)的性能。車輛速度是一個(gè)非常重要的交通參數(shù)，因此智能交通系統(tǒng)中基于視頻的車輛速度檢測(cè)也是一個(gè)非常重要的研究課題�；�于視頻的車輛速度檢測(cè)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及實(shí)時(shí)性都在不斷地提高，智能化視頻測(cè)速有著更廣闊的應(yīng)用前景。
　　3 幾種常見(jiàn)的車輛速度檢測(cè)算法
　　車輛速度是實(shí)時(shí)交通參數(shù)采集系統(tǒng)檢測(cè)的主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)之一，這是處罰超速車輛主要依據(jù)之一。通過(guò)該系統(tǒng)可以通過(guò)加強(qiáng)車輛速度檢測(cè)來(lái)打擊超速駕駛的違法行為，也是避免交通事故的一個(gè)重要方法。因此智能交通系統(tǒng)的構(gòu)建離不開(kāi)車輛測(cè)速這一重要基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外常用的車速檢測(cè)技術(shù)主要有：雷達(dá)測(cè)速、激光測(cè)速、紅外測(cè)速、超聲波測(cè)速、地磁式測(cè)速、磁通門式測(cè)速等。其中，環(huán)形檢測(cè)、微波檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、視頻車輛檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。
　　由于各種車速檢測(cè)技術(shù)所運(yùn)用的原理不同，所以它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中都有不同的應(yīng)用場(chǎng)合和條件限制，并都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，所以在使用的過(guò)程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景的情況選擇合適的測(cè)速方法。下面簡(jiǎn)單地介紹一下常用的幾種常用的速度檢測(cè)方法。
　　環(huán)形檢測(cè)：目前在交通檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。它的原理是通過(guò)一個(gè)感器件即環(huán)形線圈與電子單元構(gòu)成一個(gè)調(diào)諧電子系統(tǒng)，當(dāng)車輛通過(guò)或停在線上時(shí)，改變了線圈的電感量，激發(fā)電路產(chǎn)生一個(gè)輸出，從而檢測(cè)到通過(guò)或停線圈上的車輛。它的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，安裝方便，并且線圈電子放大器已標(biāo)準(zhǔn)化，技術(shù)成熟，易于掌握。缺點(diǎn)是受環(huán)境影響比較大，而且線圈本身容易損壞，在更換安裝和維護(hù)時(shí)要開(kāi)挖路面，影響交通，這種檢測(cè)方式對(duì)于交通流的數(shù)據(jù)提取也十分有限。
　　微波檢測(cè)：由發(fā)射天線和發(fā)射接收器組成。發(fā)射器對(duì)檢測(cè)區(qū)域發(fā)射微波，當(dāng)車輛通過(guò)時(shí)，由于多普勒效應(yīng)反射波會(huì)以不同的頻率返回，通過(guò)檢測(cè)反射波的頻率來(lái)檢測(cè)車輛是否通過(guò)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在惡劣氣候下性能出色，直接檢測(cè)速度，可以側(cè)向方式檢測(cè)多車道。缺點(diǎn)是不能檢測(cè)靜止或低速行駛的車輛，以向前方式用定向天線跟蹤單車道。
　　超聲波檢測(cè)：這種方法運(yùn)用反射原理，發(fā)射器從頂部發(fā)出超聲波，利用聲波的反射原理，當(dāng)有車輛通過(guò)時(shí)，接收器接收到回波和沒(méi)有車輛通過(guò)時(shí)接收到的回波時(shí)間是不一樣的，據(jù)此可以判斷是否有車通過(guò)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是體積小，易于安裝，成本低，在惡劣的氣候條件下仍能工作。但它也有有效測(cè)量距離小，性能易受到環(huán)境溫度和氣流的影響，誤差大的缺點(diǎn)。
　　紅外線檢測(cè)：它原理是通過(guò)線性排列的紅外光發(fā)射和接收來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的同步掃描，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的檢測(cè)，與其它檢測(cè)技術(shù)相比，紅外線車輛檢測(cè)器產(chǎn)品技術(shù)成熟，安裝簡(jiǎn)便，高速響應(yīng)，抗干擾性強(qiáng)，可輸出豐富的車輛數(shù)據(jù)信息，能可靠檢測(cè)各種特殊車輛。但缺點(diǎn)是只能在靜止?fàn)顟B(tài)下應(yīng)用；對(duì)人眼傷害大；激光光束必須瞄準(zhǔn)垂直于激光光束的平面反射點(diǎn)。
　　激光檢測(cè)：激光技術(shù)用于檢測(cè)工作主要是利用激光的優(yōu)異特性，利用激光的反射時(shí)間差來(lái)計(jì)算車輛速度，它的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量距離遠(yuǎn)，反應(yīng)速度快，測(cè)速精度高，誤差小于1km。缺點(diǎn)是只能在靜止?fàn)顟B(tài)下應(yīng)用，對(duì)人眼傷害大，激光光束必須瞄準(zhǔn)垂直于激光光束的平面反射點(diǎn)。
　　通過(guò)以上的介紹可知每一種方法在使用時(shí)都有一定的局限性，其中基于超聲波測(cè)速和激光的測(cè)速系統(tǒng)都是利用反射波的頻率的變化來(lái)監(jiān)控車輛的，并且以上的任何一種方法在當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛超速行駛時(shí)都不能提供違章車輛的汽車類型和車牌號(hào)碼等全面的交通信息，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行違章處理和管理違章車輛。而在本文中基于視頻圖像的測(cè)速系統(tǒng)就不會(huì)存在這樣的局限性。
　　4 視頻測(cè)速的優(yōu)點(diǎn)
　　相比于上面介紹的方法，基于視頻的車輛速度檢測(cè)有著十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，它可以實(shí)時(shí)的提供道路交通狀況、車道變化、占有率等交通信息，并且通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)一些成熟的視頻檢測(cè)算法的檢測(cè)效果非常好，而且性價(jià)比很高�；�于視頻的車輛速度檢測(cè)是智能交通系統(tǒng)非常重要的組成部分，因?yàn)樗鼰o(wú)需使用專用的測(cè)速設(shè)備，僅僅通過(guò)對(duì)視頻圖像序列的分析就可獲得車輛速度的方法，基于視頻的車輛速度檢測(cè)方法具有目前所使用的其他車輛速度檢測(cè)方法不具備的優(yōu)點(diǎn)：
　　（1）無(wú)需使用專用測(cè)速設(shè)備，大大降低了系統(tǒng)成本，對(duì)安裝角度要求較低，避免了雷達(dá)測(cè)速、激光測(cè)速存在的受測(cè)量角度限制的問(wèn)題；
　�。�2）系統(tǒng)安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高；
　�。�3）可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行車輛速度的檢測(cè)，并能夠同時(shí)跟蹤多個(gè)車輛進(jìn)行測(cè)速；
　�。�4）系統(tǒng)在視頻圖像清晰，光線不會(huì)很快發(fā)生突變的情況下可以達(dá)到很高的測(cè)量精度；
　�。�5）測(cè)速軟件易于維護(hù)和升級(jí)，可以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景調(diào)整軟件測(cè)速參數(shù)，使檢測(cè)效果達(dá)到最佳。
　　綜上所述，智能交通將會(huì)在未來(lái)著重發(fā)展基于視頻采集為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)分析為核心的發(fā)展方向，通過(guò)實(shí)時(shí)的道路監(jiān)控進(jìn)行視頻采集，將數(shù)據(jù)信息傳輸給后臺(tái)的服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行迅速的數(shù)據(jù)分析和處理，實(shí)現(xiàn)道路車輛的識(shí)別，測(cè)速、車牌識(shí)別、違章監(jiān)控等功能，還可以根據(jù)道路車輛的數(shù)量和行使方向判斷城市交通的擁堵結(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交通指揮燈的智能控制，并可以通過(guò)分析數(shù)據(jù)對(duì)道路車輛進(jìn)行提前的疏導(dǎo)預(yù)防擁堵，以此構(gòu)建起城市的智能交通系統(tǒng)。
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