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交通信号控制精准化需求推动检测技术发展

http://www.testrust.com 来源:中国安防展览网 时间:2018-01-11

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  2016年5月,公安交管局发布《推进城市道路交通标志标线标准化工作方案》和《推进城市道路交通信号灯配时智能化工作方案》(以下简称“两化”文件),对城市道路交通标志标线和交通信号配时的不合理设置排查、整改、优化等工作提出要求。

  信号控制一直是道路交通管理的核心组成部分,信号控制精准化的需求在不断推动各类检测技术的发展。本文主要介绍雷达、视频和地磁三种检测技术在交通信号领域的应用场景与技术区别。

  一、传统检测器应用场景

  雷达+信号

  雷达最早应用在军事领域,八九十年代交通雷达主要用于测速,就是利用多普勒原理对于单目标的速度进行测量,目前可实现测速+测距+测角功能。

  上海慧昌智能交通系统有限公司总经理汤维昌介绍,公司研制了一款用于智能红绿灯控制系统的MPR-MKC微波雷达检测器,其安装在道路正上方(如电警杆横梁),实时跟踪检测区域内(1~6车道)的所有车辆的位置和速度,提供车辆存在和速度信息,同时具有闯红灯定位触发功能,通过有线或者无线传输方式传输到信号机控制箱,然后根据信号机的接入类型选择接入方式。

  据了解,还有一种毫米波雷达分别架设在十字路口四个方向的红绿灯杆上,通过检测四个方向双向不同车道200米范围的交通流信息,实现交通信息实时检测、交通信号灯感应控制(红绿灯智能转换)及多个路口交通信号灯的自适应控制和交通诱导等功能。

  每个方向均可检测多车道的排队起始位置、排队长度、排队车辆数、平均车速和是否溢出等信息,同时检测多车道四个以上断面每辆车的车速、车型、车道号、占有时间等过车信息,可优化十字路口红绿灯的配时方案,动态调整交通信号控制机的各车道红绿灯设置时间。

  视频+信号

  近年来,随着视频识别率的不断提升,视频检测技术逐渐应用在交通信号控制上。深圳新创中天信息科技发展有限公司总经理黄慧华表示,信号系统要实现感应控制,或者是自适应控制,就需要获得详细的路口车辆信息,以及路口行人过街信息,这样才能更好地真正实现信号配时智能化。视频检测器采集到的车辆和行人信息,可以传输到路口信号机,供智能信号机自动调配适用控制方案使用;同时,路口路段的车辆和行人信息可以回传到交通控制中心存储,供整个大系统分析数据使用。

  视频数据资源丰富,应用范围广。首先是电子警察、卡口的过车记录信息,包含过车时间、身份标识、流量信息等,能够有效挖掘交通流的运行特征和车辆的个体特征等信息。其次是基于电警或卡口方式的视频流媒体二次分析,通过前端终端检测或者后台分析的方式,提取对应检测车道的车流量、车型大小、速度、占有率及排队长度等信息。

  通过这些数据,可进行路网交通运行特征分析。一是结合交通地理信息,分析路网的整体运行态势,以及路网的承载能力信息;二是交叉口进口车道交通流量、潮汐交通流变化等需求特征;三是交叉口上下游通行匹配信息,为信号配时及服务评价提供数据支撑。

  例如南昌市某个十字交叉路口,采用国产型号的交通信号控制机。与该信号机配套的视频车辆检测器采用XT—IVD—AC系列,每个路口四台视频车辆检测器,采集十字交叉路口四个方向的交通流量,并提供堵车报警功能。XT—IVD—AC视频车检器对路面车辆运行状况进行检测,实现了根据检测到的交通信息,对交通信号控制方案进行实时优化控制,能自动调整红绿灯时间并自动切换灯色转换。

  终端用户通过交通监控中心的计算机了解该路口各方向在各个时间段通过的车流数据,包括交通流量、车型分类、车速、车头时距、时间占有率等,还可以在计算机上查询相关交通信息的图表,并随时查看路口交通监控的高清视频,直观地掌握交通信息的变化趋势。

  地磁+信号

  基于城市中广泛布设于路口、路段的地磁检测系统,为交管综合指挥平台和各级管控系统提供准确率高、实时性强、稳定性可靠的交通流综合结构化数据。地磁检测器的安装方式是在所需要检测的道路上钻孔,然后将地磁检测器放置其中,通过灌注发泡剂、胶、细沙或沥青等方式进行固定,接收器通信接口丰富,可直接与各家信号机相连。

  根据迈锐(北京)数据有限公司资料显示,地磁检测器所提供的车流量数据可实现感应控制、路口溢出控制、交通信息诱导、可变车道控制等多种类型控制方案。

  其中,可变车道控制是以解决“潮汐现象”比较严重的路口的车辆流向为目标,在左转车道上埋设两组地磁设备,邻车道为可变车道,依据不同时段车辆流量流向的特点,对流向进行灵活调控,变换车道的行驶方向,缓解交通压力。在隧道信号联动控制方面,通过不同位置的地磁感应控制进入隧道的车辆及信号灯红灯时间延长。

  目前,在城市主干道与其他重要路口通过埋设路面的地磁检测器实现实时动态交通流数据的采集与处理,已作为了解城市道路交通数据源的重要手段,为城市交通组织优化、交通基础设施规划建设提供重要设计依据。

  二、交通检测器技术区别

  视频是通过图像采集获取数据,雷达和地磁则是通过传感器来采集数据,这是三者之间最大的区别。

  首先,从安装位置来看,雷达和视频都属于非路面嵌入型,安装较方便,不会破坏道路,不影响正常交通;地磁属于路面嵌入型检测器,对路面有一定的影响。但是近几年,随着技术的发展,某些型号的地磁产品也不需要刨开路面即可安装于路面下(需要钻孔)。

  从检测数据类型来看,视频和雷达检测数据类型较全面,包括流量、车速、车辆分类、占有率、多车道多检测区域数据等;而地磁在多车道多检测预期数据方面就稍显劣势,道路宽度较窄时容易受相邻车道大车及紧密车间距影响。

  就数据的稳定性来看,重庆攸亮科技股份有限公司总经理戴高表示其实更看好线圈。视频主要根据车辆外形轮廓检测,基于模型的一种动态检测方式,这种方式比较单一,如果采用多种模式检测效果会更好。

  相较来看,视频检测数据的准确度还有待提高,还没有达到“鹰眼”技术,也容易受到雨雪天气的影响;地磁检测会受到信号干扰,稳定性较差,偶尔会造成丢包现象;雷达技术主要考虑的问题是在车速缓慢情况下准确度能达到多少,部分微波雷达不能测量静止车辆。

  在信号优化方面,视频检测既可以获取数据,又能看到拥堵现状,对具体情况进行治理,通过这种方式获取的数据质量主要和安装及施工的质量有关,最大的问题是视线内不同车辆的遮挡造成的误检、漏检等问题。

  业内人士表示,在实际应用当中,目前视频检测应用并不广泛,主要问题是在雾霾、暴雨和车辆低速行驶的情况下,识别率不够准确;相对来说,雷达检测的数据稳定性强,精度较高,但是雷达使用成本较高,一般在预算充足的条件下适用;地磁的主要问题在于电池寿命低,但是性价比较高,成本预算较低的时候选择地磁的可能性更高。

  三、结语

  技术在不断催生产品的变化,除了传统检测技术,互联网企业的轨迹数据也开始成为信号优化的重要数据之一,但由于样本量、数据获取、服务开放性等问题,市场上目前还是以地磁、视频和雷达三种检测技术为主。

  在人工智能技术浪潮下,产品的性能也在逐渐增强。对于检测技术未来几年的发展,戴高表示更看好视频检测,人工智能技术的深入发展,未来视频检测数据的精度也会随之提高。

  此外,视频检测设备可以安装在信号灯杆上,施工更方便,可以缩短工期,减少投资。并且已经有很多企业在攻破恶劣天气和低速行驶等情况下导致识别率低的问题。因此,视频检测技术未来或将成为主流检测手段。

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