浅析高速公路交通情况调查系统

符方睿

(广东新粤交通投资有限公司，广东 广州 510000)

1 引 言

按照《国家公路网规划(2013-2030)》总体要求和《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》部署，交通运输部决定在前期试点工程的基础上，在全国范围内开展“国家公路网交通情况调查数据采集与服务系统工程”(以下简称“交调系统工程”)，建设部省两级交调数据中心、国家级交调站和应用系统，并于2014年4月印发《国家公路网交通情况调查数据采集与服务系统工程实施方案》(厅规划字【2014】83号)，对工程的建设提出具体要求。

2 系统基本要求

根据《公路交通情况调查设备第1部分：技术条件》(JT/T1008.1-2015)相关规定，按照识别机动车车型的不同，设备分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个级别。本次分析方案采用Ⅰ级交通情况调查设备。

Ⅰ级交通情况调查设备交通数据采集性能要求如下：

(1)车辆分型功能：按照交通运输部Ⅰ级设备分型标准设计

(2)机动车车型识别数据的采集精度：单类车型采集的相对误差应不大于10%；

(3)流量数据的采集精度：流量数据采集的相对误差应不大于5%；

(4)地点车速数据的采集精度：地点车速数据的采集精度的相对误差应不大于8%；

(5)车头时距数据的采集精度：车头时距数据的采集精度的相对误差应不大于10%；

(6)车头间距数据的采集精度：车头间距数据的采集精度的相对误差应不大于10%。

3 系统技术型式分析

根据《关于加强公路交通情况调查设备技术管理的指导意见(试行)》(厅规划字[2007]52号)和《公路交通情况统计调查管理办法》的有关要求，交通运输部规划研究院发布《关于发布2016年度公路交通情况调查设备形式检验合格名单的通知》(交规信函字[2016]252号，有效期为2018年12月31日)，对设备的类型、构成和安装方法信息予以公布。

新增I类交通量调查站的设备功能应遵循交通部《固定式交通流量调查设备技术条件》，其系统应符合交通运输部关于交调设备的最新标准《交调设备相关技术要求、管理办法及外场检测操作实施细则》中规定的I类设备要求。按照A、B、C三类温度等级设计适应所有地区，根据车辆特征进行车辆分类，设备适应各种极端气候、光照、车速(0～200 km/h)，都能准确进行车型分类及车速测定，提供实时车辆位置信息、车辆分型统计信息。

在交通信息检测领域中，目前存在多种检测方法：单环形线圈、双环形线圈、超微线圈、超声波、视频、激光、微波等或其组合。各种方法存在各自的优缺点，本方案对以上技术型式进行比选，根据实际应用环境和技术要求选用不同的方法有机集成，系统设计应使系统具有在技术上的可行性和经济上的可能性，坚持实用、经济的原则。

I类交通量调查站设备配置，目前满足要求的设备类型主要有：

(1)非接触式：激光类(单激光/双激光/视频)

(2)非接触式：微波+超声波(视频)组合

(3)接触式：线圈(双线圈/超微线圈)

(4)接触式：线圈+压电组合

4 系统原理分析

高速公路交通情况调查系统是以交通量调查与信息服务体系的总体架构为基础。交通量调查与信息服务体系总体架构为金字塔状三层结构，自下而上分别为一类及二类交通情况调查站、省级公路交调数据中心、部级公路交通情况调查数据中心。

高速公路交通情况调查系统主要由4部分构成，前端交调站设备、交调管理软件、通信系统、中心系统(包括高速公路中心、省级中心)。

激光类交通量调查设备采用激光检测技术(或与视频码流相结合)，通过扫描车辆三维外形来进行车辆分类，具有设备分型精度高、抗干扰能力强(夜间和一般的雨雪雾天气不会对设备精度照成影响)等特点。系统由激光扫描传感器、中央数据采集控制器等组成。采用激光技术，前端设备安装简单，无须破坏路面，也不受路面施工影响，是一种非接触式交调设备。采用激光轮廓扫描(或与视频码流相结合)的模式实时分析传感信息，实现车辆分离分型功能，自动统计出车型、车速、车流量自然数等,同时进行路况信息视频存储、上传。

该方案主要检测设备：激光传感器。

激光传感器是基于脉冲激光测距原理的高速扫描测距传感器，稳定可靠，扫描精度高。工作时传感器发出激光脉冲信号，持续时间极短，能量在时间上相对集中，在有合作目标的情况下，测距精度非常高。

该方案主要技术特点：

(1)非接触式安装、非接触测量，激光一体化设计。

(2)采用纯激光技术，前端设备安装简单，无须破坏路面，也不受路面施工影响。

(3)检测范围广，不受车道数限制。

(4)全天候视频存储、传输，无盲区，无盲时段。

(5)精确统计出车型、车速、车流量自然数等交通量数据。

系统工作原理:

激光式车辆检测器由扫描式激光传感器、中央数据采集控制器等组成。扫描式激光传感器基于激光脉冲测距原理，脉冲激光束以固定间隔的角度和时间在断面内高速扫描，实时获取交通断面数据，车辆通过检测区域，其轮廓所形成的激光脉冲扫描距离的变化，构成了系统进行车型识别的数据基础；车辆完全通过后，系统获取的整个车辆的原始数据通过复杂精确的算法匹配，构建车辆轮廓，提取特征信息进行车型识别。完成车型分型后，系统按照统计时间进行交通数据统计并把相应的数据上传到管理中心。

本系统在各路段监控中心设置1台交调管理工作站，部署1套本地客户端交调管理软件，用户可以看到路况实时视频、各车道对应的车型、车流量自然数和各时段的车流量自然数曲线图，自动导出数据并生成相关统计报表。

通过监控管理平台，交调中心实时对车型和车流量进行统计，并且可对设备的运行状况进行监测，保障设备的稳定运行。发现异常数据后，交调中心将及时进行处理。

交通量调查专用软件基本功能：

报表统计和可视化功能：通过本地客户端管理软件，管理人员可以看到路况实时视频、各车道对应的车型、车流量自然数和各时段的车流量自然数曲线图，自动导出数据并生成相关统计报表，利用相关的技术将数据展现给管理人员。

状态监测功能：呈现交调设备实时状态信息、基本信息，通过图表展现交调站点设备运行状态，能判断设备故障、在线及离线情况。实况视频图像的本地管理平台，有效的视频接入站点；

数据上传、存储功能：

(1)提供各观测点数据实时刷新，自动上报。

(2)各观测点的检测数据都能自动传递到省交通情况调查数据中心、交通运输部网站及指定单位。

(3)前端设备提供不小于15 d数据存储功能。数据能上传至省一级数据中心和二级数据中心。

(4)软件的传输数据包应含交通部指定的数据包。

(5)软件提供的数据按照交通部规定的标准数据格式及内容。

(6)提供数据与信息的交换转发接口，以便与其他交通信息平台共享交通量信息资源。

5 结 语

总而言之，高速公路交通情况调查系统是一套实用性强、高效便捷的系统，是高速公路路网监测，高效管理的基础；同时也是为公众提供公路出行优质服务的保障。建设好高速公路交通情况调查系统，能够满足日益严苛的交通运输要求，为社会发展带来实际意义。