符方睿

(廣東新粵交通投資有限公司，廣東 廣州 510000)

1 引 言

按照《國家公路網(wǎng)規(guī)劃(2013-2030)》總體要求和《公路水路交通運輸信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃》部署，交通運輸部決定在前期試點工程的基礎(chǔ)上，在全國范圍內(nèi)開展“國家公路網(wǎng)交通情況調(diào)查數(shù)據(jù)采集與服務(wù)系統(tǒng)工程”(以下簡稱“交調(diào)系統(tǒng)工程”)，建設(shè)部省兩級交調(diào)數(shù)據(jù)中心、國家級交調(diào)站和應(yīng)用系統(tǒng)，并于2014年4月印發(fā)《國家公路網(wǎng)交通情況調(diào)查數(shù)據(jù)采集與服務(wù)系統(tǒng)工程實施方案》(廳規(guī)劃字【2014】83號)，對工程的建設(shè)提出具體要求。

2 系統(tǒng)基本要求

根據(jù)《公路交通情況調(diào)查設(shè)備第1部分：技術(shù)條件》(JT/T1008.1-2015)相關(guān)規(guī)定，按照識別機(jī)動車車型的不同，設(shè)備分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級三個級別。本次分析方案采用Ⅰ級交通情況調(diào)查設(shè)備。

Ⅰ級交通情況調(diào)查設(shè)備交通數(shù)據(jù)采集性能要求如下：

(1)車輛分型功能：按照交通運輸部Ⅰ級設(shè)備分型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計

(2)機(jī)動車車型識別數(shù)據(jù)的采集精度：單類車型采集的相對誤差應(yīng)不大于10%；

(3)流量數(shù)據(jù)的采集精度：流量數(shù)據(jù)采集的相對誤差應(yīng)不大于5%；

(4)地點車速數(shù)據(jù)的采集精度：地點車速數(shù)據(jù)的采集精度的相對誤差應(yīng)不大于8%；

(5)車頭時距數(shù)據(jù)的采集精度：車頭時距數(shù)據(jù)的采集精度的相對誤差應(yīng)不大于10%；

(6)車頭間距數(shù)據(jù)的采集精度：車頭間距數(shù)據(jù)的采集精度的相對誤差應(yīng)不大于10%。

3 系統(tǒng)技術(shù)型式分析

根據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)公路交通情況調(diào)查設(shè)備技術(shù)管理的指導(dǎo)意見(試行)》(廳規(guī)劃字[2007]52號)和《公路交通情況統(tǒng)計調(diào)查管理辦法》的有關(guān)要求，交通運輸部規(guī)劃研究院發(fā)布《關(guān)于發(fā)布2016年度公路交通情況調(diào)查設(shè)備形式檢驗合格名單的通知》(交規(guī)信函字[2016]252號，有效期為2018年12月31日)，對設(shè)備的類型、構(gòu)成和安裝方法信息予以公布。

新增I類交通量調(diào)查站的設(shè)備功能應(yīng)遵循交通部《固定式交通流量調(diào)查設(shè)備技術(shù)條件》，其系統(tǒng)應(yīng)符合交通運輸部關(guān)于交調(diào)設(shè)備的最新標(biāo)準(zhǔn)《交調(diào)設(shè)備相關(guān)技術(shù)要求、管理辦法及外場檢測操作實施細(xì)則》中規(guī)定的I類設(shè)備要求。按照A、B、C三類溫度等級設(shè)計適應(yīng)所有地區(qū)，根據(jù)車輛特征進(jìn)行車輛分類，設(shè)備適應(yīng)各種極端氣候、光照、車速(0～200 km/h)，都能準(zhǔn)確進(jìn)行車型分類及車速測定，提供實時車輛位置信息、車輛分型統(tǒng)計信息。

在交通信息檢測領(lǐng)域中，目前存在多種檢測方法：單環(huán)形線圈、雙環(huán)形線圈、超微線圈、超聲波、視頻、激光、微波等或其組合。各種方法存在各自的優(yōu)缺點，本方案對以上技術(shù)型式進(jìn)行比選，根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)要求選用不同的方法有機(jī)集成，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)使系統(tǒng)具有在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的可能性，堅持實用、經(jīng)濟(jì)的原則。

I類交通量調(diào)查站設(shè)備配置，目前滿足要求的設(shè)備類型主要有：

(1)非接觸式：激光類(單激光/雙激光/視頻)

(2)非接觸式：微波+超聲波(視頻)組合

(3)接觸式：線圈(雙線圈/超微線圈)

(4)接觸式：線圈+壓電組合

4 系統(tǒng)原理分析

高速公路交通情況調(diào)查系統(tǒng)是以交通量調(diào)查與信息服務(wù)體系的總體架構(gòu)為基礎(chǔ)。交通量調(diào)查與信息服務(wù)體系總體架構(gòu)為金字塔狀三層結(jié)構(gòu)，自下而上分別為一類及二類交通情況調(diào)查站、省級公路交調(diào)數(shù)據(jù)中心、部級公路交通情況調(diào)查數(shù)據(jù)中心。

高速公路交通情況調(diào)查系統(tǒng)主要由4部分構(gòu)成，前端交調(diào)站設(shè)備、交調(diào)管理軟件、通信系統(tǒng)、中心系統(tǒng)(包括高速公路中心、省級中心)。

激光類交通量調(diào)查設(shè)備采用激光檢測技術(shù)(或與視頻碼流相結(jié)合)，通過掃描車輛三維外形來進(jìn)行車輛分類，具有設(shè)備分型精度高、抗干擾能力強(qiáng)(夜間和一般的雨雪霧天氣不會對設(shè)備精度照成影響)等特點。系統(tǒng)由激光掃描傳感器、中央數(shù)據(jù)采集控制器等組成。采用激光技術(shù)，前端設(shè)備安裝簡單，無須破壞路面，也不受路面施工影響，是一種非接觸式交調(diào)設(shè)備。采用激光輪廓掃描(或與視頻碼流相結(jié)合)的模式實時分析傳感信息，實現(xiàn)車輛分離分型功能，自動統(tǒng)計出車型、車速、車流量自然數(shù)等,同時進(jìn)行路況信息視頻存儲、上傳。

該方案主要檢測設(shè)備：激光傳感器。

激光傳感器是基于脈沖激光測距原理的高速掃描測距傳感器，穩(wěn)定可靠，掃描精度高。工作時傳感器發(fā)出激光脈沖信號，持續(xù)時間極短，能量在時間上相對集中，在有合作目標(biāo)的情況下，測距精度非常高。

該方案主要技術(shù)特點：

(1)非接觸式安裝、非接觸測量，激光一體化設(shè)計。

(2)采用純激光技術(shù)，前端設(shè)備安裝簡單，無須破壞路面，也不受路面施工影響。

(3)檢測范圍廣，不受車道數(shù)限制。

(4)全天候視頻存儲、傳輸，無盲區(qū)，無盲時段。

(5)精確統(tǒng)計出車型、車速、車流量自然數(shù)等交通量數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)工作原理:

激光式車輛檢測器由掃描式激光傳感器、中央數(shù)據(jù)采集控制器等組成。掃描式激光傳感器基于激光脈沖測距原理，脈沖激光束以固定間隔的角度和時間在斷面內(nèi)高速掃描，實時獲取交通斷面數(shù)據(jù)，車輛通過檢測區(qū)域，其輪廓所形成的激光脈沖掃描距離的變化，構(gòu)成了系統(tǒng)進(jìn)行車型識別的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；車輛完全通過后，系統(tǒng)獲取的整個車輛的原始數(shù)據(jù)通過復(fù)雜精確的算法匹配，構(gòu)建車輛輪廓，提取特征信息進(jìn)行車型識別。完成車型分型后，系統(tǒng)按照統(tǒng)計時間進(jìn)行交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)上傳到管理中心。

本系統(tǒng)在各路段監(jiān)控中心設(shè)置1臺交調(diào)管理工作站，部署1套本地客戶端交調(diào)管理軟件，用戶可以看到路況實時視頻、各車道對應(yīng)的車型、車流量自然數(shù)和各時段的車流量自然數(shù)曲線圖，自動導(dǎo)出數(shù)據(jù)并生成相關(guān)統(tǒng)計報表。

通過監(jiān)控管理平臺，交調(diào)中心實時對車型和車流量進(jìn)行統(tǒng)計，并且可對設(shè)備的運行狀況進(jìn)行監(jiān)測，保障設(shè)備的穩(wěn)定運行。發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)后，交調(diào)中心將及時進(jìn)行處理。

交通量調(diào)查專用軟件基本功能：

報表統(tǒng)計和可視化功能：通過本地客戶端管理軟件，管理人員可以看到路況實時視頻、各車道對應(yīng)的車型、車流量自然數(shù)和各時段的車流量自然數(shù)曲線圖，自動導(dǎo)出數(shù)據(jù)并生成相關(guān)統(tǒng)計報表，利用相關(guān)的技術(shù)將數(shù)據(jù)展現(xiàn)給管理人員。

狀態(tài)監(jiān)測功能：呈現(xiàn)交調(diào)設(shè)備實時狀態(tài)信息、基本信息，通過圖表展現(xiàn)交調(diào)站點設(shè)備運行狀態(tài)，能判斷設(shè)備故障、在線及離線情況。實況視頻圖像的本地管理平臺，有效的視頻接入站點；

數(shù)據(jù)上傳、存儲功能：

(1)提供各觀測點數(shù)據(jù)實時刷新，自動上報。

(2)各觀測點的檢測數(shù)據(jù)都能自動傳遞到省交通情況調(diào)查數(shù)據(jù)中心、交通運輸部網(wǎng)站及指定單位。

(3)前端設(shè)備提供不小于15 d數(shù)據(jù)存儲功能。數(shù)據(jù)能上傳至省一級數(shù)據(jù)中心和二級數(shù)據(jù)中心。

(4)軟件的傳輸數(shù)據(jù)包應(yīng)含交通部指定的數(shù)據(jù)包。

(5)軟件提供的數(shù)據(jù)按照交通部規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式及內(nèi)容。

(6)提供數(shù)據(jù)與信息的交換轉(zhuǎn)發(fā)接口，以便與其他交通信息平臺共享交通量信息資源。

5 結(jié) 語

總而言之，高速公路交通情況調(diào)查系統(tǒng)是一套實用性強(qiáng)、高效便捷的系統(tǒng)，是高速公路路網(wǎng)監(jiān)測，高效管理的基礎(chǔ)；同時也是為公眾提供公路出行優(yōu)質(zhì)服務(wù)的保障。建設(shè)好高速公路交通情況調(diào)查系統(tǒng)，能夠滿足日益嚴(yán)苛的交通運輸要求，為社會發(fā)展帶來實際意義。