車流量檢測系統(tǒng)是高速公路交通監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分，用于檢測高速公路主線車流輛、車型、車速、占有率等交通數(shù)據(jù)，是控制高速公路的車流出入，確保道路安全暢通的重要手段，也為統(tǒng)計有關(guān)資料，為管理者決策提供有效的數(shù)字依據(jù)。近年來，隨著計算機技術(shù)的不斷進步，車流量檢測系統(tǒng)也飛速發(fā)展，用于車輛檢測的方式也多種多樣，但作為高速公路管理者或業(yè)主，在選擇車輛的檢測方式時應(yīng)從其性能、成本、使用壽命、日常維護、發(fā)展方向和系統(tǒng)兼容等方面進行綜合考慮，特別是新建的高速公路對以上指標(biāo)更應(yīng)認真對比，慎重選擇。在選擇產(chǎn)品性能可靠、成本合理的前提下，應(yīng)讓高科技含量的產(chǎn)品能充分發(fā)揮其作用。車流量檢測系統(tǒng)一般由車輛檢測部分、傳輸部分和數(shù)據(jù)處理部分組成。
1、輛檢測部分：安裝于高速公路主線的被檢測點，用于實時記錄各種交通數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成適合傳輸用的信號。
2、傳輸部分：由于高速公路的線路長，數(shù)據(jù)大，一般采用光纖傳輸。
3、數(shù)據(jù)處理部分：對檢測部分記錄的數(shù)據(jù)進行必要的處理，計算出有用的交通數(shù)據(jù)，用曲線、表格和圖形等形式提供給管理者。同時對數(shù)據(jù)進行備份和歸檔。根據(jù)多年來高速公路的實際情況，在系統(tǒng)的運行中損壞最多的是車輛檢測部分，維修也占最大的工作量，而且在路上作業(yè)需要封道開挖路面，增加了人員不安全的因素和塞車的可能性。以下對車輛檢測部分常用的幾種方法進行比較。
常用車輛檢測方法的比較
高速公路常用的車流檢測方法主要有以下幾種：
1 空氣管道檢測
空氣管道檢測是接觸式的檢測方法，在高速公路主線的被檢測點拉一條空心的塑料管道并作固定，一端為封閉，另一端聯(lián)接計數(shù)器，當(dāng)車輛經(jīng)過塑料管道時，車輪壓到空氣管道，管內(nèi)空氣被擠壓而觸動計數(shù)器進行計算車流量的方法。該方法的優(yōu)點是：方便，簡單，流動性強，成本較低。缺點：塑料管道使用壽命短，更換周期頻繁，當(dāng)更換塑料管道時需封閉車道，增加了人員不安全的因素和塞車的可能性。當(dāng)長車經(jīng)過時由于車軸的距離大，有可能被計算成兩輛車，造成數(shù)據(jù)的誤差率大。此方法在早期的車流量檢測較多見，現(xiàn)在的高速公路車流檢測已不用這種方法。
2 檢測環(huán)檢測
檢測環(huán)檢測車流量也屬接觸式檢測方法，在高速公路建設(shè)期間應(yīng)確定主線被檢測的站點，鋪筑路面和安裝線圈檢測棒同時進行。當(dāng)車輛經(jīng)過路面的檢測棒時，車輪壓到環(huán)形線圈使電感發(fā)生變化而產(chǎn)生檢測信號，從而進行計算數(shù)據(jù)的檢測方法。該方法的優(yōu)點：線圈檢測技術(shù)的發(fā)展已很成熟，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家也較多，價格相對合理，被高速公路廣泛采用，特別是城市道路公安交警用于抓拍違章車輛也常用這種方法。誤差率相對空氣管道檢測減少。缺點：更換檢測棒時必須封閉車道，開挖路面，造成維護成本高和容易塞車，也給維護人員帶來不安全的因素，維護作業(yè)在路上進行，受天氣因素影響較大，在路面大中修時往往會挖斷檢測棒，給路面的重鋪和大中修增加了困難，道路的擴建和改道也受牽制。目前大多數(shù)高速公路是用這種檢測方法。
3 視頻檢測
視頻檢測車流量屬非接觸式的檢測方法，也稱為圖片處理或人工視覺，是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識別的技術(shù)，在路上安裝攝像機，通過視頻攝像機和計算機模仿人眼的功能為實際應(yīng)用提供工作平臺，是目前高速公路車流檢測較先進的技術(shù)，它通過軟件在顯示器視頻圖像的車道上設(shè)置虛擬車道檢測器，每個虛擬車輛檢測器代表一個區(qū)域，當(dāng)車輛通過任何一個虛擬檢測器時，就會產(chǎn)生一個檢測信號，再經(jīng)過軟件數(shù)字化處理和計算得到所需的交通數(shù)據(jù)，如車型、車流量、車速、車頭距離、占有率、車輛排隊長度等。該系統(tǒng)的優(yōu)點：由于是在顯示器視頻圖像的車道設(shè)置虛擬檢測器，因而在維護時無須封閉車道，無須開挖路面，也不會因道路重鋪或拓寬車道而影響車流量的檢測。檢測點的變化只在監(jiān)視器的圖像上設(shè)定虛擬檢測器的位置就可完成，不因道路的維修而中斷交通檢測。缺點：當(dāng)大霧天氣攝像機無法完全捕捉車輛信號時會影響數(shù)據(jù)的精確率，但這種天氣很少見。
實際應(yīng)用的設(shè)想
1、 廣深高速公路交通檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
廣深高速公路交通檢測系統(tǒng)屬接觸式的車輛檢測方法，由埋在路面的檢測環(huán)、前置通訊計算機、服務(wù)器、數(shù)據(jù)查詢計算機組成。在主線的兩個出入口之間分別埋了兩對檢測環(huán)，共有28對檢測環(huán)對高速公路的車流量、車型、車速、占有率等交通數(shù)據(jù)進行檢測，對被檢測點的車流量超過設(shè)定的門限值時在計算機終端分別用不同的顏色進行報警。
由于廣深高速公路車流量大（日平均已超過12萬輛），給檢測環(huán)的維護和更換帶來一定的困難，加上道路大中修和擴建等原因，現(xiàn)大部分檢測環(huán)已損壞，管理者已無法全面掌握主線車流量的狀況。廣深高速公路跨越廣州、東莞、深圳三個行政區(qū)域，各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展在不斷變化，必然表現(xiàn)在相關(guān)區(qū)段車流量的變化，而且路網(wǎng)的聯(lián)接日趨完善，面對同行業(yè)、水運、鐵路的激烈競爭，為全面掌握主線車流量的變化，及時調(diào)整管理策略，對車輛檢測系統(tǒng)的改造已很有必要。
2、 廣深高速公路交通閉路電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
廣深高速公路交通閉路電視系統(tǒng)由58支攝像機、2臺視頻切換器、62臺監(jiān)視器、4臺錄像機和光電轉(zhuǎn)換器組成。攝像機可調(diào)焦距為16-160mm, 視頻切換器控制云臺360度旋轉(zhuǎn), 每路信號都通過光纖傳送到交通監(jiān)控中心一對一監(jiān)視，視頻信號基本上能監(jiān)視全路段的交通狀況，對高速公路實行全天候的監(jiān)控，現(xiàn)有的閉路電視系統(tǒng)為視頻檢測車流量提供了條件。
3、 測系統(tǒng)改造方案
基于以上理由和條件，我們設(shè)想把現(xiàn)有檢測環(huán)檢測系統(tǒng)改成用視頻檢測的方法，雖然微波檢測也有獨到之處，但利用廣深高速公路現(xiàn)有資源，在投入不大的情況下實現(xiàn)先進的檢測方法，同時又不影響閉路電視現(xiàn)有的功能，提高資源的利用效率。
方案1：在兩個立交之間選一個檢測點，全線共17個點，在被檢測點設(shè)置龍門架或在路肩豎桿，然后安裝攝像機，利用現(xiàn)有的光纖作為傳輸載體，這種方法可以增加路面的監(jiān)控密度，但相應(yīng)也大幅度增加了成本。
方案2： 在現(xiàn)有的閉路電視終端取圖像信號作為檢測圖像，選定圖像后把信號接到視頻檢測主機，這種方法可節(jié)省大量成本，結(jié)合廣深高速公路的實際情況，選用這種方法比較可行。
選定方案后把圖像信號傳到視頻檢測軟件主機進行處理，即可計算出所需的各種交通數(shù)據(jù)。同時把經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的交通監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和公司的計算機網(wǎng)絡(luò)共享，一方面在現(xiàn)有的地圖板上顯示各個檢測點的實時數(shù)據(jù)，在車流量或車速超過預(yù)先設(shè)定的門限值時就在地圖板上用不同的顏色和聲音報警，以便提醒監(jiān)控員及時調(diào)度有關(guān)人員到高速公路現(xiàn)場采取必要的行動，如拯救、醫(yī)療等業(yè)務(wù)，以確保安全暢通。另一方面通過公司的計算機網(wǎng)絡(luò)為公司領(lǐng)導(dǎo)掌握實時的交通數(shù)據(jù)提供方便，也作為自動化辦公的一個組成部分。
結(jié)束語
科學(xué)技術(shù)的變化日新月異，隨著高速公路高科技含量的不斷增加，在實現(xiàn)資源優(yōu)勢共享的前提下，視頻檢測技術(shù)應(yīng)用在高速公路的車流量檢測必將成為發(fā)展趨勢。
1、輛檢測部分：安裝于高速公路主線的被檢測點，用于實時記錄各種交通數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成適合傳輸用的信號。
2、傳輸部分：由于高速公路的線路長，數(shù)據(jù)大，一般采用光纖傳輸。
3、數(shù)據(jù)處理部分：對檢測部分記錄的數(shù)據(jù)進行必要的處理，計算出有用的交通數(shù)據(jù)，用曲線、表格和圖形等形式提供給管理者。同時對數(shù)據(jù)進行備份和歸檔。根據(jù)多年來高速公路的實際情況，在系統(tǒng)的運行中損壞最多的是車輛檢測部分，維修也占最大的工作量，而且在路上作業(yè)需要封道開挖路面，增加了人員不安全的因素和塞車的可能性。以下對車輛檢測部分常用的幾種方法進行比較。
常用車輛檢測方法的比較
高速公路常用的車流檢測方法主要有以下幾種：
1 空氣管道檢測
空氣管道檢測是接觸式的檢測方法，在高速公路主線的被檢測點拉一條空心的塑料管道并作固定，一端為封閉，另一端聯(lián)接計數(shù)器，當(dāng)車輛經(jīng)過塑料管道時，車輪壓到空氣管道，管內(nèi)空氣被擠壓而觸動計數(shù)器進行計算車流量的方法。該方法的優(yōu)點是：方便，簡單，流動性強，成本較低。缺點：塑料管道使用壽命短，更換周期頻繁，當(dāng)更換塑料管道時需封閉車道，增加了人員不安全的因素和塞車的可能性。當(dāng)長車經(jīng)過時由于車軸的距離大，有可能被計算成兩輛車，造成數(shù)據(jù)的誤差率大。此方法在早期的車流量檢測較多見，現(xiàn)在的高速公路車流檢測已不用這種方法。
2 檢測環(huán)檢測
檢測環(huán)檢測車流量也屬接觸式檢測方法，在高速公路建設(shè)期間應(yīng)確定主線被檢測的站點，鋪筑路面和安裝線圈檢測棒同時進行。當(dāng)車輛經(jīng)過路面的檢測棒時，車輪壓到環(huán)形線圈使電感發(fā)生變化而產(chǎn)生檢測信號，從而進行計算數(shù)據(jù)的檢測方法。該方法的優(yōu)點：線圈檢測技術(shù)的發(fā)展已很成熟，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家也較多，價格相對合理，被高速公路廣泛采用，特別是城市道路公安交警用于抓拍違章車輛也常用這種方法。誤差率相對空氣管道檢測減少。缺點：更換檢測棒時必須封閉車道，開挖路面，造成維護成本高和容易塞車，也給維護人員帶來不安全的因素，維護作業(yè)在路上進行，受天氣因素影響較大，在路面大中修時往往會挖斷檢測棒，給路面的重鋪和大中修增加了困難，道路的擴建和改道也受牽制。目前大多數(shù)高速公路是用這種檢測方法。
3 視頻檢測
視頻檢測車流量屬非接觸式的檢測方法，也稱為圖片處理或人工視覺，是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識別的技術(shù)，在路上安裝攝像機，通過視頻攝像機和計算機模仿人眼的功能為實際應(yīng)用提供工作平臺，是目前高速公路車流檢測較先進的技術(shù)，它通過軟件在顯示器視頻圖像的車道上設(shè)置虛擬車道檢測器，每個虛擬車輛檢測器代表一個區(qū)域，當(dāng)車輛通過任何一個虛擬檢測器時，就會產(chǎn)生一個檢測信號，再經(jīng)過軟件數(shù)字化處理和計算得到所需的交通數(shù)據(jù)，如車型、車流量、車速、車頭距離、占有率、車輛排隊長度等。該系統(tǒng)的優(yōu)點：由于是在顯示器視頻圖像的車道設(shè)置虛擬檢測器，因而在維護時無須封閉車道，無須開挖路面，也不會因道路重鋪或拓寬車道而影響車流量的檢測。檢測點的變化只在監(jiān)視器的圖像上設(shè)定虛擬檢測器的位置就可完成，不因道路的維修而中斷交通檢測。缺點：當(dāng)大霧天氣攝像機無法完全捕捉車輛信號時會影響數(shù)據(jù)的精確率，但這種天氣很少見。
實際應(yīng)用的設(shè)想
1、 廣深高速公路交通檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
廣深高速公路交通檢測系統(tǒng)屬接觸式的車輛檢測方法，由埋在路面的檢測環(huán)、前置通訊計算機、服務(wù)器、數(shù)據(jù)查詢計算機組成。在主線的兩個出入口之間分別埋了兩對檢測環(huán)，共有28對檢測環(huán)對高速公路的車流量、車型、車速、占有率等交通數(shù)據(jù)進行檢測，對被檢測點的車流量超過設(shè)定的門限值時在計算機終端分別用不同的顏色進行報警。
由于廣深高速公路車流量大（日平均已超過12萬輛），給檢測環(huán)的維護和更換帶來一定的困難，加上道路大中修和擴建等原因，現(xiàn)大部分檢測環(huán)已損壞，管理者已無法全面掌握主線車流量的狀況。廣深高速公路跨越廣州、東莞、深圳三個行政區(qū)域，各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展在不斷變化，必然表現(xiàn)在相關(guān)區(qū)段車流量的變化，而且路網(wǎng)的聯(lián)接日趨完善，面對同行業(yè)、水運、鐵路的激烈競爭，為全面掌握主線車流量的變化，及時調(diào)整管理策略，對車輛檢測系統(tǒng)的改造已很有必要。
2、 廣深高速公路交通閉路電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
廣深高速公路交通閉路電視系統(tǒng)由58支攝像機、2臺視頻切換器、62臺監(jiān)視器、4臺錄像機和光電轉(zhuǎn)換器組成。攝像機可調(diào)焦距為16-160mm, 視頻切換器控制云臺360度旋轉(zhuǎn), 每路信號都通過光纖傳送到交通監(jiān)控中心一對一監(jiān)視，視頻信號基本上能監(jiān)視全路段的交通狀況，對高速公路實行全天候的監(jiān)控，現(xiàn)有的閉路電視系統(tǒng)為視頻檢測車流量提供了條件。
3、 測系統(tǒng)改造方案
基于以上理由和條件，我們設(shè)想把現(xiàn)有檢測環(huán)檢測系統(tǒng)改成用視頻檢測的方法，雖然微波檢測也有獨到之處，但利用廣深高速公路現(xiàn)有資源，在投入不大的情況下實現(xiàn)先進的檢測方法，同時又不影響閉路電視現(xiàn)有的功能，提高資源的利用效率。
方案1：在兩個立交之間選一個檢測點，全線共17個點，在被檢測點設(shè)置龍門架或在路肩豎桿，然后安裝攝像機，利用現(xiàn)有的光纖作為傳輸載體，這種方法可以增加路面的監(jiān)控密度，但相應(yīng)也大幅度增加了成本。
方案2： 在現(xiàn)有的閉路電視終端取圖像信號作為檢測圖像，選定圖像后把信號接到視頻檢測主機，這種方法可節(jié)省大量成本，結(jié)合廣深高速公路的實際情況，選用這種方法比較可行。
選定方案后把圖像信號傳到視頻檢測軟件主機進行處理，即可計算出所需的各種交通數(shù)據(jù)。同時把經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的交通監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和公司的計算機網(wǎng)絡(luò)共享，一方面在現(xiàn)有的地圖板上顯示各個檢測點的實時數(shù)據(jù)，在車流量或車速超過預(yù)先設(shè)定的門限值時就在地圖板上用不同的顏色和聲音報警，以便提醒監(jiān)控員及時調(diào)度有關(guān)人員到高速公路現(xiàn)場采取必要的行動，如拯救、醫(yī)療等業(yè)務(wù)，以確保安全暢通。另一方面通過公司的計算機網(wǎng)絡(luò)為公司領(lǐng)導(dǎo)掌握實時的交通數(shù)據(jù)提供方便，也作為自動化辦公的一個組成部分。
結(jié)束語
科學(xué)技術(shù)的變化日新月異，隨著高速公路高科技含量的不斷增加，在實現(xiàn)資源優(yōu)勢共享的前提下，視頻檢測技術(shù)應(yīng)用在高速公路的車流量檢測必將成為發(fā)展趨勢。
