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智能交通市场研究报告

发布时间:2017-07-07内容来源:互联网 点击:

  随着市场经济的不断成熟,在过去的20年中,中国汽车工业取得了爆炸式发展。汽车己经从原来的奢侈品渐渐成为了普通老百姓的交通工具。越来超多的中国人开始购买私家车,汽车的数量也相应的以几何形式增长。汽车工业己成为了我国经济的支柱产业。据保守估计,中国汽车市场正以每年5%的速度递增,每年新增大约一千万台车辆。预计到2020年,中国将占世界汽车市场份额的20%。

  与汽车的快速增长相同,在过去的15年中,中国的城市化进程不断加速。如今,全国31%的人口居住在大约660个城市,l9000个县城,城市化等级几乎是过去的一倍。汽车数量的井喷伴随着都市人口的快速增长以及城市化进程的不断加大,使得国内大小城市的交通相继出现了严重的拥堵状态。每到上下班高峰,市区道路总会出现大规摸拥堵。由于行驶缓慢,车辆排放出更多的废气,使得城市空气更加不堪。无休止的堵车也带来了巨大的经济损失。由此可见,堵车己经成为了城市发展的瓶颈,严重放慢了我国经济增长的脚步。

  l 拥堵治理技术概述

  为了解决日益严重的拥堵问题,人们开始将各种先进的科学技术引入交通管理过程。现今己在各国成熟使用的拥堵治理技术有:

  1.信号灯优先控制系统。此方法最早使用于70年代的美国。那时由于道路拥堵,人们根据每个路口的拥堵情况手动控制红绿灯时间。而后随着计算机技术的发展,手动方式逐渐被计算机所代替。国内普遍采用了最原始的信号灯控制方案,即一条道路每个路口信号灯按顺序逐个变红或变绿。此方法虽原始,但能在一定程度上缓解道路压力。但是最大弊病在于当道路空闲时,车辆若碰上一个红灯,则之后每个路口基本都会碰到红灯。

  2.地理信息系统(GlS)。利甩卫星定位及多种捡测手段对道路流量进行捡测。可以在短时间内监控较大区域。对于整体交通线路的预测,规划调度与优化实施有着非常重要的作用。此方法为GIS中的一个分支,至今未成为各国研究重点。

  3.交通管理软件。将各种道路信号系统,交通设备接入总控计算机,采用计算机对交通信息进行数据分析,辅助完成交通管理,调度。使各交通设备能够统一管理,并得到最高效利用。在国内,由于各种道路信号系统未完全联网,交通信息的采集与汇总较难完成。

  4.出行信息系统。在人们出行前,通过公共媒体传播道路拥挤状况,使人们能够根据

  实际情况选择合适的交通工具和路线出行,避免拥挤。现今,国内很多地图网站都

  可以提供道路拥挤情况的查询。在市中心主干道路上,也悬挂很多道路拥挤程度指

  示牌,以供人们提早获悉前方道路情况。此方法只针对道路使用者,且数据更新较

  慢,准确率不高。

  l 智能交通系统简介

  为了弥补现今交通管理方法的不足,智能交通系统一个融合了传感,控制,信息,通讯,管理等技术的交通系统应运而生。该系统能够采集,分析,融合大量交通物理信号并从中计算出有用的道路交通信息,例如车辆的位置,速度以及交通控制方式等。在道路建设趋于饱和的情况下,使用lTS可以有效提高交通系统的效率,使其更加安全可靠,并且大大减少堵车的概率。随着道路的顺畅,相应的空气质量,能源消耗以及交通事故的频率也都能够得到有效改善。

  信息化是智能交通系统的最大特点。智能交通技术中主要的信息技术包括:信息处理、系统工程、模拟识别、数据融合、数据信息控制、系统集成等。智能交通系统的本质就是将道路上各种交通数据统一集合到一个整体,然后再将这些数据处理成各种有用的信息,供决策者制定计划,合理利用交通道路设施。在现有的交通体系中,无论是交通行为的执行者还是政府相关职能部门的交通管理者,监视者,法规建立者,都需要大量的交通信息支持。智能交通系统,很好的满足了人们的需求。

  智能交通技术己成为了世界各国的研究重点。l992年,美国国会通过了提高交通效率的法案。该法案意在为道路交通提供准确,及时,丰富的信息。自此开始,信息技术被广泛应用于交通管理。该法案隶属于美国智能高速系统并在后期延伸发展成智能交通系统。同时, 在90年代早期,美国与欧洲各国之间开展了多种技术的交流,智能交通系统的相关技术也同时被引入欧洲。远在亚洲的日本,同样面临着日益严重的堵车问题,也开始把研究重心转移到智能交通系统上去。l994年,第一届智能交通大会在法国巴黎召开。标示着智能交通这一概念从此走入实际应用。

  中国智能交通的发展可以追溯到80年代末。原型是高速公路收费站集成系统。之后于l999年,我国成立了国家智能交通工程技术研究中心,该中心主要由科学技术部,交通部等构成,主要从事ITS的研究和发展工作。在第六个五年计划中,国家交通部指出,我国的交通产业需要提高工作效率和服务质量,并且争取在交通管理系统中取得重大突破。国家信息产业部发文称,在第11个五年计划中,智能交通系统仍旧是我国首要发展的项目。

  l 车辆检测技术

  车辆捡测系统具有实时性,复杂性,突变性,多源性等特点,是智能交通中最前端的一个环节。整个系统中,所有的判断,分析依据都来自于检测系统的数据。其中,车流量和路况信息是最主要的内容。由此可见,捡测系统在智能交通系统中有着十分重要的地位。

  检测系统的核心也是最重要的硬件组成便是车辆检测器。市面上存在着许多种类的车辆检测器,各有优缺点。如今,国内外使用数量最多的便是地感线圈车辆检测器。近年来,随着材料技术,传感器技术以及微电子技术的不断发展,越来越多的检测方式被用于车辆检测器。其中,比较成熟的有微波车检器,红外车检器,超声波车检器,视频车检器,磁场车器。

  以下是上述各种车辆捡测技术的优缺点分析:

  1.地感线圈:该方式主要由一个振荡电路构成。使用时,在地面上先造出一个直径大约1米的圆形或面积相当的矩形沟槽,再在这个沟槽中埋入两到三匝导线,这就构成了一个埋于地表的地感线圈。此地感线圈再配上相应电容,便构成了一个振荡电路。其原则是振荡稳定可靠。振荡信号通过变换器送到频率测量电路。集成单片机根据内置程序,对振荡信号进行分析。当有大型金属物体如汽车经过时,由于空间介质发生变化,电路的振荡频率也产生相应变化(有金属物体时振荡频率升高),这个变化就作为汽车经过"地感线圈"的证实信号。同时该信号开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。这就是地感线圈的基本工作原理。技术关键是设计出的振荡器稳定可靠并且在有车辆经过时频率变化明显。

  地感线圈探测器技术成熟,精度高,而且能够根据需要调节线圈大小和形状,从而检测不同种车辆。然而,缺点也同样明显:

  a)安装和维护这些器件非常麻烦。每安装一个探测器大约需要300美金。且安装调试设备时均需要封锁道路。切开路面进行安装,会对路面产生损伤。

  b)对设备安装精度要求很高,容易被大型车辆损坏,铁制材料很容易受到冰冻,地面下沉,盐碱地质等环境因紧影响。

  c)由于自身测量原理的限制,当出现会车或者大流量车辆堵塞致使车间距小于3m时,探测器的捡测精度会大幅降低,甚至出现无法工作的情况。

  2.微波。其检测原理大致与雷达相似。工作时,检测器在扇形区域内发射连续的低功率调制微波。当有车辆驶入检测区域时,发射的微波得到反射。通过计算出射波和反射波的时间差,便可得知车辆的速度,车长等信息。

  微波探测器在恶劣条件情况下,仍能保证较高的检测准确性,且可以侧向方式检测多车道,并且能检测静止车辆。但是检测器安装和调试精度要求较高,且当道路中间有铁质分隔带时,检测精度影响较大。

  3.超声。超声车检系统原理基本与微波车检系统相同。不同点只是将测量介质由微波换成了超声。由此,超声检测器具有更灵活,体积更小的优点,且设备寿命较长。但是,其检测精度受环境影响较大,且算法中去除背景噪声包含很大计算量。

  4.红外。红外检测方式可分为被动和主动两种方式。主动方式通过红外线的发射,反射与接收来确定车辆中的各种参数。利用此种原理制成的车辆探测器,可在同一地点安装多个而不产生互相干扰。

  被动方式普遍采用热释电红外传感器。该元件可以捡测运动物体对外辐射的热红外能量。传感器安装于道路上方适当的高度位置。当有车辆通过时,传感器记录下车辆的热红外波形, 以此判断车型以及通过车辆数。

  红外方式可以侧向检测多车道,也可检测静止的车辆。但是,该种传感器信号幅度小,易受各种热源,光源以及射频辐射的干扰,且性能受外界影响很大。

  5.视频。其主要原理就是使用高清摄像机,抓拍实时道路情况并进行数字化处理,例如,分割,特点提取以及分类等方法来估计目标车辆的速度与车型。一个摄像机可以检测多个车道,并且可以提高大量的交通信息,且能为事故管理提供视频资料。但是,这类方法也有许多致命缺点:

  a)检测精度受图像质量的影响很大,恶劣天气,积水,昼夜更替,都会大大降低检测准确性。

  b)容易出现大车阻挡小车惜况,使得小车可以逃过监控。

  c)高清摄像头价格较高。

  6地磁场检测器。地磁检测可分为主动式与被动式两种。主动式检测方法能够产生自生磁场,当车辆经过时,记录下车辆对自生磁场产生的扰动,从而计算出车辆信息。被动式检测方法,自身不产生磁场,它通过检测车辆对地球磁场的扰动来提取车辆信息。

  主动式磁场检测方式需要产生固定磁场,此类方式对电源稳定性要求极高。当多个传感器共同便用时,其磁基点的一致性很不理想。这对软件的算法提出了很高的要求。由于传感器埋入地底,一旦固定磁场发生偏移,后续纠正过程将十分繁琐。因此,主动式磁场检测不适合在室外公共马路上组网进行使用。鉴于以上几点,被动式地磁检测器成为构成车辆检测器的最佳之选。

  地磁车检器具有体积小,便于安装,检测精度不受温度影响,不易被大型车辆和路面维护损坏的优点。但是,这类传感器在调试时需要中断交通,且较易受其他铁磁物质干扰,对算法要求较高。

  国内主流的地磁车检器的厂家有北京迈瑞、杭州目博、美国先思,除了专业地磁生产厂商之外,大型系统集成商或大型交通信号生产企业也有部分自己研发地磁产品,不同的是这些产品基本只为自己公司使用。

  l 无线地磁检测器助力改善城市交通

  杭州目前正在推广城市大脑。杭州“城市大脑”是一座城市的人工智能中枢。它将首先把城市的交通、能源、供水等基础设施全部数据化,连接城市各个单元的数据资源,打通“神经网络”,并连通“城市大脑”的超大规模计算平台、数据采集系统、数据交换中心、开放算法平台、数据应用平台等五大系统进行运转,对整个城市进行全局实时分析,自动调配公共资源。

  城市大脑采集的数据其中有车流量数据的采集,这对分析城市拥堵,协调红绿灯时间长短有着重要的作用。目前杭州使用的较多的最先进的流量采集的方法是无线地磁车辆检测器。无线地磁车辆检测器是埋设在车道中央的一种物联网传感器设备,通过磁场的变化能精确的采集到车流量数据。采集好的数据通过无线传输的方式发送给交警支队的平台供数据大脑使用。此设备施工维护简单,不用安装管线。这种先进的无线地磁车辆检测器的生产厂家是杭州目博科技有限公司。经调研杭州目博科技有限公司是国内致力于无线地磁车辆检测器产品研发的最早一批企业,产品积累了多年的用户使用经验,在检测灵敏度、检测准确性、稳定可靠耐压以及无线传输距离都是国内首屈一指的厂家。该公司无线地磁车辆检测器产品已经广泛应用于浙江、江苏、安徽、湖南、四川等全国多个地方,效果良好,受到了交管部门充分认可。

  我们相信随时城市交通的不断发展,这种先前的无线车辆检测方式将越来越多的应用到国内众多的城市中,并为改善城市交通做出重要的贡献。

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