赣州市城市道路交通信息采集与~诱导发布系统设计方案.doc

赣州市城市道路交通信息采集与诱导发布系统建设方案安徽科力信息产业有限责任公司一、交通信息采集系统1.1概述交通信息包括交通流量信息、交通状况信息、气象信息等，交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息。通过全面的、丰富的、 实时的交通信息采集，了解区域路网交通运行状况，并通过 数据处理与融合分析， 为 交通诱导服务和交通管理提供必要的数据依据，同时提高控制 中心对城市动态交通异常事件的快速反应能力。1.2交通信息采集方式划分交通信息采集系统的采集方式包括地磁检测器、环形线圈检测器、视频检测器、微波检测器、人工交通信息采集、浮动车实时信息采集、空中交通遥感监测和交通环境与气象检测等。1、地磁检测器地磁检测器是通过地磁传感器检测车辆对地磁的影响来采集路面的车辆信息，并通过无线通讯的方式把所采集的数据发送到监控中心，同时也可以通过监控中心下发的命令达到被控制的目的。地磁检测器除了能够准确的采集车流量和车道占有率外，还能采集车速信息，进而对车 流量、 车辆类型、车道占有率、车速、车长和车间距进行统计，并提供交通信息报表，具有功耗低、功能 齐全、安装方便、环境适应性强等特点，可应用于交通信号控制、交通 车流量采集、城市交通 诱导 等系统中。2、环形线圈检测器环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间 占有率和长度等交通参数，并上 传给 中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。3、微波检测器微波检测器是利用雷达线性调频技术原理，对路面发射微波，通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析，检测车流量、速度、 车道占有率和车型等交通流基本信息。4、视频检测器视频流量检测利用图像处理与识别技术，通过视频信号检测道路交通流量。该系统利用摄像头获取视频信号，由图像处理设备将视频信号转换成数字图像；计算机对数字图像进行处理，识别车辆 。当 车辆通过“虚拟线圈” 时使背景灰度值发生变化，统计车流量及相关车辆信息，并将数据传输到监控中心，也可存储在硬盘上。5、人工信息采集通过人工采集道路施工、突发性交通事件、 车辆违法交通拥堵等信息，一是通 过视频监控系统，定时自动轮巡所有的监控镜头，人工操作采集交通信息。二是采集接 处警系统中与交通事件相关的报警信息和人工上报信息。6、浮动车实时信息（FCD）采集在浮动车辆（主要是城市出租车和私家车）安装GPS定位设备，采集浮动车辆的位置和时间信息，计算浮动车辆 所在位置点的速度，并把这些速度信息与电子地图进行对应，直 观描述道路的交通速度状况。与 传统交通检测 器不同的， FCD是实现城市大规模交通信息采集的有力工具，FCD 检测到的道路的速度信息，在电子地图的支持下，利用FCD 的速度信息为出行 时间进行规划。表1-1 常见交通检测器优缺点比较技术 优点 缺点 安装位置地磁检测器环 境适应性强；安装方便，对路面破坏小；精度高；采用无线数据传输方式；使用寿命长 需要定期更换电池 车道中央线圈检测器线圈电子放大器已标准化；技术成熟、易于掌握； 计数非常精确安装过程对可靠性和寿命影响很大；修理或安装需中断交通；影响路面寿命；易被重型车辆、路面修理等损坏切割路面微波检测器在恶劣气候下性能出色,全天候工作；可以侧向方式检测多车道 精度不是很高 路侧视频检测器可为事故管理提供可视图像；易于增加和改变检测 区域;维护方便，系统软件可以在线升级夜间检测性能降低 路侧或车道 上方超声波检测 体积小，易于安装性能随环境温度和气流影响而降低；影响城市景观 车道上方FCD检测 可提供大范围交通信息数据特大城市应用时数据处理速度稍慢，对算法提出更高的要求1.3交通信息采集方式选取在从技术的成熟度、设施的成本、应用效果等方面对以上检测器做出对比后，建 议将赣州市道路交通信息采集系统划分为点、线、面三个层次，以磁敏 车辆检测器为点采集器，主要用于交叉口的感应控制、 检测交叉口的交通流量等；将微波流量检测器作为线采集器，主要用于检测重要路段以及过江桥的交通流量和速度；根据赣州市交通发展情况，目前赣州市安装GPS的出租车数量达到700多辆（截止到2011年），可采用浮动车实时信息（FCD）采集技术 作为区域信息采集方法（面采集方式），实时检测突发事件， 为交通应急事件管理提供依据。除以上方式外，可采用 视频采集（如电子警察）方式作为辅助手段，用于交通图像信息采集。1.3.1磁敏车辆检测器磁敏车辆检测器利用地磁传感器技术和无线传感器网络技术，可以实现对路面或停车场车辆信息的检测和统计功能，磁敏车辆检测器在智能交通指挥控制系统中的应用见图1-1 ，磁敏车辆检测器的外观如图1-2所示。1）磁敏车辆检测器的特点 环境适应 性强经多项测试表明，磁敏车辆检测器在温度测试（-25-80）、强压测试、50cm深水浸水测试中，能 够全天候持续正常工作。 方便性及灵活性系统具有设置方便、灵活的特点，可以通过控制中心配置灵敏度和上报周期等参数。智能交通信息网指挥控制中心路况信息广播系统智能交通控制系统信号指示系统G P R S 、 广播等交 通 指 示 牌光纤 、 G P R S 、C D M A 等检测区域图1-1 磁敏车辆检测器在智能交通指挥控制系统中的应用图1-2 磁敏车辆检测器 对路面破坏小，道路变形对 其影响较小，可承受超重车辆压力，路面 变形和沉降不影响其正常工作安装、维护方便，对路面损坏小。 应用范围 广能实时的对多车道的车流量、车速、占有率等信息和车位使用信息进行采集和统计，可广泛应用于交通车流量信息采集系统、 闯红灯 违章抓拍系统、禁行 线抓拍系统、收费出入口管理系统、交通信号控制系统和停车场管理系统中。 使用寿命 长检测器自备供电系统,无需额外安装电源，可保证待机时间为7年以上。 准确率高可对大型车、拖车、轿车、摩托车等车型做出正确判断，检测误差小于1%。 抗干扰好电路采用多次滤波、放大和比较， 经单片机算法识别，相 对其他的检测手段，正确率和灵敏度都比较高。 灵敏度可 选灵敏度范围可调，在设置和应用时非常灵活，以适合不同的道路应用。2）基本性能要求磁敏检测器参数： 工作环境：-4085 供电方式：锂电池 检测方式:三轴地球磁场检测, 临界值可调, 自动 背景变动适应 使用年限：检测器电池可使用7年以上（按单车道日均流量一万次计算） 检测种类：卡车、拖车、客车、轿车等常见车型 检测半径：可调，最大2m 流量检测准确度：大于90% 射频工作频段：2.4G ISM频段, IEEE 802.15.4 PHY 传输码率 : 250 kbps 射频工作频道 : 16 频道带宽: 2 MHz 一般输出功率: 1mw 标准接收敏度 : -95dBm (PER = 1%) 传输距离： 大于45m（通视情况） 单一接收主机最大支持: 48 个检测器 接收主机工作环境：-4085 ; 供电方式：220V市电或由信号机箱供48V DC 数据接口：RS485、以太网、GPRS 国际安规认证 : 2006/95/EC, FCC part 15, 2004/108/EC中继器参数： 工作环境：-4080，Repeater 器设计制造完全防水,满足室外安装需要 供电方式：用户可更换锂亚硫酸基氯化物电池 (3.6V, 57Ah/171Ah) 传输介面 : 双向与无线检测器 - 802.15.4 PHY Radio 双向与AccessPoint - 802.15.4 PHY Radio 无线传输距离可达305 m至AccessPoint或集联之Repeater 无线传输距离可达23 46 m至辖下之Sensor Repeater 可集联两层以支持各类布建需要 无线传输信号质量监测 接收信号强度指标 (RSSI, in dBm) 无线连接质量指标 (LQI) 固件升级 - 可透过 AccessPoint 对Repeater 进行无线固件升级 无线传输协议 : Sensys NanoPower (SNP) protocol (TDMA) 物理层传输协议 : IEEE 802.15.4 PHY 传输码率 : 250 kbps 射频工作频段：2400 2483.5 (2.4G) ISM频段 射频工作频道 : 16 标准接收敏度 : -95dBm (PER = 1%) 国际安规认证 : 2006/95/EC, FCC part 15, 2004/108/EC无线接收器参数： 工作环境：-4080，Access Point 器设计制造完全防水,满足室外安装需要 供电方式：220V市电或由信号机箱供48V DC 传输介面 : 双向与无线检测器 - 802.15.4 PHY Radio 双向与无线中继器 - 802.15.4 PHY Radio 双向与调适控制设备(PC) TCP/IP over 10Base-T 以太网 双向与路侧交通控制机 RS-485 双向与远端网管及交通信息搜集控制中心 - TCP/IP over 10Base-T 以太网,或移动电话无线网络 (GSM-GPRS, CDMA) 网络接口 : 支持标准IP协议 Telnet, FTP, HTTP, PPP, PPTP, optional encryption over tunnel 10Base-T via RJ45 connector (10 Mbps) GSM GPRS connectivity (optional) Dual-band 900/1800 MHz GSM ( up to 85.6 kbps) CDMA2000 1xRTT connectivity (optional) Dual-band 800/1900 MHz CDMA ( up to 153.6 kbps) 基于车道数据处理 计数 (流量) 路占率 车速均值及中位数 依设定时间区块，对车数及车长分类 基于车道数据处理 车辆侦得时间 车头间距 车速 车长 本地数据储存 130 kB 供事件储存 500 kB 供处理後数据储存 无线传输信号质量监测 接收信号强度指标 (RSSI, in dBm) 无线连接质量指标 (LQI) 固件升级 可透过 IP4 网络或由本地PC连线升级 可对所有辖下車辆检测器进行无线固件升级 无线传输协议 : Sensys NanoPower (SNP) protocol (TDMA) 物理层传输协议 : IEEE 802.15.4 PHY 传输码率 : 250 kbps 射频工作频段：2400 2483.5 (2.4G) ISM频段 射频工作频道 : 16 标准接收敏度 : -95dBm (PER = 1%) 功耗 : 2W 国际安规认证 : 2006/95/EC, FCC part 15, 2004/108/EC1.3.2微波交通流检测器图1-3 微波交通流检测器示意图微波车辆检测器可以检测双向8个车道的交通数据，包括车流量、单车速度、平均速度、车 型分类、车道占有率等交通数据；广泛应用于高速公路、城市道路、桥梁等进行全天候的交通检测，能够精确的检测高速公路上的任何车辆，包括从摩托车到多轴、高车身的车辆，拖车作为一辆车检测。此种 检测器主要用于路段检测。1）微波车辆检测器的具有以下特点： 车流量精确度 任何单 一车道流量 > 95%,总流量 > 98%； 单车车速精度 > 97%，10250Km/H； 平均车速精度 > 97%，10250Km/H； 车道占有率精度 误差小于 ±5%，即使是在交通 拥 堵时段； 适用于任何天气，包括雨， 雾，雪，大风，冰，灰尘等等； 精确的识别 能力，即使车辆有多达50%的部分被障碍物遮挡亦可被识别。2）支持多种通讯方式： 支持以太网 连接方式； 支持选配的内置 CDPD调制解调器； 支持传输 速率为9600-57.6kps的RS-232串口； 支持外部模 拟电话线接口和无 线调制解调器。3）性能要求安装方便，维护简单。MPR-2侧向安装于道路边一定高度的立杆上，安装和维护时不必中断交通；维护时将雷达取下来即可。可同时检测多达双向12车，安装立杆离第一车道距离最小可到0.5米在恶劣气候条件下性能同样出色。微波雷达不受风、雨、 雾、冰雹等影响。中心频率10.525GHz ，功率小于10毫瓦，这是自由使用频率，也符合欧盟关于车流量检测雷达的标准。准确检测低速行驶车辆和静止车辆；自动屏蔽检测断面上的障碍物（如护栏、隔离绿化带等）有效解决车辆压线行驶问题自动识别车道：具备自动车道划分功能，并具备车道自动和手动相结合的功能，适