论文交通流参数检测设备

目前一般用CCD摄像机对车道车辆进行拍摄，用硬件将拍摄到的图像进行数字化存储，用图像处理的方式对图像初步处理，去掉图像噪声信息。为了减少计算量，对图像进行分区并按一定算法对各分区图像处理，提取必要的车辆特征信息。根据特征信息进行车流量、车速、车型分类、占有率、排队等交通信息统计；对于异常交通流信息如拥堵、事故等也能进行实时监测，这是其它检测技术做不到的。随着视频检测技术的飞速发展，采用此技术检测的精度和可靠性经过实际应用得到了国内外专家和广大用户的高度认可。视频检测器检测交通流信息比微波检测器、超声波检测器和线圈检测器具有明显的优越性。表1列出视频检测器和微波检测器的性能比较，表2列出视频检测器和线圈检测器的性能比较。 视频检测器 微波检测器 检测类型 大区域检测 断面检测 检测参数 计数、存在、速度、占有率、车类车色、车流向、车辆行驶轨迹、车头时距、通过时间、交通流密度 计数、存在、速度、占有率、车型分类 检测精度 车流量、占有率：误差小于5%车速检测：误差小于10%实时存在检测：精度达95%车类车型检测：误差小于5%车流向检测：误差小于5%车辆行驶轨迹：误差小于10%车间距（空距/时距）：误差小于5%通过时间：误差小于5%交通流密度：误差小于5% 车流量、占有率：误差小于6%车速检测：误差小于10%实时存在检测：精度达90% 检测范围 每检测器1-8路、每路1-6车道每检测器可设256个检测区域，真正的大范围检测、通过关联，可进一步扩展检测范围 每个检测器1-8车道只能检测有限空间范围属于定点检测类型 安装要求 侧向安装或正向安装 侧向安装 全天候性 经特定设计，气候影响较小 气候影响较小 使用方便 使用方便、参数设置直观 使用方便、但参数设置不直观 可维护性 几乎为零的后期维护、高可靠、软件升级 维护成本较高 成本价格 成本适中且持续下降 成本适中 可护展性 模块化的结构扩展方便 扩展需进行工程施工改造 视频检测器 线圈检测器 覆盖范围 面式检测，检测范围大，一个摄像头可覆盖1～3个车道，检测范围50－150米 覆盖范围大，1～4车道只需一个检测器，检测范围1-6米 检测参数 可检测所有交通控制所需的参数： 计数、存在、速度、占有率、车类车色、车流向、车辆行驶轨迹、车间距、通过时间、交通流密度。 可检测参数较多，可检测车辆计数、存在、速度、占有率、车流向、车间距、通过时间、交通流量。 精确度 检测精度低 较高 可扩展性 易于扩展，检测器增加用软件随时完成 易于扩展，检测4车道以上时，增加检测卡即可 施工周期 只需架设摄像机和连接视频线的施工 需要封路，施工周期较短 可维护性 除非摄像头出问题，否则都可以通过软件来完成 线圈发生故障时，重新更换线圈，故障就可恢复 可调节性 调试麻烦，需要专业人员 不能进行调节或移动 稳定性 较好 较好 前瞻性 技术已成熟，并且前瞻性好，是以后检测器的发展趋势，国内外已有采用，但检测精度不高，误判率也较高 技术很成熟，国内目前使用量最大，因检测精度较高应用最为广泛，不受任何大雨、大雾、夜晚天气影响 其他功能实现性 实现行人群体检测，但误检率较高，实用性不大 难于实现其他功能 安装简易性 简便，毋需破坏路面。施工或维护时不干扰正常交通。 稍复杂，需暂时封闭路面进行施工。 长期投资性 维护方便，调节容易，遇市政道路改建时移动方便，长期投资少 维护不便，需要重新埋设线圈及管线，但线圈不会轻易损坏 设备价格 以双方向共八车道计算，需视频检测器2个带4个视频探头，设备价格较高 以双方向共八车道计算，需8通道检测器2个，带16个线圈，设备价较低。 缺点 投资成本较高，大雨、大雾、夜晚检测精度大幅下降。 需要埋设地感线圈。 在国内大中型城市，智能交通系统都需要一种运行稳定、维护量小的交通信息检测器。线圈检测器使用目前存在以下两个问题：1）施工稍复杂，需要封路埋设线圈；2） 维护量一般，线圈不易损坏，关键在于线圈施工选材；视频检测器使用目前也存在以下两个问题：1）投资成本较高，检测精度不高；2）大雨、大雾、夜晚检测精度大幅下降；视频检测器或许是最佳选择，视频检测器是采用虚拟检测区域用图像处理方式分析交通信息，随着图像处理技术的发展视频检测成为了一种成熟的技术，逐步达到了类似人眼的“所见即所得”的效果，但检测精度受天气影响现还需要克服。随着智能交通的发展，交通信息检测器的使用将越来越多，使用线圈检测器则需要封路、施工，但检测精度是所有检测器中最高的。视频检测器虽检测精度容易受天气影响，所具有的大区域检测、安装方便、后期维护量少必将取代线圈检测器成为交通流检测器的主流。

“VTD3000视频交通事件检测器”采用全画面多目标跟踪与识别技术，综合处理和分析来自道路监控摄像机的视频图像，对道路交通事件以及过程进行实时检测、报警、记录、传输、统计，同时检测和统计道路交通流参数。所检测的交通事件包括停车、逆行、抛撒物、拥堵、烟雾和火灾、碰撞、行人、能见度、积水、积雪等。当检测到交通事件后，VTD3000视频交通事件检测器能够记录事件发生时刻前后各一段时间的视频图像，同时发出报警信息。所检测的道路交通流参数包括：车流量、平均车速、占有率、车头时距、车辆长度分类等。

VTD3000视频交通事件检测器的核心技术是动态多目标识别与跟踪。深圳市哈工大交通电子技术有限公司（以下简称：哈工大交通）充分利用哈尔滨工业大学多年来在图像制导、空间卫星对地观测等方面所积累的视频图像处理技术优势，采取基于自适应模型的目标和背景分离技术、模板自动获取及匹配技术，对画面内的每个目标进行轨迹跟踪和特征识别，通过对目标运动轨迹和多维特征的分析，实现对多种交通事件的检测。

该产品科技含量高、技术成熟、性能稳定、可靠，在高速公路、城市快速路、隧道、桥梁等智能化管理系统中得到成功应用。在现有市场上占有60%运用比例。

采用哈工大交通公司的VTD3000视频交通事件检测器构成如图1所示的“道路视频交通事件检测系统”。该系统主要由摄像机、视频信号传输与分配系统、VTD3000视频交通事件检测器、网络传输设备、视频交通事件数据服务器、管理客户端以及运行其中的视频交通信息采集系统管理软件等部分组成。

系统组成特点

视频交通事件检测器系统中分析仪支持集中式和分布式安装方式，事件分析仪可集中指挥中心安装也可分路段安装在各管理分中心，具有以下特点：

（1）综合性、兼容性好

传统的交通事件检测系统只支持固定式枪机并需要配置检测线圈的支持，此系统采用全画面自动跟踪车辆检测技术实现枪机和云台摄像机视频源的各事件检测，能满足不同视频设备事件检测的需要。

（2）灵活性、适应性强

分析仪支持集中式和分布式安装方式，事件分析仪可分路段安装在各管理分中心系统中任何信息点都能连接不同类型的终端设备，当设备数量和位置发生变化时，只需采用简单的插接工序，实用方便，其灵活性和适应性都强、且节省工程投资。

（3）便于今后扩建和维护管理

视频交通事件检测器系统在同一局域网内工作，各台检测分析仪自成独立检测系统，在改建或扩建时互相不会影响。视频交通事件检测器系统的所有布线部件采用积木式的标准件和模块化设计。因此，部件容易更换，便于排除障碍，且采用中心集中管理方式，有利于分析、检查、测试和维修，节约维护费用和提高工作效率。

（4）技术经济合理

视频交通事件检测器系统各个部分都采用标准化部件，并按照标准施工和严格检测，保证系统技术性能优良可靠，满足目前和今后事件检测需要，且在维护管理中减少维修工作，节省管理费用。各通道检测视频可根据需要更换检测点，事件类型也可根据需要增减检测事件类型。

2.3 摄像机

摄像机作为图像传感器直接获取道路监控的图像，图像通过视频信号传输与分配系统传输到监控中心后以模拟信号的形式被馈送到视频交通事件检测器中。

2.4 视频信号传输与分配系统

视频信号传输与分配系统包括两个部分，一个是远程图像传输系统，一个是图像分配系统。

远程图像传输系统把外场的监控图像通过光纤通信网传输到监控中心。远程图像传输系统可以采用点对点拓扑结构，也可以采用总线式（或者称为节点式）拓扑结构。远程传输的信号形态可以是数字压缩视频流或者非压缩数字视频流，也可是模拟信号形式。

图像分配系统是把进入监控中心的图像信号根据系统的总体要求馈送到不同的应用系统之中。对于VTD3000视频交通事件检测器来说，图像分配系统需要把外场的每一路图像转化为模拟视频信号馈送到VTD3000视频交通事件检测器的输入端。

2.5 VTD3000视频交通事件检测器

VTD3000 视频交通事件检测器是整个系统的核心设备，它采用一台19吋1U定制工业级服务器以及1～8路实时图像数字化模块构成专用的图像处理硬件平台，图像数字化模块把输入的模拟视频信号转化为数字图像信号供视频交通事件检测软件进行分析；操作系统采用嵌入式Linux以使系统能够从根本上提供抗计算机病毒侵扰的能力；视频交通事件检测器的处理软件是哈工大交通研发的“交通流交通事故视频检测软件”，该软件对数字图像进行处理和分析并从中检测交通事件，并对交通事件进行报警、事件过程录像、图像存储等，同时能够检测交通流参数。

城市交通设施总体分为：一般公路交通设施、高速公路交通设施，市政道路交通设施，轨道交通设施、停车场设施等。交通基础设施包括为交通系统保障安全正常运营而建设的公路、轨道、隧道、高架道路、车站、通风亭、机电设备、供电系统、通信信号、道路标线等设施。交通基础设施，包括道路、桥梁、车站、码头等以及交通运输业、交通运输机关产业的投资 对交通路障，交通违章车辆拖，吊及保管。交警部门的摄像头属于交通基础设施。