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更應認真對比，慎重選擇。在選擇產品性能可靠、成本合理的前提下，應讓高科技含量的產品能充分發(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，當車輛經(jīng)過塑料管道時，車輪壓到空氣管道，管內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，在高速公路建設期間應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：線圈檢測技術的發(fā)展已很成熟，國內外生產廠家也較多，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，是一種結合視頻圖像和電腦化模式識別的技術，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用提供工作平臺，是目前高速公路車流檢測較先進的技術，它通過軟件在顯示器視頻圖像的車道上設置虛擬車道檢測器，每個虛擬車輛檢測器代表一個區(qū)域，當車輛通過任何一個虛擬檢測器時，就會產生一個檢測信號，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。
實際應用的設想
1、 廣深高速公路交通檢測系統(tǒng)結構
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)結構
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臺錄像機和光電轉換器組成。攝像機可調焦距為16-160mm, 視頻切換器控制云臺360度旋轉, 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)絡和公司的計算機網(wǎng)絡共享，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先設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)控員及時調度有關人員到高速公路現(xiàn)場采取必要的行動，如拯救、醫(yī)療等業(yè)務，以確保安全暢通。另一方面通過公司的計算機網(wǎng)絡為公司領導掌握實時的交通數(shù)據(jù)提供方便，也作為自動化辦公的一個組成部分。
結束語
科學技術的變化日新月異，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，視頻檢測技術應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，當車輛經(jīng)過塑料管道時，車輪壓到空氣管道，管內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，在高速公路建設期間應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：線圈檢測技術的發(fā)展已很成熟，國內外生產廠家也較多，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，是一種結合視頻圖像和電腦化模式識別的技術，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用提供工作平臺，是目前高速公路車流檢測較先進的技術，它通過軟件在顯示器視頻圖像的車道上設置虛擬車道檢測器，每個虛擬車輛檢測器代表一個區(qū)域，當車輛通過任何一個虛擬檢測器時，就會產生一個檢測信號，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。
實際應用的設想
1、 廣深高速公路交通檢測系統(tǒng)結構
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)結構
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臺錄像機和光電轉換器組成。攝像機可調焦距為16-160mm, 視頻切換器控制云臺360度旋轉, 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)絡和公司的計算機網(wǎng)絡共享，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先設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)控員及時調度有關人員到高速公路現(xiàn)場采取必要的行動，如拯救、醫(yī)療等業(yè)務，以確保安全暢通。另一方面通過公司的計算機網(wǎng)絡為公司領導掌握實時的交通數(shù)據(jù)提供方便，也作為自動化辦公的一個組成部分。
結束語
科學技術的變化日新月異，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，視頻檢測技術應用在高速公路的車流量檢測必將成為發(fā)展趨勢。
