[发明专利]基于微波的智能交通行为感知方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及基于微波的智能交通行为感知方法及系统。

背景技术

如图1所示，智能交通系统从功能模块上可以划分为三个模块。

交通信息采集单元在智能交通系统中占有重要的地位，是实现智能交通行为感知与管理的基础设施。通过不同的检测技术实时获取道路上交通流量、车速、交通密度和时空占有率等交通参数，为监控中心分析、判断、发出信息和优化控制方案提供依据。交通信息检测器及其检测技术水平直接影响到道路交通监控系统的整体运行管控水平。

纵观国内外现有交通检测系统中，有两大类分为移动式和固定式两大类：

移动式检测以浮动车检测技术为代表，浮动车技术是指一定数量装有特定车载设备的车辆(注：称为浮动车，安装设备一般为GPS定位设备或者电子标签射频识别设备)，在行驶过程中采集沿途的自身各种交通数据(如：速度、加速度、出行距离、出行时间、停车、超速、紧急情况等)，以此作为整个城市交通路况采集的数据源。通过通讯设备将这些数据传送到信息处理中心，经信息中心处理后，建立起庞大的数据库，并向不同的对象提供多样的实时交通信息。整个过程的实质是对于整个路网的总体车辆进行采样，用样本数据反映路网整体的状况，目前实际应用的浮动车技术为基于车租车的浮动车技术与基于公交车的浮动车技术：

基于出租车的浮动车技术缺点在于行驶随机性强，固定时间段内样本数波动大。同时，交通管理部门一般最关心主要干道的交通信息，一些偏僻地区的交通信息价值不大，如此，出租车在路网内的广泛分布反而影响了检测的效率。而且目前基于出租车的采样理论要求车辆速度为正太分布，该假设有明显缺陷，在实际应用中受到较大限制。

基于公交车的浮动车技术缺点在于：

(1).公交车作为浮动检测车的前提条件是公交车能够与普通车流混合行驶,如此,公交车才能有效检测车流的交通参数。如果公交车已经实施了公交专用道,公交车与普通车辆明显分流,则公交车无法成为合格的浮动探测车，目前我国大中型城市已经开始实行公交专用道。

(2).公交车数量相比于出租车要少得多，由于样本比例过低，现有的样本处理方法很难保证检测的可靠性和精确度。

固定式交通信息检测技术是指运用安装在固定地点的交通检测器对移动的车辆进行监测，从而实现采集交通信息的方法的总称。固定式交通检测器绝大部分安装在高速公路、快速路以及城市主干道和次干道的重要交叉路口处。

固定式交通信息检测系统根据工作原理的不同，可以划分为磁频、波频和视频车辆检测器三种车辆检测方式。

基于磁频的车辆检测技术是基于电磁原理进行车辆检测的，通过检测磁场强度的变化来判断是否有车辆存在或通过，主要包含环形线圈检测器、地磁车辆检测器。

环形线圈车辆检测器：一种基于电磁感应原理的检测器，当车辆通过通有一定电流的环形线圈或停止在其上时，铁质车身切割磁力线，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感变化量就可以检测出车辆的存在，这是目前国内外应用最广泛的车辆检测设备。

此种方式存在缺点：现场安装施工非常繁琐，安装时需要封路，对路面破坏严重，使用过程中容易被重型或者普通汽车反复碾压造成损害，产品使用寿命短，后期维护成本高，检测参数单一，检测区域为一个断面检测，检测区域非常狭小，经济效益费用比非常低。

地磁车辆检测器：采用检测的原理是当车辆位于或通过检测区域时，将引起地磁场的变化，由此实现车辆的存在或通过检测器。

此种方式存在缺点：现场安装施工较繁琐，安装时需要封路，会对路面造成破坏，由于内部采用充电电池供电，所以使用寿命短，检测参数单一，检测区域为一个断面检测，检测区域非常狭小，经济效益费用比非常低。

基于波频的车辆检测技术主要采用一定波长的波束，当有车辆经过检测区域时，该波束经车辆反射后被检测器接收，根据发射波长的不同可以分为三类：超声波检测、微波检测、红外光检测。

采用超声波波段(高于20kHz,低于500MHz)的检测器的优点是无需破坏路面属于非侵入式安装，体积小，缺点是检测效果非常容易受到环境影响，仪器响应时间长、误差大、波束发散角大、分辨率低、波束衰减快、有效测量距离小，其性能受温度和气流等环境因素影响较大，并且，检测区域狭小，一个超声波检测设备只能覆盖一个车道，而且安装位置必须在车道正上方，可利用的现有交通基础设施较少，经济效益费用比非常低。