公交車輛檢測技術研究進展
區域監控中心站由DDN接口、通信控制器、收發信機(即集群電臺)、GIS顯示系統組成。通信控制器將接收到的各車輛數據處理后按一定的格式送往GIS顯示系統,并將差分修正信息和調度命令進行編碼和調制,經收發信機發送到各車載設備。
總調度中心主要由大屏幕顯示和計算機網絡組成。接收各個區域監控中心傳輸的車輛定位和狀態數據,實現對所有車輛的監控。
差分GPS基準站主要由基準GPS接收機和計算機組成。基準GPS接收機接收GPS信號,形成差分修正信息,并發送到各監控中心。
GPS公交車輛檢測定位技術在實際應用中維護方便,不會對道路交通產生影響;檢測和定位的準確度高,使用擴展GPS差分站后,能獲得準確定位信息。車載GPS裝置安裝于各種類型的公交車中,可以實現對不同公交車類別進行識別,同時能得到車輛的運營信息;但是,GPS檢測系統的信號的接收容易受到道路周邊密集的、體積較大的建筑物的遮擋,可能影響檢測設備的正常工作,因此在實際的公交車輛檢測裝置的設計中應考慮周邊環境對GPS信號傳輸的影響。
2.3 超高射頻檢測技術
射頻識別技術(Radio Frequency Identification,RFID)通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID發送的頻率稱為RFID系統的工作頻率或載波頻率,基本有四個范圍:低頻(30~300 kHz);高頻(3~30 MHz);超高頻(300 MHz~2.45 GHz)和微波系統(2.45~5.8 GHz)。目前市場上常用的載波頻率有低頻125 kHz與133 kHz、高頻13,56 MHz以及超高頻902 928 MHz和微波2.45 GHz與5.8 GHz等。
基于射頻的公交車輛檢測系統主要由車載射頻卡、近端信息采集傳輸設備、遠端數據庫服務器、后臺數據分析管理服務器和應用客戶端五個主要部分組成。
車載射頻卡安裝在公交車輛上,用于存儲運營車輛的ID信息,它是由天線、電源、微處理器和存儲器組成。車載卡用于存儲固定的ID編碼信息,工作頻率為2.45~2.483 GHz,當車載卡進入收發天線感應區后,不間斷的發送卡號信息。當車載射頻卡工作電壓低于正常使用電壓時,數據交換同時主動向遠端服務器發送低壓報警信息。
近端信息采集傳輸設備主要由RFID無線射頻讀卡器裝置、前置通信模塊、室外設備機箱等部分組成。RFID無線射頻讀卡器裝置由收發天線及射頻讀卡器構成。其工作原理是:當車載射頻卡進入收發天線區域后,車載射頻卡發出的加密載波信號被天線接收,經射頻讀卡器裝置接收處理后,向前置通信模塊發送獲取的車載射頻卡信息;前置通信模塊將接收到的卡號時間、地址信息通過無線方式與遠端的讀卡服務器建立通信連接。
遠端數據庫服務器擁有固定的、永久性的ID地址,并通過Intemet接入,實現和GPRs的內嵌TCP/IP協議棧與地面識別設備的前置通信模塊建立通信連接,其主要任務是接收、存儲地面識別設備無線傳送來的車載卡數據信息。
后臺數據分析/管理/發布服務器用于對多個地面識別設備進行集中管理,提供讀卡記錄和通信異常記錄的設備??梢詾楣娞峁┕恍畔⒎?。為管理者提供實時系統狀態查詢、歷史數據分析服務,同時也為管理者制定交通發展策略及提供數據基礎。
應用客戶端采用成熟的Web技術,提供公交站場營運公交車輛進出信息的記錄、查詢、統計、檢索、分析等功能的操作平臺。
RFID技術具有以下特點:全雙工穩定可靠的無線數據通信,誤碼率幾乎為零;載波信號穿透力和繞射力極強,標簽可固定安裝在車輛的任何物體的表面,包括金屬、非金屬、玻璃的表面等;射頻卡讀寫區域無方向性,接收和發射天線無需對準被讀取的射頻卡;具有信息防沖撞功能,可同時識別多輛并排、串道、跨線等不按規定行走的車載卡,無論車道上前后左右的車輛大小、高低、彼此遮擋,各車均能可靠識別,單套設備可同時讀取10個車道通行的車載射頻卡信息;射頻卡超低能耗設計,高能鋰電可反復、連續讀寫高達700萬次;射頻卡具有低壓檢測及低壓信號報送后臺計算機的管理功能;射頻卡的感應范圍(可達300 m左右)和通過速度(可達120 km/h)可根據管理需要進行靈活調整,而無需增加設備投資。
文獻提出了利用RFID技術幫助盲人自助乘車。公交車輛中安裝含有車輛信息的標簽,盲人攜帶RFID讀卡器,讀卡器和計算機以及天線相連。通過信號的傳輸,公交車輛的路線和終點站等信息便可以通過聲訊系統告知盲人。
目前國內很多城市的公交優先系統、公交到離站信息管理系統以及不停車收費系統(Electronic Toll Collection,ETC)均使用了RFID技術。但是,國內在RFID的標準化方面還有待深入和完善,以便被更多的企業所接受,使不同生產商的生產系統及模塊的替代性更好,使RFID的應用更為普及。
2.4 視頻檢測
視頻檢測方式也是智能交通系統先進的監控和檢測技術之一,視頻檢測器可以大范圍的對公交車輛進行檢測和識別。視頻檢測的基本原理是對攝像機得到的圖像進行計算機處理,進而對視頻中的運動物體進行檢測。
視頻車輛檢測器主要由外場攝像機、數據傳輸設備和視頻處理器組成。外場攝像機將道路上的交通視頻圖像拍攝下來,經數據傳輸設備傳給視頻處理器。視頻處理器通過相應的算法檢測得到車輛的速度和數量。視頻處理方法主要包括虛擬線圈法和特征識別法。
虛擬線圈法是指通過相應程序在交通圖像上設置虛擬線圈和粗線條,作為速度檢測器和計數檢測器,如圖3所示。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/192884.htm
虛擬線圈的尺寸、位置和數量可以根據具體的道路情況進行調整。當車輛通過虛擬線圈和計數檢測器時,會產生檢測信號,經過視頻處理軟件的分析和處理,可得到車速、流量等參數。
基于特征識別的公交車輛檢測方法主要包括基于幾何和顏色特征、基于車型特征等方法。
基于幾何和顏色特征的公交車輛檢測的基本思想為:公交車輛的車牌一般為黃底黑字,且公交車輛的車體都比較大,有別于其他機動車輛的車身特征,因此,可以選擇其中一種特征結合車牌顏色做公交車輛的識別檢測算法。以公交車的保險杠和黃色車牌為例,其檢測算法的流程圖如圖4所示。這種方法的應用有一定的局限性,在公交車場站等一些公交車輛集中、車型單一的場所,此方法的精確度較高;但是此方法不能判別大貨車和公交車區別,因此在道路中的公交車輛的檢測過程中,該方法有待改善。
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