公交车辆检测技能是公交优先体系的重要组成部分，是进步公交车辆运转功率、进步公交服务水平的根本依据。针对交通讯号操控体系中公交车辆检测的实践需求，介绍了线圈检测、GPS定位检测、RFID射频检测和视频检测四种公交车辆检测技术的作业原理、运用效果及存在的缺点，并得出了在未来的交通监控体系和公交优先体系中视频检测器的开展趋势。
0导言
跟着城市化进程的不断加速，机动车保有量敏捷上涨，城市路途交通所面对的压力日积月累。在城市规划规划根本定型和土地资源有限的状况下，不或许经过大规模的改建路途、扩建路网的办法来处理交通拥堵。因而，优化智能交通体系的运转战略、进步公共交通体系的服务功率，成为改善路途交通运转水平的有用办法。
众所周知，公共交通运营才能是私家交通的十几倍乃至几十倍，能够充分使用城市路途资源，是削减路途交通流量、缓解交通拥堵、节省自然资源的有用办法。可是，在多种交通工具并存的状况下，因为公交车辆的运转时刻长、按时性差等坏处使得人们不愿意挑选公交车辆出行，构成公交车辆的出行分管率很低。因而，开展城市的公交运转体系、进步公共交通的服务水平、执行“公交优先”战略，对缓解城市交通拥堵、促进市民挑选公共交通工具出行具有重要的含义。
公交优先技能的完成是以公交车辆检测技术供给的信息为根底，因而，精确有用的公交车辆检测技术是公交优先的先决条件。
1研讨现状
公交车辆的检测技能是智能公共交通体系的根底。美国、日本、加拿大、英国、法国、韩国等国家都已在智能交通体系的研讨中取得了显着的成果。相比之下，我国的智能公共交通作业的开展起步较晚，但施行速度较快。杭州、上海、北京、大连、广州等大城市已在部分公交线路上建成了公交车辆盯梢调度体系，并设备了电子站牌，车载定位设备，完成了对车辆的实时盯梢和定位、公交车与调度室的双向通讯等功用。公交车辆检测技能的运用大幅度进步了智能公交体系的开展速度，进步了公交车辆的运转功率。
2国内公交车辆检测现状
车辆检测办法依据被检测车辆是否装有被检测设备可分为被迫式检测与自动式检测。被迫式检测指公交车辆上无需设备任何设备，只在路口设备检测设备的检测办法，它包含环形线圈检测办法、视频检测办法等；自动式检测指公交车辆上装有被检测或自动传输设备，一起路口装有检测设备的检测办法，包含：GPS定位检测办法，RFID射频检测办法等。
2.1环形线圈
线圈检测技能归于被迫式检测，是国内运用最早、适用规模较广的车辆检测办法，首要由环形线圈、线圈调谐回路和检测电路组成，如图1所示。环形线圈与检测处理单元组成初级调谐电路，环形线圈相当于电感元件，在线圈周围的空间产生电磁场。当首要由铁质资料组成的车体进入线圈磁场规模时，车身金属感应出涡流，此涡流又产生与原有磁场方向相反的新磁场，使线圈的总电感量随之下降，调谐频率违背原有数值；违背的频率值被送到相位比较器，与压控振荡器频率相比较，承认其违背值，然后宣布车辆经过或存在的信号；相位比较器输出信号操控压控振荡器，使振荡器频率盯梢线圈谐振频率的改变，然后产生脉冲信号；该脉冲信号经过放大器、数模处理模块后，能够以数字、模仿和频率等办法输出。频率输出能够用来测速，数字信号便于车辆计数，模仿量输出用于核算车长和车型辨认。
线圈检测器的测速精度和交通量计数精度高，且作业安稳性好，不易受气候和交通改变的影响，抗干扰才能强。可是因为线圈检测器需求在车道下埋设，在设备的进程中会对路面有必定的损坏效果，影响路途的正常运用寿命；一起，线圈检测器的设备和修理进程中会影响交通的正常通行，因而，线圈检测器已根本不被选用。
2.2 GPS检测
GPS体系首要由空间星座、地上检测体系和用户接纳设备三大部分组成，GPS能够为用户供给实时三维导航与定位功用，广泛地运用于航空航天、军事、交通运输、资源勘探、通讯、气候等范畴中。跟着全球定位体系的不断改善，其运用范畴现已开端逐渐深化人们的日常日子。在公交体系的车辆定位导航和交通数据采会集，GPS的运用较为广泛。
公交车辆定位体系共分4部分：GPS差分站、总凋中心、区域监控站、车载设备。
车载设备由定位模块（GPS接纳机和DR传感器）、通讯操控器、收发信机（即集群电台）、驾驶员接口和电源模块组成。GPS接纳机接纳GPS卫星所发射的导航电文，经处理后构成必定格局的归纳数据流（包含方位、时刻、速度等），经串口送至通讯操控器。通讯操控器将归纳数据流和本车的车号及其他运营数据依照通讯协议重构，经收发信机发射到监控中心站；并将差分GPS基站发来的差分批改信息经解调后送至GPS接纳机；调度中心发来的调度信息也由通讯操控器解调后以语音提示。驾驶员接口供给驾驶员与调度中心之间进行联络和短信息传送、车辆快慢提示、言语提示等的接口。车载设备模块结构如图2所示。
区域监控中心站由DDN接口、通讯操控器、收发信机（即集群电台）、GIS显现体系组成。通讯操控器将接纳到的各车辆数据处理后按必定的格局送往GIS显现体系，并将差分批改信息和调度指令进行编码和调制，经收发信机发送到各车载设备。
总调度中心首要由大屏幕显现和核算机网络组成。接纳各个区域监控中心传输的车辆定位和状况数据，完成对一切车辆的监控。
差分GPS基准站首要由基准GPS接纳机和核算机组成。基准GPS接纳机接纳GPS信号，构成差分批改信息，并发送到各监控中心。
GPS公交车辆检测定位技能在实践运用中保护便利，不会对路途交通产生影响；检测和定位的精确度高，运用扩展GPS差分站后，能取得精确认位信息。车载 GPS设备设备于各种类型的公交车中，能够完成对不同公交车类别进行辨认，一起能得到车辆的运营信息；可是，GPS检测体系的信号的接纳简单遭到路途周边密布的、体积较大的建筑物的遮挡，或许影响检测设备的正常作业，因而在实践的公交车辆检测设备的规划中应考虑周边环境对GPS信号传输的影响。
2.3超高射频检测技能
射频辨认技能（Radio Frequency Identification，RFID）经过射频信号自动辨认方针方针并获取相关数据。RFID发送的频率称为RFID体系的作业频率或载波频率，根本有四个规模：低频（30～300 kHz）；高频（3～30 MHz）；超高频（300 MHz～2.45 GHz）和微波体系（2.45～5.8 GHz）。现在市场上常用的载波频率有低频125 kHz与133 kHz、高频13，56 MHz以及超高频902 928 MHz和微波2.45 GHz与5.8 GHz等。
依据射频的公交车辆检测体系首要由车载射频卡、近端信息收集传输设备、远端数据库服务器、后台数据剖析办理服务器和运用客户端五个首要部分组成。
车载射频卡设备在公交车辆上，用于存储运营车辆的ID信息，它是由天线、电源、微处理器和存储器组成。车载卡用于存储固定的ID编码信息，作业频率为 2.45～2.483 GHz，当车载卡进入收发天线感应区后，不间断的发送卡号信息。当车载射频卡作业电压低于正常运用电压时，数据交换一起自意向远端服务器发送低压报警信息。
近端信息收集传输设备首要由RFID无线射频读卡器设备、前置通讯模块、室外设备机箱等部分组成。RFID无线射频读卡器设备由收发天线及射频读卡器构成。其作业原理是：当车载射频卡进入收发天线区域后，车载射频卡宣布的加密载波信号被天线接纳，经射频读卡器设备接纳处理后，向前置通讯模块发送获取的车载射频卡信息；前置通讯模块将接纳到的卡号时刻、地址信息经过无线办法与远端的读卡服务器树立通讯衔接。
远端数据库服务器具有固定的、永久性的ID地址，并经过Intemet接入，完成和GPRs的内嵌TCP/IP协议栈与地上辨认设备的前置通讯模块树立通讯衔接，其首要使命是接纳、存储地上辨认设备无线传送来的车载卡数据信息。
后台数据剖析/办理/发布服务器用于对多个地上辨认设备进行会集办理，供给读卡记载和通讯反常记载的设备。能够为大众供给公交信息服务。为办理者供给实时体系状况查询、历史数据剖析服务，一起也为办理者拟定交通开展战略及供给数据根底。
运用客户端选用老练的Web技能，供给公交站场营运公交车辆进出信息的记载、查询、计算、检索、剖析等功用的操作渠道。
RFID技能具有以下特色：全双工安稳牢靠的无线数据通讯，误码率简直为零；载波信号穿透力和绕射力极强，标签可固定设备在车辆的任何物体的外表，包含金属、非金属、玻璃的外表等；射频卡读写区域无方向性，接纳和发射天线无需对准被读取的射频卡；具有信息防抵触功用，可一起辨认多辆并排、串道、跨线等不按规矩行走的车载卡，不管车道上前后左右的车辆巨细、凹凸、互相遮挡，各车均能牢靠辨认，单套设备可一起读取10个车道通行的车载射频卡信息；射频卡超低能耗规划，高能锂电可重复、接连读写高达700万次；射频卡具有低压检测及低压信号报送后台核算机的办理功用；射频卡的感应规模（可达300 m左右）和经过速度（可达120 km/h）可依据办理需求进行灵敏调整，而无需增加设备出资。
文献提出了使用RFID技能协助瞎子自助搭车。公交车辆中设备含有车辆信息的标签，瞎子带着RFID读卡器，读卡器和核算机以及天线相连。经过信号的传输，公交车辆的路途和终点站等信息便能够经过声讯体系奉告瞎子。
现在国内许多城市的公交优先体系、公交到离站信息办理体系以及不泊车收费体系（Electronic Toll Collection，ETC）均运用了RFID技能。可是，国内涵RFID的标准化方面还有待深化和完善，以便被更多的企业所承受，使不同出产商的出产体系及模块的代替性更好，使RFID的运用更为遍及。
2.4视频检测
视频检测办法也是智能交通体系先进的监控和检测技能之一，视频检测器能够大规模的对公交车辆进行检测和辨认。视频检测的根本原理是对摄像机得到的图画进行核算机处理，然后对视频中的运动物体进行检测。
视频车辆检测器首要由外场摄像机、数据传输设备和视频处理器组成。外场摄像机将路途上的交通视频图画拍照下来，经数据传输设备传给视频处理器。视频处理器经过相应的算法检测得到车辆的速度和数量。视频处理办法首要包含虚拟线圈法和特征辨认法。
虚拟线圈法是指经过相应程序在交通图画上设置虚拟线圈和粗线条，作为速度检测器和计数检测器，如图3所示。
虚拟线圈的尺度、方位和数量能够依据详细的路途状况进行调整。当车辆经过虚拟线圈和计数检测器时，会产生检测信号，经过视频处理软件的剖析和处理，可得到车速、流量等参数。
依据特征辨认的公交车辆检测办法首要包含依据几许和色彩特征、依据车型特征等办法。
依据几许和色彩特征的公交车辆检测的根本思想为：公交车辆的车牌一般为黄底黑字，且公交车辆的车体都比较大，有别于其他机动车辆的车身特征，因而，能够挑选其间一种特征结合车牌色彩做公交车辆的辨认检测算法。以公交车的保险杠和黄色车牌为例，其检测算法的流程图如图4所示。这种办法的运用有必定的局限性，在公交车场站等一些公交车辆会集、车型单一的场所，此办法的精确度较高；可是此办法不能判别大卡车和公交车差异，因而在路途中的公交车辆的检测进程中，该办法有待改善。
依据车型特征的公交车辆辨认算法首要运用的是形式辨认的办法，其结构图如图5所示。
其间，特征的提取和选取是指对研讨方针固有的、实质的首要特征或特点进行丈量并将成果数值化，或对方针进行分化产生基元并对其符号化，构成特征矢量或符号串、联系图，然后产生代表方针的形式。别的，在进行特征提取之前还需求对方针的信息载体进行必要的预处理。现在常用的特征辨认办法包含Haar特征、 HOG特征等。
为了有用地让机器具有分类辨认功用，首要对它进行练习，产生分类辨认的规矩和剖析程序，这也相当于机器进行学习。这个进程一般要重复进行屡次，不断地批改过错，改善缺乏，最终使体系正确辨认率到达规划要求。现在，机器的学习常需求人工干涉，这个进程通常是人机交互的。
视频检测器设备调试便利，对路面和土木设备不产生损坏，可是虚拟线圈检测器的方位是固定的，假如视频检测器的方位调整，程序则无法精确的进行检测。一起，此办法需求对检测路途进行虚拟线圈预设置，在实践的运用进程中过程较繁琐，没有杰出的移植性。而且此办法存在公交车辆漏检或错检的现象，因而在实践工程中此办法还有待完善。
依据车型特征的公交车辆辨认算法在实践运用进程中也会存在必定的漏检或错检现象，且对分类器的练习效果要求较高，一起因为特征点的提取和匹配需求必定的时刻，因而，此办法在运用时对检测精确度和实时性的要求较高。
文献选用车载卡与通讯基站信息交互的公交车辆辨认办法。在首要站点或加油站邻近指定的STD电话亭或加油站设备信号检测设备；一起，公交车辆设备车载卡。车载卡中含有的信息经过声讯体系后转化为本地电话号码，经过网站邮件更新的办法将更新的信息发送到终端中转站。然后完成公交车辆盯梢。
这种办法会涉及到较多的人为因素干涉，因而，这种办法仅适用于小规模的车辆盯梢体系，对大规模的实时车辆盯梢效果不抱负。
2.5近红外辐射光流检测公交车辆
提出了使用近红外辐射技能，经过光流检测器检测路途上的公交车辆。车辆检测器设备在高处，接连不断的向路途上发射近红外光，经过光线反射回发射器的时刻长度判别车型。
近红外发射机依据依照必定信号发射光线，光线接纳器接纳反射光线，并把反射光线输入到光流途径差比较电路中。反射信号的阻抗元件会因光流途径差的不同而改变，发射机的信号作为光流途径差的参阅信号输入到发射机。经过途径差比较电路中阻抗元件的改变辨认公交车辆。
3 常用检测办法比较
几种常用的检测办法及运用环境如表1所示。
环形线圈检测能够精准地确认出交通讯号操控体系中路途占有率、车辆行进速度和车距离等重要参数，可是这种被迫的检测办法不能精确的区别车辆类型，且对路途的运用寿命有重要影响。因而，跟着智能交通的不断开展，被迫式检测的缺点日益显着。
RFID检测在公交场站和公交车辆的到站预告体系中发挥了首要的效果，且现在广泛运用于ETC体系中，该技能的运用大大进步了路途及公交车的通行功率。但该办法需在车辆和路途设备超高射频发射和收发设备，在某些较特别区域中运用时会遭到必定的约束。而且，设备的设备和保护需求很多的投入且不利于体系的晋级改造，因而该办法并非是公交车辆检测的最佳办法。GPS办法也相同需求考虑设备的设备、保护的本钱。
视频检测是智能交通体系中不行短少的一部分，用视频设备的输出作为公交车辆检测的输入，能够进步资源的使用率，因而，在公交车辆辨认中视频检测技能有更大的开展空间。
4结语
视频检测能够代替人对路途检测体系中的视频图画画面进行归纳剖析，不只能够得到流量、占有率等惯例的路途交通服务信息，还能够对视频图画中的一切车辆进行确定、盯梢，并描绘其运转轨道，一起，对路途上产生的交通事情还有辨认功用。跟着核算机视觉技能的不断开展以及媒体处理、数字信号处理及图画辨认范畴的软硬件技能的进步，视频检测器运转的精确度和实时性都得到了较大的进步，能够幻想，在公交辨认体系中，视频检测技能将有更大的开展空间。
