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高速公路交通流量预测与监控系统设计随着城市化进程的加快，高速公路的建设和使用也越来越普遍。
然而，由于交通流量的不确定性和突发事件的发生，高速公路的交通管理面临着诸多挑战。
为了提高交通运输效率和安全性，设计一个高速公路交通流量预测与监控系统就显得尤为重要。
一、系统设计的目标与功能高速公路交通流量预测与监控系统的设计目标是提供一个全面、准确、实时的交通流量信息，便于交通管理部门对高速公路进行调控和管理。
该系统应具备以下主要功能：1. 流量数据采集：利用传感器、摄像头等技术手段，实时采集高速公路上的车辆数量、速度、密度等交通流量数据，确保数据的准确性和时效性。
2. 流量预测：通过对历史交通数据和实时监测数据的分析，结合机器学习算法和数据模型，预测未来一段时间内的交通流量变化情况，为交通管理部门制定合理的交通调度和资源配置提供依据。
3. 堵塞检测与预警：根据交通流量的变化情况和设定的阈值，实时监测高速公路上是否存在交通拥堵情况，并及时预警，以便及时采取措施疏导交通，防止事故和交通拥堵的发生。
4. 数据可视化与分析：将采集到的交通流量数据进行统计、分析和展示，绘制交通图表和热力图等，为交通管理部门提供直观、清晰的数据展示，便于他们快速了解交通状况，并做出相应决策。
二、系统设计与实施方案1. 数据采集：在高速公路上设置传感器、摄像头等设备，将所采集到的数据传输至数据中心。
传感器可采用车辆识别传感器、微波雷达传感器等，摄像头可采用高清摄像头或车牌识别摄像头等。
数据中心可以采用云计算平台，利用大数据处理技术进行数据存储和计算。
2. 流量预测：通过历史交通数据的分析和机器学习算法的训练，构建交通流量预测模型。
可以利用时间序列分析、回归分析、神经网络等方法，对未来一段时间内的交通流量进行预测。
预测模型可定期更新，以适应交通流量的变化。
3. 堵塞检测与预警：通过实时监测设备提供的数据，结合预设的阈值，判断交通流量是否超过了道路的承载能力，从而预测是否存在堵塞情况。
智能交通流量监测系统设计智能交通流量监测系统（Intelligent Traffic Flow Monitoring System）是一种基于现代信息技术和智能算法的交通监测系统。
它通过使用各类传感器、摄像头以及图像处理等技术，实时监测道路上的交通流量情况，并对交通拥堵、事故等情况进行自动检测和报警，以实现交通运输的高效和安全。
一、系统设计原理智能交通流量监测系统的设计基于以下原理：1. 传感器技术：利用地磁传感器、压力传感器等设备，实时获取道路上车辆的数量和速度等信息。
2. 图像处理技术：通过摄像头拍摄实时道路情况，并利用计算机视觉算法进行图像处理，提取车辆信息和交通状态。
3. 数据分析和挖掘：通过对采集到的交通数据进行统计分析和挖掘，可以了解交通流量的变化趋势，预测拥堵和事故发生的概率。
4. 报警和指挥系统：根据监测结果，系统可以自动发出报警并向相关部门提供实时信息，帮助指挥中心和交警部门更好地应对交通拥堵和事故。
二、系统设计要素智能交通流量监测系统的设计包括以下要素：1. 传感器布置与安装：根据道路的特点和交通流量的分布，合理布置传感器设备，确保能够准确采集到交通数据。
2. 数据采集与传输：传感器采集到的数据需要实时传输给中央服务器进行处理和分析，采用稳定可靠的数据传输方式，保证数据的及时性和完整性。
3. 图像处理与识别算法：利用计算机视觉技术开发图像处理和车辆识别算法，实现对道路上车辆信息的提取和交通状态的分析。
4. 数据管理和存储：对采集到的交通数据进行管理和存储，包括数据的整理、归档和备份，以满足后续的数据分析和挖掘需求。
5. 报警和指挥系统：根据交通数据的分析结果，及时发出报警信号，并通过指挥系统将情况通知相关部门，以便及时采取措施。
三、系统设计流程智能交通流量监测系统的设计流程包括以下几个步骤：1. 系统需求分析：根据实际需求和交通状况，明确系统的功能与性能要求，确定监测区域和监测指标等。
高速公路智能交通控制系统的设计和实现一、引言随着交通运输的快速发展，高速公路成为现代城市交通的重要组成部分。
然而，高速公路交通管理面临着各种挑战，如交通拥堵、事故频发等问题。
为了解决这些问题，智能交通控制系统应运而生。
本文旨在探讨高速公路智能交通控制系统的设计和实现。
二、系统概述高速公路智能交通控制系统是一种利用现代信息技术，对高速公路交通进行实时监测与控制的系统。
它包括交通信息采集、数据处理与分析、实时监测与控制等功能模块。
通过实时监测路况、及时预警并采取相应措施，该系统能够提高高速公路的运行效率和安全性。
三、交通信息采集高速公路智能交通控制系统的核心是对交通信息进行准确、高效的采集。
常用的交通信息采集设备包括交通监控摄像头、传感器和路面检测器等。
这些设备能够实时监测车辆数量、车速、车道情况等，将采集到的数据传输给系统中央处理器。
四、数据处理与分析高速公路智能交通控制系统通过数据处理与分析模块对采集到的信息进行处理和分析。
首先，对采集到的原始数据进行清洗和过滤，提取有效信息；然后，根据历史数据和实时情况进行统计和分析，得出交通拥堵、事故发生等预测结果。
最后，根据分析结果生成相应的交通控制策略，并传输给实时监测与控制模块。
五、实时监测与控制实时监测与控制模块是高速公路智能交通控制系统的关键组成部分。
它通过与交通信息采集和数据处理与分析模块的交互，实时监测交通情况，并根据预测结果进行相应的交通控制。
例如，在交通拥堵情况下，系统可以通过变更车道分配、调整限速等方式减缓交通压力；在事故发生时，系统可以及时发出警示并指导车辆绕行。
通过这些控制措施，系统能够提高车辆通过率，降低事故发生率。
六、结构与通信高速公路智能交通控制系统的设计也需要考虑系统的结构和通信。
一般而言，系统结构包括中央服务器、通信设备和分布式控制节点。
中央服务器负责数据处理与分析，通信设备用于与各个交通信息采集设备进行数据传输，分布式控制节点用于实时监测与控制。
高速公路监控系统软件的设计与实现一、需求分析高速公路监控系统软件的设计需求主要包括两个方面：一是实时监控高速公路上的交通情况，包括车流量、车速、车辆违章等信息；二是实时监控高速公路上的安全情况，包括交通事故、道路损坏等信息。
根据这些需求，我们需要设计一个具备数据采集、处理和显示功能的软件系统。
二、系统设计1. 数据采集高速公路上的数据主要通过传感器和监控摄像头来采集。
传感器主要用于采集车流量、车速、气象等数据，而监控摄像头用于采集车辆和交通情况的图像数据。
这些采集的数据需要通过网络上传到数据中心进行处理和存储。
2. 数据处理在数据中心，需要对采集到的数据进行处理，包括图像识别、数据分析等工作。
图像识别可以通过计算机视觉技术进行车辆和交通情况的识别，从而得到车辆的数量、车速等信息。
而数据分析可以通过统计和算法分析来得到公路上的安全情况。
3. 数据显示处理好的数据需要通过用户界面进行显示，以便相关人员对高速公路的情况进行监控和管理。
数据显示界面需要清晰直观地展示各项数据指标，并能够实时更新数据信息。
为了方便相关人员进行操作和管理，界面需要具备一定的交互性和可操作性。
三、系统实现高速公路监控系统软件的实现主要包括三个方面：数据采集系统、数据处理系统、数据显示系统。
数据采集系统需要采用传感器技术和监控摄像头技术进行数据采集和传输；数据处理系统需要具备图像识别和数据分析的算法技术；数据显示系统需要具备良好的用户界面设计和数据显示能力。
四、系统优化高速公路监控系统软件的优化主要包括两个方面：系统性能优化、用户体验优化。
系统性能优化需要不断优化数据采集、处理和显示系统的性能，提高系统的响应速度和稳定性。
用户体验优化需要不断改善用户界面的设计，提高用户对系统的使用舒适度和便利性。
1. 系统性能优化在数据采集系统中，可以采用更加先进的传感器和监控摄像头技术，以提高数据的采集速度和准确性。
在数据处理系统中，可以采用更加高效的图像识别算法和数据分析算法，以提高数据处理的速度和精度。
《高速公路车道监测管理系统的设计与实现》篇一一、引言随着中国高速公路的迅猛发展，车辆数量不断增加，交通安全管理成为了一个重要的课题。
为了有效监控和管理高速公路的车道使用情况，提高道路交通的安全性和效率，高速公路车道监测管理系统应运而生。
本文将详细阐述高速公路车道监测管理系统的设计与实现过程。
二、系统设计背景与目标高速公路车道监测管理系统的设计旨在通过先进的科技手段，实现对高速公路车道的实时监控，为交通管理部门提供准确的车辆通行数据，提高道路使用的安全性和效率。
本系统以智能化、高效化为目标，对车道占用情况、交通流量等进行实时监控与分析。
三、系统设计原则在系统设计过程中，我们遵循了以下原则：1. 可靠性原则：系统应具备高可靠性，确保在各种复杂环境下都能稳定运行。
2. 实时性原则：系统应能实时监测车道使用情况，为交通管理部门提供及时的信息。
3. 可扩展性原则：系统应具备较好的可扩展性，以适应未来技术的发展和需求的增加。
4. 易用性原则：系统界面应简洁明了，操作方便，便于交通管理人员的使用。
四、系统架构设计本系统采用分层架构设计，包括感知层、传输层、处理层和应用层。
1. 感知层：通过安装高清摄像头、雷达等设备，实时感知车道使用情况。
2. 传输层：将感知层收集到的数据通过通信网络传输到处理层。
3. 处理层：对传输的数据进行处理和分析，提取有用的信息。
4. 应用层：将处理后的信息以图表、报表等形式展示给交通管理部门，为其提供决策支持。
五、系统功能实现1. 车道占用监测：通过高清摄像头和雷达设备，实时监测车道占用情况，为交通管理部门提供准确的车辆通行数据。
2. 交通流量分析：对收集到的交通流量数据进行处理和分析，为交通管理部门提供道路拥堵情况、车速等信息。
3. 预警提示功能：当车道出现异常情况时，系统可自动发出预警提示，为交通管理部门提供及时的信息。
4. 数据存储与查询：系统可存储大量的交通数据，为用户提供便捷的数据查询功能。
高速公路交通运输管理信息系统设计随着社会经济的发展，高速公路交通运输在我国变得越来越重要。
为了更有效地管理和监控高速公路的交通运输，提高交通安全和服务质量，设计一个高速公路交通运输管理信息系统是至关重要的。
高速公路交通运输管理信息系统是指基于计算机技术和信息化手段，对高速公路交通运输系统进行全面、准确、实时的数据记录、监测、分析和管理。
这个系统可以帮助相关部门实时了解交通状况，提供交通信息服务，加强交通安全管理等。
首先，高速公路交通运输管理信息系统应具备实时数据记录和监测功能。
包括采集和记录车辆的行驶速度、车道距离、车辆密度等信息，以及实时监测交通流量和路况。
这些数据可以通过传感器、摄像头等设备进行采集，并存储在数据库中。
实时数据的记录和监测可以帮助部门及时了解交通状况，及时做出合理的调度和部署，以提供更好的交通服务和保障交通安全。
其次，高速公路交通运输管理信息系统还应具备交通流量预测和分析功能。
通过对历史数据和实时数据的综合分析，可以预测未来一段时间内的交通流量，并及时进行预警和调度。
这有助于减少交通拥堵，提高交通运输效率，同时也提供了更好的交通安全保障。
此外，高速公路交通运输管理信息系统还应具备违法行为监测和处理功能。
通过安装监控设备和图像识别技术，可以实时监测交通违法行为，如闯红灯、超速行驶等，同时也可以将违法行为记录下来，并进行处理。
这可以有效地提高交通法规的执行力度，降低交通违法行为发生的概率，提高交通安全水平。
此外，高速公路交通运输管理信息系统还可以提供交通信息服务。
通过建立用户端的移动应用程序或网站，可以实时提供交通路况、交通事故信息、服务区位置、加油站位置等相关信息，方便司机和乘客查询和了解交通情况，提供更好的出行决策和服务。
在建立高速公路交通运输管理信息系统的过程中，需要注意以下几个方面。
首先，系统的可靠性和稳定性是关键。
高速公路交通运输系统是一个高度复杂的系统，需要确保系统能够24小时稳定运行，数据的准确性和及时性也是非常重要的。
车流量自动检测系统设计作者姓名：张伯梅专业名称：电气工程及其自动化指导教师：雷永锋摘要随着现代经济的高速发展，交通运输的保障就显得尤其重要,对交通管理的要求也越来越高，将计算机科学与通信等高新技术运用于交通监控管理与车辆控制，以保障交通顺畅及行车安全，从而改善环境质量，促进经济发展的智能交通系统ITS(Intelligent traffic system, ITS)也随之应运而生。
而实时获取交通车流量的车辆检测技术是ITS 的基础。
本文设计了一种基于ATmeagal6L单片机的车流量检测系统。
其中主要是将红外传感器测得的电平信号传递到单片机中，通过单片机判断处理、计数等功能实现车流量的检测。
该系统可以实现单位时间内的计量，这对于城市交通管理具有一定的帮助作用。
关键词：车流量检测红外线传感器算法AbstractWith the rapid development of modern economy, transport, protection is particularly important on the traffic management requirements have become more sophisticated, computer science and communications, and other high-tech application of traffic control and vehicle monitoring and management in order to safeguard the smooth flow of traffic and traffic safety, thereby improving the quality of the environment, promote economic development in Intelligent Transportation Systems ITS (Intelligent traffic system, ITS) also came into being. Real-time access to traffic flow and vehicle detection technology is the basis of ITS.In this paper, the design of a flow-based SCM ATmeagal6L detection system. Which is measured by infrared sensor-level signal transmission to the single-chip, the judge dealt with the adoption of single-chip, traffic counts and other functions to achieve the detection. The system can be achieved per unit time of measurement, which is the management of urban transport has a role to help.Keywords：Traffic flow magnitude, Infrared matrix, examination Intelligence，Algorithm目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................................................... I II 前言............................................................................................................................ - 1 -1 车流量检测系统的概述........................................................................................ - 3 -1.1课题研究现状.............................................................................................. - 3 -1.2研究的目的.................................................................................................. - 4 -1.3传统的车流量检测技术.............................................................................. - 5 -1.3.1 基于超声波的检测系统.................................................................. - 5 -1.3.2 基于视频图象的检测系统.............................................................. - 5 -1.3.3 声学检测.......................................................................................... - 5 -1.3.4 磁力计检测...................................................................................... - 6 -1.3.5 激光雷达检测方法.......................................................................... - 6 -2系统的工作原理..................................................................................................... - 7 -2.1车流量检测系统的工作原理...................................................................... - 7 -2.2 系统需求分析............................................................................................. - 7 -2.3 系统总体模块设计..................................................................................... - 7 -3 系统硬件设计........................................................................................................ - 9 -3.1单片机技术.................................................................................................. - 9 -3.1.1单片机简介....................................................................................... - 9 -3.1.2 ATmega16L单片机 ........................................................................ - 10 -3.2 传感器简介............................................................................................... - 11 -3.2.1 传感器的基础知识........................................................................ - 11 -3.2.2 红外线传感器................................................................................ - 12 -3.3系统总体设计............................................................................................ - 15 -3.3.1 系统总体功能模块................................................................................ - 15 -3.3.2系统总体电路图..................................................................................... - 17 -4 系统的软件设计.................................................................................................. - 18 -4.1 识别算法的设计过程............................................................................... - 18 -4.2 系统设计流程图....................................................................................... - 19 -4.3系统软件设计子程序................................................................................ - 23 -4.3.1 报警子程序.................................................................................... - 23 -4.3.2 一秒延时子程序............................................................................ - 23 -4.3.3 显示子程序.................................................................................... - 23 -4.3.4 延时一秒子程序............................................................................ - 25 -总结.......................................................................................................................... - 26 -致谢.......................................................................................................................... - 27 -参考文献.................................................................................................................. - 28 -前言随着人口数量的增长，给交通带来的压力越来越大，于之同时，科学技术也在不断发展。
高速公路路况监测与预测系统设计与优化摘要：高速公路是现代交通网络中承担重要交通运输任务的重要组成部分。
为了提高交通运输效率和道路安全性能，设计和优化高速公路路况监测与预测系统显得尤为重要。
本文介绍了高速公路路况监测与预测系统的设计原理和关键技术，以及如何优化系统以提高监测和预测的准确性和可靠性。
1. 引言高速公路是现代交通网络中的重要组成部分，其交通状况的好坏直接关系到人们的出行效率和安全。
因此，设计一套高效准确的高速公路路况监测与预测系统对于交通管理部门和驾驶员来说至关重要。
本文将详细介绍高速公路路况监测与预测系统的设计原理和关键技术。
2. 高速公路路况监测系统设计2.1 系统架构高速公路路况监测系统主要由传感器网络、数据处理中心和用户界面组成。
传感器网络负责实时采集路面和交通数据，将其传输到数据处理中心；数据处理中心负责对采集到的数据进行分析和处理，生成路况信息和预测结果；用户界面则向驾驶员和交通管理人员展示处理后的信息。
2.2 传感器选择为了准确地获取路况数据，传感器的选择至关重要。
常用的传感器包括车载摄像头、地磁传感器、微波雷达等。
不同的传感器具有不同的特点和适用场景，需要根据实际情况进行选择和布置。
2.3 数据采集与传输传感器采集到的数据需要及时上传到数据处理中心进行处理，因此，建立稳定可靠的数据传输通道至关重要。
常用的数据传输方式包括有线网络和无线网络等。
同时，为了保证数据的完整性和准确性，还需要考虑数据加密和传输安全的问题。
3. 高速公路路况预测系统设计3.1 建立模型高速公路路况的预测需要建立合适的模型来分析和预测未来的交通状况。
常用的模型包括时间序列模型、神经网络模型和回归模型等。
根据实际需求和数据特点选择适合的模型进行预测。
3.2 数据分析与处理预测模型建立完成后，需要对历史数据进行分析和处理，以提取有用的特征和建立准确的预测模型。
数据分析和处理的过程中需要考虑特征工程、异常值处理和数据清洗等问题。
高速公路监控系统方案一、引言二、系统概述（一）系统目标高速公路监控系统的主要目标是实时监测高速公路的交通状况、路况信息、车辆行驶情况等，及时发现异常事件，如交通事故、拥堵、恶劣天气等，并采取相应的措施，保障道路的安全畅通，提高交通运输效率。
（二）系统功能1、交通流量监测通过安装在道路上的车辆检测器，实时采集车辆的数量、速度、车型等信息，为交通管理部门提供准确的交通流量数据，以便进行交通规划和调控。
2、路况监测利用视频监控设备、气象传感器等，对道路的路面状况、能见度、温度、湿度等进行监测，及时发现道路损坏、积水、结冰等情况，为道路维护和交通安全提供保障。
3、事件监测与报警通过视频分析技术、传感器等手段，自动检测交通事故、车辆故障、违法停车、逆行等异常事件，并及时发出报警信号，通知相关部门进行处理。
4、信息发布将监测到的交通信息通过可变情报板、广播、互联网等渠道向驾驶员发布，引导车辆合理行驶，缓解交通拥堵。
三、系统组成（一）前端采集设备1、摄像机在高速公路沿线、收费站、服务区等重要位置安装高清摄像机，实现对道路的实时视频监控。
摄像机应具备日夜转换、自动聚焦、远程控制等功能。
2、车辆检测器采用环形线圈检测器、微波检测器、视频检测器等设备，检测车辆的通过时间、速度、车型等信息。
3、气象传感器安装温度传感器、湿度传感器、风速传感器、能见度传感器等，实时监测道路的气象状况。
（二）传输网络1、有线传输利用高速公路沿线的通信光缆，构建专用的传输网络，将前端采集设备的数据传输至监控中心。
2、无线传输对于一些偏远地区或临时监测点，可以采用无线通信技术，如4G/5G 网络、卫星通信等，实现数据的传输。
（三）监控中心1、服务器安装数据库服务器、应用服务器等，负责存储和处理采集到的数据。
2、监控终端配备大屏幕显示系统、操作控制台等设备，供监控人员实时查看道路状况、处理报警事件、发布信息等。
3、存储设备采用磁盘阵列等存储设备，对视频数据、交通数据等进行长期保存，以便后续查询和分析。
高速公路路况监测与预警系统设计高速公路是现代交通运输中最重要、最快捷的一种方式。
然而，高速公路上的交通事故频繁发生，给行车安全带来了巨大的隐患。
为了及时掌握高速公路的路况，并提前预警可能出现的危险情况，设计一个高效可靠的高速公路路况监测与预警系统显得尤为重要。
一、系统的组成与功能1.传感器网络为了实时监测高速公路的路况情况，系统首先应该建立一套完善的传感器网络系统。
通过在不同位置安装各种传感器，如摄像头、载重传感器、温度传感器等，收集关于道路状况、车流量、天气状况等数据。
这些传感器将实时监测路面的情况，并将信息传输给中央控制中心。
2.数据分析与处理中央控制中心负责接收传感器传输的数据，并对这些数据进行分析和处理。
通过数据分析，可以准确判断出道路是否存在问题，如高速公路路面损坏、交通拥堵等。
同时，还可以结合车流量数据和天气数据，对高速公路的通行能力进行预测和评估。
3.预警系统当系统判断出高速公路存在安全隐患时，应该及时进行预警，以避免事故的发生。
预警系统可以通过各种方式进行，如在电子路牌上显示交通状况、通过手机APP发送通知给驾驶员等。
这样，驾驶员可以根据预警信息做出相应的决策，选择更安全的行车路线或采取其他措施。
二、应用技术与创新1.人工智能技术在高速公路路况监测与预警系统中，人工智能技术可以起到关键作用。
通过机器学习算法，可以对传感器数据进行自动分析和处理，准确判断出道路的状况。
同时，还可以通过对历史数据的分析，建立预测模型，提前预警可能出现的危险情况。
2.云计算技术高速公路路况监测与预警系统需要处理大量的数据，在传统的计算方式下可能会面临处理速度慢、存储空间不足等问题。
而云计算技术可以解决这些问题，实现数据的快速处理和存储。
通过在云端建立存储和计算平台，可以使系统更加高效和稳定。
三、系统的优势与挑战1.优势高速公路路况监测与预警系统能够及时发现路况问题，并提前预警，从而减少交通事故的发生。
它可以为驾驶员提供准确的路况信息，使驾驶更加安全和高效。
Open Journal of Transportation Technologies 交通技术, 2014, 3, 110-114Published Online July 2014 in Hans. /journal/ojtt/10.12677/ojtt.2014.34016Design of the Expressway Traffic FlowSurveillance SystemHuagang PeiYichang Testing Technology Research Institute, YichangEmail: Ruby7901@Received: Jun. 11th, 2014; revised: Jul. 10th, 2014; accepted: Jul. 20th, 2014Copyright © 2014 by author and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThrough analyzing the characteristics of various traffic flow data detection methods and the envi-ronment of the expressway traffic, this paper designs the expressway traffic flow surveillance system which includes live traffic flow data acquisition system and remote data processing center.Live traffic flow data acquisition system uses the vehicle detector based on GMR as traffic flow sensors. With GPRS or 3G network, traffic flow data are transmitted to remote data processing center which can realize the centralized control and management for the data of traffic flow. This system has environment adaptability and high detection reliability, and can be applied to ex-pressway network traffic guidance and effective emergency evacuation.KeywordsExpressway, Traffic Flow Surveillance, Vehicle Detection, GMR高速公路交通流数据检测系统设计裴华刚宜昌测试技术研究所，宜昌Email: Ruby7901@收稿日期：2014年6月11日；修回日期：2014年7月10日；录用日期：2014年7月20日摘要系统由现场交通流采集系统和远程数据处理中心两部分组成。
现场交通流采集系统采用基于GMR的地磁式车辆检测器作为交通流数据检测传感器，各设备之间采用无线自组网方式进行数据传输。
远程数据处理中心与现场交通流采集系统通过GPRS或3G通信，可实现交通流数据远程集中控制和管理。
本系统环境适应性强，安装维护方便，具有一定的实用价值。
关键词高速路网，交通流数据，地磁式车辆检测，巨磁电阻1. 引言在道路交通信息中，交通流数据是公安交通指挥系统的重要信息来源，交通流的采集为指挥调度、交通流量控制、交通诱导等提供决策依据[1]。
在高速路网中，交通流量信息非常重要，通过流量信息，高速路网管理部门能实时了解各路段的实时车辆数量信息，提供直观的路网车辆负荷量，为路网的调度和整体规划提供准确数据[2]。
2. 交通流数据检测技术发展概况交通流检测技术的研究已经开展多年，主要集中在城市交通检测场合，近年来随着我国高速路网的飞速发展，高速公路交通流检测应用需求剧增。
根据安装方式交通流检测技术可分为接触式检测方式和非接触式检测方式。
最先开始发展的是接触式的交通信息检测技术，其主要代表是压电、压力管探测、环行线圈探测[3]。
这些检测装置都埋藏在路面之下，当汽车经过检测装置上方时会引起相应的压力、电场或频率的变化，检测装置将这些力、电场和频率的变化转换为所需要的交通信息。
路面接触式的交通检测技术较成熟，优点是测量精度高，易于掌握，一直在交通信息采集领域中占有主要地位。
但接触式的交通检测有着不可避免的缺点：车辆对道路的碾压导致其使用寿命较短，安装维护困难，须中断交通、破坏路面，使用成本较高。
新兴发展的非接触式交通信息检测装置主要分为波频探测和视频探测两大类，波频探测包括微波、超声波和红外三种，这些检测装置可通过支架安装，维护方便、寿命长。
但易受户外气候条件的影响，存在环境适应性不强，检测准确率不高等问题[4]。
上述交通流检测技术主要应用于城市交通检测场合，目前应用于高速路网的交通流检测系统基本都是采用传统的城市交通流检测方式，没有充分考虑高速公路供电不便，信息传输困难，环境恶劣等因素，导致这些检测系统出现可靠性不高，工程应用性不强等问题。
3. 高速路网交通流量检测系统设计针对常用的高速公路交通流检测系统存在的安装维护不便，供电困难，信息远程传输困难等问题，本设计采取如下措施：1) 采用基于巨磁电阻(GMR)原理的地磁式车辆检测器作为现场交通流数据检测传感器。
检测器通过低功耗设计，电池供电，具备外形小巧、检测准确、安装维修便捷、检测精度高等优点，特别实用于户外恶劣环境。
2) 现场采用无线自组网网络进行数据传输；3) 现场设备进行低功耗设计，采用电池和太阳能供电，无需外接电源。
4) 现场设备与远程控制中心通过GPRS或3G等公共传输通道进行数据传输，无需建立专用网络。
3.1. 系统组成系统总体结构分为现场交通流采集系统和远程数据处理中心两部分，两者之间通过GPRS或以太网通信网络连接。
分别实现现场车辆数据采集和远程数据处理及发布功能。
其组成框图如图1所示。
3.2. 现场交通流采集系统设计现场交通流数据采集系统采用地磁式车辆检测器作为高速路网交通流数据信息的前端数据采集设备。
地磁车辆检测器采用弱磁检测原理，通过电池供电，地埋式安装，数据传输采用无线自组网方式[5]。
1) 地磁式车辆检测器原理及组成地球的磁场在一定的范围内(大约几公里)是基本不变的。
大的铁磁物体的磁扰动，如一辆汽车，可看作多个双极性磁铁组成的模型，双极性磁铁具有北南的极化方向，可引起地球磁场的扰动。
该扰动量导致巨磁电阻传感器阻值的变化，从而引起电路中电压电流的变化。
通过采集该电压变化，可以检测出相应区域的车辆存在和通过等信息，对于交通系统而言可以提供区域路段的车速车流量等信息[6]。
图2为车辆的磁场分布及磁场扰动值。
磁式车辆检测器由弱磁传感器、信号调理单元、无处理器单元、无线传输单元和电源管理单元组成。
其组成示意图如图3所示。
弱磁传感器采用巨磁电阻效应传感器(GMR)，巨磁阻效应是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
当有铁磁性物质形成的双极性磁铁(如车辆)经过纯净的地磁场时会引起地磁场的畸变，产生不规则磁场，实现对铁磁性物体的检测。
微处理器完成磁场数据的采集和数据处理，并根据采集的数据进行处理，判断车辆的状态，同时通Figure 1. Block diagram of the system图1. 系统组成框图(a) (b) Figure 2. Disturbance of Earth’s magnetic flux lines by a vehicle图2.车经过时磁场分布及磁场扰动值Figure 3.Block diagram of the wireless vehicle detector图3.无线地磁式车辆检测器组成框图过无线传输单元将检测数据传输至上层系统。
信号调理单元要求采用增益高、输入阻抗大，噪声低和共模抑制比的放大电路[7]，本设计采用TI 公司的INA333精密仪表放大器。
电源管理单元通过低功耗控制策略，减低模块工作时的功耗，保证电池长时间供电需求。
2) 现场交通流数据采集系统数据通信及布局现场的交通流采集系统各设备之间通过无线局域网的方式进行通信，考虑到现场为野外环境，无线通信的可靠性为设计的关键部分。
本身设计采用无线自组网网络，无线路径采用冗余设计，确保数据传输的可靠性。
埋入路面的地磁式车辆检测器检测车辆的存在和通过，检测器与附近的无线接收器(AP)之间通过无线局域网络通信，通信频段为2.4 Ghz。
检测数据在无线接收器(AP)汇集后，通过GPRS或3G网络将数据传送至远程数据处理中心(见图4)。
3.3. 远程数据处理中心数据中心是智能交通的神经中枢，汇总了路网各路段装配有无线车辆传感模块路段的所有车辆信息。
数据处理中心负责统计、管理各路段车流量和车道占有率信息，并且根据这些数据的分析结果，对交通管理、民众生活和路网规划提供基础的数据支持。
4. 结束语由于检测技术手段单一，系统可靠性不高，工程施工不便等问题，我国高速路网交通流信息检测系AP+GRPR/3GFigure 4.Field layout of the vehicle detection system图4. 地磁式车辆信息采集系统现场布局图统应用相对高速路网建设存在严重的滞后。
本交通流信息检测系统基于地磁式车辆信息技术、无线传输网络和远程管理平台，能有效解决了野外车辆检测、供电和信息传输等问题，具有较强的实用价值。
本系统在进行工程应用之前，还需对车辆检测精度、无线数据的可靠性传输、系统低功耗可靠运行进行进一步研究和探索。
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