摘 要：简要介绍了两种公路车辆检测系统的功能原理和系统方案，并对车辆信息地磁感应系统的发展进行了分析。
关键词：公路；车辆检测；方案
1 引言
智能交通系统是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。车辆检测器作为交通信息采集的重要前端部分，越来越受到业内人士的关注。车辆检测器以机动车辆为检测目标，检测车辆的通过或存在状况，其作用是为智能交通控制系统提供足够的信息以便进行最优的控制。车辆信息地磁感应系统作为取代传统的线圈车辆检测器的一种新型车辆检测设备，依靠其自身的特点和优势，已在国内外得到了越来越广泛的应用。
2 感应线圈式车辆检测器
2.1 感应线圈式车辆检测器基本原理
在同一车道的道路路基段埋设一组感应线圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。当车辆分别经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，同时状态信号传输给车辆检测器，由其进行采集和计算，并发送到上位机进行处理。车辆检测系统外场设备部分主要由车辆检测器和检测线圈组成。
2.2 感应线圈式车辆检测器的安装
感应线圈式车辆检测系统施工流程通常包括切割线圈槽、敷设线圈电缆、灌胶、测试线圈电气特性、车辆检测器安装调试。
（1）检测域选取。环形线圈通常安置在切割路面的槽里，其典型的宽度为6至8毫米，深度为4至6厘米。（2）路面画线。根据车道宽度和检测对象要求，确定线圈规格尺寸及匝数，进行路面画线，拐角处45度倒角，避免尖角损坏电缆护套。（3）锯缝开槽与清理。（4）铺装线圈电缆。（5）馈线敷设。（6）电缆固定。（7）线槽回填。槽内缝隙须填实并与道路结为一体，防止线圈在有车经过时产生颤动或松动。
2.3 感应线圈式车辆检测器缺点
感应线圈式车辆检测器具有安装简便、抗干扰能力强、集成化程度高等优点，但也存在着固有的一些缺点，安装或维护地感线圈时必须直接埋入车道，这样交通会暂时受到阻碍，不利于保持车辆行驶的畅通；埋置地感线圈的切缝会使路面软化，这样容易使路面受损，尤其是在有信号控制的十字路口，在这里车辆经常启动或者制动，可能会使道路损坏更加严重；地感线圈易受冰冻、路基下沉、土地盐碱等自然环境的影响，感受磁场变化不准，从而影响检测效果；当车流拥堵，车间距小于3m的时候，地感线圈检测器的检测精度大幅度降低，甚至无法检测，而在我国很多城市，上下班高峰时交通都十分拥堵，地感线圈检测器在交通拥堵时检测精度就会大幅度降低，这样就不利于交通信息的采集和道路交通的管理。
3 车辆信息地磁感应检测系统
3.1 地磁车辆检测器基本原理
为提高车辆检测准确度和系统抗干扰能力，降低系统成本，减少对路面的破坏，提出了基于地磁感应的无线车辆检测系统的方法。与传统车辆检测器相比，该检测器采用各向异性磁阻传感器进行设计，尺寸小，易于集成。检测器对采集的数据进行处理和特征提取， 利用2个地磁感应器， 应用基于阈值的车辆判别方法，进行车流量的实时在线的检验，并通过无线网络系统将数据传输给上位机，无需布线，易于施工，基于地磁感应的车辆检测方法的准确率达到了96%。系统工作稳定可靠，不受环境路况天气等外在因素的影响，与传统车辆检测系统相比，在性能、实时性、成本、寿命、维护等方面整体上有很大的优越性。
3.2 地磁车辆检测器的性能特点
由于车辆本身含有的铁磁物质会对车辆存在区域的地磁信号产生影响，使车辆存在区域的地球磁力线发生扭曲。车辆在运动状态时，这种铁磁物质对地磁场的影响会跟随车辆的运动。当车辆经过磁敏探测端机时，磁敏传感器可以探测出地磁信号的变化并以输出电压信号的形式得以反映，放大器对该信号进行充分放大，滤波隔直电路对关键信号进行进一步提取并通过比较器电路产生一个中断信号，单片机收到此中断信号便开始通过模数转换器对放大器放大后的信号不断采集，并根据相应的算法采集车辆信息。正是这样一个世界领先的检测技术，成功应用到了智能交通行业。
主要特点：
（1）环境适应性强：能够全天候持续正常工作 设置方便、灵活；（2）系统采用模块化、结构化设计，可扩展性好、系统运行效率高；（3）实时对多路口多车道的车流量信息进行采集和统计；（4）使用寿命长：可工作3年以上无需更换电池；（5）体积小，无线传输，安装、维护方便，对路面破坏较小；（6）灵敏度根据路况软件可调，对低速或静止车辆也有良好的检测效果，准确率高；（7）抗干扰好：检测器经过多次硬件滤波和数字滤波，经微处理器算法识别，抗振动、雷电和无线信号干扰，正确率和灵敏度高；（8）安装方便，效果美观：施工周期短，成本低，不需要大型切割设备，路面破坏程度小，只需要在路面打出一个深度略大于120mm，直径为108mm（打孔机标准孔径）的圆洞即可。
3.3 地磁车辆检测系统施工技术
3.3.1 地磁感应器安装
通过水钻（通用工具）在路面钻一圆洞将地磁感应器埋入路面，对路面无破坏和损伤，保证城市道路美观，安装时间短无需长时间封闭车道，有效的减少了施工过程中交通安全风险。
（1）封闭待安装的车道，按照设计图进行施工放样，在指定位置上定出地磁检测器安装孔位，并在每个孔位上定出标志；
（2）根据设计图的要求打安装孔，并清空孔内杂物；
（3）将钻好的孔内的杂物清除、水吸干；
（4）将碎石子垫入孔底，并夯实压平；
（5）把检测器的磁环开关按箭头指引方向下滑取掉，将检测器放入孔内，正面（有标识的一面）朝上，检测器正面必须与路面相平；
（6）用混泥土填充检测器周围缝隙，并与周围路面平齐，注意不要用填料覆盖检测器正面。
3.3.2 接收天线安装
基站及中继的天线要求装在离地面5米高的杆件上，一般可以采用U型抱箍将接收天线固定在车行型号灯杆件或者电子警察杆件上。特别是基站天线的安装，要求天线的连接线穿过地埋管连接到信号控制柜中的接收主机馈线端口，安装时利用垂线椎检测保证天线中“O”型圈与地面垂直且整个天线要离开其他金属物30cm以上。
3.3.3 中继器安装
结合路口车道划分和地磁感应器的实际布置，选中适当位置安装信号中继、接收主机和天线，有效提高信号传输效果、提高车辆感应和信号接收精确度，避免单独设置杆件和机箱，减少工作量、提高工作效率中继器安装在路边立杆的背包箱内，将馈线接头与天线插口连接牢固。连接适配器或蓄电池接入电源插口，将电源开关拨至ON状态。
3.3.4 系统功能调试检测
在完成所有检测器的安装布设后，撤离所有路障设施，保证所有车道正常通车。观察接收主机上与所安装检测器编号对应的指示灯，进行调试。系统功能调试包括：地磁信号无线传输检测、自适应背景调整、交通信号自动控制功能调试检测、交通信号自动控制功能调试检测。
科学的组织施工人员，精心调测，确保主机与各个感应器之间的信号传输正常。通过交通信号灯控制机联调，实现路口交通流量和车辆信息的精确统计，实现交通信号灯的自适应控制，从而提高路口车辆通行量，有效缓解路口交通拥堵。
4 结束语
随着中国城市化的发展，智能交通建设正发生日新月异的变化。对城市交通工程的人性化和智能化控制提出了更高的要求，车辆地磁感应系统正是智能交通系统中的一项关键控制子系统，在未来的城市智能交通建设中车辆信息地磁感应系统将得到广泛的推广和应用。
参考文献
[1]翁小雄，等.机电工程技术手册[M].北京：人民交通出版社，2005.
[2]张亚平，裴玉龙，王富.现代交通检测技术在城市快速路系统交通调查中的应用[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学.