談?wù)摰浇煌ǜ兄?，就不得不提到一個(gè)人物，查爾斯·阿德勒。他生于1899年，是一名鐵路信號(hào)工程師，從可考的歷史上看，應(yīng)該算得上是交通檢測(cè)的創(chuàng)始人之一。1925年12月，阿德勒在巴爾地摩北部的一條道路上測(cè)試了他的發(fā)明——當(dāng)車輛通過(guò)限速點(diǎn)時(shí)，路面的電磁裝置會(huì)自動(dòng)激活車載限速裝置，將車輛速度限制到24km/h。這應(yīng)該算是最早的車路協(xié)同，比現(xiàn)在的車路協(xié)同早了將近100年。

1928年，阿德勒在巴爾的摩安裝了世界上最早的車輛檢測(cè)裝置，通過(guò)檢測(cè)汽車的鳴笛聲感知車輛的交通需求，這是被公認(rèn)的歷史上第一個(gè)感應(yīng)式控制路口。1929年，阿德勒在巴爾的摩的街道上安裝了最早的行人過(guò)街按鈕裝置，世界上第一個(gè)感應(yīng)式行人過(guò)街裝置也就此誕生。幾乎與此同時(shí)，另外一位發(fā)明家哈里·A·哈夫，發(fā)明了最早的地面式交通檢測(cè)器，利用嵌入路面的兩塊金屬板感知車輛壓力，實(shí)現(xiàn)車輛檢測(cè)，這種檢測(cè)技術(shù)一直延續(xù)使用了將近30年。

可以說(shuō)，交通檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展一直伴隨著并推動(dòng)著智能交通技術(shù)的發(fā)展。

縱觀交通檢測(cè)的歷史，包括聲學(xué)檢測(cè)、光學(xué)檢測(cè)、磁場(chǎng)檢測(cè)、能量反射檢測(cè)以及電磁感應(yīng)檢測(cè)、振動(dòng)壓力檢測(cè)等各種檢測(cè)方法都被引入到了交通檢測(cè)。

提到交通檢測(cè)，我們始終面臨著這樣幾個(gè)問(wèn)題，比如用什么樣的檢測(cè)方法？檢測(cè)器到底應(yīng)該安裝在哪？檢測(cè)范圍有多大？要獲得什么樣的交通數(shù)據(jù)？這些數(shù)據(jù)應(yīng)該怎樣使用？回答好這些問(wèn)題，是每一位從事交通信號(hào)控制和交通管理從業(yè)人員所要具備的基本素質(zhì)，也是產(chǎn)品廠商、集成商、交通管理機(jī)構(gòu)要回答的問(wèn)題。

只有回答好這些問(wèn)題，才能從應(yīng)用設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選擇、工程實(shí)施、運(yùn)行維護(hù)、控制優(yōu)化和控制、效益評(píng)價(jià)等多個(gè)維度做好交通控制工作。

這絕對(duì)不是簡(jiǎn)單的智能和智慧可以概括的，其中包含著大量的技術(shù)細(xì)節(jié)、工程細(xì)節(jié)、需求細(xì)節(jié)。

交通檢測(cè)從設(shè)計(jì)層面上可以分為5個(gè)方面，分別是：檢測(cè)器的設(shè)置，檢測(cè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)方式、數(shù)據(jù)的應(yīng)用以及控制場(chǎng)景，如下圖所示。

首先，從檢測(cè)器設(shè)置的角度來(lái)分析，這張圖來(lái)源自于著名的交通信號(hào)配時(shí)手冊(cè)STM，形象地表明了一個(gè)信號(hào)控制路口需要安裝的設(shè)備情況，包括信號(hào)輸出的燈具、信號(hào)控制機(jī)、空中和地面的車輛檢測(cè)裝置，以及行人交通檢測(cè)等等。 

第二個(gè)方面是檢測(cè)數(shù)據(jù)的使用。通常會(huì)有一種樸素直觀而簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)，那就是通過(guò)一段時(shí)間的交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以分析出交通流的運(yùn)行規(guī)律，根據(jù)規(guī)律劃分不同的控制時(shí)段，并生成不同時(shí)段的信號(hào)控制周期；再通過(guò)各個(gè)流向的流量數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)信號(hào)控制配置方案的綠信比，結(jié)合不同路口之間的空間關(guān)系和運(yùn)行速度等，設(shè)計(jì)綠波帶的相位差等控制參數(shù)；最后將生成的控制方案下發(fā)到信號(hào)控制機(jī)，通過(guò)信號(hào)控制機(jī)運(yùn)行配置方案，對(duì)控制效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并不斷迭代優(yōu)化控制方案。
實(shí)際上，交通檢測(cè)的目的遠(yuǎn)不止于此。我們之所以需要交通檢測(cè)，不僅僅是為了做一個(gè)計(jì)數(shù)器，不僅僅需要一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，還希望檢測(cè)器成為交通控制系統(tǒng)的眼睛，可以看到實(shí)時(shí)的交通需求、感知到交通流運(yùn)行規(guī)律、及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通事件、利用檢測(cè)保障交通安全。
交通檢測(cè)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，我的總結(jié)是應(yīng)該包括以下9個(gè)方面：

（1）通過(guò)檢測(cè)交通的需求，形成路權(quán)的請(qǐng)求。

（2）通過(guò)檢測(cè)連續(xù)的交通流，形成路權(quán)的擴(kuò)展。

（3）通過(guò)分析車隊(duì)的間隙和車輛的通過(guò)特性，適時(shí)的中止低效交通流路權(quán)。

（4）為交通優(yōu)化模型進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制優(yōu)化。

（5）檢測(cè)特殊交通需求，比如公交、貨運(yùn)、急救、自行車、行人等。

（6）統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)，分析并優(yōu)化定周期配置方案。

（7）識(shí)別并發(fā)現(xiàn)特殊交通事件，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)控制響應(yīng)。

（8）檢測(cè)車輛的到達(dá)時(shí)機(jī)，規(guī)避安全困境，保障交通安全。

（9）評(píng)價(jià)交通控制效率，評(píng)價(jià)路網(wǎng)服務(wù)水平。

要想實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，就要對(duì)不同的對(duì)象和需求做出有針對(duì)性的檢測(cè)，例如高速車流，轉(zhuǎn)向車流、自行車、行人、緊急車輛、公交車輛等，概況如下圖所示。

第三個(gè)方面是檢測(cè)方式。目前，比較常見(jiàn)的主要包括線圈檢測(cè)、視頻檢測(cè)、雷達(dá)檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、地磁檢測(cè)、紅外檢測(cè)、激光檢測(cè)等檢測(cè)手段，隨著車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展，基于高精度車輛定位與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的車路協(xié)同技術(shù)也為交通檢測(cè)提供了更加豐富的數(shù)據(jù)。由于不同檢測(cè)方式的檢測(cè)原理、安裝施工工藝不同，也存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

線圈檢測(cè)是利用車輛在通過(guò)傳感線圈時(shí)對(duì)電感的擾動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛檢測(cè)。作為目前最成熟的檢測(cè)方式，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量、占有率、速度、車頭時(shí)距等交通數(shù)據(jù)的感知，且抗氣象干擾能力強(qiáng)，定點(diǎn)檢測(cè)精度高，但是有一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)，就是在安裝時(shí)需要路面切割施工，對(duì)路面破壞大，后期維護(hù)比較困難。

地磁檢測(cè)是利用車輛通過(guò)時(shí)對(duì)地球磁場(chǎng)的擾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)交通檢測(cè)，它采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，與線圈檢測(cè)相比，施工較為簡(jiǎn)單，但同樣也無(wú)法避免對(duì)路面的破壞。

微波雷達(dá)檢測(cè)，利用無(wú)線電波照射與反射的多普勒效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，可以利用軟件靈活定義檢測(cè)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣域多目標(biāo)的精準(zhǔn)測(cè)量。目前新型的雷達(dá)檢測(cè)能夠精準(zhǔn)的識(shí)別每輛車的位置，運(yùn)行軌跡、運(yùn)行速度、車型等信息，甚至可以檢測(cè)到路側(cè)的行人等目標(biāo)。

激光雷達(dá)檢測(cè)基于多線束激光掃描測(cè)距，通過(guò)構(gòu)建空間點(diǎn)云的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通目標(biāo)的檢測(cè)。超聲波檢測(cè)是利用聲波反射的原理，通過(guò)測(cè)距的方式實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

近年來(lái)發(fā)展最快的檢測(cè)手段就是視頻檢測(cè)，通過(guò)視頻數(shù)據(jù)跟圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)，相比其他方式可以識(shí)別更豐富的信息，例如行人、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車等多目標(biāo)的顏色、車牌、形狀、速度以及運(yùn)行軌跡等。

利用視頻的廣域檢測(cè)特性，也可以設(shè)置基于軟件定義的檢測(cè)區(qū)域，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以完成連續(xù)的車輛跟蹤，對(duì)目標(biāo)的速度和位置進(jìn)行判別，實(shí)現(xiàn)對(duì)路網(wǎng)服務(wù)水平和路口控制效益的分析和評(píng)價(jià)。

各種各樣的交通檢測(cè)手段，無(wú)論線圈電感變化、視頻圖像，雷達(dá)回波，磁場(chǎng)擾動(dòng)，都是為了實(shí)現(xiàn)存在的檢測(cè)，目標(biāo)存在檢測(cè)是一切感知的基礎(chǔ)，通過(guò)存在檢測(cè)，可以進(jìn)行車輛位置的計(jì)算，身份屬性的識(shí)別，流量的統(tǒng)計(jì)、速度的計(jì)算、占有率的分析，車頭時(shí)距的計(jì)算，再對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，進(jìn)而可以認(rèn)知道路服務(wù)水平，分析交通事件，分析延誤，分析道路的通行能力，并在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上生成交通控制策略，例如協(xié)調(diào)子區(qū)的劃分，配置方案的生成，區(qū)域的優(yōu)化與交通安全相關(guān)的設(shè)計(jì)。

存在檢測(cè)對(duì)檢測(cè)區(qū)域有嚴(yán)格的要求，檢測(cè)區(qū)域的設(shè)定差異會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響。以下圖為例，車輛進(jìn)入、保持、離開(kāi)一個(gè)檢測(cè)區(qū)域時(shí)會(huì)形成存在信號(hào)，分別用黃色的檢測(cè)區(qū)域和藍(lán)色的檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，放大檢測(cè)區(qū)域，就會(huì)放大占有率，檢測(cè)區(qū)域大于車間距離時(shí)，還會(huì)影響流量檢測(cè)準(zhǔn)確性，由此統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。同樣，檢測(cè)區(qū)域不變，在相同的交通量情況下，車隊(duì)分布特征不同，所反映的交通流特點(diǎn)也不同，在控制策略上就需要區(qū)別考慮。

僅僅依靠流量統(tǒng)計(jì)，無(wú)法真實(shí)地反映這些特征，這就是為什么要研究和對(duì)比不同檢測(cè)器的差異和使用場(chǎng)景的原因，也是為什么要研究實(shí)時(shí)交通檢測(cè)的原因。通過(guò)對(duì)相同檢測(cè)區(qū)域中不同檢測(cè)方式的脈沖分析，各方式表現(xiàn)出了差異明顯的檢測(cè)結(jié)果，如下圖所示。

利用交通檢測(cè)數(shù)據(jù)，不僅可以用來(lái)優(yōu)化交通信號(hào)控制，還可以對(duì)交通信號(hào)控制進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，比如利用高精度的連續(xù)軌跡數(shù)據(jù)，對(duì)綠波控制的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；利用斷面檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)車輛到達(dá)路口的時(shí)機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)；利用相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型，分析相位差優(yōu)化的效益；分析綠燈期間車輛通過(guò)停止線的車頭時(shí)距，判斷綠燈期間通過(guò)流率的變化，可以得知綠燈期間車輛的啟動(dòng)延誤，排隊(duì)情況、車隊(duì)離散到達(dá)與通過(guò)等特性，進(jìn)而綜合分析綠燈的使用效率。

在感應(yīng)控制模式中也可以利用這些數(shù)據(jù)精巧設(shè)計(jì)相位的開(kāi)始、擴(kuò)展、中止，進(jìn)而提升控制效率。在某些實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的模型當(dāng)中，也同樣對(duì)交通檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度提出了要求。比如著名的SCOOT控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)上游車輛的精準(zhǔn)檢測(cè)，預(yù)測(cè)車輛的到達(dá)延誤，實(shí)現(xiàn)延誤最小為目標(biāo)的實(shí)時(shí)優(yōu)化。

在SCATS系統(tǒng)中，車頭時(shí)距是關(guān)鍵檢測(cè)數(shù)據(jù)，用于計(jì)算綠燈期間的類飽和度，實(shí)現(xiàn)方案選擇。檢測(cè)器的位置，檢測(cè)域的寬度都會(huì)對(duì)控制產(chǎn)生巨大的影響，如果檢測(cè)域發(fā)生變化，車輛時(shí)距就會(huì)嚴(yán)重失真，干擾飽和度的計(jì)算，進(jìn)而影響方案選擇的結(jié)果。

對(duì)于公交優(yōu)先控制方面，常用的信號(hào)延長(zhǎng)、早入、相位重入等方法的選擇，都依賴精準(zhǔn)的公交檢出時(shí)機(jī)，檢出位置決定了公交車抵達(dá)路口的時(shí)間，進(jìn)而決定了采用什么樣的優(yōu)先策略。

對(duì)于行人檢測(cè)方面，不僅要檢測(cè)行人希望通過(guò)路口的交通需求，還可以通過(guò)按鈕時(shí)間長(zhǎng)短、刷卡檢測(cè)、視頻檢測(cè)、雷達(dá)檢測(cè)等手段，實(shí)現(xiàn)分類檢測(cè)、在途檢測(cè)，為行人交通提供更安全舒適的交通信號(hào)服務(wù)。

有些交通信號(hào)控制關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置，也與交通檢測(cè)緊密相關(guān)，比如最小綠燈時(shí)間、感應(yīng)控制通過(guò)時(shí)間以及清空時(shí)間等參數(shù)的設(shè)計(jì)，都可以通過(guò)實(shí)際交通檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。在設(shè)計(jì)檢測(cè)器位置、區(qū)域的時(shí)候，主要考慮的因素包括：控制目標(biāo)、路口物理特征以及檢測(cè)對(duì)象等等。其中，首要因素就是檢測(cè)器的檢測(cè)區(qū)域以及位置到達(dá)停止線的行程時(shí)間。

以感應(yīng)控制為例，我們的研究重點(diǎn)在于感應(yīng)控制的需求如何產(chǎn)生，相位如何啟動(dòng)，如何擴(kuò)展，如何結(jié)束。依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)生成相位需求和相位延伸，對(duì)檢測(cè)區(qū)域到達(dá)停止線的行程時(shí)間進(jìn)行計(jì)算并設(shè)置相關(guān)參數(shù)，例如設(shè)定相位的請(qǐng)求機(jī)制、擴(kuò)展時(shí)間以及控制相位的中止時(shí)機(jī)等等。

除了實(shí)時(shí)的交通檢測(cè)數(shù)據(jù)之外，通過(guò)檢測(cè)時(shí)間的設(shè)定，還可以感知交通需求的特征，例如通過(guò)感知檢測(cè)器上車輛存在的時(shí)間長(zhǎng)短，大致可以猜出車輛的預(yù)期行駛方向，進(jìn)而實(shí)施不同的交通控制動(dòng)作。 

以環(huán)島控制為例，通過(guò)環(huán)島內(nèi)部設(shè)置檢測(cè)器，根據(jù)占有時(shí)間分析環(huán)島死鎖交通事件，進(jìn)而實(shí)施環(huán)島控制策略；在溢出控制中通過(guò)設(shè)計(jì)不同的檢測(cè)位置，實(shí)現(xiàn)溢出預(yù)警、溢出發(fā)現(xiàn)、溢出解除等交通事件，聯(lián)動(dòng)不同的控制策略，緩解溢出現(xiàn)象；在匝道控制場(chǎng)景當(dāng)中，通過(guò)在主路和匝道設(shè)置檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)匝道入口控制以及與地面平交路口的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，依據(jù)主路服務(wù)水平與匝道交通需求的條件組合，實(shí)施不同的流率調(diào)節(jié)控制策略。

在交通安全方面，以交通信號(hào)控制中的黃燈陷阱問(wèn)題為例。這里借用李克平老師的一頁(yè)P(yáng)PT，在設(shè)定的車流速度下，合理的黃燈時(shí)間可以保障車輛安全通過(guò)路口或安全停車于停止線之前。但是當(dāng)車速超過(guò)設(shè)計(jì)速度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一段困境區(qū)域。困境區(qū)域中的車輛會(huì)陷入過(guò)不去又停不下的尷尬。另外，由于駕駛?cè)说牧?xí)慣不同，面對(duì)黃燈時(shí)也會(huì)產(chǎn)生兩難決策困境區(qū)域，這就帶來(lái)了交通安全問(wèn)題。通過(guò)合理設(shè)定檢測(cè)器位置，可以保證決策困境區(qū)域的有效清空，進(jìn)而解決由于黃燈困境帶來(lái)的交通安全問(wèn)題。

在以上的幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，與采用哪種檢測(cè)技術(shù)無(wú)關(guān)，關(guān)鍵是要有明確的應(yīng)用目標(biāo)、科學(xué)的檢測(cè)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出。簡(jiǎn)單的通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的誤差百分比并不能評(píng)價(jià)交通檢測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，而是應(yīng)該建立與控制場(chǎng)景相關(guān)的綜合評(píng)價(jià)體系。

也就是說(shuō)，僅有流量、占有率和車頭時(shí)距等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不能完全滿足控制需求，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的精度也不足以全面評(píng)價(jià)交通檢測(cè)的適用性和檢測(cè)精度。要基于控制場(chǎng)景的需求，去選擇合適的交通檢測(cè)設(shè)備；檢測(cè)方式、產(chǎn)品性能和工程設(shè)計(jì)的結(jié)合，會(huì)共同影響應(yīng)用的效果；存在檢測(cè)、通過(guò)檢測(cè)、檢測(cè)時(shí)空特性也會(huì)影響控制的效果。

最后，呼應(yīng)討論的核心話題：交通感知新階段。

感知融合作為目前的熱門話題，個(gè)人認(rèn)為感知融合要包括兩個(gè)層面：第一層是檢測(cè)互補(bǔ)，像檢測(cè)區(qū)域的互補(bǔ)和檢測(cè)目標(biāo)類型的互補(bǔ)，例如某些檢測(cè)器可以檢測(cè)機(jī)動(dòng)車道，某些可以檢測(cè)行人的等待區(qū)域；某些檢測(cè)器能夠檢測(cè)到機(jī)動(dòng)車，另一些能夠檢測(cè)到非機(jī)動(dòng)車、行人；某些檢測(cè)器可以檢測(cè)到特殊的交通需求，比如急救車輛、消防車輛、公交車輛等等，這樣的互補(bǔ)數(shù)據(jù)只需要簡(jiǎn)單疊加就可以實(shí)現(xiàn)初步的數(shù)據(jù)融合目標(biāo)。

另外一層融合是特征的融合，利用不同檢測(cè)器的不同檢測(cè)能力，對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行不同屬性的識(shí)別，比如利用視頻檢測(cè)車牌、車輛的顏色、廠牌型號(hào)等信息，利用雷達(dá)檢測(cè)車輛的位置、速度等等，再進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。要實(shí)現(xiàn)這種數(shù)據(jù)融合，就需要做到時(shí)空的嚴(yán)格一致性，也就是在同一時(shí)間、同一位置檢測(cè)到同一目標(biāo)，如果沒(méi)有嚴(yán)格的時(shí)空一致性的基礎(chǔ)，融合只是一種美好的愿望。在具體實(shí)現(xiàn)上設(shè)計(jì)精確的空間定位于高精度的時(shí)鐘同步，在現(xiàn)有技術(shù)條件下還有一定的難度。

關(guān)于近期非常熱門的話題，智慧路口和全息感知，我一直存在著各種各樣的疑問(wèn)，感知融合了就是全息感知嗎？感知融合就是智慧感知嗎？智慧感知就是智慧路口嗎？智慧感知能夠提升或提供交通控制需要的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的交通數(shù)據(jù)嗎？感知終究是要服務(wù)于控制、管理、評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)需求，任何檢測(cè)手段不管多智能，首先要完成的是傳統(tǒng)交通檢測(cè)所必須完成的基本動(dòng)作，即檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，離開(kāi)了這些最基本的需求，智慧、智能也就失去了意義。衡量的標(biāo)準(zhǔn)可以用三個(gè)問(wèn)題：準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性與傳統(tǒng)檢測(cè)器對(duì)比如何？穩(wěn)定性、可靠性與傳統(tǒng)檢測(cè)器對(duì)比如何？生命周期與投資與傳統(tǒng)檢測(cè)器對(duì)比如何？

以上就是我要分享給大家的全部?jī)?nèi)容，謝謝大家。
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