基于多普勒雷達交通實時監控的交通沖突判別技術研究

扶福家

摘 要：新時期，伴隨著我國經濟的不斷發展，城市人口急劇增加，機動車數量也在驟然上升，進而使得我國的城市交通陷入困境，交通擁堵問題十分突出，交通事故頻發，嚴重威脅著社會的安定與和諧。

關鍵詞：多普勒效應；交通沖突辨別；雷達監控；技術

中圖分類號：F287.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0020-02

近些年來，我國在道路交通領域取得了卓越的發展成績，盡管城市路網得到逐步完善，然而機動車使用量卻在逐年增加，使得交通擁擠問題變得異常突出，致使交通安全事故層出不窮，嚴重威脅著人們的生命健康與財產安全，社會影響也十分惡劣。傳統的交通安全沖突辨別技術存在著一定的缺陷，主要是應用電子警察與地磁線圈等裝置來實現交通違章行為的鑒別，判別效率并不是很理想，重視對交通沖突辨別技術的研究與探索是當前擺在面前的一項重要任務。

1 多普勒雷達交通檢測的可行性

為保證功能的全面性與系統性，應設置集運行狀態判別、參數檢測、事故判別等于一身的系統，旨在保證整個動態交通系統中相關數據信息的精準性，實現對實時監控的效果，對目標性車輛的相關參數進行詳細而系統的檢測，還可為交通沖突提供取證便利，能及時處理好交通安全事故糾紛問題。可見，應用多普勒雷達交通實時監控條件下的交通沖突判別技術變得異常重要。

在實際的傳播過程中，若電磁波遇到物體，在此種作用下，電磁波會出現反彈現象[1]，由于受到外力的作用，反彈回的電磁波在振幅、頻率等方面都會出現變化，其與所碰觸物體的具體運行狀態處在著密切的聯系。若物體相對于發射源來說是相對靜止的，其所反射出的電磁波頻率也不會發生變化。若物體所運動的方向朝著電磁波發射的方向，那么反射回的電磁波就會被壓縮，且頻率也會增加。若運動的物體與發射源間的距離較遠，電磁波頻率就會互補降低。通過此變化原理，來區分靜與動，及時對交通事故、交通違章等進行判別，能保證判別的精準性與高效性，其在交通管理上的應用價值是不言而喻的[2]。

通過多普勒雷達所發射出的電磁波具有衍射與全天候的基本特點，其不會受到外部惡劣天氣的威脅。電磁波在運行過程中，若遇到障礙，會繞過障礙之后繼續前進，若波長度越長，其所發生的衍射現象就越發明顯，因此，借助雷達裝置能夠充分探測到擋在大車后面或側面的車輛。處在被擋區域的車輛在電磁波反射上比較微弱，且借助雷達檢測為裝置是無法對全部被擋車輛進行探測到的，為應對此類問題，防止車輛被完全性的遮擋，應將多普勒雷達檢測裝置安裝到比最高的車輛高度還要高的區域，以便更為高效、合理的開展交通監控工作。車輛行駛在道路中，雷達與車道間所呈現的關系主要是借助距離來反應的，借助車道的具體位置、車道間的距離來達到辨別車道的效果[3]。

2 基于多普勒雷達交通實時監控的交通沖突判別技術

2.1 基本交通信息的監測

實時交通管理時，基本的交通信息采集工作很是關鍵，其是實現交通管控的一項關鍵數據支撐，且交通信息的精準性、全面性與實時性，會對整個交通運行形態進行全面的判別，最終會對交通管控判斷構成影響。為提高基本交通信息的檢測精度，應將多普勒雷達與交通參數算法等進行相互結合，進而獲取更為精準、合理的交通參數值，能為交通管控提供重要的數據支撐。在常態條件下，應對一些宏觀性的交通參數進行全面的檢測，如交通流量、密度、飽和度、延誤與排隊長度等。借助一定的終端來選擇目標性車輛，能全面顯示車輛的相關參數，如車輛車頭的時距、目標性車輛的速度參數等。

2.2 強化對交通狀態的實時監控

為全面而系統的把握城市交通運行狀態，應實現對城市交通運行狀況的實施性監控，進而獲取實時的動態信息。傳統的視頻檢測技術，盡管能實現對這個交通系統的實時性監控，然而，在開展視頻監測時，攝像頭極易會受到外部環境的影響，如沙塵暴、霧霾與雨雪等惡劣天氣，這樣會大大影響交通信息獲取的真實性與精準性。此外，傳統交通狀態檢測技術還存在一項弊端，就是無法實現對交通運行相關視頻信息的有效錄制與存儲，這會導致視頻存儲會耗費大量的存儲空間，無法對歷史視頻進行長期而有效的保存。

借助多普勒雷達裝置來檢測整個交通系統，能達到實時監控的目的，能及時防止外部惡劣環境對監控效果構成威脅與影響，能達到全天候監控的效果。借助雷達所檢測到的顯示視頻文件所占有的內存是比較小的，且普通的計算機能夠存儲近一年的交通視頻信息，這樣可解決存儲問題。運用聯動高清攝像頭能實現對交通事故、違章等信息的目標性采集，主要表現為視頻與照片，既能提高工作效率，還可達到節約電能的目的，能有效延長設備的使用壽命。

運用多普勒雷達裝置時，可借助檢測車輛這一重要載體，及時發射出一些頻率的電磁波，可實現對電磁波頻率的有效反射，在信號處理區域實現對電磁波信號的轉化，轉化的對象為視頻信號，且存在車輛運行狀態顯示模塊內，在整個顯示屏內，亮斑的實施運行狀態則代表車輛的實際運行狀態。在全屏幕上，應安裝上一定的光感檢測系統，旨在實現對“光斑”的實時定位與檢測；要在全屏幕上開展坐標的覆蓋操作，及時了解與檢測“光斑”的實際運動參數值，如基本交通流量值、占有率與排隊的實際長度參數等。視頻信息通過一系列的處理后會獲取各類交通參數，且這些數據相對于車輛運行狀態顯示模塊中所呈現的車輛動態數據是相對滯后的。為了讓所檢測到的畫面和實際交通運行情況相統一，降低時間上的間隔，車輛運行狀態、交通參數顯示模塊要比車輛運行狀態顯示模塊延后時間T，使用T=t1+t2+t3的計算式來開展運算。在該關系式中，t1表示從光感系統對信號進行檢測與轉化所耗費的時間值；t2是數據處理模塊開展數據信息處理所耗費的時間值；t3則表述開展數據信息傳輸時所耗費的時間值。

雷達檢測的顯示部分，即車輛運行狀態顯示模塊，能借助光感渠道來達到定位“亮斑”的效果，而信息轉化環節能及時將“亮斑”的坐標信息轉變為數據坐標值，并將數據傳輸到算法模塊，以實現對數據的科學性傳輸。為便于算法處理工作的開展，前期應將交通流量值、占有率、排隊的實際長度參數等錄入到算法模塊之中，以求為數據處理提供條件。將“亮斑”的相關坐標數據傳輸到算法模塊時，可借助相關的算法來計算出車輛的相關參數數據。

2.3 強化對交通事故的檢測

在整個交通運行體系中，交通事故具有多發性與多源性的特點，這也會為交通沖突的仿真與設計提出挑戰。雷達所發射出的電磁波，遇到正在運動的實體后，會對電磁波的發射頻率進行改變，從實體靜止角度考量，所反射的電磁波未發生一系列的變化，因此，雷達顯示屏僅僅會顯示處相關運動實體的光斑。

若2個或2個以上的交通實體在具體運行過程中出現碰撞，顯示屏會對實體所運行的基本軌跡進行檢測，且光感模塊能夠實現對光斑接觸點的識別，也就是實現對事故的識別，結合雷達的實時檢測性質、車輛基本運行狀態的相關差異，可將交通事故劃分成“動-動”、“動-靜”兩種交通事故形態。所謂的“動-動”就是發生交通安全事故的雙方實體都是處在相對運動的狀態下，且在整個顯示屏上會以“光斑”的形式進行顯示。一旦發生事故，兩個光斑會接觸，則代表兩輛車發生了一定的碰撞與接觸，借助光感模塊即可達到識別的目的，使用聯動高速攝像頭來完成拍照行為。而“動-靜”則是出現交通事故的一方實體存在靜止，如，正在運行中的車輛碰到處在靜止狀態的車輛、人等而引發的交通事故，由于存在靜止實體，因此，借助雷達系統無法快速而有效的進行檢測。但是結合多普勒雷達裝置的基本特性，若發生此類事故，事故方很難在較短的時間內撤出事故現場，在此過程，勢必會出現阻礙交通的情況，也會發生車輛繞行的情況，若該區域存在車輛堵塞的情況，則會在顯示屏內發生光斑繞行的情況，即區域性障礙，此現象可借助光感模塊來進行檢測，以達到判別交通事故的目的。運用此種模型，能實現對任何交通系統中實體沖突的判別，這對現代交通安全管理與事故偵測提供了良好的數據支撐，對于現代交通運輸行業的發展意義重大。

3 結束語

綜上所述，面對交通擁擠的現代化城市發展實況，必須設置更為精準、高效的交通沖突辨別技術，借助辨別技術能及時獲取交通運行信息與事故信息，為交通管理與事故處理提供重要的平臺。新時期，為全面提升交通沖突辨別技術水平，應充分應用多普勒雷達，借助其強大的探測與監控性能，能借助該平臺實現對交通系統的全方位、實時的監控，能及時對交通運行狀態、安全事故等進行判別，繼而便于及時解決糾紛，可為交通事業的發展提供重要的技術支持，能滿足交通發展的實際需求，為人們提供高質量的交通服務，進而促進交通事業的進一步發展。

參考文獻：

[1]王進展，曲大義，曹俊業，等.基于多普勒雷達交通實時監控的交通沖突判別技術研究[J].科學技術與工程，2016（32）：308-313.

[2]張騫，陳海燕，呂慶利，等.新一代天氣雷達集成監控平臺開發[J].現代雷達，2016（08）：80-83.

[3]陳磊.基于光速和多普勒頻移的雷達探測距離修正方法[J].艦船電子對抗，2016（02）：30-33.