基于多普勒雷达交通实时监控的交通冲突判别技术研究

扶福家

摘 要：新時期，伴随着我国经济的不断发展，城市人口急剧增加，机动车数量也在骤然上升，进而使得我国的城市交通陷入困境，交通拥堵问题十分突出，交通事故频发，严重威胁着社会的安定与和谐。

关键词：多普勒效应；交通冲突辨别；雷达监控；技术

中图分类号：F287.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）21-0020-02

近些年来，我国在道路交通领域取得了卓越的发展成绩，尽管城市路网得到逐步完善，然而机动车使用量却在逐年增加，使得交通拥挤问题变得异常突出，致使交通安全事故层出不穷，严重威胁着人们的生命健康与财产安全，社会影响也十分恶劣。传统的交通安全冲突辨别技术存在着一定的缺陷，主要是应用电子警察与地磁线圈等装置来实现交通违章行为的鉴别，判别效率并不是很理想，重视对交通冲突辨别技术的研究与探索是当前摆在面前的一项重要任务。

1 多普勒雷达交通检测的可行性

为保证功能的全面性与系统性，应设置集运行状态判别、参数检测、事故判别等于一身的系统，旨在保证整个动态交通系统中相关数据信息的精准性，实现对实时监控的效果，对目标性车辆的相关参数进行详细而系统的检测，还可为交通冲突提供取证便利，能及时处理好交通安全事故纠纷问题。可见，应用多普勒雷达交通实时监控条件下的交通冲突判别技术变得异常重要。

在实际的传播过程中，若电磁波遇到物体，在此种作用下，电磁波会出现反弹现象[1]，由于受到外力的作用，反弹回的电磁波在振幅、频率等方面都会出现变化，其与所碰触物体的具体运行状态处在着密切的联系。若物体相对于发射源来说是相对静止的，其所反射出的电磁波频率也不会发生变化。若物体所运动的方向朝着电磁波发射的方向，那么反射回的电磁波就会被压缩，且频率也会增加。若运动的物体与发射源间的距离较远，电磁波频率就会互补降低。通过此变化原理，来区分静与动，及时对交通事故、交通违章等进行判别，能保证判别的精准性与高效性，其在交通管理上的应用价值是不言而喻的[2]。

通过多普勒雷达所发射出的电磁波具有衍射与全天候的基本特点，其不会受到外部恶劣天气的威胁。电磁波在运行过程中，若遇到障碍，会绕过障碍之后继续前进，若波长度越长，其所发生的衍射现象就越发明显，因此，借助雷达装置能够充分探测到挡在大车后面或侧面的车辆。处在被挡区域的车辆在电磁波反射上比较微弱，且借助雷达检测为装置是无法对全部被挡车辆进行探测到的，为应对此类问题，防止车辆被完全性的遮挡，应将多普勒雷达检测装置安装到比最高的车辆高度还要高的区域，以便更为高效、合理的开展交通监控工作。车辆行驶在道路中，雷达与车道间所呈现的关系主要是借助距离来反应的，借助车道的具体位置、车道间的距离来达到辨别车道的效果[3]。

2 基于多普勒雷达交通实时监控的交通冲突判别技术

2.1 基本交通信息的监测

实时交通管理时，基本的交通信息采集工作很是关键，其是实现交通管控的一项关键数据支撑，且交通信息的精准性、全面性与实时性，会对整个交通运行形态进行全面的判别，最终会对交通管控判断构成影响。为提高基本交通信息的检测精度，应将多普勒雷达与交通参数算法等进行相互结合，进而获取更为精准、合理的交通参数值，能为交通管控提供重要的数据支撑。在常态条件下，应对一些宏观性的交通参数进行全面的检测，如交通流量、密度、饱和度、延误与排队长度等。借助一定的终端来选择目标性车辆，能全面显示车辆的相关参数，如车辆车头的时距、目标性车辆的速度参数等。

2.2 强化对交通状态的实时监控

为全面而系统的把握城市交通运行状态，应实现对城市交通运行状况的实施性监控，进而获取实时的动态信息。传统的视频检测技术，尽管能实现对这个交通系统的实时性监控，然而，在开展视频监测时，摄像头极易会受到外部环境的影响，如沙尘暴、雾霾与雨雪等恶劣天气，这样会大大影响交通信息获取的真实性与精准性。此外，传统交通状态检测技术还存在一项弊端，就是无法实现对交通运行相关视频信息的有效录制与存储，这会导致视频存储会耗费大量的存储空间，无法对历史视频进行长期而有效的保存。

借助多普勒雷达装置来检测整个交通系统，能达到实时监控的目的，能及时防止外部恶劣环境对监控效果构成威胁与影响，能达到全天候监控的效果。借助雷达所检测到的显示视频文件所占有的内存是比较小的，且普通的计算机能够存储近一年的交通视频信息，这样可解决存储问题。运用联动高清摄像头能实现对交通事故、违章等信息的目标性采集，主要表现为视频与照片，既能提高工作效率，还可达到节约电能的目的，能有效延长设备的使用寿命。

运用多普勒雷达装置时，可借助检测车辆这一重要载体，及时发射出一些频率的电磁波，可实现对电磁波频率的有效反射，在信号处理区域实现对电磁波信号的转化，转化的对象为视频信号，且存在车辆运行状态显示模块内，在整个显示屏内，亮斑的实施运行状态则代表车辆的实际运行状态。在全屏幕上，应安装上一定的光感检测系统，旨在实现对“光斑”的实时定位与检测；要在全屏幕上开展坐标的覆盖操作，及时了解与检测“光斑”的实际运动参数值，如基本交通流量值、占有率与排队的实际长度参数等。视频信息通过一系列的处理后会获取各类交通参数，且这些数据相对于车辆运行状态显示模块中所呈现的车辆动态数据是相对滞后的。为了让所检测到的画面和实际交通运行情况相统一，降低时间上的间隔，车辆运行状态、交通参数显示模块要比车辆运行状态显示模块延后时间T，使用T=t1+t2+t3的计算式来开展运算。在该关系式中，t1表示从光感系统对信号进行检测与转化所耗费的时间值；t2是数据处理模块开展数据信息处理所耗费的时间值；t3则表述开展数据信息传输时所耗费的时间值。

雷达检测的显示部分，即车辆运行状态显示模块，能借助光感渠道来达到定位“亮斑”的效果，而信息转化环节能及时将“亮斑”的坐标信息转变为数据坐标值，并将数据传输到算法模块，以实现对数据的科学性传输。为便于算法处理工作的开展，前期应将交通流量值、占有率、排队的实际长度参数等录入到算法模块之中，以求为数据处理提供条件。将“亮斑”的相关坐标数据传输到算法模块时，可借助相关的算法来计算出车辆的相关参数数据。

2.3 強化对交通事故的检测

在整个交通运行体系中，交通事故具有多发性与多源性的特点，这也会为交通冲突的仿真与设计提出挑战。雷达所发射出的电磁波，遇到正在运动的实体后，会对电磁波的发射频率进行改变，从实体静止角度考量，所反射的电磁波未发生一系列的变化，因此，雷达显示屏仅仅会显示处相关运动实体的光斑。

若2个或2个以上的交通实体在具体运行过程中出现碰撞，显示屏会对实体所运行的基本轨迹进行检测，且光感模块能够实现对光斑接触点的识别，也就是实现对事故的识别，结合雷达的实时检测性质、车辆基本运行状态的相关差异，可将交通事故划分成“动-动”、“动-静”两种交通事故形态。所谓的“动-动”就是发生交通安全事故的双方实体都是处在相对运动的状态下，且在整个显示屏上会以“光斑”的形式进行显示。一旦发生事故，两个光斑会接触，则代表两辆车发生了一定的碰撞与接触，借助光感模块即可达到识别的目的，使用联动高速摄像头来完成拍照行为。而“动-静”则是出现交通事故的一方实体存在静止，如，正在运行中的车辆碰到处在静止状态的车辆、人等而引发的交通事故，由于存在静止实体，因此，借助雷达系统无法快速而有效的进行检测。但是结合多普勒雷达装置的基本特性，若发生此类事故，事故方很难在较短的时间内撤出事故现场，在此过程，势必会出现阻碍交通的情况，也会发生车辆绕行的情况，若该区域存在车辆堵塞的情况，则会在显示屏内发生光斑绕行的情况，即区域性障碍，此现象可借助光感模块来进行检测，以达到判别交通事故的目的。运用此种模型，能实现对任何交通系统中实体冲突的判别，这对现代交通安全管理与事故侦测提供了良好的数据支撑，对于现代交通运输行业的发展意义重大。

3 结束语

综上所述，面对交通拥挤的现代化城市发展实况，必须设置更为精准、高效的交通冲突辨别技术，借助辨别技术能及时获取交通运行信息与事故信息，为交通管理与事故处理提供重要的平台。新时期，为全面提升交通冲突辨别技术水平，应充分应用多普勒雷达，借助其强大的探测与监控性能，能借助该平台实现对交通系统的全方位、实时的监控，能及时对交通运行状态、安全事故等进行判别，继而便于及时解决纠纷，可为交通事业的发展提供重要的技术支持，能满足交通发展的实际需求，为人们提供高质量的交通服务，进而促进交通事业的进一步发展。

参考文献：

[1]王进展，曲大义，曹俊业，等.基于多普勒雷达交通实时监控的交通冲突判别技术研究[J].科学技术与工程，2016（32）：308-313.

[2]张骞，陈海燕，吕庆利，等.新一代天气雷达集成监控平台开发[J].现代雷达，2016（08）：80-83.

[3]陈磊.基于光速和多普勒频移的雷达探测距离修正方法[J].舰船电子对抗，2016（02）：30-33.