在智能交通領(lǐng)域 傳感器不可或缺

　　從我們?nèi)耸忠徊康闹悄苁謾C(jī)，到宇宙太空里的雷達(dá)探測(cè)，傳感器智能應(yīng)用無(wú)處不在，為人類的生產(chǎn)生活提供諸多便利。在智能交通領(lǐng)域，傳感器更是不可或缺。

　　智能交通的建設(shè)是一項(xiàng)社會(huì)化的系統(tǒng)工程，涉及到各個(gè)方面。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、控制技術(shù)、電子傳感技術(shù)等有效地集成運(yùn)用為智能交通的變革發(fā)展提供了銳利“武器”。

智能交通建設(shè)是大方向

　　日前香港鐵路有限公司南港島線正式開通，它是全國(guó)首條運(yùn)營(yíng)全自動(dòng)駕駛地鐵車輛的線路，預(yù)計(jì)南港島線東段將于12月28日正式啟用。

　　據(jù)了解，該線路地鐵車輛由中車長(zhǎng)客股份公司自主研發(fā)制造，打造的是一款GOA4（GradesofAutomation4）等級(jí)的全自動(dòng)無(wú)人駕駛地鐵車輛，這也是是中車長(zhǎng)客股份公司在軌道交通設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域首次研制出無(wú)人駕駛地鐵車。

　　不到30年的時(shí)間，我國(guó)的高速公路里程從零發(fā)展到世界第一，高速鐵路更是被喻為中國(guó)的閃亮名片，成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奇跡的縮影。中國(guó)交通的跨越式發(fā)展成就著一個(gè)個(gè)令世界矚目的奇跡。

　　中國(guó)工程院院士錢清泉在接受采訪時(shí)表示，對(duì)軌道交通而言，“安全仍是擺在第一位的需求”。他說(shuō)，“以前我們對(duì)列車的控制主要是靠信號(hào)燈，比較原始”，隨著新一代列車控制系統(tǒng)CTCS3的研發(fā)和部署，“情況已大大改觀”。相信隨著智能傳感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，列車在變得“更聰明”的同時(shí)，也會(huì)變得“更安全”。

　　2015年5月，由李克強(qiáng)總理簽署的《中國(guó)制造2025》路線圖正式印發(fā)，提出實(shí)施國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)、智能制造、工業(yè)強(qiáng)基、綠色制造、高端裝備創(chuàng)新等五項(xiàng)重大工程。以高鐵列車為代表的先進(jìn)軌道交通裝備及其基礎(chǔ)零部件和智能制造，因橫跨幾大工程而備受矚目。

　　此外，《中國(guó)制造2025》更進(jìn)一步細(xì)分確立的航空航天裝備、海洋工程裝備、先進(jìn)軌道交通裝備、機(jī)器人、電力裝備等十大重點(diǎn)領(lǐng)域，則都與傳感器技術(shù)息息相關(guān)。

　　事實(shí)上，中國(guó)智能列車的工程化研發(fā)已經(jīng)上路。

地磁傳感技術(shù)捕捉城市交通信息

　　自9月29日起，湖北武漢新建的道路智慧停車系統(tǒng)，開始試運(yùn)行收費(fèi)。這一街頭智慧停車系統(tǒng)，可利用停車位地面的地磁傳感器裝置，即地磁車檢器，來(lái)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)智能計(jì)時(shí)功能。

　　在江漢區(qū)江旺路一側(cè)，有一排泊位，每個(gè)泊位的頭、尾和外側(cè)，都標(biāo)有一組6位的數(shù)字編號(hào)，這是泊位“身份證號(hào)”。泊位正中間有一個(gè)比拳頭略大、嵌入地面的圓片，這便是地磁車檢器。依靠這兩個(gè)裝置，就能準(zhǔn)確記錄泊位停車時(shí)間。

　　在泊位閑置時(shí)，泊位內(nèi)的地磁車檢器會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定磁場(chǎng)，一旦有車輛駛?cè)氩次唬艌?chǎng)便發(fā)生改變，地磁檢測(cè)裝置將信息發(fā)送到停車收費(fèi)后臺(tái)系統(tǒng)，開始計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)。待車輛駛離后，磁場(chǎng)迅速恢復(fù)。依據(jù)磁場(chǎng)改變時(shí)長(zhǎng)，即可準(zhǔn)確判斷停車時(shí)間。而磁場(chǎng)改變情況與泊位“身份證號(hào)”一一對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳回系統(tǒng)后臺(tái)。

泊位編號(hào)與地磁裝置相結(jié)合實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)收費(fèi)

　　與此同時(shí)，地磁傳感器技術(shù)還被用于交通數(shù)據(jù)采集方面。如在武漢長(zhǎng)江大橋上橋處，地面便安裝有7個(gè)地磁傳感器，可準(zhǔn)確測(cè)量經(jīng)過(guò)大橋的車輛數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了由以往的人工計(jì)數(shù)改為地磁傳感計(jì)數(shù)。

武漢長(zhǎng)江大橋采用地磁傳感器技術(shù)，可精準(zhǔn)測(cè)量過(guò)江車流量

　　除此之外，通過(guò)大橋上地磁傳感器上傳的交通數(shù)據(jù)，還可判斷道路的實(shí)時(shí)通信情況，計(jì)算出道路占用情況，并將數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)誘導(dǎo)屏發(fā)布，實(shí)現(xiàn)與紅綠燈控制機(jī)協(xié)同，真正實(shí)現(xiàn)紅綠燈智能化。

汽車融合傳感器是未來(lái)發(fā)展主流

　　傳感器應(yīng)用在現(xiàn)代智能汽車系統(tǒng)中再普遍不過(guò)，有了傳感器，道路交通安全提升有了保障。基于車上感知系統(tǒng)的啟用，如雷達(dá)，激光或視頻技術(shù)等，這些車都具備了檢測(cè)道路上是否有威脅的能力，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)的危險(xiǎn)駕駛情況，并積極采取行動(dòng)，碰撞避撞。

　　除了在汽車上應(yīng)用多種傳感器形成組合系統(tǒng)外，復(fù)雜的信號(hào)處理和傳感器數(shù)據(jù)是否能融合也是整個(gè)系統(tǒng)能否穩(wěn)健和可用的重要因素。

　　毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭、以及激光雷達(dá)結(jié)合的解決方案是未來(lái)的發(fā)展方向；汽車傳感器對(duì)安全性和穩(wěn)定性要求極高，最早介入和發(fā)展路徑最穩(wěn)定的依舊是整車廠和tier1廠商，是行業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力；初創(chuàng)型企業(yè)當(dāng)前大多與主機(jī)廠合作，由主機(jī)廠派發(fā)到tier1中去，近2年并沒(méi)有大的話語(yǔ)權(quán)，但總體方向正確，后續(xù)有機(jī)會(huì)。

　　目前毫米波雷達(dá)的主流方向是24GHz和77GHz，24GHz應(yīng)用于汽車后方，77GHz應(yīng)用于前方和側(cè)向；從成本來(lái)看，中長(zhǎng)距離的雷達(dá)模塊60－120美金，中短距離30－40美金，天線＆板材、射頻前端芯片和后臺(tái)DSP信號(hào)處理環(huán)節(jié)成本各占1／3；從商業(yè)模式來(lái)看，部分國(guó)外巨頭的軟件授權(quán)費(fèi)達(dá)上千萬(wàn)美金；中國(guó)中高端汽車裝配的毫米波雷達(dá)傳感器全部依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)研發(fā)階段已經(jīng)基本完成。

　　據(jù)了解，在路虎汽車的最新車型中就用到了一種新型傳感技術(shù)，讓汽車的防撞反應(yīng)時(shí)間提前了。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)在前保險(xiǎn)杠中配置傳感器管，用來(lái)監(jiān)測(cè)路邊行人是否被汽車碰撞到。一旦監(jiān)測(cè)到碰撞，汽車前擋風(fēng)玻璃前的安全氣囊就會(huì)迅速?gòu)堥_，以緩沖汽車對(duì)行人的碰撞傷害。

　　而就國(guó)內(nèi)目前的傳感器應(yīng)用狀況來(lái)看，離真正的國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)還有很長(zhǎng)一段路要走。軌道交通融合傳感器的智能化應(yīng)用，意味著智能交通向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，而隨著物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能交通定將越來(lái)越“智能”。