MTD微波車檢器技術(shù)方案

1、北京華通至遠(yuǎn)技術(shù)有限公司 微波交通檢測器應(yīng)用方案北京華通至遠(yuǎn)技術(shù)有限公司1微波交通檢測器（MTD）簡介11概述微波交通檢測器（Microwave Traffic Detector-以下簡稱MTD）是利用雷達(dá)線性調(diào)頻技術(shù)原理，對路面發(fā)射微波，通過對回波信號進(jìn)行高速實(shí)時(shí)的數(shù)字化處理分析，檢測車流量、速度、車道占有率和車型等交通流基本信息的非接觸式交通檢測器。MTD微波交通檢測器主要應(yīng)用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量調(diào)查站和橋梁的交通參數(shù)采集，提供車流量、速度、車道占有率和車型等實(shí)時(shí)信息，此信息可通過串行通信線路連接到其它系統(tǒng)，為交通控制管理，信息發(fā)布等提供數(shù)據(jù)支持。 MTD可安裝于路側(cè)立

2、柱或類似結(jié)構(gòu)上，具有安裝維護(hù)方便，不破壞路面，不影響交通，技術(shù)先進(jìn)，成本低等特點(diǎn)。該產(chǎn)品是由北京華通至遠(yuǎn)技術(shù)有限公司自主研發(fā)，具有完全獨(dú)立自主的知識產(chǎn)權(quán)，現(xiàn)已通過了國家權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)的電氣和性能測試，獲得了國家新產(chǎn)品證書和專利證書，且已通過SGS國際認(rèn)證公司的ISO9001質(zhì)量認(rèn)證。12設(shè)備特性1) 多道性市場上部分檢測器是單道設(shè)備，在多車道的公路上應(yīng)用時(shí)，在每一安裝處都需由多個(gè)檢測器單元組成。因此帶來高額的成本和復(fù)雜的安裝，并且隨著單元和布線的增加使得可靠性下降且更不便于維修。MTD 能夠根據(jù)車的長度探測多達(dá)12 條車道的每一條車道上的車道占用率、流量和平均速度。多道性使MTD 平均在每一條車

3、道上的性能價(jià)格比比較高。2) 全天候MTD 作為一種真正的實(shí)時(shí)再現(xiàn)的雷達(dá)設(shè)備，由于它的波長長，能夠全天候工作。不受天氣的影響。3) 可靠性產(chǎn)品經(jīng)過了交通部交通工程監(jiān)理檢測中心的產(chǎn)品檢測，可靠性得到了很好的保證。同時(shí)，MTD內(nèi)置存儲單元，在發(fā)生通信中斷的情況下，MTD將數(shù)據(jù)暫存于自身的存儲單元。該設(shè)備設(shè)計(jì)、制造符合交通信號控制設(shè)備中國通用規(guī)格，在規(guī)定條件下工作，其平均無故障間隔時(shí)間（MTBF）滿足：MTBF90000小時(shí)(10年)。4) 靈活性MTD的數(shù)據(jù)傳輸有無線和有線兩種方式，可以根據(jù)不同的應(yīng)用情況進(jìn)行靈活選擇，其供電也可采用標(biāo)準(zhǔn)供電和太陽能蓄電池供電兩種方式，使得MTD可以靈活的適應(yīng)不同的

4、復(fù)雜應(yīng)用情況。MTD 也是非常容易擴(kuò)展的，通過計(jì)算機(jī)對設(shè)備的調(diào)試，可以滿足用戶要求，例如單向車道信息統(tǒng)計(jì)，單條車道信息統(tǒng)計(jì)，不需要重新安裝。5) 側(cè)向安裝市場上部分檢測器是正向架空安裝設(shè)備，即僅可安裝在標(biāo)志橋或過街橋上面。這就限制了它們在有很多橋或需要在常規(guī)路口新建橋的部署。進(jìn)一步說，在安裝和維修時(shí)，檢測器下方的道路必須被關(guān)閉。MTD 能夠在不中斷交通的情況下安裝在現(xiàn)有路側(cè)電線桿上的交通車輛檢測器，安裝不會造成交通中斷。6) 低價(jià)格MTD 低的生命周期價(jià)格解決方案來自于它平均每條路的低價(jià)格，安裝簡單，免維護(hù)，高可靠性和易于快速更換。另一個(gè)節(jié)省成本的優(yōu)勢在于許多種應(yīng)用中不需要控制器。MTD 在內(nèi)

5、部能夠處理多種需要的交通參數(shù)（如車流量，道路占用率，平均速度和長車數(shù)量），因此就去掉了很多高速公路項(xiàng)目中的控制器。2. 技術(shù)規(guī)格 微波信號和覆蓋區(qū)域 中心頻率 24.125Ghz頻帶寬度 100Mhz輸出功率 10mW水平寬度 8度垂直寬度（信號射角） 70度覆蓋范圍 0100米最大可檢測車道數(shù) 12條檢測車速范圍 0260km/h 檢測精度檢測項(xiàng)目% 準(zhǔn)確率 總流量98%單車道的車流量(側(cè)向模式) 98%單車道的平均速度(側(cè)向模式) 98%單車道的車道占有率(側(cè)向模式) 98%車道探測分辨率 0.3米時(shí)間分辨率 10毫秒數(shù)據(jù)上傳周期 13600s范圍內(nèi)任意可調(diào)存儲功能 6個(gè)月 工作時(shí)間 連續(xù)

6、不間斷 機(jī)械性能 MTD設(shè)備尺寸： 37×29×12 cm重量：1.8 Kg 外殼采用 Lexan 樹脂材料（防水、防凍、防銹）防護(hù)等級符合IP-67（NEMA-4X） 標(biāo)準(zhǔn)用于安裝MTD的立柱彎曲度不超過5度 接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232、RS-485和RS-422接口支持TCP/IP接口 電源要求 MTD 工作電壓： 9-18V AC或DC功耗(標(biāo)準(zhǔn)電源)： 3 瓦;掉電自動(dòng)恢復(fù)： 10毫秒內(nèi)輸入電壓電源： 普通照明電源：220±20%12V可充電電池電源 環(huán)境條件工作條件 溫度范圍 -47 +75 濕度范圍 0-95% RH風(fēng)速范圍 小于160 km/h 適合于任何

7、天氣條件（雨、霧、雪、大風(fēng)、冰、灰塵等）運(yùn)輸和存儲溫度范圍 -5080 濕度范圍 0-95% RH 可靠性 設(shè)備設(shè)計(jì)、制造符合交通信號控制設(shè)備中國通用規(guī)格，在規(guī)定條件下工作，其平均無故障間隔時(shí)間（MTBF）滿足：MTBF90000小時(shí)（10年）3系統(tǒng)解決方案31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MTD的數(shù)據(jù)通信接口RS232、RS485和RS422，采用的通信方式有以下兩種：無線數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊，進(jìn)行無線傳輸；有線數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)光端機(jī)的方式進(jìn)行傳輸。311無線數(shù)據(jù)傳輸解決方案Ø 無線數(shù)據(jù)傳輸方式MTD完成數(shù)據(jù)采集和本地?cái)?shù)據(jù)處理后，數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)的RS232（或RS422、RS485

8、）接口連接無線傳輸模塊，無線傳輸模塊通過GMS基站和移動(dòng)信息服務(wù)中心將數(shù)據(jù)傳送到本地的中心控制室。從設(shè)備的RS232（或RS422、RS485）接口到本地的控制中心之間是一個(gè)透明的無線數(shù)據(jù)通道，只需要MTD設(shè)備采集終端的無線傳輸模塊配置成控制中心的固定IP地址，控制中心任何一臺配置該IP地址的機(jī)器都可以接收到MTD采集的數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)多臺檢測設(shè)備的監(jiān)控管理，只需要每一個(gè)設(shè)備采集終端的無線傳輸模塊都配置成控制中心的IP地址即可。圖3-1 無線數(shù)據(jù)傳輸方式示意圖Ø 適用環(huán)境因?yàn)闊o線數(shù)據(jù)傳輸只要在MTD設(shè)備采集終端連接無線傳輸模塊，配置控制中心IP地址，在控制中心用戶端安裝配套的接收軟件，就

9、可以實(shí)現(xiàn)道路信息的采集和控制管理。這種數(shù)據(jù)傳輸方式無需鋪設(shè)電纜，所以比較適合傳輸電纜不方便鋪設(shè)的環(huán)境條件，或者是臨時(shí)的測試安裝。需要本地GPRS（或CDMA）網(wǎng)絡(luò)情況比較好。Ø 需要條件本地GPRS（或CDMA）網(wǎng)絡(luò)情況比較好；控制中心有固定的IP地址。一臺穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)接收計(jì)算機(jī)。312有線數(shù)據(jù)傳輸解決方案Ø 有線數(shù)據(jù)傳輸方式MTD完成數(shù)據(jù)采集和本地?cái)?shù)據(jù)處理后，也可以通過有線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。標(biāo)準(zhǔn)的RS232（或RS422、RS485）接口連接數(shù)據(jù)光端機(jī),通過已敷設(shè)的線纜通道連接到控制中心。若道路本身沒有鋪設(shè)沿路數(shù)據(jù)傳輸線纜，則需要在設(shè)備安裝點(diǎn)和控制中心之間鋪設(shè)纜線，這

10、樣的成本比較高。如果從采集設(shè)備安裝點(diǎn)到控制中心有現(xiàn)成已敷設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸線纜，則可以應(yīng)用現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸通路。這種數(shù)據(jù)傳輸方式目前普遍應(yīng)用于國內(nèi)新建高速公路。Ø 適用環(huán)境道路數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)比較完善，從采集設(shè)備到控制中心有現(xiàn)成成熟的數(shù)據(jù)傳輸通路。不適于進(jìn)行無線傳輸?shù)沫h(huán)境，如本地GPRS（或CDMA）網(wǎng)絡(luò)情況不好等。Ø 需要條件從采集設(shè)備到控制中心有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)傳輸通路。數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝地點(diǎn)靠近數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 數(shù)據(jù)光端機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸波特率為9600 比特，有標(biāo)準(zhǔn)RS232（或RS422、RS485）接口。32數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)通過有線或無線的傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心后，用戶端就可以通過安裝

11、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和管理。以下是我們提供一個(gè)典型的用戶端數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件。 交通數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)主要是處理分析道路車輛檢測器的交通流參數(shù)（交通量、行車速度和車道占有率），形成數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析與報(bào)表。交通流的基本參數(shù)有交通量、行車速度和車道占有率。通過對交通流數(shù)據(jù)的采集處理分析，為道路管理運(yùn)營維護(hù)部門提供決策，充分發(fā)揮道路為出行者提供更加快捷、舒適、方便、安全的服務(wù)。該系統(tǒng)采用無線GPRS方式，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將車輛檢測器的采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心將檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并保存數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫。同時(shí)將采集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成報(bào)表。圖3.2-1 系統(tǒng)構(gòu)成圖該系統(tǒng)

12、包括兩個(gè)子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要功能包括系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、微波車輛檢測器（與DTU）參數(shù)管理、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)顯示、狀態(tài)顯示、接受日志。統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表子系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析曲線、報(bào)表打印、設(shè)備故障登記處理等。圖3.2-2數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)管理軟件界面圖3.2-3統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表子系統(tǒng)管理軟件界面1圖3.2-4統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表子系統(tǒng)管理軟件界面2l 4、安裝方式微波交通檢測器的安裝方式可以分為正向安裝和側(cè)向安裝。根據(jù)微波工作的原理，側(cè)向安裝檢測的速度是每一輛車一段距離內(nèi)的平均速度，正向安裝是利用多普勒效應(yīng)對每輛車的實(shí)時(shí)速度進(jìn)行檢測，其他測量參數(shù)相同。正向安裝每

13、臺設(shè)備只能檢測一條車道的信息，要想檢測多車道車輛信息需要多臺檢測設(shè)備。而且正向安裝需要安裝懸掛門架，在道路中間施工需要中斷交通。從安裝成本和便利性上綜合考慮建議采用側(cè)向安裝使用方式。側(cè)向安裝需要考慮的因素：Ø 需要檢測的車道數(shù)和立柱的位置Ø 中間隔離帶和路肩寬度的影響41需要檢測的車道數(shù)和立柱的位置關(guān)系 為了降低大型車完全遮擋情況的發(fā)生，MTD 安裝高度應(yīng)盡量高，比如高于地面7米。MTD 的安裝立柱須設(shè)置在第一探測區(qū)外，后置距離（后置距離，就是距離最近一條需要探測的車道的距離）要能保證波束的投影可以覆蓋所有需要檢測的車道，同時(shí)保證投影與檢測道路正交。根據(jù)MTD 需要檢測的車

14、道數(shù)選擇合適安裝高度和選擇合理的后置距離，可以確保更好的收到車輛側(cè)面的反射信號。正確的方式應(yīng)該符合圖3-2的公式。下表給出了立柱的后置距離和安裝的高度的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)后置距離大于6米時(shí)，立柱高度可適當(dāng)增加。設(shè)備安裝參數(shù)表檢測車道數(shù)（條）L1后置距離（米）H建議安裝高度（米）2-305415826.51037123842中間隔離帶和路肩寬度的影響車道中間普通的隔離帶和防護(hù)欄柱一般不影響檢測效果。但是如果隔離帶和防護(hù)欄桿等障礙物距離車道比較近，與鄰近車道占據(jù)同一波段，就會削弱探測信號。在條件允許的情況下，建議采用對向安裝MTD的方式來確保檢測的精度。以下是實(shí)際應(yīng)用時(shí)的安裝示意圖Ø 單向檢測

15、12車道安裝 圖3-3 MTD側(cè)向12車道檢測安裝平面圖圖3-4 MTD側(cè)向12車道檢測安裝效果圖Ø 雙向安裝對于中間隔離帶過高、立柱沒有足夠的后置距離的情況，可以將兩臺MTD 安裝在道路的兩側(cè)，這樣可以使檢測區(qū)域很好的覆蓋所有的車道。但要注意兩個(gè)檢測器不可以水平相對,它們之間的錯(cuò)開垂直距離要大于15米。具體如下設(shè)計(jì)：雙向安裝示意圖如下圖3-5 MTD雙向安裝效果圖圖3-5表示了雙向安裝MTD設(shè)備檢測12條車道時(shí)的安裝方法。雙向安裝可以有效的利用燈柱、路側(cè)護(hù)欄柱等后退距離較小設(shè)施的安裝MTD，有效避免了立柱針對高速公路中間隔離帶過高、立柱沒有足夠的后置距離的情況，我們設(shè)計(jì)了斷面雙向安

16、裝MTD的方案，這樣也有利于今后車道的擴(kuò)容?？梢詫膳_MTD 安裝在道路的兩側(cè)，這樣可以使檢測區(qū)域很好的覆蓋所有的車道。但要注意兩個(gè)檢測器不可以水平相對,它們之間的錯(cuò)開垂直距離要大于15米。具體如下設(shè)計(jì)：雙向安裝示意圖如下圖3-6 MTD雙向安裝平面圖l 5、系統(tǒng)實(shí)施工程條件1) 立柱選用路側(cè)已有的立柱，或重新立柱；立柱高度參考安裝公式，一般為5-8.0米，外徑不小于16厘米；2) 設(shè)備供電普通照明電源220±20V AC 50-60Hz, 80 mA；便于取電的地點(diǎn)；3) 安裝工具安裝過程中需要把檢測器安裝在6米左右高度（根據(jù)路況而定），所以需要多向旋轉(zhuǎn)的高車支持?；虿坏陀?米高的人字梯，安裝工人安全帶和反光背心。4) 避雷/防浪涌由于一般安裝位置位于比較空曠的高速公路旁，所以需要考慮避雷問題，配合在柱體上安裝避雷裝置；如安裝處電源電壓不夠穩(wěn)定，需要添加防浪涌模塊，以防大電流擊壞設(shè)備；5) 客戶端客戶端需要一臺計(jì)算機(jī)來接收數(shù)據(jù)（Windows2000