t-11微波交通检测器应用方案.doc

小董江苏志德华通信息技术有限公司 微波交通检测器应用方案江苏志德华通信息技术有限公司1Tracteh T-11微波交通检测器简介11概述Tractech T-11微波交通检测器（以下简称T-11），是利用雷达线性调频技术原理，对路面发射微波，通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析，检测车流量、速度、车道占有率和车型等交通流基本信息的非接触式交通检测器。T-11微波交通检测器主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量调查站和桥梁的交通参数采集，提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息，此信息可通过串行通信线路连接到其它系统，为交通控制管理，信息发布等提供数据支持。T-11可安装于路侧立柱或类似结构上，具有安装维护方便，不破坏路面，不影响交通，技术先进，成本低等特点。 图 1-1 产品外形图 12设备特性1) 多道性市场上部分检测器是单道设备，在多车道的公路上应用时，在每一安装处都需由多个检测器单元组成。因此带来高额的成本和复杂的安装，并且随着单元和布线的增加使得可靠性下降且更不便于维修。T-11 能够根据车的长度探测多达12 条车道的每一条车道上的车道占用率、流量和平均速度。多道性使T-11平均在每一条车道上的性能价格比比较高。2) 全天候T-11作为一种真正的实时再现的雷达设备，由于它的波长长，能够全天候工作。不受天气的影响。3) 可靠性产品经过了公安部交通安全产品质量监督检测中心的产品检测，可靠性得到了很好的保证。同时，T-11内置存储单元，在发生通信中断的情况下，T-11将数据暂存于自身的存储单元。该设备设计、制造符合交通信号控制设备中国通用规格，在规定条件下工作，其平均无故障间隔时间（MTBF）满足：MTBF90000小时(10年)。4) 灵活性T-11的数据传输有无线和有线两种方式，可以根据不同的应用情况进行灵活选择，其供电也可采用标准供电和太阳能蓄电池供电两种方式，使得T-11可以灵活的适应不同的复杂应用情况。T-11也是非常容易扩展的，通过计算机对设备的调试，可以满足用户要求，例如单向车道信息统计，单条车道信息统计，不需要重新安装。5) 侧向安装市场上部分检测器是正向架空安装设备，即仅可安装在标志桥或过街桥上面。这就限制了它们在有很多桥或需要在常规路口新建桥的部署。进一步说，在安装和维修时，检测器下方的道路必须被关闭。T-11能够在不中断交通的情况下安装在现有路侧电线杆上的交通车辆检测器，安装不会造成交通中断。6) 低价格T-11低的生命周期价格解决方案来自于它平均每条路的低价格，安装简单，免维护，高可靠性和易于快速更换。另一个节省成本的优势在于许多种应用中不需要控制器。T-11在内部能够处理多种需要的交通参数（如车流量，道路占用率，平均速度和长车数量），因此就去掉了很多高速公路项目中的控制器。2. 应用模式1) 城市交通在智慧城市或者平安城市建设中，为了实现对城市交通的智能调度和实时管理，需要采集重要路口的交通信息，包括宏观的车流量、平均车速、主要车型构成等。本设备将架设在重要路口的四个方向，分别采集交通信息，并通过光纤链路或者无线链路传递给交通指挥中心，实现交通信息实时监控、自适应交通信号灯控制，及交通诱导等功能。电源线及通讯线可通过地下管线或架空的方式与交通信号机相连。由交通信号机提供电源，并通过交通信号机将交通信息上传监控中心。图2-1 城市交通应用示意图a) 固定式交通信息采集系统b) 流动式交通信息采集系统c) 道路运行管理系统d) 自适应交通信号灯控制系统e) 交通诱导系统f) 道路建设与运行决策及支持系统2) 高速公路在城际交通中，不同方向高速公路间的实时车流量检测在智能交通诱导方面显得极为重要，可以选择在高速公路不同路段区间内安装T-11智能交通微波检测器，实现交通信息实时监控、道路建设与运行决策等功能。目前快速内外环交通线路，在大中型城市中显得尤为重要，为了避免早晚高峰车辆的拥堵，实现对快速内外环高速路的车辆信息实时监测，为交通部门进行交通提前预警、车流引流提供决策依据。最大限度的实现交通的合理规划与调配。对于已建成道路，可采用太阳能电池板供电，交通信息通过串口转无线（CDMA、GPRS）传输。 图2-2 高速公路应用示意图a) 固定式交通信息采集系统；b) 流动式交通信息采集系统；c) 道路运行管理系统；d) 道路建设与运行决策及支持系统；3. 技术规格 性能和检测精度 微波工作频率：K波段24GHz； 车道探测分辨率：0.3米 存储功能：12个月 覆盖范围：0100米； 工作模式：正向、侧向； 检测车道：最大可检测双向12车道； 检测信息：车道占有率流量、平均车速、车速、车辆类型分类； 车辆分型：不小于5类，可以根据车长任意定义； 流量检测精度：单车道流量 95%；总流量 98； 占有率检测精度：不小于95； 平均车速检测精度：不小于98； 单车速度检测精度：不小于95（正向）； 车速检测范围：0-200公里/小时； 数据上传周期：13600秒范围任意可调； 机械性能 设备尺寸： 24177 cm重量：1.8 Kg 外壳采用 Lexan 树脂材料（防水、防冻、防锈）防护等级符合IP-67（NEMA-4X） 标准 接口 标准2路RS-232/RS-485/RS-422接口可转接以太网、光缆或无线（GPRS、CDMA） 电源要求 工作电压： 直流12-36V宽输入电压功耗(标准电源)： 3 瓦;掉电自动恢复： 10毫秒内输入电压电源： 普通照明电源：22020%12V可充电电池电源 环境条件温度范围 -45 +85 湿度范围 0-95% RH风速范围 小于160 km/h 适合于任何天气条件（雨、雾、雪、大风、冰、灰尘等） 可靠性 设备设计、制造符合交通信号控制设备中国通用规格，在规定条件下工作，其平均无故障间隔时间（MTBF）满足：MTBF90000小时（10年）平均故障修复时间：15分钟4. 系统解决方案 41系统结构T-11的数据通信接口RS232、RS485和RS422，采用的通信方式有以下两种：无线数据传输方式：数据通过无线传输模块，进行无线传输；有线数据传输方式：数据通过数据光端机的方式进行传输。411无线数据传输解决方案 无线数据传输方式T-11完成数据采集和本地数据处理后，数据通过标准的RS232（或RS422、RS485）接口连接无线传输模块，无线传输模块通过GMS基站和移动信息服务中心将数据传送到本地的中心控制室。从设备的RS232（或RS422、RS485）接口到本地的控制中心之间是一个透明的无线数据通道，只需要T-11设备采集终端的无线传输模块配置成控制中心的固定IP地址，控制中心任何一台配置该IP地址的机器都可以接收到T-11采集的数据。要实现多台检测设备的监控管理，只需要每一个设备采集终端的无线传输模块都配置成控制中心的IP地址即可。图4-1 无线数据传输方式示意图 适用环境因为无线数据传输只要在T-11设备采集终端连接无线传输模块，配置控制中心IP地址，在控制中心用户端安装配套的接收软件，就可以实现道路信息的采集和控制管理。这种数据传输方式无需铺设电缆，所以比较适合传输电缆不方便铺设的环境条件，或者是临时的测试安装。需要本地GPRS（或CDMA）网络情况比较好。 需要条件本地GPRS（或CDMA）网络情况比较好；控制中心有固定的IP地址。一台稳定可靠的数据接收计算机。312有线数据传输解决方案 有线数据传输方式T-11完成数据采集和本地数据处理后，也可以通过有线的方式进行数据传输。标准的RS232（或RS422、RS485）接口连接数据光端机,通过已敷设的线缆通道连接到控制中心。若道路本身没有铺设沿路数据传输线缆，则需要在设备安装点和控制中心之间铺设缆线，这样的成本比较高。如果从采集设备安装点到控制中心有现成已敷设的数据传输线缆，则可以应用现有数据传输通路。这种数据传输方式目前普遍应用于国内新建高速公路。 适用环境道路数据传输网络比较完善，从采集设备到控制中心有现成成熟的数据传输通路。不适于进行无线传输的环境，如本地GPRS（或CDMA）网络情况不好等。 需要条件从采集设备到控制中心有现成的数据传输通路。数据采集设备安装地点靠近数据传输网络节点。数据光端机的数据传输波特率为9600 比特，有标准RS232（或RS422、RS485）接口。32数据存储与管理数据通过有线或无线的传输网络传输到监控中心后，用户端就可以通过安装数据库应用分析软件进行数据的分析和管理。以下是我们提供一个典型的用户端数据库应用软件。 交通数据处理分析系统主要是处理分析道路车辆检测器的交通流参数（交通量、行车速度和车道占有率），形成数据查询、统计分析与报表。交通流的基本参数有交通量、行车速度和车道占有率。通过对交通流数据的采集处理分析，为道路管理运营维护部门提供决策，充分发挥道路为出行者提供更加快捷、舒适、方便、安全的服务。该系统采用无线GPRS方式，通过移动网络系统将车辆检测器的采集数据传输到数据处理中心，数据处理中心将检测的数据进行处理分析，并保存数据到数据库。同时将采集的历史数据进行统计分析，形成报表。图4.2-1 系统构成图该系统包括两个子系统，数据采集子系统和统计分析报表子系统。数据采集子系统主要功能包括系统参数设置、微波车辆检测器（与DTU）参数管理、数据实时采集、数据显示、状态显示、接受日志。统计分析报表子系统主要功能包括数据查询、统计分析曲线、报表打印、设备故障登记处理等。图4.2-2数据采集子系统管理软件界面l 4、安装方式微波交通检测器的安装方式可以分为正向安装和侧向安装。根据微波工作的原理，侧向安装检测的速度是每一辆车一段距离内的平均速度，正向安装是利用多普勒效应对每辆车的实时速度进行检测，其他测量参数相同。正向安装每台设备只能检测一条车道的信息，要想检测多车道车辆信息需要多台检测设备。而且正向安装需要安装悬挂门架，在道路中间施工需要中断交通。从安装成本和便利性上综合考虑建议采用侧向安装使用方式。侧向安装需要考虑的因素： 需要检测的车道数和立柱的位置 中间隔离带和路肩宽度的影响41需要检测的车道数和立柱的位置关系 为了降低大型车完全遮挡情况的发生，T-11安装高度应尽量高，比如高于地面7米。T-11 的安装立柱须设置在第一探测区外，后置距离（后置距离，就是距离最近一条需要探测的车道的距离）要能保证波束的投影可以覆盖所有需要检测的车道，同时保证投影与检测道路正交。根据T-11需要检测的车道数选择合适安装高度和选择合理的后置距离，可以确保更好的收到车辆侧面的反射信号。正确的方式应该符合图3-2的公式。下表给出了立柱的后置距离和安装的高度的设置标准，当后置距离大于6米时，立柱高度可适当增加。设备安装参数表检测车道数（条）L1后置距离（米）H建议安装高度（米）2-305415826.51037123842设备安装结构如下图所示，检测器通过2个螺钉固定在云台的托盘上，可以通过仰角定向螺钉来调节检测器的俯仰角度。然后将云台支架使用抱箍固定在立柱上即可。在安装后，如果根据道路的情况需要将设备左右调节角度的，可以通过水平定向螺钉来调节设备左右的角度。完成设备的安装假设。图4-3 设备安装结构43中间隔离带和路肩宽度的影响车道中间普通的隔离带和防护栏柱一般不影响检测效果。但是如果隔离带和防护栏杆等障碍物距离车道比较近，与邻近车道占据同一波段，就会削弱探测信号。在条件允许的情况下，建议采用对向安装T-11的方式来确保检测的精度。以下是实际应用时的安装示意图 单向检测12车道安装 图4-4 T-11侧向12车道检测安装平面图图4-5 T-11侧向12车道检测安装效果图 双向安装对于中间隔离带过高、立柱没有足够的后置距离的情况，可以将两台T-11 安装在道路的两侧，这样可以使检测区域很好的覆盖所有的车道。但要注意两个检测器不可以水平相对,它们之间的错开垂直距离要大于15米。具体如下设计：双向安装示意图如下：图4-6 T-11双向安装效果图图4-6表示了双向安装T-11设备检测12条车道时的安装方法。双向安装可以有效的利用灯柱、路侧护栏柱等后退距离较小的设施，有效避免了立柱l 5、系统实施工程条件1) 立柱选用路侧已有的立柱，或重新立柱；立柱高度参考安装公式，一般为5-8.0米，外径不小于16厘米；2) 设备供电普通照明电源22020V AC 50-60Hz, 80 mA；便于取电的地点；3) 安装工具安装过程中需要把检测器安装在6米左右高度（根据路况而定），所以需要多向旋转的高车支持。或不低于6米高的人字梯，安装工人安全带和反光背心。4) 避雷/防浪涌由于一般安装位置位于比较空旷的高速公路旁，所以需要考虑避雷问题，配合在柱体上安装避雷装置；如安装处电源电压不够稳定，需要添加防浪涌模块，以防大电流击坏设备；5) 客户端客户端需要一台计算机来接收数据（Windows2000级以上的操作系统）。如果用户希望采用无线传输方式，需要提供固定的公网IP地址。6 软件使用说明设备安装好以后，使用针孔直连RS232串口线缆连接调试计算机和设备串口，使用调试软件对设备进行调试和参数的配置。打开设备随机光盘，运行批处理文件regist，然后双击调试软件图标，调试软件界面如下图所示。图6-1 软件调试界面1.1 上报串口设置在调试界面里点击“串口设置”，弹出如图6-2所示对话框，设置和计算机通信的串口号及通信波特率；点击“设置”；图6-2串口设置如上图，如果串口设置正确的话，会在界面的右下角显示“串口设置成功”；图-3 串口设置成功如果串口配置不正确，则显示“串口设置失败，请重新设置串口”，如图12所示；图6-4 串口配置不正确设备串口设置成功后，在设备工作正常的情况下会自动联机，如图13所示。显示为“设备已联机”。图6-5设备联机1.2 时间校正为了设备能够和本地时间保持一致，设备初次使用时需要给设备进行校时，调试界面设置了时间校正按钮，如图7-6所示。图6-6 时间校正1.3 参数设置设备联机成功后，在使用之前需要根据使用环境进行一些参数配置，可以对上报周期、车型的分型参数、车道参数进行配置。如图6-7所示。图6-7参数设置备注：Com1：RS232串口，此处选择RTMS_X2模式；Com2：此处不需要设置。上报参数中，只需统计信息。1) 上报参数上报参数主要用来设置设备的一些上报内容。 统计信息：上报车道占有率、流量、平均车速、车型等信息； 历史信息：存储历史数据； 单车信息：上报单辆车子的信息（速度、车型、车道）。 设备编号：用来设置本机的唯一编号。用来读取本机设备的编号，也可以修改编号，然后点击“设置”，将保存新编号至设备存储器中。 上报周期：设置设备上报时间间隔，通过下拉可以选择10秒-60分钟不等的上报周期。 分型数量：总共有4类车型供划分； 分型标准：根据实际交通状况来设置。以上参数设置完成后，点击“设置”保存当前设置至设备存储器；2) 车道参数车道参数设置非常重要，用来定义检测器所检测的道路断面上的车道数量、每个车道的行驶方向、车道的宽度、检测灵敏度、校正值等信息；在车道参数设置的下方显示的为每个车道的模拟反射波形强度和形态； 车道数：设置检测器所检测道路的车道数量；共1-10车道可选择； 行驶方向：通过箭头选择每个车道相对于检测器的车辆行驶方向；图7-8 车道参数设置 起始距离和结束距离：用来设置每个车道的对应位置，如下图7-9所示，设备架设完毕后，划设当前为双向6车道，当第4车道有车辆经过时，会在20单位上出现一个陡峭的波形，因此第四车道的起始距离可以设置为19，结束距离可以设置为21，保证将每个车道出现的波形包括在起始距离和结束距离之间，同样来划分其他车道。图7-9车道划分 灵敏度：用来设置检测车辆存在信息的门限值，如果某个车道的波形强度比较强，可以将门限相对的调高，某个车道的波形强度较低时，可以将这个车道对应的门限调低，确保车辆的不漏报；设置完成以上信息，点击车道