微波道路流量监测方案Word文件下载.docx
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所发射微波的中心频率为10.525GHz，频率带宽为40~50MHz，发射的微波断面分辨率为0.6m。
图2连续频率调制波示意图
2．微波特性
非接触式微波探测：
应用微波原理，侧面安装，通过微波探测得出实时检测结果，与线圈、视频等其它检测方式，具有不破损路面、安装维护不阻断交通、全天候工作、不受环境影响等等优点。
全天候工作：
与其他交通检测技术不同的是，检测器采用了3厘米波长的微波，不受雨滴，冰雹和雪花等影响，可以实现全天候工作。
衍射：
衍射是指微波绕过阻碍物前进的特性，波长越长衍射越明显。
衍射性能使得检测器能够检测到被大车挡住的车辆（可见光的衍射很小）。
由于被挡住的车辆反射微弱，检测器并不能探测到所有被挡住的车辆，通常60%被完全挡住的车辆都能被检测到。
为了降低完全遮挡情况的发生，检测器的安装高度应尽量高，比如高于地面5米。
防震性：
与其他依赖视角的检测器不同，检测器拥有0.6米的车道距离分辨能力，因此它不会受到安装立柱的晃动而带来的误差影响，部分误差也属于系统误差。
2.2.2技术规格
1．微波信号和覆盖区域
中心频率
10.525Ghz
频带宽度
40~50Mhz
输出功率
20mW
纵向面作用角度
45±
5
横向面作用角度
10±
2
覆盖范围
4~60米
最大可检测车道数
8条
2．检测精度
检测项目
%错误率
单车道的实时检测
5%
单车道的车道占有率（侧向模式）
单车道的车流量（侧向模式）
单车道的长车流量（侧向模式）
10%
车道探测分辨率
1米
时间分辨率
10毫秒
设备尺寸：
160x230x240mm
重量：
3Kg
外包装
微发泡板
防护等级
符合IP-65标准
4．接口
标准RS-232接口——实时的数据通讯和存储数据下载接口
这个接口可以连接GPRS无线传输模块或有线基带/频带MODEM进行实时数据传输。
通讯协议：
波特率9600，数据位8，停止位1，奇偶校验位无。
各车道TTL电平接口——实时电信号
5．电源要求
工作电压：
15~30V，DC
功耗：
峰值6W
掉电自动恢复：
5秒内
6．环境条件
工作条件
温度范围：
-30~+60℃
湿度范围：
25℃下相对湿度98%
大气压：
60~106.7kPa（460~800mmHg）
电压波动：
±
10%
风速范围：
小于160km/h
下雪（下雨）：
量不大于100mm/h
运输和存储
-40~80℃
0-95%RH
7．可靠性
该设备设计、制造符合交通信号控制设备国际通用规格，在规定条件下工作，可昼夜连续工作，其平均无故障间隔时间（MTBF）满足：
MTBF≧90000小时（10年）。
2.2.3技术特点
1.多道性
多数检测器是单道设备，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。
检测器能够根据车的长度探测在多达8条车道的每一条车道上的车的类型、道路占用率、流量和平均速度。
由于检测器的安装高度在5米左右，所以可方便地放置在现有的电线杆上的。
多道性使检测器平均在每一条车道上安装的方便性、可靠性、稳定性方面的性能价格比很高。
2.全天候
因为SPECTR检测器微波感应器使用的是3厘米微波，由于微波具有绕射和衍射特性，所以不受兩、雪、冰雹的影响，同时外壳的防水设计，以及防太阳暴晒的特殊材料，检测器无疑是一个全天候的车辆检测器。
除了微波检测器以外，所有的检测器在天气变化时维持良好的运行都有困难。
被动视频和短波红外线设备不能在雾、大雨、和雪中运行。
当早晨和傍晚太阳位置很低时，视频图像系统会出现运行问题（由于它们主要是根据车灯来监测，所以占有率的读入很成问题）。
超声波检测器非常容易受到由风引起的震动的影响，从而产生误报。
检测器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。
3.准确性
微波检测器独一无二的区域检测能力可使它从多角度应用，而其它检测器则很难维持这种准确性。
单一车道正向实时探测：
速度、车流量精度高于95%
侧向8车道：
错误率低于5%
侧向平均速度：
侧向车流量、道路占用率、长车流量：
4.可靠性
检测器的外壳采用了符合NEMA-4X和IP-65标准的防水设计，产品经过了交通部交通工程监理检测中心的产品检测，可靠性得到了很好的保证。
同时，检测器内置蓄电池模块，在发生通信中断或断电的情况下，检测器将采用蓄电池供电，并将数据暂存于自身的存储单元，一旦通信回复正常，检测器就将自己存储的数据重新发送到服务器上。
5.灵活多变的通信方式
检测器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，其供电也可采用有线供电和太阳能蓄电池两种方式，使得检测器可以灵活的适应不同的复杂应用情况。
6.侧向安装
所有可选择的检测器都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。
检测器能够在不中断交通的情况下安装在现有路侧电线杆上的离路检测器，而且安装不会造成交通中断，在安装时最多需要设置施工围栏。
7.低价格
检测器高的性价比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。
另一个节省开销的优势在于许多种应用中不需要控制器。
检测器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。
检测器也是非常容易扩展的，只要用计算机加入或去除一条车道即可，不需要重新安装。
8.使用方便
检测器是可以升级的。
由于它是基于软件运行的，所以更换它的软件就可以方便地更换它的工作程序。
检测器软件是不断升级的。
升级过程仅仅需要更换一块芯片。
检测器是非常容易维修的。
出现故障时，可在十分钟内方便快捷全天候地更换一个单元。
更换下来的故障部件可返厂修理。
9.方便可选的供电模式
检测器可选用多种供电方式，可选用市电供电，也可选用太阳能供电，全面解决了野外供电不方便的问题。
2.2.4安装调试
1.微波检测器安装示意
检测器安装时一定要垂直于路面，且上沿要对准统计车道的1/3处
垂直路面安装
安装角度（上沿对准总测量道路的1/3）
注意：
绿化隔离带或铁栅栏过高对微波检测器有一定的影响
2.微波检测器安装详解
（1）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
（2）需要检测的车道数和立柱的位置关系：
前文已经说过为了降低大型车完全遮挡情况的发生，检测器安装高度应尽量高，比如高于地面5米。
检测器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。
根据检测器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下图的公式。
（L+L1）/H=ctg（θ-α/2）L1≥5m;
（L+L1）≤60m
L1/H=ctg（θ+α/2）
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）
2-3
4.0
4
4.5
6
5.0
5.5
8
7.0
下图表明检测器的安装位置距离第一车道太近、安装位置太高或视角太小的检测效果。
扇形代表范围段。
由于视角太小，车道1和车道2共享波段4。
大车太高可能会使一些信号“扩散”到车道1中。
车道3内的车辆和隔离带处于同一波段范围内。
由于视角太小使检测器的覆盖面变小，3车道的探测不准确，4车道没在投影范围内而无法探测到。
没有正确安装微波检测器而导致第四车道检测不到
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，建议采用对向安装检测器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8车道安装
检测器侧向8车道检测安装
表示了单向安装一台检测器设备检测最大8条车道时的安装方法。
在此情况下要求中间隔离带不能过高、无树木遮挡并且立柱有足够后置距离。
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，可以将两台检测器安装在道路的两侧，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
检测器双向安装
表示了双向安装检测器设备检测8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设施的安装，有效避免了立柱后置距离不够和隔离带遮挡的问题。
龙门架上安装
这也是一个有效安装和节省立杆的方法。
但需要注意检测器必须与金属龙门架横杆成一角度且小于15度。
如图所示。
高架桥上安装
解决在高架桥上因为后退距离和中央分隔带影响，应用两个检测器的方法是交互检测对面车道方法计算车流量。
检测器双向安装互检测
在高架桥利用高大建筑的安装方法
这种方法是可以借用立杆，但立杆与路肩距离不能超过8米。
路面有位差的安装
如果双向路面有位差且位差不是很高，可以利用一台设备进行双向检测，如图所示。
检测器在较小路面位差情况下安装
如果路面级差较大,则需要用两台检测器，安装如图所示。
检测器在较大路面位差情况下安装
以上就是几种典型道路环境下安装应用检测器的方式。
检测器典型配置
2.2.4安装工程条件
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5.5-8.0米，外径不小于12厘米。
2）设备供电
24VDC/AC，便于取电的地点，可以选在原有车检器附近，或使用太阳能。
3）安装工具
安装过程中需要把检测器安装在5米左右高度，所以需要多向旋转的高车支持。
或不低于5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GPRS传输方式，需要提供固定的公网IP地址。
2.2.5安装点选择
1.微波检测器安装点的位置要求请务必满足以下几点：
a）微波检测器架设点距被检测车道最近红绿灯路口停车线不小于90米，避免车辆拥堵；
b）路面应选择平行直道，避免选择在有弯道的路面；
c）微波检测器安装位置的正前方不应有树木的遮挡现象，树木遮挡情况严重需另换安装地点，树木遮挡情况不严重经人工修整去掉遮挡后不影响安装架设，可以进行安装，但需要做好记录；
d）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过高，就会削弱检测信号。
在条件允许的情况下，建议采用对向安装的方式来确保检测的精度。
安装点选择不合适，会影响雷达的检测精度。
2.安装高度与退后距离
为了降低大型车完全遮挡情况的发生，雷达安装高度应高于地面5米。
雷达的安装立柱需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。
根据雷达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。
表2-1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，当道路中央有较宽隔离带时，后置距离应适当加宽。
表2-1设备安装参数表
后置距离与安装高度选择不合适，会影响雷达的检测精度。
3.杆件要求
立柱选用路侧已有的立柱，或重新立柱。
a）高度：
参考安装公式，一般为5.5-8.0米
b）外径：
不小于12厘米
c）接地电阻：
小于4欧姆
d）防雷：
安装有避雷针
4.适配箱安装
智能交通微波检测器的部分配件需按安装在适配箱中，适配箱应固定在杆件3米高的位置。
适配箱可选配ITMS-01智能交通微波检测器提供的标准适配箱，适配箱安装原理如图2-2所示；
如有特殊需要，也可自行定制合适的适配箱。
图2-2适配箱安装原理图
适配箱内安装有：
电源防雷器，串口浪涌保护器，接线柱，电源插座，空气开关，传输设备（串口服务器、DTU等）和传输设备的电源适配器。
5.防雷器安装
串口浪涌保护器安装
串口浪涌保护器线路连接，如图2-3所示：
图2-3串口浪涌保护器接线图
串口浪涌保护器一端有两个DB9插针，分别标记为RS422和RS232，接智能微波检测器电缆的RS422串口线（5芯）和RS232串口线（3芯）。
串口浪涌保护器同一端有一个基地端子，通过接地线将其与适配箱中的接地端子相连。
串口浪涌保护器的另一端有两个DB9插座，分别标记为RS422和RS232。
其中，标记RS422的DB9插座通过数据线，连接传输设备（串口服务器,DTU等）。
DB9插针插座连接后，用中号十字螺丝刀拧紧DB9壳体。
6.电源防雷器安装
在直流供电情况下，不接电源防雷器。
引入电源与检测器电源线直接相连。
电源防雷器线路连接，如图2-4所示：
图2-4电源防雷器接线图
电源防雷器的一端有一个3芯电源插针，分别标示为“L”、“N”、“G”，接智能微波检测器电缆的电源线（红线h，蓝线i，黄线Z）。
红色电源线为火线，与“L”插针连接；
蓝色电源线为零线，与“N”插针连接；
黄色电源线为电源地，与“G”插针连接。
同一端还有一个电源开关，用于控制电源防雷器对外电压输出与否。
电源防雷器的另一端有一个4芯电源插针，分别标示为“L”、“N”、“G”、连接电源防雷器输入电缆。
“L”插针连接火线；
“N”插针连接零线；
“G”插针连接电源地。
警告：
请务必按照上述连接方式进行电源线的连接，电源线连接关系不对会导致检测器主机板的损坏，严重时会烧毁整台检测器。
不正常连接，后果自负。
警告：
严禁将火线（电源防雷器电源输入标识L）、零线（电源防雷器电源输入标识N）接在设备地线（电源防雷器电源输入标识G）上。
7.调整角度
拧松水平定向螺丝，水平转动检测器，使检测器微波发射方向垂直于道路方向。
对准之后，拧紧水平定向螺丝。
拧松仰角定向螺丝，竖直转动检测器，如道路在4车道以内，使检测器微波发射的中心线对准检测区域的中间位置；
如道路超过4车道，使检测器微波发射的中心线对准道路近处1/3的位置。
然后拧紧仰角定向螺丝。
2.3数据通信传输部分
无线网络方案
由于流量检测器分布分散、需要传输的数据量不大，拟采用无线传输（GPRS、CDMA等）。
通过无线网络将所有流量检测器的数据上传到控制计算机（服务器），在控制计算机上对收集到的数据进行加工处理，把处理结果再通过无线网络发布到各处诱导屏上。
无线串口传输设备
GPRS/CDMA无线数传可以让工业用的RS232/485/RS422串口设备的串口通信立即转换为GPRS/CDMA无线通信的设备，内置TCP/IP协议，实现串口数据透明传输。
可用于电力系统自动化、工业监控、交通管理、金融、证券等部门、工厂、车间、矿井、银行等工业领域。
无线数传利用GPRS/CDMA网络平台实现数据信息的透明传输，特别适合中心对多点、点多分散的中小数据量的传输。
对于提示信息、公告信息等，也可以通过无线网络发布到各处诱导屏上。
1.检测器的数据分为两种
（1）实时数据，主要用于现场调试
（2）周期统计数据，重点数据，用于实际交通状况分析
2.数据的三种处理方式
（1）实时传输各车道数据
（2）周期统计并定时传输周期数据包
（3）周期统计并将数据包存储于检测器内存储器中
3.数据的用途
（1）常见的数据用途有，调查分析、实时控制指挥
如重修某条道路，对此道路进行流量分析，一边得出新的且科学的道路建设方案。
如十字路口控制，可进行长时间的数据统计，得出相对优化的配时方案，也可实时路口统计并控制信号机工作。
如城市道路信息诱导的项目方案，可使用微波检测器进行流量统计并分析道路信息，并实时的发布相关道路信息。
如高速公路运行状况实时分析，等等。
（2）如果我们采集数据仅作为调查分析，建议采用上述第三种数据处理方式，将数据存储再微波检测器内存储器中，这样系统前端相对比较简单，仅检测器和供电即可，当需要下载数据时且在存储器存储容量周期内（比如检测周期为30分钟，存储器可存储1个月的数据包），带上工作笔记本（需有串口），将串口插上，通过数据下载软件即可将数据包全部下载。
（3）如果我们采集数据需要做实时的道路状况分析，那需要有多个检测器分布于不同的道路，并采用相同的且相对较短的时间周期，进行采集数据，并将数据包传回指挥中心，通过对单个检测器数据包的分析，可得出此检测器监控道路的道路信息，通过对多个检测器数据包的分析，可得出多条道路的道路信息，综合分析可达到点、线、面的道路指挥控制。
2.4信息处理与控制计算机（主控计算机）
数据通过有线或无线的传输网络传输到控制中心后，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了。
以下是我们提供一个典型的用户端数据库应用软件。
为了满足公路管理部门的不同用户对于数据的浏览和操作，软件系统采用了B/S结构，即任何一个用户，只要通过浏览器即可访问数据库，同时，针对不同的用户，也有访问权限控制，以保证数据的安全。
这种结构，很好的保障了系统的可扩展性。
数据库采用Microsoft的SQLServer2000，数据管理软件的界面如图6-1所示。
图6-1数据管理软件界面
此外，该软件还可根据不同用户的需求进行定制。
我们的数据传输接口标准会对用户公开，用户也可以根据需求自行开发应用软件。
采用高性能、高稳定性计算机。
放置在指挥中心的控制台上，对经过工作人员人工确认后的交通信息和指挥管理信息接收并进行处理，输入或发布信息（或指令），向交通诱导屏、电台、电视台和互联网发布交通诱导信息，设置交通信息板和交通诱导屏的显示参数等。
也就是说，交通诱导信息发布计算机主要是完成本子系统的数据获取、数据处理、诱导方案制定、诱导信息发布控制、数据存储等功能。
2.5诱导发布
交通诱导屏的显示屏除了可以显示文字信息以外，还可以显示直观而比较简单的图形线路信息。
交通诱导系统主要发布三类信息：
警告警示信息、交通诱导信息和公众信息。
1）警告警示信息
这类信息主要是根据与交通诱导信息发布系统联动的那些卡口监控系统所提供的监控数据，发布其管辖范围内行驶车辆的超速违章等信息。
2）交通诱导信息
根据交通、天气及指挥调度部门的指令及时显示交通诱导信息，如：
施工地段管制、强风、浓雾等警示标语及简单图形，从而让驾驶人员提前了解道路状况，避免交通阻塞，减少交通事故发生。
同时还可根据路面实际情况显示限速值，从而有效地对交通流进行诱导，使高速公路的交通更加畅通。
3）公众信息
这类信息主要是一些人性化的友好提示信息，如：
谨慎驾驶、注意安全、请不要疲劳驾驶等。
另外，还有一些其它信息，比如：
热烈欢迎领导来视察指导工作、庆祝国庆等。
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