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作者:蔣程張凱劉權富單位：重慶市公安局交通管理局重慶交通大學

RTMS在微波束的發(fā)射方向上以2m為一層面分層面探測物體，RTMS微波束的發(fā)射角為40°，方位角為15°。安裝好以后，它向公路投影形成一個可以分為32個層面的橢圓形波束，這個橢圓的寬度取決于選擇的工作方式，并因檢測器安裝角度和安裝距離的不同稍有變化。RTMS接收到微波投影區(qū)域內(nèi)各種表面的連續(xù)不斷的回波，如人行道、柵欄、車輛以及樹木等。在每一個微波層面內(nèi)的固定物體回波信號將形成背景閾值，如果回波信號的強度高于改微波層面的背景閾值時，則表明有車輛存在。其信號圖如圖1所示。微波檢測器采集系統(tǒng)與控制中心的主控機通過通信介質(zhì)連接，主控機可發(fā)送命令，設置檢測器的檢測周期、檢測參數(shù)等工作狀態(tài)，并監(jiān)測檢測器故障。微波檢測器將采集交通數(shù)據(jù)如交通量、占有率等傳送至主控機，以便完成控制系統(tǒng)的信息存儲、優(yōu)化配置、方案選擇和事件檢測等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制效果。

微波檢測器設備安裝

安裝RTMS需要根據(jù)對交通測量信息的不同使用目的來設計檢測斷面和安裝位置。RTMS檢測斷面的設計檢測斷面位置的設置直接關系到檢測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。設置檢測斷面的原則為以下幾點：a）以交通數(shù)據(jù)的調(diào)查、統(tǒng)計為目的，可在環(huán)城道路及市區(qū)主干道上選擇若干典型路段，設立長期交通數(shù)據(jù)檢測斷面，斷面間隔可達數(shù)千米；b）為室外交通誘導信息顯示屏提供實時誘導信息數(shù)據(jù)，則需要在顯示屏下游數(shù)公里內(nèi)，連續(xù)設立檢測斷面，平均間隔以1000m左右為宜；c）若將檢測數(shù)據(jù)應用于交通意外事件檢測，則檢測斷面間隔范圍應在500m—1000m之間；d）由中央隔離帶的路段，當隔離帶的高度超過70cm時，應采用雙向檢測（道路兩邊都設微波檢測器）的方法，避免由于隔離帶的干擾造成檢測數(shù)據(jù)的不準確；e）在彎道集中區(qū)域應適當增加檢測斷面。檢測斷面確定后，對檢測設備的安裝位置通過GPS確定明確的坐標值，既便于設備的標識，也有利于指揮中心GIS準確反映檢測斷面的位置。RTMS的安裝位置RTMS的安裝位置是影響其檢測效果的關鍵因素，要得到好的檢測效果，必須合理配合使用先進的檢測設備與科學的安裝位置。RTMS的安裝可以分為側(cè)向安裝和正向安裝兩種。測向安裝是指將RTMS安裝于道路的側(cè)面，使檢測面與行車方向垂直的安裝方法。正向安裝則是指將RTMS安裝于車道的正上方，使檢測面已道路方向一致的安裝方法。RTMS的正向安裝正向安裝的方法是對于每條車道都獨立使用一個檢測器進行檢測，其檢測精度相對于側(cè)向安裝有進一步的提高，特別對速度的檢測精度可達到±2%。但由于其每個檢測面的設備費相當高，因此在實際使用中并不是很普遍。正向安裝的方式多應用于高速公路交通流檢測等對速度檢測精度要求較高的道路上。采用正向安裝方式時，檢測器可安裝在遠離障礙物的天橋上，也可在有條件的情況下在道路上架設龍門架，將檢測器安裝在龍門架上。檢測器的瞄準方向可以是對著車輛駛來方向也可以是駛出方向，檢測器的設置高度為5m，不能超過7m。同時要保證檢測器兩邊保持水平。從設備后面看，視軸的指向位置應離檢測器約10m（30英尺），保持充分的長度和合適的寬度的投影對應單一的車道（如圖2所示）。正向安裝檢測器時，其檢測區(qū)域投影必須限制在其檢測車道的內(nèi)部與車道邊緣線緊鄰，錯誤的瞄準會導致檢測鄰車道或本車道未完全檢測的誤差出現(xiàn)。另外，在正向安裝沒有設立龍門架的條件也沒有合適的立交橋可供選擇的情況下，若偏移值（檢測器離中心線的距離）小于3m，RTMS可以安裝在路旁的桿上，此時可以使用延伸臂來減小偏移值，其安裝示意圖如圖3所示。RTMS的側(cè)向安裝RTMS的測向安裝因其在性價比上的優(yōu)勢是目前應用較為廣泛的一種安裝方式。采用單檢測器有利于控制項目成本減少檢測器的數(shù)量，相應減少施工難度。雖然檢測器可以同時檢測1條~8條車道上的車流量、車道占有率、平均車速、長車流量等數(shù)據(jù)但是對于道路中間有高于70cm的中央隔離帶的道路，檢測雙向車流的精度會有一定影響。而采用雙檢測器，在同一個檢測斷面上設置兩臺檢測器，使得每臺檢測器就一個方向上的車流進行檢測，這樣就避免了中央隔離帶所造成的干擾問題（如圖4所示）。檢測精度得到提高，但是同時相對投入的成本也較高。RTMS側(cè)向安裝的位置選擇主要從以下兩個方面來考慮：a）需要檢測的車道數(shù)，通過明確需要檢測的車道數(shù)從而確定RTMS鋼桿設立的位置以及安裝的高度；b）中心隔離帶的位置和高度，主要是由此確定是否適合使用單檢測器，安裝標準如表1所示。RTMS的安裝鋼桿設置的后置距離要能保證波束的投影可以覆蓋收有需要檢測的車道，同時保證投影與檢測道路正交。

數(shù)據(jù)的傳輸及存儲

就交通信息檢測系統(tǒng)的應用特點來看，其檢測點較多、范圍大、分布多樣化、檢測設備大都以固定周期方式輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)報文一般為幾個至幾十個字節(jié)。數(shù)據(jù)傳輸方式主要分為無線傳輸和有線傳輸兩類。無線傳輸方式主要通過GPRS網(wǎng)、CDPD網(wǎng)、CDMA網(wǎng)以及專用無線傳輸網(wǎng)（諾特網(wǎng)）等。無線網(wǎng)絡的接入提供了更加靈活、便利的通信服務。尤其在網(wǎng)絡設施不完善的地域，更加體現(xiàn)出其優(yōu)越性。線傳輸方式在交通領域中主要是通過有線專線網(wǎng)絡傳輸，具有通信容量大、質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、安全保密性強等優(yōu)點，傳輸介質(zhì)以銅纜和光纜為主。此類傳輸網(wǎng)絡主要包括以下幾個方面：a）DPN專網(wǎng)；b）數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）；c）異步傳輸模式（ATM）；d）千兆以太網(wǎng)（GBEthernet）；e）光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）。3.1CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)隨著CDMA通信技術的發(fā)展以及其網(wǎng)絡覆蓋面積的增大，CDMA憑借其簡便、穩(wěn)定、高效性，正越來越多的應用于微波檢測系統(tǒng)的傳輸設備。CDMA系統(tǒng)具有以下四個特點：a）CDMA系統(tǒng)具有較高的可靠性采用先進的通信傳輸技術，能迅速、準確、實時地傳輸交通流檢測信息，及時為智能交通管理提供可靠依據(jù)；b）動態(tài)配置機制可在本地或遠程動態(tài)地修改路側(cè)車流量檢測傳輸設備的配置，有利于下端設備的維護和管理；c）分層次模塊化軟件體系層次清晰的模塊化軟件設計有利于提高軟件的可靠性，便于軟件系統(tǒng)開發(fā)、維護和升級，模塊化的軟件可適用于不同規(guī)模的計算機系統(tǒng)，有利于構(gòu)建不同規(guī)模的中心站；d）系統(tǒng)安全管理系統(tǒng)提供了不同層次的安全管理功能，有利于整個系統(tǒng)的完全運行和故障恢復。下端CDMA數(shù)據(jù)傳輸設備接通電源后將自動建立PPP連接，再通過CDMA1x分組域的接入認證，在PDSN和專網(wǎng)之間建立起專用隧道。然后通過專網(wǎng)的認證后終端經(jīng)過分組網(wǎng)的PDSN與專網(wǎng)的路由器間建立起PPP連接，用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流就可以通過隧道到達交通流信息檢測系統(tǒng)中心。其流程圖如圖5所示。由CDMA無線網(wǎng)絡將下端微波檢測器的數(shù)據(jù)傳送到中心后，經(jīng)過路由器后送到防火墻，數(shù)據(jù)經(jīng)防火墻處理后根據(jù)業(yè)務類型送到服務器或協(xié)議解釋服務器。CDMADTU設備認證數(shù)據(jù)送給AAA服務器進行身份認證。交通流檢測系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)送給協(xié)議解釋服務器進行檢錯、協(xié)議轉(zhuǎn)換后，以TCP/IP方式發(fā)送給車流量應用服務器，由應用程序?qū)?shù)據(jù)進行分析、歸一化處理后錄入數(shù)據(jù)庫。入庫軟件程序進行數(shù)據(jù)解析、標記、合成等處理后，將數(shù)據(jù)寫入相應的數(shù)據(jù)庫。3.2DPN有線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DPN（DigitalPacketNetwork）網(wǎng)是原北京電信針對模擬專線網(wǎng)傳輸不可靠、不穩(wěn)定的特點而建成的數(shù)字專線網(wǎng)。它克服了模擬專線網(wǎng)的許多缺點，大幅度提高了傳輸質(zhì)量。傳輸技術指標能夠滿足專線用戶對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆PN網(wǎng)是采用電路交換技術的數(shù)字通信網(wǎng)，利用數(shù)字信道提供永久性電路連接。它具有網(wǎng)絡安全性高、無擁塞、傳輸誤碼率小、網(wǎng)絡時延小、設置靈活、DTE接口類型豐富、資費低廉、覆蓋范圍廣等特點。用DPN數(shù)字專線網(wǎng)做為傳輸媒介，需要在交通流量采集下端機與交流量采集中心通信服務器之間分別安裝數(shù)字傳輸編碼和解碼接入設備。這些設備是各下端交通流量采集信號接入中心系統(tǒng)的必備設備。同時，通過上下端DPN接入設備可將上端的控制信號經(jīng)以太網(wǎng)接口傳輸至下端現(xiàn)場采集機的對應通信接口（RS232）。下端的交通流量傳感器采集的車流量信息通過RS232串行接口接入安裝在現(xiàn)場的DPNMODEM的串行接口COM1。再由MODEM進行協(xié)議轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)后送入DPN網(wǎng)。各下端車流量信息通過DPN網(wǎng)進行交叉、匯集、復用，最后統(tǒng)一傳輸?shù)綄Ｓ肈PN網(wǎng)中心設備的E1接口。中心設備實現(xiàn)將1個DPNE1信號中包含的30個下端信息轉(zhuǎn)換接出1個遵循標準協(xié)議的100Mbps/s以太網(wǎng)接口功能。RTMS在進行交通量檢測的同時，實時地將檢測到的交通流數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式記錄到數(shù)據(jù)庫中，由數(shù)據(jù)庫存儲到數(shù)據(jù)保存模塊，從而完成交通流數(shù)據(jù)的存儲。數(shù)據(jù)保存模塊還提供以下兩個對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行維護的功能：a）將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到其他的存儲媒介，以長期保存；b）自動清理數(shù)據(jù)庫中超過保存期限的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)庫不會溢出。交通流數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式傳輸?shù)娇刂浦行暮?，用戶就可以通過數(shù)據(jù)庫的應用分析軟件對數(shù)據(jù)進行管理。為了滿足公路管理部門的不同用戶對數(shù)據(jù)的瀏覽和操作需求，軟件系統(tǒng)一般采用B/S結(jié)構(gòu)。即任何一個用戶，只要通過瀏覽器即可訪問數(shù)據(jù)庫。同時，針對不同的用戶，也有訪問權限控制，以保證數(shù)據(jù)的安全。

微波檢測器的實際應用

各地大力發(fā)展交通流實時檢測系統(tǒng)的目的都是希望通過收集交通流信息，更好的幫助交通管理者了解道路交通狀況，分析道路交通問題，提出優(yōu)化解決方案，為交通管理工作服務。所以，在交通流實時檢測系統(tǒng)中，更為重要的步驟是如何把檢測到的交通流數(shù)據(jù)科學的應用道路面上，實實在在的改善道路交通狀況。RTMS檢測系統(tǒng)是交通流實時檢測系統(tǒng)中的重要組成部分，也為交通管理的各個方面提供了良好的數(shù)據(jù)支持。RTMS在交通誘導中的應用交通誘導顯示屏，作為交通參與者的“出行參考”，通過實時各種交通狀態(tài)、意外事件、交通通告和相關信息，幫助駕駛員選擇最佳出行路線。從而有效地對交通流進行誘導，合理地控制和均衡交通流的分布，提高現(xiàn)有道路的使用率，為駕駛?cè)藛T安全快速行車提供良好的服務。而這些服務的基礎就是安裝在路面上的檢測器所采集的交通流數(shù)據(jù)。交通流檢測器，通過對車輛速度的準確檢測，獲得交通流數(shù)據(jù)，然后通過信息共享處理，交通誘導屏根據(jù)所得數(shù)據(jù)再顯示到顯示屏上，達到交通誘導的目的。RTMS在電子警察中的應用隨著電子警察系統(tǒng)在交通執(zhí)法中越來越多的使用，其在交通管理中的作用也越來越重要，電子警察的非現(xiàn)場執(zhí)法方式在經(jīng)過眾多爭議之后得到了廣泛的認可。微波檢測器通過對車速進行檢測的同時，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)超速車輛立即激發(fā)電子警察攝像機對超速車輛的車牌進行拍攝。在整個過程中，微波檢測器起到一個檢測、篩選、發(fā)現(xiàn)同時激發(fā)電子警察攝像機攝像的作用。

結(jié)語

本文對目前交通流信息檢測中最常用到微波檢測器（RTMS）的測量原理進行了介紹；闡述了RTMS對設置斷面和位置的原則，并提出了在設置工程中容易出現(xiàn)的問題；在數(shù)據(jù)傳輸方面，本文介紹了目前使用比較普遍的兩種傳輸方式；在檢測器應用上，檢測的交通流數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)控制中心實現(xiàn)與交通誘導的共享，為交通管理者提供了道路交通情況的數(shù)據(jù)。