本文作者：蔣程 張凱 劉權(quán)富 單位：重慶市公安局交通管理局 重慶交通大學(xué)

重慶是典型的山地城市。其城市道路窄，橋多，隧道多，道路網(wǎng)分布受地形影響大。其干道上的支路多，匝道難以控制且紅綠燈較多。此外，重慶主城區(qū)橫跨長江和嘉陵江，過江需要經(jīng)過橋梁或者隧道。因此如果出現(xiàn)橋梁維護(hù)或者事故等情況將會(huì)嚴(yán)重影響附近交通。近幾年，重慶的交通狀況有了大幅進(jìn)展，但仍很多問題存在。比如，軌道交通發(fā)展緩慢，不能及時(shí)緩解道路交通的壓力；支路建設(shè)重視程度低于干道建設(shè)重視程度；缺乏交通誘導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)致支路車流量小而干路擁堵問題嚴(yán)重；交通管理系統(tǒng)不完善，重慶絕大多數(shù)的交通信號(hào)燈都是固定配時(shí)，而且多數(shù)是“線控”而沒有連成“面”。合理的調(diào)節(jié)人、車、路三者之間的關(guān)系，已成為交通管理部門亟待解決的問題。建立一個(gè)完善的交通管理系統(tǒng)也成為科研組織和交通運(yùn)輸管理機(jī)構(gòu)共同的工作重心。在交通管理系統(tǒng)中，需要建立合適的交通信息定點(diǎn)檢測系統(tǒng)來檢測斷面流量、地點(diǎn)車速和時(shí)間占有率。本文選擇微波檢測器（RTMS）作為定點(diǎn)檢測系統(tǒng)的主要傳感器。文章[10]中指出，雷達(dá)檢測器在同一路段檢測流量時(shí)，擁堵時(shí)刻和平峰時(shí)段的車速檢測精度基本相同，在理想安裝條件下可以實(shí)時(shí)檢測到通過檢測區(qū)域的車輛，精確度可達(dá)到95%以上。

1微波檢測器測量原理

微波傳感器（RTMS）是一種用于監(jiān)測交通狀況的再現(xiàn)式雷達(dá)裝置。它可以測量微波投影區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的距離，通過距離來實(shí)現(xiàn)對(duì)多車道的靜止車輛和行駛車輛的檢測。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(gè)可以分為32個(gè)層面的橢圓形波束，這個(gè)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(gè)微波層面內(nèi)的固定物體回波信號(hào)將形成背景閾值，如果回波信號(hào)的強(qiáng)度高于改微波層面的背景閾值時(shí)，則表明有車輛存在。微波檢測器采集系統(tǒng)與控制中心的主控機(jī)通過通信介質(zhì)連接，主控機(jī)可發(fā)送命令，設(shè)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(jī)，以便完成控制系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)、優(yōu)化配置、方案選擇和事件檢測等功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制效果。

2微波檢測器設(shè)備安裝

安裝RTMS需要根據(jù)對(duì)交通測量信息的不同使用目的來設(shè)計(jì)檢測斷面和安裝位置。

2.1RTMS檢測斷面的設(shè)計(jì)

檢測斷面位置的設(shè)置直接關(guān)系到檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。設(shè)置檢測斷面的原則為以下幾點(diǎn)：a）以交通數(shù)據(jù)的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)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(shè)立長期交通數(shù)據(jù)檢測斷面，斷面間隔可達(dá)數(shù)千米；b）為室外交通誘導(dǎo)信息顯示屏提供實(shí)時(shí)誘導(dǎo)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(shè)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(yīng)用于交通意外事件檢測，則檢測斷面間隔范圍應(yīng)在500m—1000m之間；d）由中央隔離帶的路段，當(dāng)隔離帶的高度超過70cm時(shí)，應(yīng)采用雙向檢測（道路兩邊都設(shè)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(zhǔn)確；e）在彎道集中區(qū)域應(yīng)適當(dāng)增加檢測斷面。檢測斷面確定后，對(duì)檢測設(shè)備的安裝位置通過GPS確定明確的坐標(biāo)值，既便于設(shè)備的標(biāo)識(shí)，也有利于指揮中心GIS準(zhǔn)確反映檢測斷面的位置。

2.2RTMS的安裝位置

RTMS的安裝位置是影響其檢測效果的關(guān)鍵因素，要得到好的檢測效果，必須合理配合使用先進(jìn)的檢測設(shè)備與科學(xué)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。

2.2.1RTMS的正向安裝

正向安裝的方法是對(duì)于每條車道都獨(dú)立使用一個(gè)檢測器進(jìn)行檢測，其檢測精度相對(duì)于側(cè)向安裝有進(jìn)一步的提高，特別對(duì)速度的檢測精度可達(dá)到±2%。但由于其每個(gè)檢測面的設(shè)備費(fèi)相當(dāng)高，因此在實(shí)際使用中并不是很普遍。正向安裝的方式多應(yīng)用于高速公路交通流檢測等對(duì)速度檢測精度要求較高的道路上。采用正向安裝方式時(shí)，檢測器可安裝在遠(yuǎn)離障礙物的天橋上，也可在有條件的情況下在道路上架設(shè)龍門架，將檢測器安裝在龍門架上。檢測器的瞄準(zhǔn)方向可以是對(duì)著車輛駛來方向也可以是駛出方向，檢測器的設(shè)置高度為5m，不能超過7m。同時(shí)要保證檢測器兩邊保持水平。從設(shè)備后面看，視軸的指向位置應(yīng)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(duì)應(yīng)單一的車道。正向安裝檢測器時(shí)，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(cuò)誤的瞄準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)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(shè)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(shí)可以使用延伸臂來減小偏移值。

2.2.2RTMS的側(cè)向安裝

RTMS的測向安裝因其在性價(jià)比上的優(yōu)勢(shì)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種安裝方式。采用單檢測器有利于控制項(xiàng)目成本減少檢測器的數(shù)量，相應(yīng)減少施工難度。雖然檢測器可以同時(shí)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(duì)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(huì)有一定影響。而采用雙檢測器，在同一個(gè)檢測斷面上設(shè)置兩臺(tái)檢測器，使得每臺(tái)檢測器就一個(gè)方向上的車流進(jìn)行檢測，這樣就避免了中央隔離帶所造成的干擾問題。檢測精度得到提高，但是同時(shí)相對(duì)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(gè)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(shè)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。RTMS的安裝鋼桿設(shè)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(shí)保證投影與檢測道路正交。

3數(shù)據(jù)的傳輸及存儲(chǔ)

就交通信息檢測系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)來看，其檢測點(diǎn)較多、范圍大、分布多樣化、檢測設(shè)備大都以固定周期方式輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)報(bào)文一般為幾個(gè)至幾十個(gè)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(luò)的接入提供了更加靈活、便利的通信服務(wù)。尤其在網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(lǐng)域中主要是通過有線專線網(wǎng)絡(luò)傳輸，具有通信容量大、質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、安全保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，傳輸介質(zhì)以銅纜和光纜為主。此類傳輸網(wǎng)絡(luò)主要包括以下幾個(gè)方面：a）DPN專網(wǎng)；b）數(shù)字?jǐn)?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）。