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1、技术应用方案非接触式交通量数据分析采集仪 (超声波、微波复合式车检器)崔冬崔冬 1359150800113591508001 Ver.2010.04.02此方案对超声波、微波车辆检测系统（交通流量）做了详细的介绍，包括技术发展 路线、设备构成、运转方式、通信接口、安调方法以及应用方案。可作为集团内部的培 训资料，也可提供给业主和相关专家。2 2 2 2/33333333一、技术功能指标设备名称： 非接触交通量数据分析采集仪 （超声波微波车检器）应用类型：连续式、无人值守观测站、车辆检测器（VD）检测类型：非接触式检测检测技术：采用超声波与微波雷达复合式检测技术计数精度：99%测速精度：98%分
2、型精度：95%（8 种）测速范围：0km/h200km/h分型数量：部颁 I 型标准（小货、中货、大货、特大货、小客、大客、拖挂、集装箱）安装方式：安装在情报板或分离立交上，无须另备立柱；防护等级：IP67传输方式：光纤传输(RS232)、RS422、3G/GPRS/CDMA3 3 3 3/33333333二、系统特点1 1 1 1、国际先进的检测技术国际先进的检测技术国际先进的检测技术国际先进的检测技术a、超声波轮廓识别功能；b、具备自学习功能，可生成车型特征库，无数量限制；c、温漂自动校正技术；d、采用专业微波测速雷达，测速精度达 95%-98%2 2 2 2、高可靠性设计，三年无故障运行
3、高可靠性设计，三年无故障运行高可靠性设计，三年无故障运行高可靠性设计，三年无故障运行a、无人值守型，可常年连续、稳定的运转；b、全封闭一体化防水设计， 达到 IP67 等级， 适应湿热气候；c、极限温度适应能力（-55+85） ；d、电压适应范围宽，在-55+85环境下电源电压可低至 AC110v，为设备常年连续运转提供了最大保障；e、各探头独立数据通道、 输入/输出全部隔离， 抗干扰性强；f、关键单元有较大余量、冗余设计，故障率低；g、无机械运转部件、无电位器设计，可靠性高；3 3 3 3、具有良好的系统兼容性和扩展性具有良好的系统兼容性和扩展性具有良好的系统兼容性和扩展性具有良好的系统兼容
4、性和扩展性a、可选配后备电源（2h200h）b、可选配视频监控及视频录像组件（固态硬盘） ；c、可选配 3G、GPRS、CDMA 数传终端，其中 3G 数传终端具备远程视频监控功能。d、服务器模式，可大幅降低维护成本；4 4 4 4/33333333三、技术原理及产品优势本产品是我公司的第 2 代超声波设备，它具有极高可靠性和测速、计数精度。近两年在国内批量使用证实，本设备可常年保持稳定工作状态，故障率极低。一套成熟的产品并非一朝一夕就能设计出来。2003 年以前，交通部并未要求交调仪器须有测速功能， 因此我公司的第一代超声波采用单排检测方式（如图一） 。这种方法仅具有计数和分型功能。C C
5、C C C Ccuidongcuidong1 12 23 3S SC J CC J CC J CC J C- - - -I I I I第一代超声波第一代超声波（无 测 速无 测 速）图一5 5 5 5/333333332004 年， 交通部实行新的 “黄金周” 交通量调查规划， 要求 2004年以后安装的连续式观测站须具有测速功能。我公司积极响应，为第一代超声波（CJC-I 型）进行了临时升级（如图二） ，每车道各增加了一个超声波探头，此方案技术简单、略微改动即可实现，但有个致命的缺陷因超声波的空气传播特性，若要达到部颁 90%的测速精度，前后两排（新-旧）探头的距离要拉开 20 米以上。由于
6、实际安装条件的限制，一般只能拉开 2-3 米，这导致单车测速误差过大， 无法满足部颁标准。cuidongcuidongS SC J CC J CC J CC J C- - - -I I I I第一代超声波第一代超声波（有 测 速有 测 速）图二6 6 6 6/333333332005 年，作为业内资质最久的交调仪器供应商，我公司着手研发全新第二代超声波检测系统。吸取了第一代（CJC-I）超声波的经验，结合新的部颁标准，我们放弃了用纯超声波测速的方案，改用专业的微波测速雷达进行复合式检测。检测原理： （图三）5 5m m1 01 0m m1 51 5m m3 03 0m m1 51 5 3 38
7、 8 3 3cuidongcuidongA AB B图三当车辆经过时，超声波（A 区域）可对车辆进行分型处理，微波测速雷达（B 区域）进行准确测速，这种测速办法是目前测速精度最高的方案。探头内部结构如下： （图四）B BA AR BR BR AR A图四7 7 7 7/33333333图四中 A 为超声波信号（RA 为返回的地面或车辆轮廓信号） ，B 为微波信号（RB 为车辆返回的速度相关信号）每车道均有独立的微波测速雷达，因此具有极高的分离度，通常在验收考核中， 测速精度、 分离度高于常用的手持式雷达测速枪。 （图五）C CA AC CA AC CA AB BB BB Bcuidongcui
8、dong1 12 23 3S S图五图五为实际三车道安装示意图，C 区域为超声波从探头，作为防止因车辆跨行造成漏检。与第一代超声波相比， 第二代超声波不仅增加了专用微波测速雷达，还改进了设备整体的防水等级，南方的室外环境对于电子设备而言是比较严酷的，第二代超声波防护等级达到了 IP67，可在一米深水中浸泡 24 小时而正常工作，温度适应范围达-55+85，关键器件采用军品等级，整机发热量极小，无须机械散热。8 8 8 8/33333333第二代超声波经过近几年大量的投入使用，设计和技术已成熟，产品常年运转稳定可靠、精度不随使用年限大幅变化，测速、计数精度极高，完全满足部颁标准。使用现场9 9
9、9 9/33333333四、系统设备组成非接触交通流量数据分析采集仪（超声波）由探头、主机、服务器三部分组成，设备工作时，探头连续采集路面信息，将信号传送到主机进行预处理，初步判别后，再将相关数据上传至服务器，最后由服务器完成数据分析、汇总、上报、发布、管理等功能。本机可以实时统计断面车流量、车型、车速、车道占有率等数据。通过上位机软件，可生成交通部要求的各类报表，如小时日报、月报、季报、年报、1min、5min、15min、60min 等交通流量及平均车速、占有率等报表。本机属于无人值守型交通量调查设备，具备全天候工作能力，温度适应范围 55+85； 工作湿度 0%95%； 电压 AC150
10、v240v；防护等级 IP67，满足国家 YD/T5098-2001 防雷规范要求。10101010/333333331、探头探头分三部分，分别是：a) 超声波主探头（图五 A 部分） ：以每秒 1050 次的频率连续检测路面高度。当车辆从探头下方（检测范围）驶过后， 一个完整的车顶轮廓曲线即在主机中计算出来。b) 超声波从探头（图五 C 部分） ：功能同超声波主探头，为防止车辆在两车道中间跨道行驶出现漏检，特设此探头。当一个车辆同时被两个探头检测到时， 由主机进行判别和处理。c) 微波测速探头（图五 B 部分） ：利用微波的多普勒效应，实时检测 1530 米外的车辆速度，其结果也将送交主机进
11、行判别。11111111/333333332、主机主机的功能是收集所有探头的原始数据，进行判别和预处理以后，将结果通过光纤上传至服务器。a、集线器单元：将来自各探头的数据通过八个线缆以接插件的形式汇集在一起，具有 2000v 隔离保护、FIFO 缓存和驱动探头的作用。集线器可接 2-4 个车道的探头。b、主控单元：它具有识别车辆、检测速度、统计数据、驱动通讯设备等功能。并具有一定的保护和自恢复机制。c、电源：提供宽达 150v240v 的电压适应范围。d、交流电源防雷组：SPD3 防雷器件组，位于供电箱内。e、 数据接口： 两路 RS232/422 隔离通信接口， 波特率 19200 （19.
12、2k）12121212/333333333、 可选组件a a a a、视频监控摄像机：、视频监控摄像机：、视频监控摄像机：、视频监控摄像机：CRE-2510CRE-2510CRE-2510CRE-2510（推荐）（推荐）（推荐）（推荐）图像元件1/3 英寸 sony 隔行彩色 CCD总/有效像素582（H）512（V）扫描格式2：1 隔行扫描信号模式PAL清晰度480TV 线外壳全金属防水外壳设计红外有效距离80 米红外感应方式红外灯开启时，自动移动滤光片珈玛0.45镜头35mm光圈控制自动信号处理数字信号处理同步内/外同步（VS/VD/line look）场频50HZ（VD）信噪比48dB视
13、频输出复合视频 1Vp-p（75）背光补偿自动增益控制自动白平衡自动电子曝光自动快门速度1/50-1/10000013131313/33333333b b b b、视频叠加、编码、存储组件、视频叠加、编码、存储组件、视频叠加、编码、存储组件、视频叠加、编码、存储组件视频功能：采用 H.264 视频压缩算法，低网络带宽占用，200Kbps 目标码率即可传输 CIF 分辨率的实时图像， 并具有车型车速信息叠加功能。双码流设计，远程观看实时图像的同时前端可以高清晰度录像。传输功能：1 路视频信号，可提供 25 帧/路/秒的独立硬件压缩。支持变帧率、变码率设定。存储功能：0h500h分辨率：D1、HD
14、1、CIF、QCIF。网络功能：支持 TCP/IP、ARP、HTTP、SMTP、RTP、DHCP、PPPOE 等传输协议，支持自动拨号。动态域名解析：支持 DDNS 动态域名解析。PTZ 控制： 支持云台、解码器、电动镜头控制；RS-485 接口支持双向透明通道连接，客户端可以通过透明通道控制串行设备。报警功能：报警输入信号、图像丢失、移动侦测报警、图像遮挡、报警联动输出、网络联动输出等报警功能。管理软件：内置管理 100 路图像精装版管理软件。管理平台：支持 KE2008 管理平台软件，可用于组建大型视频监控系统。14141414/33333333c c c c、3G3G3G3G、GPRSG
15、PRSGPRSGPRS、CDMACDMACDMACDMA 无线数传终端无线数传终端无线数传终端无线数传终端产品外壳具有足够的机械强度和刚度，标准工业 DIN 导轨式安装，适用于工业机柜安装；SIM 卡采用翻盖式卡座，提供拆卸保护；供电采用 948VDC 宽电压输入，连接头采用电源端子，具有防反接及防过流保护；支持工业现场总线协议 MODBUS 等；通过电力科学研究院的 EMC 检测及安全认证；采用高性能 ARM9 平台，快速接入 GPRS网络；采用软硬件看门狗及多级链路检测机制，具备故障自动检测、自动恢复能力，保证设备稳定可靠运行；远程和本地升级固件程序，且采用冗余备份的升级机制；支持 WEB
16、、TELNET、SSH 等多种配置方式，且支持串口控制台。串口控制台接口采用 RJ45 接口，符合 IEC 1000-4-2 标准的要求；具备无线网络信号指示灯，分三级显示现场信号强度；支持 DTU 功能，赋予串口设备无线传输能力。15151515/33333333五、数据传输（光纤方式）非接触交通量数据分析采集仪（超声波）具备 RS232 或光电隔离的 RS422 通信接口，最简化连接如下： （图六）图六在高速公路中，一般采用较可靠的光纤传输，物理连接至少是（图七）这样的。虽略显复杂，但可理解成与（图六）是一样的。图七16161616/33333333六、数据服务器及功能（服务器模式）数据服务器实时接收来自各站点主机传来的计数、车速数据， 并根据超声波扫描图像进行车型分类。 服务器
