MTD双雷达微波交通检测器技术方案1.1最新10.31

双雷达微波交通检测器
应用方案
北京华通至远技术有限公司
目录
1．概述 (3)
1．1公司简介 (3)
1．2双雷达微波交通检测器简介 (3)
1．3设备特性 (4)
1．4 MTD微波检测器功能 (5)
2. 技术规格 (6)
3．系统解决方案 (8)
3．1系统结构 (8)
3. 2应用模式 (8)
3．3数据传输 (10)
3．4数据分析处理及存储 (12)
4．设备安装 (15)
4．1需检测车道数和立柱安装的位置关系 (15)
4．2隔离带和路肩宽度的影响 (16)
5．系统工程实施 (19)
1．概述
1．1公司简介
北京华通至远技术有限公司成立于2005年，原隶属于交通部公路科学研究院ITS中心微波研究室，是国内早期致力于智能交通系统（ITS）开发和研究的公司之一。

2011年公司成功转型，业务扩展至城市交通、高速公路、桥梁隧道、内河航运等广泛的公共交通领域。

公司的主要业务为：MTD微波车辆检测器和基于TransModeler 交通仿真和GIS-T 的动态智能交通指挥系统。

其中MTD微波车辆检测器产品作为北京市以及国家科技攻关项目，获得软件著作权和多项专利。

公司是北京市、中关村高新技术园区及海淀区认证的高新技术企业，获得了北京市颁发的自主创新产品证书，以及中关村、海淀区和北京市高新技术企业证书，并通过了ISO9001质量体系认证。

公司与多家专业院校及科研机构保持良好的合作关系，持续关注国内外智能交通行业技术走势和产品发展，保持行业的前瞻性，走在行业发展的前沿。

公司目前由研发、生产、销售、售后服务等团队构成，已经建立起完善的定制、方案、安装维护一站式服务体系。

公司员工90%毕业于国家“211工程”重点院校交通工程及相
关专业。

公司具备专业的管理团队，持续的研发创新能力和完善的售前售后服务体系。

1．2双雷达微波交通检测器简介
双雷达微波交通检测器（Microwave Traffic Detector-以下简称MTD）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。

MTD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为交通控制管理，信息发布等提供数据支持。

MTD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。

该产品是由北京华通至远技术有限公司自主研发，具有完全独立自主的知识产权，现已通过了国家权威检测机构的电气和性能测试，获得了国家新产品证书和专利证书，且已通过SGS国际认证公司的ISO9001质量认证。

1．3设备特性
1)多车道
市场上绝大部分检测器是单道设备，在应用于多车道的公路时，每一检测点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不便于维修。

而MTD 能够探测多达12 条车道的每一条车道上的车道占用率、流量和平均速度等信息，凸显了MTD 在多车道公路上的高性价比。

2)全天候
MTD 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。

不受雨、雾、雪等恶劣天气的影响。

3)高可靠
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，MTD内置存储单元，在发生通信中断的情况下，MTD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：MTBF≥90000小时(10年)。

4)强适应
MTD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MTD可以灵活的适应不同的复杂应用情况。

MTD功能易于扩展的，通过对设备的远程控制，可以满足用户个性化功能要求，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)易安装
市场上绝大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。

这就限制了它们在多应用场景下的部署，而且在安装和维修时，检测器下方的道路必须被关闭，
对车辆正常通行造成影响。

MTD 能够在不中断交通的情况下安装在现有路侧电线杆上，不会对车辆通行产生任何影响。

6)低成本
一方面MTD大幅降低每车道检测设备成本，且安装简单，免维护，可靠性高和易于快速更换，提供了一套低成本的解决方案。

另一方面MTD设备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），可以免去高速公路等项目中再额外设置控制器设备。

1．4 MTD微波检测器功能
微波车辆检测器功能：
1、能正确采集各断面各车道的交通参数，能检测出通过采集点的二轮以上所有类型的机动车并提供以下交通参数：
◆每一车道分车型的车辆数；
◆每一车道的单车速度和设定时间的平均速度；
◆每一车道在设定时间内的时间占有率；
◆具有分车型功能，能根据道路车型情况进行车型划分；
◆具备良好的检测低速行驶车辆的功能，能检测静止车辆；
◆有很强的抗遮挡检测能力，尤其是大车遮挡小车的状况；
◆可以同时覆盖8条车道甚至更多车道，最远可以测量到100米。

2、检测器具有采集周期定制功能。

能在5～1800秒之间按采集周期实时传输交通参数，在通信中断情况下按1分钟、5分钟或15分钟（预先设置）时间间隔提供每一车道的车辆数、平均速度、时间占有率等交通参数记录，并能在中心的控制下集中传送和本地用便携机采集。

3、通信系统故障及外部电源故障时检测器具有存储功能，能存储2天以上按车道以5min 间隔存储的涵盖所有交通参数的采样数据，并能通过串口方便输出到便携式计算机和集中采集；采集间隔可方便地通过信号端口进行本地设置和由中心进行远程设置。

4、车辆检测器的各种设备参数（如标准时间、检测器编号等）、在车辆检测器本地预处理需要的各种系统参数（采集周期、变换表格、处理用参数等）的设置，能通过通信端口进行本地设置和由中心进行远程设置。

5、检测器能长期连续不间断工作，检测器所有设备均能够长期承受恶劣环境条件。

6、具有实时故障诊断和检测功能
能实时自动检测设备的故障状态和失效状态；
7、检测器具有良好的数据传输功能，能通过通信系统实时将数据信息传到交通信息平台和本地连接的便携机。

并负责通信过程中的各种控制。

2. 技术规格
●微波信号和覆盖区域
雷达天线微带阵列天线
中心频率24.125Ghz
频带宽度100Mhz
输出功率10mW
水平宽度8度
垂直宽度（信号射角）70度
覆盖范围0－100米
最大可检测车道数12条
检测车速范围0－260km/h
●检测精度
检测项目% 准确率
总流量98%
单车道的车流量(侧向模式) 98%
单车道的平均速度(侧向模式) 98%
单车道的车道占有率(侧向模式) 98%
车道探测分辨率0.3米
时间分辨率10毫秒
数据上传周期1～3600s范围内任意可调
存储功能6个月
工作时间连续不间断
●机械性能
MTD设备尺寸：37×29×12 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
用于安装MTD的立柱弯曲度不超过5度
●接口
标准RS-232、RS-485和RS-422接口
支持TCP/IP接口
●电源要求
MTD 工作电压：9-18V AC或DC
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：220±20%
12V可充电电池电源
●环境条件
工作条件
温度范围-47 ～+75 ℃
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）
运输和存储
温度范围-50～80 ℃
湿度范围0-95% RH
●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：MTB F≧90000小时（10年）
3．系统解决方案
3．1系统结构
根据交通信息化发展趋势及要求，交通信息系统包括数据采集前端设备，数据传输和后台数据处理分析，数据采集前段设备主要采用MTD微波车辆检测器，数据传输可以通过有线或者无线（GPRS/3G）的方式实现，后台处理软件可结合具体应用需求进行定制或将数据融合到整体的系统路网分析系统中，实现交通信息的采集，传输，分析处理控制和应用。

3. 2应用模式
3.2.1路口检测模式（城市交通）
MTD微波检测器分别架设在交叉路口的四个方向，通过检测四个方向的车流量、平均速度、车道占有率等交通信息，实现交通信息实时监控、自适应交通信号灯控制，及道路建设与运行决策等功能。

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。

3.2.2路段检测模式（城市交通、高速公路、交通流量调查站）
MTD 微波检测器分别架设在路侧，通过检测截面的车流量、平均速度、车道占有率等交通信息，实现交通信息实时控制、及交通诱导等功能。

可采用220V交流供电，或者太阳能电池板供电。

交通信息通过串口转无线（GPRS/3G）传输，或者串口转光缆等传输方式。

3.2.3触发模式（拥堵、交通意外事件信息）
MTD微波检测器架设在路侧，通过检测道路截面的车流量、平均速度、车道占有率等交通信息，推算交通拥堵等交通意外信息，并通过有线或者无线传输方式，用于交通信号控制及交通诱导装置的处理等触发控制。

可采用220V交流供电，或者太阳能电池板供电。

交通信息通过串口转无线（GPRS/3G）传输，或者串口转光缆等传输方式。

3．3数据传输
MTD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。

3．3．1无线数据传输解决方案
无线数据传输方式
MTD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，无线传输模块通过移动通信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MTD设备采集终端的无线传输模块配置为控制中心设定的IP地址，控制中心任何一台机器都可以接收到MTD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为控制中心设定的IP地址即可。

无线数据传输方式示意图
适用环境
无线数据传输只要在MTD设备采集终端连接无线传输模块，配置控制中心设定的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。

因此这种数据传输方式无需铺设传输电缆，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。

需要条件
本地GPRS（或3G）移动通信网络情况比较好；
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。

3．3．2有线数据传输解决方案
有线数据传输方式
MTD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3G）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。

3．4数据分析处理及存储
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。

以下是我们提供的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。

图数据采集子系统管理软件界面
统计分析报表子系统管理软件界面1
统计分析报表子系统管理软件界面2
4．设备安装
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，如需检测多车道车辆信息需要安装多台检测设备。

正向安装需要安装悬挂门架，且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
4．1需检测车道数和立柱安装的位置关系
为了降低大型车完全遮挡情况的发生，MTD 安装高度应尽量高，比如高于地面7米。

MTD 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MTD 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。

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。

4．2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MTD 的方式来确保检测的精度。

图3-2安装公式参考
以下是实际应用时的安装示意图
单向检测12车道安装
MTD侧向12车道检测安装平面图
MTD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MTD 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
MTD 双向安装效果图
图3-5表示了双向安装MTD 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设施的安装MTD ，有效避免了立柱
针对高速公路中间隔离带过高、立柱没有足够的后置距离的情况，我们设计了断面双向安装MTD 的方案，这样也有利于今后车道的扩容。

可以将两台MTD 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
MTD 双向安装平面图
5．系统工程实施
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
支持普通电源和太阳能两种方式
普通电源220±20V 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）检测器控制箱
检测器控制箱，用于微波检测器的设备安放及供配电。

MTD 双雷达微波交通检测器应用方案
北京华通至远技术有限公司 21
控制箱技术规格
控制箱采用1.5mm 喷塑钢板制作，外加一层隔热板；
全天候防风雨型，密封防风雨及防潮性能符合相关标准，并配备锁具以防盗；
控制箱内除装有本设备所需部件外，还装有空气开关、防雷装置、漏电保护装置、维修
插座等，并且为数据传输所需设备预留空间，预留了各缆线接口和线槽方便机箱内穿线与走线。