馬品成 謝金華

雷達事件檢測系統(tǒng)能夠?qū)煌顩r進行高效、及時、準確、經(jīng)濟環(huán)保的自動檢測和預警，成為了當今道路交通運輸業(yè)，特別是高速公路運營管理的重要手段。文章對雷達事件檢測系統(tǒng)在高速公路運營管理中的重要作用進行探討。

高速公路;交通檢測技術(shù);雷達事件檢測系統(tǒng);應用

0?引言

隨著我國經(jīng)濟社會日新月異的發(fā)展，我國人均汽車保有量不斷增多，同時高速公路運營里程也在不斷增加，高速公路成為人們重要的道路交通方式。由于各種因素的綜合作用，高速公路道路運營環(huán)境變得越來越復雜，伴隨著車流的增加，高速公路上交通事件也頻頻增多。怎樣提高高速公路交通事件的監(jiān)測效率，成為了高速公路運營管理人員迫切需要關(guān)注的主要問題。

1?交通事件檢測技術(shù)的發(fā)展

事件檢測一般有人工檢測和自動檢測兩種。伴隨高速公路迅速發(fā)展，交通事件自動檢測技術(shù)得到了迅速發(fā)展。智能交通系統(tǒng)在20世紀80年代被廣泛提出，并在短時間內(nèi)得到了迅速發(fā)展，雷達事件檢測技術(shù)作為智能交通監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，在高速公路運營管理中的應用得到快速發(fā)展。

當前智能交通監(jiān)測已經(jīng)成為交通事件檢測的主要方式，目前國內(nèi)外常用的幾種智能交通事件監(jiān)測技術(shù)主要有環(huán)形線圈、微波、紅外線視頻、數(shù)字視頻等。其中環(huán)形線圈檢測技術(shù)應用較早，發(fā)展較為成熟，被廣泛應用于車流統(tǒng)計、車型識別、交通占有率統(tǒng)計等數(shù)據(jù)收集，因其檢測精確度高、工作穩(wěn)定，在市場上獲得了較高的占有率。相較于環(huán)形線圈檢測，各種視頻監(jiān)測技術(shù)能夠快速有效地檢測到行人事件、拋灑物事件、停車事件等更復雜的道路交通突發(fā)情況，在一定程度上滿足了高速公路運營管理中對監(jiān)測事件、救援指揮、防災調(diào)控、應急處理、分流調(diào)度、信息發(fā)布、視頻監(jiān)控等方面的使用要求。但是視頻事件檢測系統(tǒng)對道路環(huán)境（特別是能見度）的依賴程度較高，存在一些無法克服的缺陷，而高速公路運營環(huán)境復雜，大霧、大風、強光、霧霾、沙塵、昆蟲覆蓋、夜間能見度下降的問題都給視頻事件監(jiān)測系統(tǒng)帶來了很大的影響。怎樣降低外界環(huán)境因素對交通事件檢測技術(shù)的影響，已經(jīng)成為了道路運營管理研究的關(guān)鍵。雷達事件檢測系統(tǒng)具有受環(huán)境因素影響小、抗干擾能力強、檢測精度高、安裝簡便等優(yōu)點，能夠滿足高速公路復雜的路況事件檢測的需求（見圖1），給交通事件的監(jiān)測提供了新的手段。

2?雷達事件檢測系統(tǒng)的應用

2.1?應用環(huán)境和應用原因

雷達系統(tǒng)通過電磁波發(fā)射和接收反射波的信號，獲得位置、速度等信息，實時準確地檢測車輛、行人、墜落物、動物的反射信號，實時分析收集到的數(shù)據(jù)后得出結(jié)果，判斷是何種交通事件。因此，與其他事件檢測技術(shù)不同，雷達檢測技術(shù)受外界環(huán)境變化的影響小，不受天氣和亮度等客觀環(huán)境變化的影響，同時探測距離較遠，工作效率高，即使在環(huán)境較復雜的隧道內(nèi)部，其檢測準確率和可靠性也很高，能夠保證極低的誤警率。

雷達事件檢測系統(tǒng)具備設(shè)備故障自檢測自報警功能，可以針對系統(tǒng)各部件死機、系統(tǒng)過熱、采集卡故障等事件做出恰當?shù)奶幚恚ＷC系統(tǒng)在出現(xiàn)意外情況時實現(xiàn)最大限度的可用性;或者在極端的情況下保證系統(tǒng)設(shè)備不損壞，方便維護設(shè)計，一般的故障處理可以不使用工具就能完成。設(shè)備主動進行故障檢測，檢測到故障后自動向后端發(fā)送，以便系統(tǒng)及時獲得采集設(shè)備的運行狀態(tài)。系統(tǒng)具備故障自檢功能，故障信息在本地提示的同時，可將故障報警信息發(fā)送到中心服務器。

2.2?應用方案

雷達事件檢測系統(tǒng)在運行的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)360°持續(xù)掃描監(jiān)測周圍事件信息并實時上傳，同時能夠很好地與管理平臺軟件、多功能分析軟件等兼容。雷達事件檢測系統(tǒng)通過平臺控制系統(tǒng)，控制雷達傳感器不斷掃描監(jiān)測范圍內(nèi)的路況信息，分析軟件系統(tǒng)負責實時翻譯雷達監(jiān)測到的現(xiàn)場路況信息來檢測交通事件。根據(jù)設(shè)定的相關(guān)規(guī)則設(shè)置智能報警功能，對不同交通事件進行遠程報警。雷達檢測系統(tǒng)既可以單個檢測單元單獨工作，也可以實現(xiàn)多個檢測單元協(xié)同線面結(jié)合大范圍監(jiān)測，實現(xiàn)各種復雜交通環(huán)境的覆蓋檢測。雷達檢測設(shè)備可以安裝于道路的各個位置，包括路側(cè)立桿、道路中間龍門架、隧道側(cè)壁、橋梁架等位置，占用空間小、安裝快捷方便，能夠根據(jù)不同場合需要優(yōu)化設(shè)備的使用數(shù)量和使用效率，降低使用成本。

在雷達事件檢測系統(tǒng)檢測到道路交通事件觸發(fā)報警的同時，雷達檢測系統(tǒng)能夠自動調(diào)控雷達參數(shù)、調(diào)整雷達頻率以及收集所有雷達接收到的原始數(shù)據(jù)，對其進行分析處理以后，將結(jié)果通過網(wǎng)口傳送給現(xiàn)場控制器?，F(xiàn)場控制器會根據(jù)雷達控制器傳送過來的信號，進行匯總處理，同時進行空間坐標轉(zhuǎn)換，將雷達信號與高清攝像機聯(lián)系起來，實現(xiàn)雷達與攝像機聯(lián)動以及與系統(tǒng)信息融合。同時通過光纖網(wǎng)絡將融合的結(jié)果傳送給監(jiān)控中心服務器，供監(jiān)控人員核查事件的詳細信息（見圖2）。結(jié)合多功能分析軟件系統(tǒng)設(shè)定的規(guī)則和算法，參照真人對交通事件的評估辦法，觸發(fā)其他智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)傳感器進行工作，協(xié)同應急救援系統(tǒng)做出應急預案，在獲得授權(quán)的情況下指導緊急救援，提高道路管理部門的工作效率，降低交通事故的發(fā)生概率，挽回司乘人員的生命財產(chǎn)損失。

2.3?安裝要求

根據(jù)微波工作的原理，應側(cè)向安裝雷達檢測器檢測每個車道的交通事件、行人事件、拋灑物、車輛平均速度等信息，而且需要考慮檢測的車道數(shù)和立柱位置的因素。為了降低大型車完全遮擋的情況，檢測器的安裝高度應盡量高，如高于地面6 m。雷達檢測器的安裝立柱需設(shè)置在第一探測區(qū)外，后置距離（就是距離最近一條需要探測的車道的距離）要能保證波束的投影可以覆蓋所有需要檢測的車道，同時保證投影與檢測道路近似平行。根據(jù)雷達檢測器需要檢測的車道數(shù)選擇合適的安裝高度和合理的后置距離，可以確保更好地收到車輛側(cè)面的反射信號（見下頁圖3）。在彎曲的隧道里，其監(jiān)測能力會受到一定的限制，所以在安裝的過程中必須全面計算安裝所需要的雷達檢測器個數(shù)和安裝的距離。如果僅僅監(jiān)控普通道路應當安裝在距離地面2 m的地方;如果需要監(jiān)測多個車道，則需要安裝在4～5 m的高度;當需要監(jiān)測整體的道路布局時，雷達可以安裝在距離路面8 m的高度。

雷達事件檢測系統(tǒng)的安裝必須考慮防雷措施，系統(tǒng)安裝必須設(shè)置良好的防雷接地。建議電源設(shè)置多重防雷措施，如模塊防雷、空氣開關(guān)、防浪涌插排、開關(guān)電源器件防雷等。同時，需要保證穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)通訊鏈路系統(tǒng)，構(gòu)建綜合信息處理控制子系統(tǒng)和各個監(jiān)測站點數(shù)據(jù)、中心服務器鏈路的聯(lián)通。

2.4?軟件系統(tǒng)

管理平臺軟件用于控制雷達事件檢測系統(tǒng)的具體工作，包括探測器掃描、接收數(shù)據(jù)、事件追蹤控制、設(shè)備自檢、觸發(fā)視頻監(jiān)控協(xié)同工作等。通過多功能分析軟件用于實時翻譯、分析雷達檢測系統(tǒng)檢測到的路況信息，將檢測信息和被處理的對象進行各種運算，分析事件位置、方向、速度、形狀和運動軌跡等。

當交通事件發(fā)生時，雷達檢測系統(tǒng)會對具體事件發(fā)生的地點及相關(guān)物體進行及時監(jiān)測，通過多功能分析軟件將檢測信號進行實時分析處理，并且將事件信息及時傳達到管理平臺，通過管理平臺調(diào)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視事件發(fā)生區(qū)域的實時路況信息，同時根據(jù)設(shè)定的業(yè)務規(guī)則進行事件報警，觸發(fā)應急指揮系統(tǒng)生成應急預案，輔助管理人員進行應急處置。

3?雷達事件檢測系統(tǒng)的監(jiān)測應用

雷達事件檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多車道覆蓋、硬路肩、隧道和橋梁的自動監(jiān)測。

多車道覆蓋監(jiān)測主要應用于機動車多車道的監(jiān)測，在中央路線上設(shè)置一個監(jiān)測系統(tǒng)對路況進行實時的在線監(jiān)測，通過對有效區(qū)域的監(jiān)測集中顯示事件發(fā)生的地段和該地段的路況信息。

硬路肩監(jiān)測系統(tǒng)主要是監(jiān)測事件發(fā)生區(qū)域和事件車輛，忽略其他車道的緩行車輛。當路面開闊或道路容量增加時可以用此系統(tǒng)檢查路面的運行狀況，同時實現(xiàn)多個車道的全方位覆蓋。

隧道自動監(jiān)測系統(tǒng)主要是監(jiān)測隧道內(nèi)的交通狀況，包括運行車輛、行人和交通事故等。雷達檢測視野的線性特點會直接影響雷達的檢測質(zhì)量，為了得到最佳的檢測效果，必須要將雷達安裝在隧洞弧線的外切線位置，同時按照隧道彎曲度合理配置足夠的檢測雷達，才能實現(xiàn)對隧道路況的全面覆蓋監(jiān)測。

4?結(jié)語

越來越復雜的高速公路道路交通環(huán)境，難免會引起各種交通事件，甚至引起交通事故、交通擁堵等問題，直接或間接地影響廣大司乘人員的財產(chǎn)安全和人身安全。如果能夠?qū)煌ㄊ录M行準確的檢測、預判，將能夠預防和減少交通事件、交通事故的發(fā)生。如果交通事件引起了交通事故的發(fā)生，則能夠及時、準確檢測到，并采取有效的應急措施，也可以避免二次事故的發(fā)生。對交通事故及時檢測并采取緊急救援，可將事故傷亡率降到最低。對于路況的實時監(jiān)測，采取有效的交通管理和疏導，還能夠有效地減少交通事件發(fā)生的幾率。未來雷達事件檢測系統(tǒng)可以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢，在我國高速公路運營管理當中大有可為。

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