RTMS工作原理、功能及應(yīng)用

1、RTMS工作原理、功能及應(yīng)用RTMS（Remote Traffic Microwave Sensor 遠程交通微波雷達檢測器）是一種用于監(jiān)測交通狀況的再現(xiàn)式雷達裝置。它可以測量微波投影區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的距離，通過距離來實現(xiàn)對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2米（7英尺）為一層面分層面探測物體，RTMS微波束的發(fā)射角為40度，方位角為15度。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。40Range sliceRTMS 微波束及其投影RTMS 有兩種安裝設(shè)置和多種工作模式

2、。側(cè)向安裝時, 設(shè)備安裝在路旁的桿子上, 保持微波的投影與車道正交, 分層面的波束能夠提供相互獨立的八個探測區(qū)域, 可適應(yīng)于不同道路狀況。被探測車道可以被定義為一個或多個微波層面。波束覆蓋區(qū)的寬度決定了探測道的長度。正向安裝時, 設(shè)備安裝在龍門架上, 其微波束發(fā)射方向與車輛行駛方向一致。此種設(shè)置檢測器不能區(qū)分車道，因此必須通過調(diào)節(jié)好瞄準(zhǔn)角度來使微波投影對應(yīng)單一的車道。立柱正向安裝方式 龍門架或類似位置路側(cè)安裝方式RTMS微波區(qū)域內(nèi)的回波信號1.1車輛檢測1.1.1 檢測原理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

3、波信號將形成背景閾值, 如果回波信號的強度高于該微波層面的背景閾值，則表明有車輛存在。在RTMS設(shè)置時，“背景獲取”可在30秒內(nèi)完成。在正常使用時也會經(jīng)常調(diào)節(jié)。例如，來自停止車輛的回波信號在30分鐘內(nèi)成為背景，檢測將被終止，車道對應(yīng)的輸出開關(guān)將被釋放。相反的, 當(dāng)車輛離開時，背景閾值會很快降至初始狀態(tài)，新的背景閾值在30秒回波信號背景閥值車輛護欄車輛車輛內(nèi)形成。最強的回波信號來自車輛的垂直表面的反射，水平表面(如車頂)將散射微波，回波信號較弱。接收到的回波信號的強弱取決于車輛的反射面，實際接收信號是多重反射信號的總和。有時來自各處的信號可能不是同一相位而導(dǎo)致信號會低于閾值，此時短暫的低電平信號

4、稱為零信號。為避免由零信號產(chǎn)生的誤判，RTMS對信號處理時引入一個參數(shù)“擴展延遲時間(EDT)”， 持續(xù)時間短于EDT的零信號將被忽略。閾值和EDT是兩個參數(shù), 當(dāng)操作模式選定后其默認值也就設(shè)置了。通過參數(shù)設(shè)置可以優(yōu)化檢測器的運行。1.1.2 數(shù)據(jù)輸出對車輛檢測結(jié)果有兩種獨立的輸出方式:l 車道開關(guān)量：8對模擬開關(guān)對應(yīng)相應(yīng)的車道，有車輛出現(xiàn)時，對應(yīng)車道的模擬開關(guān)閉合。開關(guān)可與交通控制器相連，用于車輛檢測(路口應(yīng)用方式)或用于交通流量檢測。一對 附加的開關(guān)量可用于故障保護操作，EDT修正和速度陷阱觸發(fā)等。l 串行接口：RTMS內(nèi)部固化軟件可實現(xiàn)對車流量、車道占有率、平均車速的檢測，并可以按照用戶

5、定義對車長分類。在統(tǒng)計周期結(jié)束時，對應(yīng)于各車道的累計數(shù)據(jù)可通過串行接口RS-232或RS-485輸出。l 數(shù)據(jù)輸出選項: X3型產(chǎn)品一個可選的內(nèi)部DSS無線Modem ，它可以傳輸統(tǒng)計周期的數(shù)據(jù)或?qū)?yīng)的車道開關(guān)量信息。此外還可以選配以太網(wǎng)傳輸接口。1.2 環(huán)境條件和安全保護除了特別聲明以外，在下述氣候條件以及氣候條件組合中，設(shè)備均可以符合其定義的性能標(biāo)準(zhǔn)。l 周圍環(huán)境溫度范圍 -37 至 +74 攝氏度l 相對濕度5% 至 95%，非凝固l 風(fēng)速160 公里/小時l 下雨和其它降水100mm/小時l 電源尖峰涌值 1千伏 峰涌時間（上升時間= 1.2微秒, 持續(xù) 50微秒）。不同應(yīng)用模式的線路

6、、電源、輸出均符合IEC 1000-4-5 和 EN 61000-4-5 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計上內(nèi)置溫度補償器以避免RTMS不正常工作。為了克服特定環(huán)境下特殊溫度條件所帶來的負面影響，線路上必須包含這樣一個溫度補償器。印刷電路板上已敷上正形涂料，以保護設(shè)備不受濕度影響。除了對特別事項的特別聲明以外，設(shè)備的所有部件和配件，在離開設(shè)備表面1公尺的范圍外，均不會發(fā)出峰值大于55dB的噪聲。微波雷達檢測器可以抵抗的震動符合IEC68-2-30(測試Fc)、NEMA TS-1(2.1.12)或相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。微波雷達檢測器可以抵抗的強烈抖動符合IEC 68-2-27(測試 a)、NEMA TS-1(2.1.13部分)或

7、相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。1.3 微波射頻1.3.1頻率及功率微波雷達檢測器的頻率在10.525 GHz +/-25 MHz 的頻帶內(nèi)。設(shè)備符合FCC標(biāo)準(zhǔn)的第15部分中關(guān)于等級A的數(shù)字設(shè)備的限制，或無線管理委員會的相關(guān)條例。微波雷達檢測器不干擾其它任何設(shè)備，也不會對人體造成任何傷害。發(fā)射功率小于10微瓦。1.3.2 覆蓋區(qū)域微波雷達檢測器的覆蓋區(qū)域是一個橢圓形的微波投影區(qū)，最大檢測范圍為：l 仰角投影寬度 40 度l 方位角投影寬度 15 度l 范圍 3 至 60米1.3.3探測能力最大可檢測的車道數(shù)目不少于8個。車道的寬度可以由用戶以200毫米的步進進行調(diào)整。l 車道寬度：2米l 探測時間：用閉路連接器時

8、，時間間隔10毫秒。持續(xù)時間可編程控制在30毫秒到3秒之間。l 采樣周期：以10秒為間隔，最大可達600秒。1.4 功能特性1.4.1 性能微波雷達檢測器是一個實時再現(xiàn)的檢測器，設(shè)備適合安裝在路邊的立桿或橫跨路面的結(jié)構(gòu)上，并提供以下功能：l 再現(xiàn)在檢測區(qū)域內(nèi)運動或停止的車輛l 按用戶所設(shè)定的數(shù)據(jù)周期（范圍從10至600秒）提供交通數(shù)據(jù)，并可以通過串行通信線傳輸?shù)狡渌O(shè)備。l 交通數(shù)據(jù)必須和代表每一個檢測車道的對線開關(guān)同步。l 在路邊側(cè)向模式中，8個車道中每個車道的數(shù)據(jù)必須包括以下內(nèi)容：1) 車流量2) 車道占有率3) 平均速度4) 有4個由用戶所定義的車輛長度分級l 微波雷達檢測器安裝在橫跨結(jié)

9、構(gòu)上（前方正向模式），必須監(jiān)測單獨一條車道并提供以下交通數(shù)據(jù)：1) 車流量、占用率、平均速度和車輛行駛方向2) 每一車輛的速度、行駛方向和長度3) 分級范圍內(nèi)的統(tǒng)計車流量,多達7個速度分級和7個長度分級l 微波雷達檢測器允許用戶定義傳送數(shù)據(jù)的內(nèi)容l 微波雷達檢測器通過串行數(shù)據(jù)提供遠程電源電壓指示（包括電池）1.4.2 測量精確度檢測器可以實時檢測到通過檢測區(qū)域的車輛，精確度可達95%以上。根據(jù)不同的使用模式、符合要求的安裝條件，設(shè)備可以達到以下精確度：指標(biāo) 側(cè)向錯誤率 正向錯誤率車輛通過再現(xiàn) +/-5% +/-2%車流量 +/-5% +/-2%車道占用率 +/-5% +/-2%平均速度 +/-

10、10% +/-2%每一車輛速度 不提供 +/-2%行駛方向 不提供 +/-5%長度分級 +/-10% +/-10%采樣間隔 10ms 10ms1.4.3 機械性能微波檢測器封裝在一個結(jié)實的密封防水盒中，可以抵抗90公里/小時的風(fēng)速，可以暴露在潮濕或充滿粉塵的空氣中（NEMA 3R型外殼）。尺寸: 24x16x18.5 厘米 （9.5 x 6.25 x 7 英寸）重量: 2.2公斤（5 磅）安裝配件必須使用鍍鋅鋼、不銹鋼或鋁結(jié)構(gòu),使其可以支持20磅的重量。安裝配件包括一個球形連接器或其它允許使用的機械結(jié)構(gòu)，設(shè)備可以向兩個坐標(biāo)軸傾斜并固定，以達到最佳的覆蓋區(qū)域。1.4.4 電氣性能微波檢測器的工作

11、電壓為12-24VAC/DC，功耗不超過4.5瓦，或95-135VAC60Hz。電源可以由控制器集線盒上的電源變壓器提供，或任何其它可供使用的電源設(shè)備。微波檢測器內(nèi)置電源管理器，允許遠程關(guān)機和周期性關(guān)機。設(shè)備還具有低電壓和高電壓斷電保護功能，以保護電池。1.4.5 無線數(shù)字擴頻射頻調(diào)制技術(shù)指標(biāo)射頻原理 無線跳躍擴頻頻帶 902-928MHz ISM 頻帶工作模式 侍動或中繼操作跳頻模式 64 模擬隨機可選序列發(fā)射功率 1mW, 10mW, 100mW or 1W 可選天線 內(nèi)置鞭狀天線或外部鞭狀波道式天線工作距離 可達3.0公里，由發(fā)射功率、天線和可視距離決定校驗碼 CRC-16網(wǎng)絡(luò)編址 最大

12、值65535 地址碼加密組合 可達65535種組合接口 異步接口,AT命令集,隱式數(shù)據(jù)集無委標(biāo)準(zhǔn) FCC 標(biāo)準(zhǔn)第15部分認可。許可在美國使用溫度范圍 -37 至 +70 C附加電源消耗正常工作條件下 1W1.4.6 RTMS標(biāo)準(zhǔn)安裝RTMS的標(biāo)準(zhǔn)安裝如下圖所示。RTMS通信方式便捷且公開通信協(xié)議，方便與具體集成系統(tǒng)配套,便于用戶二次開發(fā)軟件。輔助機箱: RS-232 連接器 變壓器 可選調(diào)制解調(diào)器交流電RTMS的標(biāo)準(zhǔn)安裝1.4.7 可靠性MTBF(平均無故障間隔時間)90000小時（10年）1.5 RTMS系統(tǒng)工作流程RTMS系統(tǒng)工作流程簡要敘述如下：1流程開始，RTMS、有線或無線Modem

13、和計算機處于正常工作狀態(tài)（如果采用太陽能電池供電、還要求太陽能電池處于正常工作狀態(tài)）。2車輛通過RTMS檢測器的檢測區(qū)，其車輛長度、車速、占有率、車型分類交通信息及設(shè)備狀態(tài)等技術(shù)參數(shù)被RTMS檢測到。3PC機通過有線或無線Modem與RTMS通信，讀取交通信息，并進行處理。同時監(jiān)測RTMS工作狀態(tài)。4下一個流程開始。1.6 數(shù)據(jù)連接及通信1.6.1 電纜一條帶MS端接頭的電纜連接微波雷達檢測器和集線設(shè)備。電纜為微波雷達檢測器提供電源，輸出串行數(shù)據(jù)和每一個車道的對線開關(guān)，電壓可達300V AD/DC 100mA。一個接線盒或集線盒用于放置數(shù)據(jù)接頭，接線盒必須放置在所檢測車道的可視范圍內(nèi)，以方便設(shè)

14、備的原始設(shè)置或以后改變參數(shù)。電纜是UV-阻抗，型號AWG#20或#22的雙絞線，具有耐壓300V和耐105o C高溫的保護層。所有電源線、對線開關(guān)和串行端口線都是相互絕緣的。電源線和串行端口線都在設(shè)備內(nèi)有峰涌保護裝置。1.6.2 數(shù)據(jù)通信接口數(shù)據(jù)通信為全雙工的異步通信方式，支持TSS的NTCIP協(xié)議1209。它的設(shè)置如下: Opto-隔離 RS485 或 RS232，端口波特率2400-。 數(shù)據(jù)格式是標(biāo)準(zhǔn)的二進制NRZ 8位數(shù)據(jù)、1停止位、無奇偶校驗。 同時支持點對點和多點聯(lián)接。 可以選擇使用一個整合數(shù)字擴頻無線調(diào)制解調(diào)器。 可以選擇使用以太網(wǎng) (TCP/IP)協(xié)議。1.7 RTMS/ FTM

15、S系統(tǒng)應(yīng)用FTMS（Free Traffic Management System高速公路管理系統(tǒng)）是一個基于RTMS的實用可靠系統(tǒng)。使用公認可靠的微波檢測器（RTMS）檢測交通數(shù)據(jù)，使用已有的光纖通信系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，使用EIS/FTMS專用軟件實現(xiàn)對道路交通狀況的監(jiān)控。此系統(tǒng)可以高精確度、可靠地運行于各種氣候環(huán)境下。自從1995年在加拿大多倫多市通過了測試，其后在北美的多個地方也通過了各種各樣的測試。綜合整個系統(tǒng)可以為高速公路、快速公路等各種路況提供一個實用性強、快速實現(xiàn)、性能卓越、低價格、低維護和擴展性強的管理監(jiān)控機制。RTMS（遠程交通微波雷達檢測器）利用原有的立桿進行安裝（路燈立桿，CCTV立桿等），并按照一定交通檢測基站所需要的密度懸掛RTMS和調(diào)制解調(diào)器集線盒。交通數(shù)據(jù)通過調(diào)制解調(diào)器傳送到已有的光纖網(wǎng)絡(luò)，并送回快速路管理中心。管理中心的FTMS軟件負責(zé)對