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地磁检测技术交通应用需改进的三大问题解决方案

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2020.03.13
信息摘要:
互联网+时代,给人类衣食住行带来众多便利。从最初的智能手机,如今已发展到智能家居、智能人工等领域。不仅如此,作为人口大国,面对复杂的道路状况…

互联网+时代,给人类衣食住行带来众多便利。从最初的智能手机,如今已发展到智能家居、智能人工等领域。不仅如此,作为人口大国,面对复杂的道路状况,交通信息智能化已成为现阶段乃至未来我国交通界的发展方向。

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智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统,以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务,是一种先进的一体化交通综合体系。其技术框架主要包括交通采集、信息传输、信息处理和信息发布四个部分。而交通采集则是智能交通发展的重要的共性基础技术。

众所周知,目前我国采用的交通采集技术,包括视频车辆检测技术、超声波车辆检测技术、雷达车辆检测技术、红外车辆检测技术、激光车辆检测技术、微波车辆检测技术、地磁车辆检测技术等。此些检测技术的利弊及对比,百度上可搜众多,这里也不做冗杂介绍。个人认为,地磁及视频技术是未来发展的方向,配合世界先进的Scats交通控制系统能有效缓解城市交通压力。(Scats系统文末做详细介绍)

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进入主题,根据笔者小几年无线车辆检测行业工作经验,谈谈对地磁检车技术的认识以及对市面上地磁产品现阶段状况的分析。

21世纪,地磁检测技术初露锋芒,伴随着巨大的市场需求而不断发展。

目前,地磁车辆检测器在交通领域主要应用于交通流量采集和停车管理。其工作原理也很简单:地磁埋设于道路中间的车道上,没有机动车通行的情况下,磁场处于相对稳定的状态。当车辆从其上方通过,就会产生磁场变化。因此,地磁收到讯息,并通过无线的方式,将数据传输给安装在附近的接收机(距离稍远的可以使用中继器进行转接),而接收机经过处理后,再将数据传输给路口的交通信号机,信号机的信号控制系统根据此数据优化信号灯的配时方案,从而实现最大化的绿灯通行效率。地磁设备通讯之间的无线传输协议通常采用433MHz或2.4GHz信道。433MHz和2.4GHz的最主要区别在于:433MHz传输距离远长于2.4GHz,且穿透性强;而2.4GHz波形极短,传输速率却高于433MHz。

①渗漏

地磁埋设于车道地表面,雨水、洒水车等虽然没有直接影响,但经过频繁的车辆碾压,即使地磁经过防水灌胶和防水垫圈处理,日积月累,也会有水分子进入地磁壳内部,由于气温差因素,形成水蒸气,并且挥发不了,从而对内部电路板造成致命影响。

②干扰

众多产品公司对产品宣传都是检车率超过98%、99%。这并不为假,在实验室测试理论数据下,我敢保证有100%的检车准确率。但通常根据现场环境的差异,地磁检测准确率也是会下降的。不少公司对此也做过研究,现场环境下大体上对地磁会产生干扰的因素有:树枝树叶遮挡,通讯运营商的3G、4G无线信号,Wifi无线信号等等。想解决这些问题也并不是不可能。采用2.4GHz无线传输的设备需尽可能避免直对繁密的树枝树叶,不然通讯能力大大下降。目前来看,市场上的一些可靠的地磁产品已能有抗击3G、4G以及Wifi无线信号干扰的能力。

这些都不是重点,根据本人工程项目施工的经验,除此以外,仍存在一个问题。

曾多次做过测试观察,同一城市、同一地点、同一路口,不同的是观测时间。大家都了解,同一地点标志着现场来自非地磁无线通讯的影响相同;而观测时间的不同,标志的则是车流量的不同,白天的车流量与凌晨两点之后的车流量完全存在差异。

结果很明显,不同时间段的检测准确率是不同的,车多时会出现过车不检或车离开后不恢复等现象。凌晨的检测准确率达到了100%,而白天的检测准确率却不容乐观。原因很简单,当车流量很大时,特别是有大型公交车或卡车经过时,车辆跟车过于紧密,完全阻挡了地磁与接收机之间的通讯。此状况随车道数增多而明显。也就是说,此无线传输波段很容易被汽车钢结构所吸收,从而很大程度上削弱了检测效果。

③电池

实验室环境下,我相信,地磁电量可使用三年、五年、甚至更久。项目工程中现场安装后,由于频繁过车、频繁检测,从而电池电量不断损耗,使用寿命根本达不到理论效果。

还有一点,当地磁与中继器或接收机之间连接信号薄弱时,电池功耗也会增加。就像手机信号较弱的情况下,其辐射伤害会随之加强。这也是影响电池使用寿命的关键因素。

④内部电路板

所有电子产品都一样,使用寿命与电路板的含金量成正比。地磁之所以能实现检车功能,也是通过其电路板上的各芯片功能实现的。若芯片含金量不足,出现损坏,也就会导致地磁使用寿命短暂。所以,电路板的原材料选择、焊接技术以及内部各接头的精准处理也至关重要。

实际应用中的地磁设备,使用三个月六个月之内完全没有问题,但时间久了,都会出现这样或那样的故障。市场上的供应商对地磁设备寿命的使用时效宣传有五年、八年、甚至十年之久,可是这些因素加在一起,可见地磁设备并没有想象中的那么优秀。这无疑是企业自身需要更正的一个错误。

任何一项新技术在成熟因应用之前,都需要经过辩证发展的过程,优质的产品、良好的用户体验、完善的售后服务,才能持久立足市场,不被后来者所打败。先思公司也曾在中国设立北京办事处,也曾占有过一定市场份额。但在经营上存在一些问题,或许因为语言障碍、没有有效沟通,或许售后维护政策不明确等方面原因,没能走符合中国国情的道路,已悄然离开中国舞台。目前市场上剩余的少数几家代理商,却用着自身的利润成本,维持着产品的发展。

国内部分从事地磁相关经营的相关企业:(排名不分先后)

无锡华赛伟业传感信息科技有限公司、杭州时祺科技有限公司、杭州目博科技有限公司、上海德萦电子技术有限公司、上海展为软件技术有限公司、上海冠览电子科技有限公司、上海源奋电子科技有限公司、深圳迅朗科技有限公司、迈锐(北京)数据有限公司、天津五维智通科技有限公司、山东双百电子有限公司、合肥恩维智能科技有限公司、武汉经纬视通科技股份有限公司、武汉拓宝科技股份有限公司、宜昌七一〇研究所


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以下对文中所提及的Scats系统做详细介绍。

Scats系统,全称为“悉尼协调自适应交通控制系统”。由澳大利亚新南威尔士州道路交通局研究开发,运用计算机及通讯等高科技来解决交通组织和信号管理,是目前世界性的少有的先进的城市交通信号控制系统之一。美国、新加坡、马来西亚、爱尔兰等国家已广泛使用,我国上海、沈阳、广州、天津、杭州、合肥、荆门等城市道路扩展工程中也开始尝试应用。

其主要特性如下:

①实现对交通的复杂控制,可切换多种控制方案。

②对交通流的自适应控制。(根据车流量计算控制信号灯时间)

③绿波带、特殊车辆优先通行权。

④提供户外工作终端,即使用个人电脑连接任意路口交通信号机就可进入整个Scats系统。

介绍两个成功案例,在北上广部分地区以及浙江杭州、湖北荆门等城市,已开启Scats自适应控制模式,根据埋入车道的地磁检测器测算车辆的存在和通过情况,给信号机提供每条车道上的流量数据,从而信号控制系统计算出合理的控制时间,实现最大化的绿灯通行效率。此外,在我国上海延安路路段,为缓解拥堵,提高区域公交通行效率率,突出“71路公交优先”的设计理念,相关部门进行了大胆的创新尝试。此路段采用Scats控制系统,搭配地磁检测器,让这一设想从理论变成了现实。当埋设于公交专用车道上的地磁检测器检测到71路公交车接近路口时,正处于绿灯状态下的信号灯会延长8秒左右,便于让尚未抵达路口的公交车有足够的时间通过,达到优先通行效果。

除此之外,我国相关企业也在着力研发自主品牌的先进控制系统,相信不久的将来,带有中国烙印的科技品牌同样也会走向全世界。


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