雷达卡口系统.doc

雷达在卡口系统中的定位

卡口雷达原理

1. 公路车辆智能监测记录系统用雷达

公路车辆智能监测记录系统（以下简称卡口系统）目前已相当普遍采用雷达测速仪以实现测速功能。部分卡口系统已开始使用雷达测速仪作为车辆检测单元，但是都是在没有公安部交通安全产品质量监督检测中心的认可，是个别的偏远地区的项目或者无法实施地感线圈的工程项目。

2.窄波束雷达测速仪的定义

窄波束雷达的应用定义：
- 雷达检测区域是特定的（被雷达微波发生器辐射场型图有所确定）
非窄波束雷达测速仪相对窄波束雷达测速仪，不是检测区域偏大，而是根本没
有特定的检测区域。远处干扰信号随时会被非窄波束雷达测速仪检测
到，使得测得值可信度下降。
- 在正向安装检测区域宽度小于车道宽度，因此龙门架上安装的窄波束雷达也叫做单车道雷达。

图1 窄波束雷达特定的检测区域 图2 非窄波束雷达没有特定的
检测区域
窄波束雷达的科学定义：
水平主瓣宽度<6度；垂直主瓣宽度<7度（对单车道模式要求）；
副瓣电平小于-15dB
这些指标保证旁车道没有干扰、检测区域同时存在一辆车。

图 3 频谱仪测定的雷达发射场型图 图4雷达发射场型图上主瓣宽度的定

3.窄波束雷达和非窄波束测速仪触发模式用于做检测单元的比较

图5窄波束和非窄波束雷达天线原始数据比较（单车经过）

图5 显示窄波束和非窄波束雷达天线实测原始数据。窄波束雷达测速仪对经过的车辆反应灵敏度很高，信号峰坡度相当大，一次性跨越选定的信号强度，把这一次跨越可以视为可靠的触发信号。不同车辆跨越的位置重现性相当高，一般对应于窄波束雷达安装角度（图中为22度，即安装角度25度减去发射角度的半角3度）。这一位置就是窄波束雷达探测区域前边界的位置。
非窄波束雷达测速仪信号峰坡度很小，而且无法确认正确的跨越给定强度的位置。因此无法设置触发信号。因为信号峰的头和尾巴都较长，非窄波束雷达很容易漏车。另外，不好确认读取速度值的正确位置。随着车辆的经过，夹角增加，速度值在下降，不知道速度值相对应的夹角（窄波束雷达情况下我们知道），从而无法对速度值进行夹角修正。就算我们把非窄波束雷达安装角度为25度，受到的速度值可能对应于22、24、29度-无法进行修正。窄波束雷达测速仪在安装角度为25度时，测得的速度就是跟25度对应。

4.卡口系统采用非窄波束雷达测速仪的结果

由于系统集成商忽略雷达的选型，轻信一些自称为“窄波束雷达测速仪”。全国超速和卡口项目用非窄波束雷达的直接后果是测出来的速度值没有保障，可能是他车的速度值。如果用这些自称为“窄波束雷达测速仪”测速仪做车辆检测单元，问题更大了，下图所示。
旁车道小轿车的经过有时向上非窄波束雷达提供更大的信号，从此造成误拍误测速。

LISD2F激光测速仪测量结果：

白色轿车京FC0979速度值：
反向67km/h

RAPIER型窄波束雷达测量结果：

白色轿车京FC0979速度值：
反向69km/h

非窄波束雷达测量结果：

白色轿车京FC0979速度值：
反向53km/h
图6 非窄波束雷达误拍误测速

非窄波束雷雷达漏车现象解析—雷达受旁车道大车干扰转移检测他车道：

正确的抓拍效果
上海安道雷雷达效果

白色轿车苏M9F545被漏拍

红色轿车京FY2721被漏拍

图7 非窄波束雷达漏车情况分析

5．窄波束雷达测速仪作为卡口系统车辆检测单元和测速仪的可行性

5.1 窄波束雷达测速仪作为卡口系统测速仪单元是所有标准支持的。唯一的一致没有强调的是卡口测速需要选用窄波束雷达测速仪。因为只有窄波束雷达测速仪能保证速度测量的唯一性。
5.2 窄波束雷达测速仪作为卡口系统车辆检测单元。
早期的窄波束雷达测速仪不易用于卡口的原因：
- 测速范围的底端偏高，一般为20km/h，不适合5-20km/h阶段车辆检测

雷达测速仪测低速的时候特别容易受Flicker效应干扰：低频噪声增加的特点，如下图所示：

(低速多普勒低频噪声问题)

图8 Flicker效应噪声

目前，新窄波束雷达测速仪已经克服了这一问题。2010年起，市场上真牌的窄波束雷达测速仪已能从5km/h

技术进展
新的指标
1. 新技术微波单发,
全面解决Flicker效应
(低速多普勒低频噪声问题)
测速范围底限降到2km/h
（原先20km/h）
2. 抗干扰能力提高
有效降低漏拍率
3. 有效降低了生产成本
低价位无限供货量的产品

6.窄波束雷达测速仪作为卡口系统车辆检测单元和测速仪的优越性
6.1设备安装简单，不需要破坏路面，尤其是高速公路。现阶段高速公路上卡口建设基本不会选用线圈方式，对道路的切割造成整体性的破坏容易造成路面损害及道路寿命缩短，甚至造成交通事故。而且线圈在高速公路上的稳定性及可维护性极差也是造成高速公路不选用线圈的一大因素。
6.2测速准确，是合法的计量器具，并能保证测速唯一性。雷达测速的准确性是线圈及视频无法比拟的，而不准确的因素在于触发定位的角度校正，而这一点窄波束雷达也能做到精确处理，这是非窄波雷达无法比拟的优势，而测速唯一性问题使得卡口中不能使用普通意义上的宽波雷达。
6.3能全天候工作，不受气候、天气、光线等因素影响。重型货车、气候温差大，是造成线圈损坏的最大原因，天气、光线是困扰视频技术的一大瓶颈，而雷达在这些问题上都不受影响。
6.4最受关注的捕获率问题，RAPIER窄波束雷达最新版也能做到97%。
6