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微度芯創80GHz交通雷達在河南路口信號控制項目中的應用

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如何優化城市道路路口的交通信號控制一直是困擾城市交通發展的主要問題之一,而部署準確可靠的交通感知設備便成為優化信號控制的重要條件。全國各省市每年投入交通信控建設資金逾百億,但目前仍有約70%的路口未安裝交通感知設備。

隨著國家十四五規劃與新基建的大幕拉開,城市交通中車路協同、智慧路口不斷發展,交通信控智能化與信號管控統一平臺也逐步完善,而作為路口信控基礎的交通感知設備也即將迎來前所未有的發展。

感知設備(檢測器)與信號機的演變史

在交通信號控制領域,信號機需要檢測器的支持才能做出準確判斷,但檢測數據質量又制約著信號機有效性。但無論效果如何,最終的結果呈現還是在信號控制上。這樣的相互依賴關系,也造成了檢測器與信號機的“相愛相殺”。

1928年,世界上第一臺感應式信號機出現,同時第一臺公認的車輛檢測器也就應運而生。該檢測器由一臺安裝于道路附近的麥克風改裝,司機通過的鳴笛來觸發檢測器,信號機接受檢測器信號后改變狀態,車輛被允許通過。

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20世紀60年代至21世紀初,感應線圈開始長期被用作車輛檢測器,其因技術成熟可靠,逐漸成為應用最廣泛的車輛檢測系統。感應線圈常被與SCOOT信號控制聯用,以利用斷面流量數據和交通模型,采用小增量尋優方法找出信號配時參數的最佳組合,從而控制信號機指揮成千上萬個路口。我國自九十年代引入路口信號控制后,一直將其作為主要方案長期大量應用。但由于我國國情特殊,路面往復建設及施工質量等原因,線圈檢測器故障率較高,后期應用效果欠佳。

而10年后,信號機信號控制也經歷過集中聯網、區域協調控制等階段,檢測器也由視頻車檢器替代了感應線圈。但因為主要檢測數據和方法并沒發生太多變化,且存在信號機平臺不統一、區域集中優化難實施等問題,城市路口的信控仍長時間陷于被動掙扎狀態。

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毫米波雷達--信號機的最完美搭檔

雷達的歷史最早可以追溯到1886年,Hertz發現電磁波的存在。

1937年,由Robert Watson-watt設計第一部可使用雷達 “Chain Home”在英國建成,二戰期間雷達迅速發展。

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1982年,交通部公路安全工程研究中心研制成功了中國第一臺雷達測速儀。經過近些年快速發展,現階段,雷達技術上實現了“測速”—“測速+測距”—“測速+測距+測角”的技術演變,構建融合技術下的綜合感知系統。

毫米波雷達是工作于4mm左右波段的電磁波,其具有檢測精度高、全天候不懼雨雪等特點。

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珠海微度芯創生產的基于自研毫米波雷達芯片的交通雷達采用80GHz的毫米波頻段,可對250米區域范圍內,多達256個目標的車輛、行人進行實時位置、速度進行高采樣率監測。

該交通雷達特別適合以南京萊斯為代表的新一代面向車路協同的分布式控制交通信號系統。此類系統主要將信號機升級為邊緣主機,需要對路口區域進行包含且不限于斷面流量、車道流量、區域變道跟蹤、排隊停止位置、平均通過速度、車型數據、行人通行等綜合感知,并進行實時數據分析,優化生成最佳方案。


河南路口信號控制項目介紹

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微度芯創科技在近期完成河南某市路口雷達全覆蓋測試,并與萊斯信息信號機進行聯調,順利完成了全部所需功能。

本項目覆蓋雙向四車道。在路口信號燈位置安裝4臺MCTR80-C 80GHz路況感知交通場景雷達。

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主要功能:

該雷達可以檢測多個車道的排隊起始位置、排隊長度、排隊車輛數、實時平均車速等排隊信息,同時提供每輛車的車速、車型、車道號、占用時間等過車信息。

作為新一代信號機的配套設備,該雷達可優化十字路口紅綠燈的配時方案,動態調整交通信號控制機的各車道紅綠燈設置時間,提高十字路口的通行效率,減少擁堵。

主要特點:

◇橫向覆蓋雙向4~8個車道,縱向覆蓋250米,實現大場景多車道檢測,實時輸出每個目標的速度、位置等信息。

◇支持排隊功能檢測,提供每車道實時排隊數據,并對車道的擁堵狀況做出判斷,發送擁堵信息。

◇涵蓋傳統微波車輛檢測器功能,可提供信息包括:車速、車流量、車頭時距、車型分類、道路占有率等信息。

◇支持交通事件檢測,包括緩行、逆行、變道、異常停車等。

◇軟硬件完全自主研發,支持定制化數據協議輸出。

◇支持在線調試,可無線組網、易于安裝維護及升級。

結論:

項目經過初期現場調試驗證、與上位系統的數據聯調、準確率優化等過程,完全達到甲方要求,數據可靠性、準確率、設備穩定性及適配度均完全達標,并受到甲方充分認可。本次測試也為后續批量項目的深度合作打下堅實基礎。

未來與展望

該項目是我司交通雷達研制成功后第一次以核心雷達方案商身份進入城市路口的項目,此次項目的成功實施對我司交通雷達產品具有重大意義。

據不完全統計,2020年起,交通毫米波市場呈快速增長態勢,市場規模同比增長超過30%,出貨量增長超過100%。而車路協同市場也剛剛經過探索期,國家對于毫米波雷達及相關車路協同標準預計在2022年初將批量發布,包括城市路口信控感知與高速路側智能感知等項目將開始大規模建設,毫米波雷達市場也將迎來屬于自己的波瀾壯闊。

微度科技作為國內僅有的幾家自研毫米波雷達芯片自主留片的廠家,在芯片國產化與產品技術與質量方面有著得天獨厚的優勢。我們將本著開放、專注的原則,發揮清華人“行勝于言”的校風,以匠心精神打造中國的毫米波雷達精品,為助力智能交通發展與數字化交通建設貢獻力量。

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