润扬长江公路大桥所处的重要地 理位置,决定了该桥必将成为江苏省南北路网的信息枢纽站之一。因此,润扬大桥交通工程智能化技术应用的成功与否,不仅直接关系到本桥与南北路网之间信息互递的实现,更关系到今后全省交通信息化管理的实现。
润扬大桥交通工程主要包括如下内容:道路监控系统、封闭式收费系统、业务通信传输系统以及车辆超限载系统。智能化技术较多的应用在监控系统和车辆限载系统上。
道路监控系统
监控系统是进行交通流监测和控制的主要手段,通过相应的内外场监控智能终端设备实施控制策略。
本大桥采用的监控策略是:对重点区域、特大桥和特殊气象路段进行监控,即利用所布设的外场设备、紧急电话、巡逻车等收集道路信息,对可能发生的交通复杂局面和交通事故进行分析归类,尤其是对恶劣气候条件和特殊路段下可能出现的情况进行分析,经监控计算机系统分析处理,制定合理的监控方案。
监控系统按高级监控模式设计,采用主线与匝道控制相结合的方式,从车辆检测器、摄像机、紧急电话等设备获取交通信息,利用可变情报板、车道控制机、有线广播进行主线控制,利用收费口限时进入或关闭进行匝道控制。
由此可见,交通监控策略的产生依赖于监控外场设备检测到的监控数据信息,外场监控设备的选用直接决定监控系统的可靠性和真实性。
重要的外场智能终端
——车辆检测器(VD)
该设备是检测有无车辆通过道路的终端设备,根据检测的原始数据计算出车速、车辆数、道路占有率等重要技术数据,为控制策略提供数字依据。
车辆检测器主要由埋设在路面下的环形线圈传感器和智能处理器两大部分构成。智能处理器包括检测信号放大单元、数据处理单元和数据传输接口单元。
该设备与其他类似设备的性能相比,具有如下特点:
●可以提供丰富的交通参数:每一车道的车辆数、车辆速度、车辆占有率、车行方向。
●具有较高的检测精度:车辆计数精度≥ 99%;占有率检测精度≥ 95%;测速范围1~180 km/h,误差±4%。
●二异性识别能力强:当同一辆车作用在相邻两个车道上的二个线圈时,处理器逻辑识别线路进行分析处理,并产生相应信号,只检测出一个车道信息。
●检测器能进行温度自动补偿,适应野外连续不间断工作。
●具有强大数据存储功能,并提供标准计算机外围接口,通信传输速率1200~19200bps可调,当通信中断时可将数据现场录入手提计算机。
●模块化结构设计,便于维修更换。
——视频设备
视频监视系统最直观地了解道路摄像覆盖区的交通情况,根据所在路段摄像机摄取的图像信息进行分析,作出决策,采取相应的措施,保证道路的安全畅通。同时可通过数字录像机,对事件记录存档,为以后分析取证提供依据。
从其他建成的监控系统运营情况来看,许多道路监控系统采用低照度彩色摄像机,白天能取得较好的效果,但在晚上由于没有照明,通常起不到监控效果。因此本系统采用了彩色与黑白随光线自动切换的具有电子感应功能的高解析度一体化球形摄像机。
室外高灵敏度一体化球形彩色(黑白)摄像机配有自动变倍变焦镜头、云台、解码器、球形防护罩及其它防护设备,随光线自动切换彩色与黑白画面,图像对比度正常、无重影、无杂波并有背景自动补偿功能,摄像机镜头能自动调节光圈,自动/手动聚焦。配备加热器与空气循环系统,保证透镜表面不受水雾影响,在各种环境下能正常使用。
一体化球形彩色、黑白摄像机技术参数:
●最低使用照度:≤3.0LUX(彩色) ≤0.2LUX(黑白)
●中心分辩率:≥470TVL,具有背景自动补偿功能
●光学变焦范围:18倍
●电子变焦范围:2~4倍
● 视频输出:1.0VP-P,阻抗75Ω(BNC)
● 旋转角度:水平360o,垂直 ±60o
● 预置点:≥16
车辆限载系统
超重超载车辆是造成高速公路路面结构损坏、高速公路交通事故频发的一个重要因素。因此限制超重超载车辆的行驶,对确保大桥结构安全以及交通行车安全、降低道路养护费用有着重要意义。
本系统首次将车辆限载系统的数据、图像信息与收费系统相结合,更有效地解决了违章车辆逃逸的问题。
——系统组成
本系统通过在相应道路上设置相关的高速动态称重系统、低速称重校核系统以及相关的摄像机、指示标志、报警设备来完成。
具体由轴重传感器、线圈、路边控制器、固定摄像机、车牌识别器、称重站房、数据图像传输设备及限载系统工作站构成。
称重站房内设高速称重工作站、低速称重工作站。限载系统工作站设于监控分中心内。
——系统工作原理(软件)
限载系统动态称重监控软件主要由高速监控软件及低速监控软件组成。
高速监控软件获取高速动态称重设备的数据,实时抓拍车辆图片,并将数据存储在本地硬盘及监控分中心限载系统工作站中。若检测到超重或超限车,程序将启动声音报警,提醒执法人员注意。
高速监控软件可跟踪所有车辆,实时显示车辆信息;也可以只跟踪超重车,界面只刷新显示超重车信息,其他非超重车信息只接收而不显示。
高速监控软件可按时间段方式查询车辆数据,也可以通过选择各种条件或其组合来统计、查询及打印车辆信息。
低速监控软件控制低速称重设备,获取低速称重的数据,实时抓拍车辆图片,将数据存储在本地硬盘及监控分中心限载系统工作站中,进行查询、统计、报表的生成及打印。
监控分中心限载系统工作站软件接收称重站房高速及低速称重工作站上传的数据及图像,进行超限车辆数据的查询、统计、报表的生成及打印。
——与收费系统联网
本系统为了更好地将超载信息直观地反映在收费员工作界面上,有利于收费系统对逃逸车辆实行制约措施,本系统改变了传统的限载系统与收费系统互为独立的形式,首次将收费和限载两个系统进行联网,实行关键信息的共享互递。
跃进路互通是江苏省高速公路南网进入润扬大桥主桥之前的最后一个互通,对于跃进路互通限载系统,其功能需考虑与收费系统联网。在跃进路互通主线,当限载系统检出超载车辆,系统设置的车牌自动识别系统将对超载车辆进行车牌识别,限载系统根据车牌信息建立超载车辆数据库。并将数据库上传至跃进路互通收费站系统服务器及收费中心收费系统服务器。收费系统据此建立超载车辆黑名单。超载车辆黑名单需有实时刷新功能。
若超载车辆在限载系统设置的超载报警装置引导下从跃进路互通驶出高速公路,跃进路互通收费站利用南网收费系统的防逃费功能检出该超载车辆,并将该车辆信息从黑名单中注销。
若超载车辆逃逸,系统可利用南网收费系统的防逃费功能在主线收费站检出该超载车辆,收费员报告给路政执法人员,路政执法人员引导超载车辆进入称重复核区,对其进行称重复核。根据复核结果,予以放行或进行事后处罚。
主要限载设施技术要求
——高速称重系统
传感器工作温度:-45℃~+80℃
中央单元工作温度:-30℃~+80℃
测量和记录的车辆速度范围:5~200km/h
系统性能:标准载重(每轴)20t
过载能力(每轴)50%(负荷均匀分布)
测量范围(每轴) 25t
系统精度: 平均偏差 标准偏差1σ≈68% 2个标准偏差2σ≈95%
轴负荷 ±5% ±10% ±20%
轴组负荷 ±5% ±9% ±15%
整车重量 ±5% ±7% ±10%
重量精度:最大误差不大于±300kg
速度检测精度:车速5~120km/h: ±3km/h
车速 >120km/h: ±3%(2σ)
轴间间距 ( 2轴,5~120km/h): ±0.15m(标准误差)
——弯板传感器:
弯板主要在高速预检称重系统中使用,收集交通数据,获得高质量的称重和分类数据。
额定载荷(每轴):20t
过载能力(每轴):50%
测量范围:0.5~20t
速度范围: 5~200km/h
温度范围: -45℃~+80℃
轴距2轴(5~120km/h):±0.15m
测量过程:检测信号与全部车轮 压力成正比,并可用于长周期测量
测量区域:0.5m
——线圈
尺寸:2500 ×2500mm
温度范围:-45℃~+75℃
湿度:0~95%,无凝结
电源:220VAC 50Hz或12VDC
速度检测范围:1~250km/h
电缆长度:50m(可扩展到150m)
频率范围:50~200 kHz
——汽车牌照识别器
整牌识别率:(包括汉字、字母、数字、颜色)≥90%
汉字、字母、数字、颜色单项识别率分别:≥95%
抓拍图像及车牌识别时间:<1秒
全天候连续工作
允许车辆行驶速度:0~160公里/小时
抓拍图像分辨率:768×576
输出电视信号分辨率:520水平电视线
平均无故障时间MTBF:≥20000小时
辅助光源寿命:≥100万次
工作电压: AC 220V 10% 50Hz
功耗:<50W
工作温度:-10℃~+85℃(处理单元) -30℃~+85℃(抓拍单元)
相对湿度:<95%
润扬大桥交通工程针对系统的主要设备进行了智能化技术应用。高智能化设备的应用对提升整个润扬长江公路大桥的营运管理水平是十分有益的,同时对降低设备维护费用具有积极的意义。