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巍泰技术浅析平交路口预警系统雷达检测距离如何设定最为合理?

2022-11-17 阅读 5786

当前,国家、各部委相继出台了多项道路交通安全工作方面的指导意见,大力推进道路交通安全治理工作。道路交通安全隐患的排查与治理工作作为预防道路交通事故、保障道路交通安全的重要举措,已经引起各级政府和各级公安机关交通管理部门的高度重视,成为各级公安交警部门的重要任务之一。


根据道路交通安全隐患类型的不同,在实际开展的隐患排查工作中,针对平面交叉路口的隐患排查,可以分类确定如下排查重点:


1、一二级公路交叉口距离是否过近?

2、三级以上公路交叉口是否进行渠化设计?

3、路侧交叉口开口是否隐蔽不易被发现?

4、条件达到时交叉口是否设置信号灯?

5、交叉口限速值设置是否恰当?

6、交叉口提前告知指引是否合理?

7、交叉口测速点位置选取是否合理?

8、交叉口视距三角区和安全停车视距是否被遮挡?


以上,1~3点属于交通工程类隐患排查重点,4~8属于交通安全设施类隐患排查重点,9则属于交通环境类隐患排查重点。


图1.道路交通安全隐患排查重点示例图.jpg

图1.道路交通安全隐患排查重点示例图


平交路口预警系统作为测速反馈提醒与安全视距延长“利器”已被广泛应用,助力平交路口交通安全设施类与环境类隐患排查。微波雷达检测技术凭借其高精度高分辨、多车道多目标、抗干扰低误报、全天候全天时、低成本低功耗等综合优势,从激光雷达、红外与视频检测技术中脱颖而出,成为目前市面上最为普遍的技术手段之一。


图2.巍泰技术微波雷达在平交路口预警系统中的应用图.jpg

图2.巍泰技术微波雷达在平交路口预警系统中的应用图


但由于目前对测速反馈与检测预警的距离没有明确标准与规定,集成商或业主们在选择微波雷达检测技术时,往往对雷达检测距离的设定存在争议与不确定性。


下面,从公路限速、安全视距与声光报警设备三个方面,对平交路口预警系统雷达检测距离的合理性做简要分析,以供大家参考。


一、公路限速


根据《公路路线设计规范》(JIG D20—2017)我国各级公路的设计速度应符合表1规定。


表1.设计速度.png

表1.设计速度


一级公路为具有中央隔离带的半封闭道路,供汽车分方向、分车道行驶。二级公路为供汽车行驶的双车道公路,一般的国省干线公路都是二级公路。三级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道公路,一般都是县道或乡道。四级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道或单车道公路,一般为村道或者村村通。


而具备平交路口规划条件,且预警需求较大的公路基本以二级、三级、四级公路,以及部分限速不高的一级公路为主,每条车道的最高限速基本不得超过80km/h。按照驾驶员看到平交路口预警系统发出的预警信号,并采取制动措施的安全停车距离公式:


停车视距计算公式.png


正常情况下,干燥沥青路面的摩擦系数为0.6,雨天路面摩擦系数为0.4,雪天路面摩擦系数为0.28,结冰路面摩擦系数仅为0.18。水泥路面摩擦系数受路面施工时的拉毛、刻槽等工艺的影响,摩擦系数变化较大。正常情况下,干燥水泥路面的摩擦系数为0.6~0.7。


可计算得出,在以80km/h与120km/h速度行驶条件下,车辆在各种路面上的安全停车距离如表2。


表2 .车辆在各种路面上的安全停车距离.png

表2 .车辆在各种路面上的安全停车距离


在结冰路面(摩擦系数取0.18)这种极端情况下,以最高限速80km/h速度行驶条件下,驾驶员看到平交路口预警系统发出的预警信号,并采取制动措施的停车距离约为26.3m。即便以最高限速120km/h计算,其停车距离也仅约为47.5m。


此外,根据《城市交通规则》第29条规定:机动车通过交叉路口时,应在30m~50m的地方减低速度,用方向标表示行进方向;在夜间并须将大光灯改用小光灯或近光灯。


因此,在仅考虑车道最高限速的前提下,平交路口预警系统雷达对车辆测速反馈与检测预警的距离满足50m以上即可。


二、安全视距


安全视距,是指驾驶人在行车中发现路面异常情况到采取措施避险所需的视线范围。安全视距有三种分类:停车视距、会车视距和超车视距。在道路交通安全隐患排查工作中主要研究的是停车视距和会车视距,停车视距是指汽车行驶时,驾驶人自看到前方障碍物时起至达到障碍物前安全停车止,所需的最短行车距离;会车视距是指两车相向行驶时,会车时停车,则需两倍停车视距,称为会车视距。


根据《公路路线设计规范》(JIG D20—2017),我国高速公路、一级公路的视距应采用停车视距,每条车道的停车视距应不小于表3的规定。


表3.高速公路、一级公路停车视距.png

表3.高速公路、一级公路停车视距


我国二级、三级、四级公路的视距应采用会车视距。受地形条件或其他特殊情况限制面采取分道行驶措施的路段,可采用停车视距。会车视距与停车视距应不小于表4的规定。


表4.二级、三级、四级公路会车视距与停车视距.png

表4.二级、三级、四级公路会车视距与停车视距


在交通环境类道路交通安全隐患排查中,平交路口视距三角区内是否存在被植被或建筑物遮挡被重点提及,属于安全视距的排查中的重中之重。视距三角区是指平面交叉口由一条道路进入路口行驶方向的最外侧的车道中线与相交道路最内侧的车道中线的交点为顶点,两条车道中线各按照其规定车速停车视距的长度为两边,所组成的三角区。在视距三角区内不允许有任何阻碍驾驶人视线的物体和道路设施。


图3.交叉口视距三角区.png

图3.交叉口视距三角区


当三角区内遮挡物较难移除,或需要延长视距时,可采用平交路口预警系统作为延长交叉口安全视距的固定设备。预警系统与预警车辆的视距采用停车视距即可,即在最高限速80km/h速度行驶条件下,雷达检测距离不低于110m,平交路口预警系统发送预警信息即可满足一级、二级、三级、四级公路的平交路口安全停车视距要求。


三、声光报警设备


为达到更好的预警效果,平交路口预警系统往往会在警示文字的基础上增加语音报警装置,但语音报警装置产生的噪声,因四处发散,远距离报警,高频且刺耳,逐渐成为生态环境污染的焦点问题之一,特别是对道路沿线居民影响较大,相关投诉近年来有逐步增多的趋势,甚者出现了部分道路沿线居民直接损坏语音报警装置的现象。


根据《中华人民共和国噪声污染防治法》第45条规定:各级人民政府及其有关部门制定、修改国土空间规划和交通运输等相关规划,应当综合考虑公路、城市道路、铁路、城市轨道交通线路、水路、港口和民用机场及其起降航线对周围声环境的影响。第46条规定:制定交通基础设施工程技术规范,应当明确噪声污染防治要求。


虽然市面上出现了一种静境定向语音预警系统,在一定程度上解决了交通噪声扰民的问题,但无形之中又增加了整套系统的使用成本。因此,这种类型语音预警设备在低成本平交路口预警系统中并不常见,甚至没有。


其次,安装于户外的声光报警设备往往会采用太阳能供电方式,预警距离越远意味声光报警设备需要电量越多,太阳能供电方式能否完全满足远距离声光报警设备使用需求,也有待考证。


综上,厂家在选择或集成平交路口预警系统时,要综合考虑雷达检测距离、环境适用性与设备使用成本。不能为增强预警效果,一味地追求远距离检测,而忽视了以人为本与效益最大化的产品设计初衷。


四、总结


若仅考虑车道最高限速,平交路口预警系统的车辆测速反馈与检测预警的距离满足50m以上即可,该距离一般适用于一级、二级公路支路,或者车流量不大、道路条件不佳的三级、四级公路主路与支路;若需同时考虑安全停车视距,系统雷达检测距离不低于110m便可满足二级、三级、四级公路主路上车辆的测速反馈与检测预警需求,甚至是最高限速为80km/h的一级公路主路需求。此外,不低于110m不代表检测距离越远越好,声光报警设备噪音污染、使用成本等因素也需要纳入考虑。


综合以上,平交路口预警系统雷达检测距离支路设定为80m,主路设定为150m较为合理。


巍泰技术(武汉)有限公司弯道与路口预警雷达融合控制系统组成的平交路口预警系统,可分别实现对80m与150m检测距离内的各类型机动车辆、非机动车辆的全天候检测。


表5.弯道与路口预警雷达规格参数.png

表5.弯道与路口预警雷达规格参数


同时,弯道与路口预警雷达还具备如下特色:


1、可检测车辆速度,分析来车方向、来车距离等;

2、可同时检测1~4个车道,准确度高,性价比高;

3、抗干扰能力强,检测结果不受温度与气候条件影响;

4、低电平信号输出,功耗低,可支持太阳能供电;

5、易于集成,安装与维护简单,不需要中断交通;

6、可根据用户需求,对行人进行实时检测与预警反馈


可广泛应用于车辆限速、视距受限、临时施工、事故多发的高速公路、城市道路、国道、省道、县乡道与农村公路等各等级道路,以及医院、校园、工业园等各园区道路路侧、交叉口与急弯等场景。


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