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如何優(yōu)化城市道路路口的交通信號(hào)控制一直是困擾城市交通發(fā)展的主要問(wèn)題之一，而部署準(zhǔn)確可靠的交通感知設(shè)備便成為優(yōu)化信號(hào)控制的重要條件。全國(guó)各省市每年投入交通信控建設(shè)資金逾百億，但目前仍有約70%的路口未安裝交通感知設(shè)備。
隨著國(guó)家十四五規(guī)劃與新基建的大幕拉開，城市交通中車路協(xié)同、智慧路口不斷發(fā)展，交通信控智能化與信號(hào)管控統(tǒng)一平臺(tái)也逐步完善，而作為路口信控基礎(chǔ)的交通感知設(shè)備也即將迎來(lái)前所未有的發(fā)展。
感知設(shè)備（檢測(cè)器）與信號(hào)機(jī)的演變史
在交通信號(hào)控制領(lǐng)域，信號(hào)機(jī)需要檢測(cè)器的支持才能做出準(zhǔn)確判斷，但檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量又制約著信號(hào)機(jī)有效性。但無(wú)論效果如何，最終的結(jié)果呈現(xiàn)還是在信號(hào)控制上。這樣的相互依賴關(guān)系，也造成了檢測(cè)器與信號(hào)機(jī)的“相愛相殺”。
1928年，世界上第一臺(tái)感應(yīng)式信號(hào)機(jī)出現(xiàn)，同時(shí)第一臺(tái)公認(rèn)的車輛檢測(cè)器也就應(yīng)運(yùn)而生。該檢測(cè)器由一臺(tái)安裝于道路附近的麥克風(fēng)改裝，司機(jī)通過(guò)的鳴笛來(lái)觸發(fā)檢測(cè)器，信號(hào)機(jī)接受檢測(cè)器信號(hào)后改變狀態(tài)，車輛被允許通過(guò)。
20世紀(jì)60年代至21世紀(jì)初，感應(yīng)線圈開始長(zhǎng)期被用作車輛檢測(cè)器，其因技術(shù)成熟可靠，逐漸成為應(yīng)用最廣泛的車輛檢測(cè)系統(tǒng)。感應(yīng)線圈常被與SCOOT信號(hào)控制聯(lián)用，以利用斷面流量數(shù)據(jù)和交通模型，采用小增量尋優(yōu)方法找出信號(hào)配時(shí)參數(shù)的最佳組合，從而控制信號(hào)機(jī)指揮成千上萬(wàn)個(gè)路口。我國(guó)自九十年代引入路口信號(hào)控制后，一直將其作為主要方案長(zhǎng)期大量應(yīng)用。但由于我國(guó)國(guó)情特殊，路面往復(fù)建設(shè)及施工質(zhì)量等原因，線圈檢測(cè)器故障率較高，后期應(yīng)用效果欠佳。
而10年后，信號(hào)機(jī)信號(hào)控制也經(jīng)歷過(guò)集中聯(lián)網(wǎng)、區(qū)域協(xié)調(diào)控制等階段，檢測(cè)器也由視頻車檢器替代了感應(yīng)線圈。但因?yàn)橹饕獧z測(cè)數(shù)據(jù)和方法并沒發(fā)生太多變化，且存在信號(hào)機(jī)平臺(tái)不統(tǒng)一、區(qū)域集中優(yōu)化難實(shí)施等問(wèn)題，城市路口的信控仍長(zhǎng)時(shí)間陷于被動(dòng)掙扎狀態(tài)。
毫米波雷達(dá)--信號(hào)機(jī)的最完美搭檔
雷達(dá)的歷史最早可以追溯到1886年，Hertz發(fā)現(xiàn)電磁波的存在。
1937年，由Robert Watson-watt設(shè)計(jì)第一部可使用雷達(dá) “Chain Home”在英國(guó)建成，二戰(zhàn)期間雷達(dá)迅速發(fā)展。
1982年，交通部公路安全工程研究中心研制成功了中國(guó)第一臺(tái)雷達(dá)測(cè)速儀。經(jīng)過(guò)近些年快速發(fā)展，現(xiàn)階段，雷達(dá)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了“測(cè)速”—“測(cè)速+測(cè)距”—“測(cè)速+測(cè)距+測(cè)角”的技術(shù)演變，構(gòu)建融合技術(shù)下的綜合感知系統(tǒng)。
毫米波雷達(dá)是工作于4mm左右波段的電磁波，其具有檢測(cè)精度高、全天候不懼雨雪等特點(diǎn)。
珠海微度芯創(chuàng)生產(chǎn)的基于自研毫米波雷達(dá)芯片的交通雷達(dá)采用80GHz的毫米波頻段，可對(duì)250米區(qū)域范圍內(nèi)，多達(dá)256個(gè)目標(biāo)的車輛、行人進(jìn)行實(shí)時(shí)位置、速度進(jìn)行高采樣率監(jiān)測(cè)。
該交通雷達(dá)特別適合以南京萊斯為代表的新一代面向車路協(xié)同的分布式控制交通信號(hào)系統(tǒng)。此類系統(tǒng)主要將信號(hào)機(jī)升級(jí)為邊緣主機(jī)，需要對(duì)路口區(qū)域進(jìn)行包含且不限于斷面流量、車道流量、區(qū)域變道跟蹤、排隊(duì)停止位置、平均通過(guò)速度、車型數(shù)據(jù)、行人通行等綜合感知，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化生成最佳方案。
河南路口信號(hào)控制項(xiàng)目介紹
微度芯創(chuàng)科技在近期完成河南某市路口雷達(dá)全覆蓋測(cè)試，并與萊斯信息信號(hào)機(jī)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，順利完成了全部所需功能。
本項(xiàng)目覆蓋雙向四車道。在路口信號(hào)燈位置安裝4臺(tái)MCTR80-C 80GHz路況感知交通場(chǎng)景雷達(dá)。
主要功能：
該雷達(dá)可以檢測(cè)多個(gè)車道的排隊(duì)起始位置、排隊(duì)長(zhǎng)度、排隊(duì)車輛數(shù)、實(shí)時(shí)平均車速等排隊(duì)信息，同時(shí)提供每輛車的車速、車型、車道號(hào)、占用時(shí)間等過(guò)車信息。
作為新一代信號(hào)機(jī)的配套設(shè)備，該雷達(dá)可優(yōu)化十字路口紅綠燈的配時(shí)方案，動(dòng)態(tài)調(diào)整交通信號(hào)控制機(jī)的各車道紅綠燈設(shè)置時(shí)間，提高十字路口的通行效率，減少擁堵。
主要特點(diǎn)：
◇橫向覆蓋雙向4~8個(gè)車道，縱向覆蓋250米，實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景多車道檢測(cè)，實(shí)時(shí)輸出每個(gè)目標(biāo)的速度、位置等信息。
◇支持排隊(duì)功能檢測(cè)，提供每車道實(shí)時(shí)排隊(duì)數(shù)據(jù)，并對(duì)車道的擁堵狀況做出判斷，發(fā)送擁堵信息。
◇涵蓋傳統(tǒng)微波車輛檢測(cè)器功能，可提供信息包括：車速、車流量、車頭時(shí)距、車型分類、道路占有率等信息。
◇支持交通事件檢測(cè)，包括緩行、逆行、變道、異常停車等。
◇軟硬件完全自主研發(fā)，支持定制化數(shù)據(jù)協(xié)議輸出。
◇支持在線調(diào)試，可無(wú)線組網(wǎng)、易于安裝維護(hù)及升級(jí)。
結(jié)論：
項(xiàng)目經(jīng)過(guò)初期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試驗(yàn)證、與上位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)調(diào)、準(zhǔn)確率優(yōu)化等過(guò)程，完全達(dá)到甲方要求，數(shù)據(jù)可靠性、準(zhǔn)確率、設(shè)備穩(wěn)定性及適配度均完全達(dá)標(biāo)，并受到甲方充分認(rèn)可。本次測(cè)試也為后續(xù)批量項(xiàng)目的深度合作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
未來(lái)與展望
該項(xiàng)目是我司交通雷達(dá)研制成功后第一次以核心雷達(dá)方案商身份進(jìn)入城市路口的項(xiàng)目，此次項(xiàng)目的成功實(shí)施對(duì)我司交通雷達(dá)產(chǎn)品具有重大意義。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年起，交通毫米波市場(chǎng)呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)超過(guò)30%，出貨量增長(zhǎng)超過(guò)100%。而車路協(xié)同市場(chǎng)也剛剛經(jīng)過(guò)探索期，國(guó)家對(duì)于毫米波雷達(dá)及相關(guān)車路協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)在2022年初將批量發(fā)布，包括城市路口信控感知與高速路側(cè)智能感知等項(xiàng)目將開始大規(guī)模建設(shè)，毫米波雷達(dá)市場(chǎng)也將迎來(lái)屬于自己的波瀾壯闊。
微度科技作為國(guó)內(nèi)僅有的幾家自研毫米波雷達(dá)芯片自主留片的廠家，在芯片國(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)品技術(shù)與質(zhì)量方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。我們將本著開放、專注的原則，發(fā)揮清華人“行勝于言”的校風(fēng)，以匠心精神打造中國(guó)的毫米波雷達(dá)精品，為助力智能交通發(fā)展與數(shù)字化交通建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
