老当益壮,不坠鸿鹄之志——微波检测企业访谈 - 调查与观点 - 智慧交通网 ITS114.COM|中国智能交通领先的门户网站
  • 老当益壮,不坠鸿鹄之志——微波检测企业访谈

    2013-06-19 11:28:24 来源:智能交通管理杂志 评论:
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    本刊编辑部

    不知道将微波检测称之为"老"是否合适,但微波的确是最早的交通检测和测速技术,尤其是测速,是目前应用最广泛也最长久的一种技术,而且随着技术的不断进步,还在不断的增加其在检测领域的占有率,以替代线圈检测。

    这是我们第一次盘点微波检测技术在交通管理中的应用发展,我们先后邀请了华儒科技、上海慧昌、弗路通中国、俄罗斯奥利维亚、西安遵道、大华股份等六家业内有代表性的企业,最终有三家企业回复,于是有了本期的话题。回复的三家企业中,一家是外企,一家是代理德国的产品,只一家是国内厂商。据我们了解,国内从事微波检测的企业,其技术大多来自国外,如上海慧昌,西安遵道,华儒科技等等,现在就还有较为知名的安徽蓝盾光电子和大华股份,据称拥有自主知识产权,且大华股份在前几年收购了以微波检测技术见长的无锡市波希科技有限公司。

    不管是哪家国内厂家第一家研发出了应用于交通的微波检测和测速产品,所有有志于自主开发的国内企业,都是行业的英雄,是他们打破了外企的技术垄断,将十多万的天价产品,拉低到两三万的区间,为应用方节省了大量成本,有力的促进了智能交通管理事业的发展。当然,不管是外企还是国内企业,他们都为微波技术应用于交通,广泛应用于交通,做出了不可磨灭的贡献。

    微波技术未来的发展会有很多可能,但是更低的价格肯定是应用方更多的拥抱和接受该技术的前提,更高的精确度,更低的成本,更可靠的品质,你还能要求什么呢?

    但尽管现在视频检测技术很少作为测速执法的依据,但随着视频监控大面积应用,相关的技术进行提升,和修改相关法规,只是时间问题,所以微波技术不管在理论上有多先进,但事实上肯定会面临视频检测和测速的挑战,而且这挑战更多的来自于应用方的偏好。

    闲话不述,来看访谈。

    本期嘉宾

    俄罗斯奥利维亚公司中国办事处克利姆

    浙江大华技术股份有限公司产品经理郑鹏

    西安尊道科技有限责任公司总经理张赞良

    完美的技术,有待完善的应用

    智能交通管理杂志:请介绍一下贵司微波检测技术及主要产品的技术指标。

    克利姆:首先,需要遵守行业属于和定义。雷达测速仪是基于多卜勒效应对移动目标进行检测,其中最重要检测指标是速度。微波车辆检测器是基于接受到的反射信号相对发射信号频率变化推算至障碍物的距离,距离的变化代表车辆的出入。

    前者可以用于超速抓拍,也可以用于车辆检测。后者只能用于车辆检测,所提供的速度只有参考价值。

    不过前几年一些厂家,特别是上海某家公司在推广自己的产品的时候把以上两个产品概念给混淆了,实际上会误导从事智能交通但是不了解具体产品特点的人员。

    我们最近推出了全新八目龙型2D雷达测速仪产品。该产品能替代传统的雷达测速仪和微波车辆检测器。八目龙型2D雷达,是俄罗斯奥利维亚公司最新研制出的一款具有移动目标角度坐标相位测定多元素天线的雷达。八目龙型2D雷达,适用于道路为平地路面使用;八目龙3D雷达,适用于道路为平地、山地路面使用。

    早在上个世纪70年代,由于军事的需要,相位阵列雷达技术的出现,解决快速多目标发现及跟踪需求,因而首先被战斗机装备。

    图战斗机相位阵列雷达

    八目龙型2D雷达的特点:

    现"移动目标角度坐标相位测定多元素天线雷达"原理,可在10-300m距离范围内使用,其效果相当于昂贵的相位阵列雷达;

    同时跟踪监测8个移动目标(车辆);

    量的参数包括经过的车辆序数、速度值、距离及角度坐标信息;

    2D雷达所提供的角度坐标和距离信息能保证对单车辆以及多车辆情况正确的车辆定位,即确保监测的唯一性;

    我们传统的产品,即雷达测速仪和微波车辆检测器在继续发展和完善:

    1)RAPIER(细剑型)窄波束雷达测速仪

    基于RAPIERII(细剑2代)雷达的治安卡口系统符合"公路车辆职能监测记录系统通用技术条件GA/T497-2009",已办理了公安部交通安全产品质量监督检验中心相关检测报告。目前,中国国内已有一些项目在治安卡口用雷达代替地感线圈做车辆检测单元。不过,只有俄罗斯奥利维亚的RAPIERII(细剑2代)雷达符合"公路车辆职能监测记录系统通用技术条件GA/T497-2009"的要求,能保证99%的捕获率。

    2)微波车辆检测器:SPECTR型微波车辆检测器。检测指标包括:车辆总数、道路占有率、瞬间和平均速度、车型(五个车型)。

    郑鹏:大华股份微波检测产品目前主要有两款,一款是一体化测速仪产品,另一款是平板窄波雷达,主要用于测速卡口系统。新款产品雷达既支持区分大小车又支持区分车道,是国内首家实现该功能的产品。大华雷达采用该领域主流的窄波束平板型微带阵列天线,拥有自主研发的核心检测算法,目前,大华雷达性能稳定、可靠,在海外和国内得到广泛应用。

    测速仪产品包括200万测速仪和800万测速仪,200万产品可监测1-3个车道,抓拍图片分辨率1600×1200,采用24.125GHz振荡频率雷达,天线波瓣宽度4.6°(H)×6.8°(V),测速范围20~250km/h,测速精度-6km/h~0,抓拍捕获率≥99%,工作温度-30℃~70℃。800万产品可监测1-6个车道,抓拍图片分辨率3296×2472,采用24.125GHz振荡频率雷达,天线波瓣宽度4.6°(H)×6.8°(V),测速范围20~250km/h,测速精度-6km/h~0,抓拍捕获率≥99%,工作温度-30℃~70℃。

    平板雷达产品采用24.125GHz振荡频率,测速范围5~250km/h,测量精度±1km/h,天线波瓣宽度4.6°(H)×6.8°(V),工作温度-30℃~70℃。

    张赞良:我司目前代理代表国际最先进水平的德国通用交通管理雷达。

    这种雷达颠覆了以往多卜勒测速雷达(包括喇叭筒雷达和平板雷达)的设计理念,设计思想极为先进,将大型雷达的测速、测距技术和多目标跟踪技术应用到交通管理雷达中,所以,它不再是一个简单的雷达测速仪,而是应用更为广泛的革命性的通用交通管理雷达。它不仅可以同时监控8条(或以上)车道,而且可以同时跟踪多达64个目标,输出目标精确的速度值和位置坐标(距离),并对所有目标进行分类。这样在治安卡口等应用中,就可以通过目标的位置信息进行精准定位,不同于现在市场上的雷达仅仅通过波束的宽窄对目标进行大概定位。由于定位精准,是非接触式检测,不受天气等环境干扰,因此,我们认为完全取代可以地感线圈。

    每条车道的丰富的统计信息也可以由雷达输出,如,流量,占有率,平均速率等其他交通统计信息。

    根据中国市场的实际使用情况,Type30最适合中国市场的交通管理需求,所以,我们目前向中国市场主推Type30这一款雷达。

    主要技术指标:

    工作频率:K波段

    波束宽度:±35°

    测距范围:1.5m-105m

    测距精度:±0.25m

    测速范围:0.1m/s-83.34m/s

    测速精度:±0.28m/s

    供电:7VDC-32VDC

    环境温度:-40℃-85℃

    尺寸:95mm385mm331mm

    重量:0.34kg

    防护等级:IP67

    智能交通管理:请问贵司的产品在测速上的准确率达到了多少?测速产品是双波束还是单波束?

    张赞良:采用特殊的微波发射方式和高性能的多目标DSP技术,这款通用交通管理雷达的测速准确率几乎是100%。既不是单波束也不是双波束,是多波束。

    由于微波检测自身独有的优势,测速产品的未来市场必然呈上升趋势。由于技术上越来越成熟,向多车道多、目标精准探测的方向发展,所以,市场上现有的检测方式势必会被新的微波检测方式所取代,而且,未来将建设的检测或者监测点也必将大范围采用这种新型的微波检测方式。

    可以肯定的是,微波测速是被国家相关部门认可的的检测方式,并且有相关规程可以依据;但是视频区间测速,据我了解,国家还没有相应的规程可以依据。

    郑鹏:测速仪产品测速精度做到-6km/h~0,国家标准要求测速精度-6km/h~0(车速≤100km/h时),-6%~0(车道≥100km/h时)。平板雷达测速精度±1km/h。大华测速产品采用双波束,可实现差距测量、方向测量等功能。未来测速产品的发展重点可能主要还是在区分车道的2D雷达和测量角度的3D雷达上。

    目前来看,视频区间测速应该只是微波测速的一个补充。微波测速关注的是单点的速度,存在难以避免驾驶员在测速点前紧急减速躲避超速抓拍的缺陷。但区间测速测取的是平均速度,也存在一些漏洞,比如前段时间车辆超速,后段时间可以慢速或停车来降低平均速度避免被超速处罚。而且目前视频测速处罚还缺少相应的法律依据,但是随着视频测速的精度及接受度的提高以及相应法律法规依据的完善,视频测速方式也会慢慢成为主流。

    克利姆:以上所有问题出发点是错误的。

    "测速产品是双波束还是单波束"--这是一个围绕美国SMARTSENSOR广告语的很荒谬的一个问题。双波束还是单波束只是广告语而已。

    我认为,中国用户应该首先关心产品实际指标和基本原理。关于具体是怎么实现的,这是"半瓶醋"类的无聊话题。除非您拿产品现场揭破,找第三方权威专家去鉴定,不过,鉴定结果这些"半瓶醋"也看不懂。

    刚才的问题实际上反映更重要的问题:用微波车辆检测器去测速。而且不是为了取用于统计用途的参考速度,而是用于超速抓拍。

    在这里我强调,用微波车辆检测器去进行超速抓拍是不合法的,不符合公安部交通管理科学研究所的《机动车测速仪》(GB/T21255-2007)。以上标准包含多种测速方式,甚至视频测速。但是没有包含微波车辆检测器测速方式。请不要跟雷达测速仪去混淆。

    实际上,我们可以看清微波车辆检测器厂商的阴谋(主要是上海某厂商和WAVETRONIX代理商):第一步:把雷达测速仪和微波车辆检测器的概念混淆,变模糊;第二步:误导相关管理机构,然后开展非法测速。

    双雄携手,各战一方

    智能交通管理杂志:以贵司的市场情况来看,市场上微波检测占整个交通检测市场的比例是多少?有说法认为,微波检测竞争不过视频,只能是视频检测的补充,请问如何看待这个说法。

    郑鹏:大华股份目前应用微波检测技术的系统主要是卡口系统,卡口系统通过雷达实现对车辆的检测和测速。目前卡口系统车辆检测方式主要有线圈检测、雷达检测、视频检测以及红外、激光等检测方式。从大华股份2012年全年的销售数据来看,雷达检测方式占比约5%,而11年全年雷达检测方式占比约2.5%,应该说雷达检测方式占比相对有所提升,提升的占比主要是取代传统线圈方式的占比。而且从分布来看,雷达检测方式的应用还主要是在北方区域。

    微波检测与视频检测各有各的优缺点,在市场上满足了不同的需求,不能说微波竞争不过视频,是视频检测的补充,只能说是各有各的应用场合和市场。微波方式如雷达最大优点是受环境(雨、雪、白天黑夜)干扰小,测速精准且作为可处罚依据,而视频方式虽然测速精度也很高,但目前缺少依据,很少作为测速依据,而且环境对视频分析影响很大。但微波检测需要额外设备,成本较高,安装调试技术难度大,而视频检测成本低,安装调试简便。从应用需求及成本考虑,两种检测方式都有独立的市场存在空间。

    克利姆:"微波检测竞争不过视频"是黑白颠倒的,完全错误的说法。可能在一些偏僻的地区出现。中国国内现在车流量检测绝对是以微波车辆检测器为主。

    不过,请不要混淆产品。中国国内视频电子警察技术很发达,有的视频检测前端具备车流量检测功能,起到辅助作用。另外,有很多视频是用于采集现场全景情况并远程发送至交管部门监控室。这些视频很多不具备视频识别功能,其用途是看现场画面,用肉眼定性的判断路况。

    关于微波车辆检测器和雷达测速仪跟视频检测竞争,我们在网上已经发表过相关理论内容。在这里再阐述这些理论。其结果会让视频企业很不高兴:视频识别技术已经达到了理论上的极限,而微波(雷达)技术前景是无限的。

    2.雷达vs.视频

    图雷达供于处理信号的分辨率比视频高125倍

    如果视频对所采集的信息数字化分辨率设为255个单位。微波波段雷达对所采集的信息数字化分辨率设可评估为32000个单位。而且视频分辨率无法再提高,

    因为视频所采用的辐射源,如太阳、补光灯为非相干辐射(相位不相同)。而雷达采用的是自己的辐射源(自己先发射再接受反射信息)相干的辐射(相位相同)。雷达和视频供于处理信号的分辨率推算方法如下:

    1)摄像机基本A/D数模交换板动态范围(进口端):60dB(10-比特)。在处理之前,信号被换算为48dB范围,因为每一个像素亮度变化范围为1..256:N=6*Log2(256)=48dB

    同时存在如下问题:

    -CCD阵列温度噪声在夜间不允许使用整个动态范围,需要补光灯

    -动态范围一直需要根据白天/夜间时段、天气变化、车辆照明灯亮度等因素调整;

    -影响车辆测速有多种因素:照明条件、算法质量、路况等。因此有效动态范围,可以供视频分析检测的动态范围会低于48dB;

    2)经典微波波段雷达测速仪A/D数模交换板动态范围(进口端):96dB(16-比特)信号强度变化为1..32768:N=6*LOG2(32768)=90dB

    雷达信号有如下特点:

    -雷达噪声相对A/D动态范围具备合理比例,出厂一次性调整之后所测的信号始终不会超出动态范围,不需要再补调;

    -速度测定由多普勒频移效应确定:在计量器具当中正确度是最高的;

    -考虑所有噪声和干扰动态范围还是超过70dB。

    张赞良:以我们的市场情况来推测,市场微波检测占整个交通市场的比例大约40%。但是,由于微波检测的优势越来越明显,所以,微波检测越来越多的被众多厂家采用,市场情况呈上升趋势。

    "微波检测竞争不过视频",我认为这种说法不是很妥当。站在一个中间立场,微波检测与视频检测相比有显著的比较优势,比如,检测可靠准确,特别是我们引进的德国s.m.s公司的通用交通管理雷达,可以说给微波检测领域注入了崭新的活力,使得准确而可靠的检测车辆成为可能。它有以下显著优点:

    自带安装支架,完全户外设计,不用再做安装支架和防护罩,所以,安装、维护非常方便快捷;

    全天候宽温设计,可以使雷达工作在最冷漠河和最热的海南岛;

    不受雨、雪、雾、霾、沙尘、强光、白天、黑夜等恶劣天气和光线变化的影响;

    所有安装参数要求准确输入雷达,这些精确的安装参数给雷达的测量值做精准的修正,所以安装位置参数也不再是个大概值了,从安装位置保证雷达检测的准确性;

    可以同时检测8条(或以)上车道,可以同时跟踪多达64个目标。成本显著降低,而且技术等级大幅度提高;

    可以精确测量并跟踪车辆的具体位置和速度,是目前世界上唯一可以对车辆进行多车道、多目标精准定位和测速的交通管理雷达;

    丰富的数据输出接口,包括串口、以太网、WIFI、CAN、继电器、蜂窝电话等;

    雷达可以组网使用;

    独有的统计功能,可以向用户提供丰富的道路车辆统计信息;

    体积极小,重量极轻;

    西安遵道科技产品图片

    智能交通管理:就测速的应用环境来看,一般用于高速公路和移动电警,就产品本身而言,固定测速和移动测速有哪些区别?

    克利姆:如果指的是雷达测速仪,两者没有硬件区别,只有内置程序算法区别。

    张赞良:比较显见的区别是,固定测速只是一个点的测速,也就是说,测量的是经过测度点的车辆的即时速度。车辆离开了这个点,不再测速;移动测速虽然也是测量某个测速点的车辆的即时速度,但是,由于自身特点,测速设备可以随车辆移动变换测速点,可监测的范围比较宽,而且测速点和时间段不固定,所以,针对超速违法的威慑力来讲,移动测速要好些。从造价上来讲,固定测速比移动测速要贵些。因为固定测速设备,常年工作在户外恶劣环境,所以从可靠性和可维护性上来讲,移动测速也要好些。但是,固定测速优势也是显见的,它可以节省警力,不用警察执勤,其次,很多固定测速点已经演变成了带测速功能的治安卡口,所以固定测速的功能的得到强化,就这点来讲,移动测速不如固定测速。总之,两者各有有缺点,是相互补充的关系,不是谁取代谁的关系。

    郑鹏:固定测速和移动测速的区别主要是移动测速雷达需要测量本身的运动速度,而固定测速不需要测量本身速度,所以,固定测速的精度高于移动速度。另外,固定测速抓拍位置固定,移动测速抓拍位置不确定,一方面容易产生前后车遮挡,另一方面,也容易造成车辆多次抓拍的情况。

    等待市场的拥抱

    智能交通管理:一般而言,微波检测产品单价较高,项目首期投入较高,从而影响应用单位的市场选择。请问现在市场对于微波检测产品的接受程度如何?

    克利姆:价格再高只是工程总预算一小部分。经过几年的市场培育,相信应用客户今后会自觉的要求采用微波车辆检测器。考虑5-6年的使用期,微波检测是成本最低最可靠的手段。

    郑鹏:根据产品的功能,接受程度不同。比如对于主要是测速抓拍的产品,客户往往接受程度较高,比如卡口雷达、测速仪产品,这类产品一方面可以规范驾驶员行为,减少交通事故,提高通行效率,一方面也可以通过超速记录处罚产生经济效益,虽然前期投入较高,但不论是社会效益还是经济效益,都能在设备运行后得到回报,所以客户往往接受程度还是比较高的。而对于经济效益不高,如仅仅实现流量统计功能的产品,客户往往选择比较传统、成本较低的检测方式如线圈检测、视频检测等。

    张赞良:过去的微波检测产品项目首期投入较高,但是微波检测的可靠性、可维护性很强,安装非常方便,所以从长远来讲,在现在各种施工费用逐渐上涨的大趋势下,尤其是人力成本大幅上升的情况下,微波检测还是划算的。特别是,我们引进了德国通用交通管理雷达,它可以同时监控8条车道,这样在项目首期的投入上,平均到每条车道,费用并不显得高,甚至还有所降低,但是,从检测的性能上看,有大幅度的提高。为相关企业的产品升级转型提供了可能。当然,由于是最新科技,市场应该有一个适应磨合期,但是时间不会很长,由于同质化竞争非常严重,所以,有创新意识的和有实力的集成商会很快接受产品。其次,现在执法管理部门,越来越多的年轻人走上了管理岗位,他们接收先进新鲜事物的意识和能力非常强。

    智能交通管理:请问如何开拓除高速公路以外的市场?微波检测、测速作为一个配套产品,应如何与集成商以及应用方达成合作?

    郑鹏:大华股份将微波检测作为车辆检测的方式,通线圈检测、视频检测一起作为三种不同检测方案的系统进行推广,客户可根据实际需求及现场条件、资金预算等灵活选择。考虑到微波检测方式设备安装调试难度较大,大华股份在现场安装调试时给予集成商极大的技术支持,专业技术人员指导现场安装调试,解决集成商的后顾之忧。

    克利姆:一般很难达成合作,集成商要求价格最低,不考虑维护成本。不过,公安部交通管理科学研究所去年发布了一些新的产品质量检验和维护标准。相信会有助于逐步改善情况。

    张赞良:结合产品自身特点,我们会深入挖掘产品在高速公路以外的应用领域,比如,各种交叉路口,由于产品可以实现精准探测,所以,可以完全取代线圈,为闯红灯系统提供精确的触发感应。其次,我们可以借鉴国外的一些应用方式,并应用到国内,来提高国内的道路管理水品。再次,在一些桥梁或者隧道以及街灯等的照明控制中,也可以应用我们的产品,实现有针对性的照明,达到节能的目的。

    深入向集成商和应用方介绍我们的产品性能,阐述我们的独有的产品性能优势,并将产品的未来发展趋势介绍给用户;其次,深入市场调研,推出性价比高的产品;再次,进一步学习并提高队伍的专业技能,及时响应客户需求,为客户搞好好各种服务。

    智能交通管理:请问您对国内微波检测的技术研发进展有何看法?

    郑鹏:从目前来看,国内的微波检测技术起步较晚,技术积累薄弱,投入也较少,导致了整体技术水平要落后于海外,比如德国的robot、俄罗斯的OLVIA等产品已经实现2D和3D雷达。而国内只有大华雷达实现了2D雷达。大华股份也在不断努力,紧跟国外一流技术并力争实现突破。

    张赞良:国内微波检测技术起步较晚,80年代起步,90年代发展,2000年以后逐渐大范围应用,但是,目前国内还是传统的多卜勒检测,通过测量目标的速度来检测车辆,而且,不能同时进行更多车道的检测,存在漏检率高,不能精准定位和多目标跟踪等较大不足,从技术发展上看,我们和德国的最新技术的差距应该在5年以上。所以,国内的技术发展,还谈不到领先,还是处于一个迎头追赶的阶段。

  • 关键字: 微波检测 西安遵道 大华 奥利维亚
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