关于机动车雷达测速系统误差的研究

2022-09-11

近年来, 随着汽车工业的发展, 机动车保有量迅速增长, 2008年, 浙江省汽车保有量已近500万辆。同时城市化进程加快, 浙江省道路交通设施发生巨大的变化, 全省公路达4.5万公里, 其中高速公路2500多公里, 一级公路3000多公里。交警部门为了适应新的形势发展, 纷纷引进高科技的管理和执法手段。目前已投入使用的固定雷达测速系统近200多套、移动雷达测速系统400套, 其数量在近几年内还会不断增加, 以适应公路交通的管理和执法需要。同时随着交警对超速车辆执法力度的加大, 对促进交通秩序的好转和降低交通事故率无疑有着积极的作用, 这些仪器设备为交警提供大量违法记录证据的同时, 雷达测速系统是否经计量部门检定合格、测速数据是否准确已被广泛质疑, 并日益成为社会舆论关注的焦点。据权威部门统计, 浙江省交警使用的雷达测速系统经浙江省计量部门检定合格率为98.3%, 检定不合格的设备已经停止使用, 但是为什么还有很多驾驶员对测速设备的准确性提出质疑呢?下面将从雷达测速系统的工作原理和使用过程分析有可能引起的测速误差。

1 雷达测速系统的工作原理

雷达测速系统是应用雷达多普勒频移原理, 对监测车道内机动车行驶速度进行实时、自动测量且同时拍摄超出该车道限速范围行驶的机动车辆图像的系统, 通常由雷达测速单元、图像处理单元、通信单元及辅助照明单元等部分组成。

雷达测速系统测速公式如下:

式中:ve f f为目标车速值 (km/h) ;fd为多普勒频率 (HZ) ;fr为测速仪微波发射频率的理论值 (MHZ) ;φ为测速仪测量时与汽车行驶直线的夹角。

雷达测速系统测速示意如图1所示。

2 雷达测速系统误拍情况分析

2.1 雷达的摆放角度对车速测量的影响

根据公式1可得, v与α成反比, α越小测得的v越大, 反之, α越大测得的v越小。可见雷达的摆放角度直接影响测量数据。不同频段的雷达有它的最佳测量角度, 下图是6F型测速仪接收反射信号强度与夹角的关系如图2所示。

从图中可见角度的微小变化对信号强度的衰减影响很大, 最佳的测量角度是22°, 信号的强度衰减偏大会造成干扰信号对测量数据的影响。雷达测速系统在测速抓拍前必须先按照仪器使用说明书的要求调整好角度, 切不可随意摆放。

2.2 周边复杂的环境对测速数据的影响

(1) 大车阻挡雷达测速系统的抓拍场景, 小车从大车旁边超速后, 触发雷达测速系统进行抓拍, 抓拍到的照片只有大车的图像, 可能会造成交警的误处罚。 (2) 小车在道路上正常行驶, 当大车在对面车道行驶, 雷达的多普勒频率信号经小车折射到大车的车厢上产生二次谐波, 导致雷达测速系统测得的小车车速偏高很多, 可能会造成交警的误处罚。 (3) 高速公路上的隔离栏杆也有可能使雷达产生二次谐波, 使得测出的车辆速度值比实际车速偏高很多等。