微波车辆检测器 操作手册.doc

UTMS-1055 微波车辆检测器 操作手册 Ver. 2.1 - 1 -目录 前言 . 2修订纪录 . 2修订纪录 . 21.产品规格 . 31.1 电性规格 . 31.2 操作环境条件 . 31.3 电源需求 . 31.4 界面 . 31.5 可靠度 . 31.6 外观尺寸及重量 . 41.7 认证 . 52.工作原理 . 62.1 系统工作原理 . 62.1.1 雷达使用频率 . 72.1.2 调频连续波测距原理 . 82.1.3 侧向安装设置 .112.1.4 天线辐射场型投影区域 . 122.1.5 安装地点限制 . 142.1.6 安装位置选择 . 162.2 车辆侦测 . 202.3 数据输出 . 212.3.1 有线传输 . 212.3.2 无线传输 . 212.4 系统架构 . 222.5 技术特点 . 233.设备安装 .253.1 产品装箱清单 . 253.2 安装脚座 . 253.3 外接电源及信号电缆 . 274.调适控制软件 .284.1 车流统计区块 . 294.2 微波能量区块 . 304.3 讯息显示区块 . 314.4 功能选单与参数设定区块 . 324.4.1 通讯接口设定 . 334.4.2 安装方式选择 . 34- 2 -4.4.3 侦测器参数设定. 354.4.4 车道设定 . 364.4.5 速度调校 . 384.4.6 占有率调校 . 384.4.7 车长设定 . 394.4.8 数据查询 . 395. 安装与调适程序 .415.1 携带装备清单 . 415.2 安装程序 . 415.3 侦测器与笔记型计算机联机通讯. 415.4 调适及参数设定步骤 . 436. 维护与服务 .466.1 维护须知 . 466.2 侦测器识别 . 466.3 维修运送 . 466.4 保固维修 . 467. 接线协议 .47附件 1. UTMS-1055 微波车辆检测器 安装调适记录表 .48附件 2. UTMS-1055 微波车辆检测器 失效记录表 .49- 3 -前言 UTMS-1055 系一种运用电磁波微波频段内 10.525GHz 为中心频率之调频连续波 (Frequency Modulated Continuous Wave ; FMCW)雷达，以非接触方式持续对道路的多车 道(最多可同时侦测 8 个车道)路面发射微波信号，由于各车道之路面背景与行进车辆均 会产生回波信号，藉由高速实时的数字化处理分析，可检测出多车道的车流量、平均 速度、车道占有率及车型等交通流量基本信息。 UTMS-1055 系用于高速公路、快速道路、普通道路、桥梁与隧道道路等不同环境 道路的交通侦测，除了可独立使用作为周期性交通信息采集，提供交通控制中心外， 并可与各种智能交通管理系统整合，依应用需求开发成不同型式的实时交通信息侦测 器，使都会区交通网络管理达到最佳效益，故称为通用型微波车辆检测器(Universal Traffic Microwave Sensor; UTMS)。 UTMS-1055 安装于路侧之立竿上，以电磁波侦测多车道的来往车辆，基于电磁波 不易受天候之风、雨、雾、昼夜之光线照度，可全天候执行连续性侦测工作。又因为 安装于路侧之立竿上，安装施工与调适维修过程不影响道路交通。 UTMS-1055 整个系统之天线、电子电路及机构组件整合在一个水密、防腐蚀之结 构体，可耐严苛环境气候，执行全天候侦测作业。UTMS-1055 系统为自主研发生产， 采模块化设计，具备高可靠度。简易的中文化图形软件操作接口(GUI)，可简化安装调 适与故障检验步骤。 本手册包括 UTMS-1055 工作原理，操作方法，安装调适步骤及故障检验，让安 装工程师能正确、快速的完成安装调适与故障检验，发挥产品应有效能。 修订纪录 修订纪录 Date:Version:Author:Changes:2010/04/140.0Berry LiuCreate Document2010/09/141.0HP Lu图片更新2010/12/031.1HP Lu新增3.技术特点 与 9.接线协议2011/01/081.2HP Lu新增准确率规格2012/07/302.0Jack Chen内容及图片更新Steve Huang新增安装调适与故障排除步骤2012/09/102.1Jack Chen修订安装与调适步骤Steve Huang 2 1. 产品规格 1.1 电性规格中 心 频 率 ：频 带 宽 度 ： 输 出 功 率 ： 波 束 水 平 角 ：波 束 垂 直 角 ：10.525 GHz45MHz200MHz(可调) 10mW9? (3dB)65? (3dB) 侦 测 范 围 ： 80m最大侦测车道数 ：8 车道1.2 操作环境条件温 度 范 围 ： 4075湿度 ：095%RH振动：2g rms. up to 200Hz冲击：5g 10ms 半正弦波风速 ： 最大 160km/h 不降低其性能雨量 ： 最大 100mm/h防 水 规 范 ： 符合 IP-65 标准 1.3 电源需求 1236V DC ; 电能消耗：7W 12VDC 90260V AC(选配) 1.4 界面 串行通讯接口(1)：RS-232，Baud Rate：最大 9600bps (可调)。 串行通讯接口(2)：RS-485 (选配) 1.5 可靠度 正常工作环境下平均故障间隔时间(MTBF)：90,000 小时(10 年) 3 1.6 外观尺寸及重量 (1)本体尺寸(长*宽*高)：30.4 * 30.4 * 11.5cm (2)本体重量：2.5kg 图 1.1 UTMS-1055 外型尺寸 4 1.7 认证 UTMS-1055 产品制造符合 ISO-9001 国际质量管理系统认证。 UTMS-1055 产品通过认证包括：NCC(台湾)、FCC(美国)、GB/T 20609-2006国家 标准(中国公安部与交通部)。 5 2. 工作原理 2.1 系统工作原理 UTMS-1055 通用微波车辆检测器(简称 UTMS)系一种运用电磁波微波频段内 10.525GHz 为中心频率之调频连续波，持续同时侦测多个车道上的行驶车辆以获得交 通流量信息的装置。 雷达波经调变成线性调频连续波(Linear Frequency Modulation Continuous Wave; Linear FMCW)，藉由天线将雷达波发射至天线辐射场型投影区域内之车道路面与行驶 车辆，及接收车道路面与行驶车辆反射之雷达回波信号，再透高速数字信号处理进行 快速地辨识处理与统计分析，然后将各车道之车流量相关信息透过串行通讯接口传送 至传输器，再由传输器以有线光纤网络或无线数据通信传送至交通控制中心或区域智 能交通管理系统(如图 2.1)。 图 2.1 UTMS-1055 交通流量侦测应用示意图 6 2.1.1 雷达使用频率 电磁波以频率区分之特征用途如图 2.2，频率介于 3GHz 至 30GHz(波长介于 10cm 至 1cm)称为微波(Microwave)。 图 2.2 电磁波频谱 UTMS-1055 之中心频率为 10.525GHz (10525MHz)，频带宽度为 45200MHz(出厂 前依客户需求设定)，以低于 10mW 的功率发射微波讯号。若频带宽度设为 50MHz， 则操作频率范围为 1052525MHz (10500MHz10550MHz)，若频带宽度设为 200MHz，则操作频率范围为 10525100MHz (10425MHz10625MHz)。 7 2.1.2 调频连续波测距原理 固定频率连续波(CW)及线性锯齿型调频连续波(FMCW)雷达波形如图 2.3。 图 2.3 CW 与 FMCW 雷达波形 固定频率之 CW 雷达因为无法藉由发射波与目标反射回波之差异获得雷达与目标 之距离，因此需采用 FMCW 雷达，藉由发射波与目标反射回波之频率差异来解算雷 达与目标之距离，其原理如图 2.4。 FMCW 雷达之测距分辨率R 由频带宽度(Band Width)决定，若 UTMS-1055 之频 带宽度为 50MHz，则截获车辆反射讯号之理论距离分辨率约 3m。若频带宽度为 200MHz，则截获车辆反射讯号之理论距离分辨率约 0.75m。然而上述理论距离分辨率 系以天线垂直波束正对目标反射面得出，当 FMCW 雷达因安装高度而必须向下压俯 角 ，使垂直波束投影至车道上以有效侦测车辆时，实际距离分辨率会较理论距离分 辨率差，下压俯角 愈大，实际距离分辨率愈差(如图 2.5)。 8 当T =1f d;D R =距离分辨率 频带宽度cDRf BW2 f BW3.00m50MHz1.50m100MHz0.75m200MHz 图 2.4 调频连续波(FMCW)雷达测距原理 9 图 2.5 FMCW 雷达下压俯角影响距离分辨率 10 2.1.3 侧向安装设置 为能有效同时侦测多车道，UTMS 基本上采用侧向安装设置。UTMS 安装在路旁 的立竿子上，应保持微波发射方向与车道正交，辐射波束至少能够涵盖需要侦测的车 道区域，并可因应不同道路状况与侦测需求设置(如图 2.6)。 (a) 八车道型式(b) 备援型式(c) 分道型式(安装于道路两侧)(d) 分道型式(安装于中央隔离带)图 2.6 侧向安装因应道路状况之设置方式 11 2.1.4 天线辐射场型投影区域 UTMS 之天线辐射场型设计成具有方向性增益(如图 2.7)，以便将有限的功率集中 辐射涵盖在欲侦测的车道投影范围内(如图 2.8)。 图 2.7 天线方向性辐射场型 图 2.8 雷达波束涵盖范围与设定侦测距离范围 UTMS 辐射波束水平涵盖需窄，投影在每一个车道上大约 1.8m 宽(因波束呈扇形 故第 1 车道较窄，最远车道较宽)，因此设计成水平波束一半功率(3dB)处宽度为 9 度。 12 UTMS 辐射波束垂直涵盖需宽，以便投影涵盖第 1 车道至最远车道的距离，因此 设计成垂直波束一半功率(3dB)处之宽度为为 65 度，又因 UTMS 安装高度为 45m， 因此需将天线以垂直俯角往下使波束对车道辐射，在路面上形成一个扇形波束。 扇形波束所投影的涵盖范围会随着和安装高度、后退距离及垂直俯角的不同而有 变化(如图 2.9)，但需确保能有效涵盖最近(第 1 车道)至最远车道。 图 2.9 安装高度与垂直俯角的关系 由图 2.9 可看出，当天线的下压俯角愈小，雷达波束投影往外移，可侦测的距离 愈远，相对第 1 车道的侦测涵盖减少，降低了对第 1 车道的正常侦测。如果后退距离 太短，对第 1 车道的侦测涵盖明显不足，影响了第 1 车道的正常侦测，可适度降低高 度或加大俯角来涵盖第 1 车道，降低高度虽会缩短最远侦测距离，但因垂直波束涵盖 距离够远，故影响不大；但俯角过大却会造成距离分辨率变差。因此最好的安装位置 仍然是先以足够的后退距离至少1m，安装高度 45m，再辅以降低适量的高度与增加 适度的俯角来进行软件调适。 13 2.1.5 安装地点限制 由于 UTMS 系以侧向安装来侦测多车道，为了确保最佳的侦测性能，因此架设立 竿与安装时需注意： (1) 侧向安装 UTMS 所在立竿与 UTMS 波束投影涵盖车道范围内没有高大树木(例如： 避免中央安全分隔离带之过高绿化植栽或设施遮档车道行驶车辆等)、金属架及遮 蔽物等。注意避开 UTMS 上方有大型建筑物(例如天桥或龙门架等)，如图 2.11。 (2) UTMS 水平角尽可能为 0 度(与水平轴与车道平行)。当 UTMS 安装在大型建筑物旁， 要尽量保持波束投影区域无干扰，如图 2.11。 (3) 立竿距离第一车道之后退距离至少1m。如立竿后退距离1m 应加装横向支竿以延 伸 UTMS 之后退距离，如图 2.10。 (4) UTMS 安装高度距地面约 45m。 (5) 调整 UTMS 垂直俯角，天线中心对准侦测范围的中央。如果立竿距第 1 车道的后 退距离少于 1m，调适过程可视第 1 车道侦测效果，适度降低 UTMS 安装高度或加 大垂直俯角。 (6) 选择供电方便区段。 (7) 选用无线传输方式，需要本地 GPRS/CDMA 网络状况良好。 (8) 选用有线传输方式，需要数据收集设备安装点靠近数据传输网络节点。 图 2.10 侧向安装立竿以横向支竿延伸后退距离 14 (a) 避免安装在建筑物下方(b) 避免安装在龙门架下方或水平轴倾斜(c) 避免安装在龙门架下方或水平轴倾斜(d) 避免安装正对龙门架(e) 两个侦测器相距至少 15m(f) 两个侦测器相距至少 15m图 2.11 侧向安装地点限制 15 2.1.6 安装位置选择 当频带宽度选用 50MHz 时，理论距离分辨率约 3m。为了确保对 80m 距离范围多 车道的正常侦测，综合 UTMS 安装时对于 (1)安装高度 (2)后退距离 (3)下压俯角的选 择与影响如图 2.12a。 图 2.12a 中红色十字部分为最佳架设场景，蓝色部分为次佳架设场景，在此架设 场景内代表天线高度及后退距离均适当，距离分辨率足够、波束均能有效涵盖所有车 道。 紫色及绿色代表分辨率不足，主要原因为后退距离不足或天线过高所引起。以 5m 天线高度为例，后退距离至少需要 2.6 m。 黄色及绿色为天线波束无法涵盖所有车道，尤其在黄色部分代表近距离车道(通常 为第 1 车道)没有被天线波束涵盖或信号很弱造成该车道车辆无法被侦测，主要原因为 天线过高或天线俯角太小，需要降低天线高度或增加天线俯角，以提高该车道之天线 增益来增加信号强度。 天线俯角正对车道中心(约为 15氨5)安装高度与后退距离之关系： (1) 高 4 退 1 (天线高度 4 公尺，后退距离 1 公尺) (2)20/30 (天线高度每升高 20 公分，后退距离增加 30 公分)图 2.12a 中红色框线内区域为天线俯角正对车道中心 15氨5时，包括红色十字(最佳)与蓝色(次佳)可确保正常侦测场景，其所需后退距离，供工程师安装时参考：后退距离(m)天线高度(m)天线俯角 20?天线俯角正对车道中心 15?天线俯角 10?4.01.21.41.74.21.41.61.84.41.61.72.04.61.81.82.24.82.22.22.25.02.62.62.616 图 2.12a 中各图例颜色代表意义： 红色十字:最佳架设场景 蓝色:次佳架设场景 黄色:无法涵盖全车道 紫色:分辨率不足绿色:分辨率不足及无法涵盖全车道红色框线区域：包括红色十字(最佳)与蓝色(次佳)可确保正常侦测场景天线高度 4.0m BW=50MHz天线高度 4.2m BW=50MHz天线高度 4.4m BW=50MHz天线高度 4.4m BW=50MHz天线高度 4.8m BW=50MHz天线高度 5.0m BW=50MHz图 2.12a 安装高度 4.0m5.0m 之侦测性能(频带宽度 50MHz) 17 当频带宽度选用 200MHz 时，理论距离分辨率约 0.75m。为了确保对 80m 距离范 围多车道的正常侦测，综合 UTMS 安装时对于 (1)安装高度 (2)后退距离 (3)下压俯角 的选择与影响如图 2.12b。 图 2.12b 中红色十字部分为有效场景，代表天线高度及后退距离均适当，距离分 辨率足够、波束均能有效涵盖所有车道。黄色圆点部分为天线波束无法涵盖所有车道， 近距离车道(通常为第 1 车道)没有被天线波束涵盖或信号很弱造成该车道车辆无法被 侦测，主要原因为天线过高或天线俯角太小，需要降低天线高度或增加天线俯角，以 提高近距离车道之天线增益来增加信号强度。 图 2.12b 中红色框线内区域内可快速找出在不同天线高度情况下，天线俯角正对 车道中心 15氨5，其所需后退距离及天线俯角之最适范围，供安装工程师参考。 例如： 后退距离(m)天线高度(m)天线俯角 20?天线俯角正对车道中心 15?天线俯角 10?4.01.21.51.84.21.251.72.04.41.51.752.14.61.51.82.24.81.62.02.45.01.752.22.518 图 2.12b 各图例颜色代表意义： 红色：可涵盖全车道 黄色：无法涵盖全车道 红色框线区域：可确保正常侦测 天线高度 4.0m BW=200MHz天线高度 4.2m BW=200MHz天线高度 4.4m BW=200MHz天线高度 4.6m BW=200MHz天线高度 4.8m BW=200MHz天线高度 5.0m BW=200MHz图 2.12b 安装高度 4.0m5.0m 之侦测性能(频带宽度 200MHz) 19 2.2 车辆侦测 UTMS 接收到微波投影区域内各种表面连续不断的回波，如人行道、栅栏、车辆 以及树木等。在每一个微波层面内的固定物体回波信号，将形成背景值(图 2.13 之蓝 色曲线)，侦测器内建一个系统门坎值，迭加背景值上形成依据环境状况之”背景值+ 系统门坎值” (图 2.13 之红色曲线)，如果回波信号的强度高于该微波层面的”背景值+ 系统门坎值”时，则视为有车辆通过。 UTMS 可在 30 秒内完成自动搜寻背景，在正常使用时也会随时间不断学习更新。 例如：来自静止车辆或固定地上物体之背景回波信号会被记录下来当作背景值，当静 止车辆离开或固定地上物体被移开时，背景回波讯号降低的变化会很快被自动侦测到， 形成新的背景值。 最大侦测距离 车辆反射讯号门坎值背景值 车道 图 2.13 车辆讯号反射图 侦测器接收到的回波信号的强弱，取决于车辆的反射面，最强的回波信号来自车 辆垂直表面的反射，水平表面(如车顶)将散射微波，回波信号较弱。雷达实际接收到 的信号则是多重反射信号的总和。有时来自各处的信号可能不是同一相位，而导致信 号会低于门坎值，此时短暂的低电平信号称为零(Null)信号。为避免因零信号而产生误 判，侦测器对信号处理时引入一个参数”确认延迟时间”，在确认时间内若无法侦测到 大于门坎值之信号时，则视为一个目标物已完全通过。 侦测器接收到回波信号的强度可以由灵敏度参数来控制加以放大，灵敏度愈大则 回波信号变愈强，愈能侦测小目标。门坎值、灵敏度和确认延迟时间等参数，在操作 模式下选定后其默认值也就被设定了。通过参数设置调校可以优化侦测器的效能。 20 2.3 数据输出 串行接口(目前预设为 RS-232)：UTMS 内部自建软件可完成检测车流量、车道占 有率、平均车速和经用户定义的车长分类(分小型车、中型车及大型车三类)。在统计 周期结束时，对应于各车道的累计数据，可通过串行接口输出。 2.3.1 有线传输 UTMS 所侦测的车流信息，经分析处理后透过侦测器内预设的 RS-232 接口(数据 传输速率为 9600bps，直流电源需要稳压)，经缆线连接至立竿下端传输器的调制解调 器(modem)再通过到路侧已铺设的线缆连接至交通控制中心(如图 2.14)，因此各个 UTMS 的架设位置应优先考虑交通控制中心已有现成的传输网络节点为主，否则即需 重新规划铺设电缆或无线传输。 图 2.14 UTMS 数据传输示意图 2.3.2 无线传输 UTMS 所侦测的车流信息，经分析处理后透过侦测器内预设的 RS-232 接口(数据 传输速率为 9600bps，直流电源需要稳压)，经缆线连接至立竿下端传输器，再由传输 器的无线 GPRS/CDMA 模块，GPRS/CDMA 模块通过电信业基地台将讯息传送至交通 控制中心(如图 2.14)。选用无线数据传输需先评估 UTMS 安装地点有良好的无线网络 信号覆盖及稳定的无线通讯质量。 任一台与 UTMS 连接之传输器无线 GPRS/CDMA 模块需具有交通控制中心配置 固定的 IP 地址，交通控制中心对应该 IP 地址的计算机就可以接收和识别该 UTMS 侦 测的车流信息，可实现多台侦测器的监控管理。 21 2.4 系统架构 UTMS-1055 之系统架构如图 2.15。各模块主要功能： (1) 发射天线：将微波信号辐射涵盖在欲侦测的车道范围。 (2) 接收天线：接收微波辐射涵盖范围内所反射的车辆与背景反射信号。 (3) 微波模块：产生微波发射信号与处理接收微波信号，并将微波发射与接收信号之 频率差异之输出至中频信号处理模块。 (4) 中频信号处理模块：将中频信号经过滤波与放大。 (5) DSP 模块：将中频信号经过高速数字信号处理(Digital Signal Processing)分析与辨 识出侦测范围内各车道的车流信息，并透过 RS-232 串行通讯接口传送至传输器。 (6) 电源模块：将 1236V DC 转换成各模块所需电源。 图 2.15 UTMS-1055 系统架构图 22 2.5 技术特点 (1)具多车道量测功能 UTMS-1055可选择正向单车道或侧向多车道安装之设备，在多线道的道路上应用 时，如采正向单车道安装方式除增加设置成本及工程复杂度，并导致未来维护上的不 易，因此在使用上大都采侧向多车道安装方式。UTMS-1055能够根据车的长度侦测多 达8个车道上每一车道上的车辆类型、道路占有率、车流量和平均车速等信息。 (2)可执行全天候作业 UTMS-1055外壳防太阳曝晒的坚固材质与符合IP-65标准的防水设计，可承受恶劣 气候环境，又因为采用微波雷达来侦测车辆，没有影像、红外线侦测器易受风、雪、 雨、雾、冰雹等天气变化气候不佳及视线不佳等影响之缺点，亦没有超声波侦测器易 受到由风引起的震动等干扰音频影响。故UTMS-1055较其它种类的侦测器更适合执行 全天候、不分昼夜的连续性侦测作业。 (3)量测精度 UTMS-1055具备微波雷达高精确度的区域检测能力，可使它从多角度应用。 有效车速侦测范围为10140km/h，在此范围内之车流量侦测准确率如下表：准确率量测项目 误差总车流量 10%车流量(分车种)20%车流量(分车道)15%平均车速(1030km/h)20%平均车速(30140km/h)15%平均占有率 15%(4)产品可靠性说明含各式车种，不分车道，速度大于30km时 仅以车长区分为大小型所测得之车种准确率 个别车道所测得之车种准确率平均车速为1030km/hr平均车速为30140km/hr模拟2m宽之环路线圈占有率 UTMS-1055的外壳采用符合NEMA-4X 和IP-65 标准的防水设计，产品经过公安 部交通安全产品质量监督检测中心及交通部交通工程监理检测中心的GB/T 20609-2006国家标准检测。 (5)弹性灵活的通信方式 UTMS-1055 完全自行研发，有关接口通讯协议(Protocol)可依据客户需求或交通控 制中心规格来修正变更，同时侦测器下端的传输器具备无线和有线两种方式，可以根 据不同的环境需求来运用。 (6)安装调校与测试 23 UTMS-1055安装于路边45米高度之立竿(灯竿、龙门架竿)上，无论安装、调校、 维护时皆不用中断或管制交通以简化工程作业。 UTMS-1055 除可自动搜寻车道，缩短安装工程师调适的时间，并可自动识别出车 道中分隔岛或护栏等背景物储存为背景值，藉由设定门坎值将其抑制。 UTMS-1055 亦具备相当弹性的参数调校设定功能，方便安装工程师在不同道路环 境中达到最佳化的调适。对车道的增减也具有高度弹性，只需由控制软件设定增加或 减少车道数即可。 (7)软件的更新 UTMS-1055可以透过软件不断的更新升级，因此更换软件即可方便地提升或调校 性能，升级过程仅需要透过计算机加载更新的控制软件至UTMS-1055的内存内即可完 成。 (8)供电模式 UTMS-1055可选配多种供电方式，除标准的12V36VDC直流电外，亦可选配市电 90260VAC供电，或在无市电供应的野外选配太阳能供电。 24 3. 设备安装 3.1 产品装箱清单 1. UTMS-1055 车辆检测器 壹台 2. 可水平及垂直调整角度的安装脚座 壹套 3. 外接电源及信号电缆(6 至 10m 长) 壹条 (含与 UTMS 相连端的防水接头，另一端为串行 DB9、 RJ-45 接头及 1236VDC 电源输入端子) 4. 调适控制软件光盘 (每批次一套) 注：若以上配备不齐全或出现配备损坏的状况，请立即与 UUEI 公司联系。 3.2 安装脚座 UTMS 本体固定在安装脚座(如图 3.1)后以不锈钢束带锁在立竿上(如图 3.1)，如立 竿较细，亦可以不锈钢扣环锁在立竿上(如图 3.2)。 (1) 保持安装支架垂直车道。 (2) 调整垂直俯角，然后拴紧螺丝。 (3) 将电缆接头连接到侦测器，顺时针方向扭转防水接头直到锁定为止。 图 3.1 UTMS 与脚座组合后以不锈钢束带锁在立竿上 25 图 3.2 UTMS 与脚座组合后以不锈钢扣环锁在立竿上 26 3.3 外接电源及信号电缆 外接电源及信号电缆如图 3.3、图 3.4，各端子定义如下： 图 3.3 UTMS 外接电源及信号电缆 (1) 12VDC 电源：连接使用单位提供之 1236VDC 电源正负极。 (2)机壳 GND：连接大地之接地线。 (3) DB9 接头：UTMS 藉由此 RS-232 串行数据接口，在调适模式时对笔记型计算 机或正常侦测模式时对传输器传输数据。 (4)RJ-45 网络接头，预留视需要可供转接 RS-485 接口。 图 3.4 电缆接头与外接端子定义 27 4. 调适控制软件 UTMS 调适控制软件包括四个画面区块(如图 4.1) : (1) 功能选单与参数设定 (2)微波能量 (3)车流统计 (4)讯息显示 图 4.1 调适控制软件画面区块 28 4.1 车流统计区块 显示各车道所侦测到的各种车流统计信息(如图 4.2): 图 4.2 车辆讯息显示#名称1车道2车流量3压占时间(10ms)4车种5车速6平均流量7分车种流量8压占率9平均车速10车间距(10ms)说明标示车道编号，由近至远，最多 8 个车道各车道所经过的车辆累计数量实时侦测各车道车辆经过侦测区之滞留时间 x10ms 实时侦测各车道经过侦测区之车辆为小车、中车或大车 实时侦测各车道经过侦测区之车辆车速(公里/小时) 在设定时间内，各车道平车流量在设定时间内，各车道小车、中车及大车平均车流量 在设定时间内，各车道车辆经过侦测区之滞留时间/设定时间 在设定时间内，各车道之平均车速(公里/小时) 显示车与车间隔 x10ms29 4.2 微波能量区块 显示各车道微波反射能量等讯息(如图 4.3)： 图 4.3 微波能量显示 #图示说明a距离格数微波投影距离，由左至右为近到远，单位为 m (最多 80m)b车道编号车道编号标示设定，(最近)第 1 车道、第 2 车道至第 8 车道c红色曲线车辆反射信号强度被处理的最低门坎(背景值+系统门坎值)信号强度低于此门坎将被视为噪声舍弃d蓝色曲线道路环境背景反射信号强度(背景值)e车辆反射以闪烁红色直条显示瞬间车辆通过之反射信号能量强度讯号以稳定黑色直条显示固定时间内车辆累加之反射信号能量强度#功能说明1车辆讯号微波能量区块显示执行正常侦测作业之车辆反射讯号图2车道搜寻依据安装工程师设定的车道数、距离范围，UTMS 以 30 秒时间自动搜寻各车道通过车辆的反射讯号，并自动配置适当的车道 编号位置。 安装工程师亦可由车道搜寻后距离格数中车辆所反射能量的累 积峰值位置以手动调整各车道编号位置。 3测试记录开启车流数据记录功能，储存在 UTMS 的内存。4清除统计将车流统计信息清除归零，以便重新执行侦测。5设定时间设定 UTMS 与 NB 同步时间6作业模式切换 UTMS 执行调适或正常操作模式调适模式(画面左下角 Mode=Setup) 正常操作模式(画面左下角 Mode=Normal) 30 4.3 讯息显示区块 显示(1)NB 与 UTMS 联机状态(2) UTMS 依据通讯协议传送给 NB 的数据(如图 4.4)： 图 4.4 文字讯息显示接口 #图示说明1联机状态NB 与 UTMS 联机正常为绿色，联机失败为红色2文字方块UTMS 依据通讯协议传送给 NB 的数据，或 NB 显示与 UTMS 联机失败讯息 31 4.4 功能选单与参数设定区块 画面顶端有一排功能选单(见下图 4.5)，由左至右依次为 (1)通讯接口设定(2)安装 方式选择 (3)侦测器参数设定 (4)车道设定 (5)速度调校 (6)占有率调校(7)车长设定 (8)数据查询 八个选单。 安装时首要条件是路面上的每一个车道都要有车流量，且车流顺畅不堵塞的状况 下，除了可缩短调适时间亦可提高调适后的侦测准确度。若车道的车流少或无车辆通 过或堵塞，则无法准确调适出应有的效能。 图 4.5 功能选单#功能1通讯接口设定2安装方式选择3侦测器参数设定4车道设定5速度调校6占有率调校7车长设定8数据查询说明选择(或查看)串行通讯接口编号。正常情况不必使用，控制 软件会自动侦测到串行通讯接口并显示联机是否正常。 安装方式有两种：(1)侧向安装 (2)正向安装；选择侧向安装。 通讯协议有两种：(1)RTMS(预设) (2) Smartsensor；配合后端 传输器之数据传输要求选其中一种。发送讯息有两种：(1)实时 (2)统计；配合后端传输器之数据 传输要求选其中一种。参数包括(1)车道数目(2)距离范围(3)延迟时间(4)系统门坎(5) 系统灵敏度(6)周期时间。逐一设定在微波能量区块中每一个车道的编号、在距离格数 中相对的起始位置与间隔大小、门坎值。依据车流统计区块中显示的侦测平均车速与实测车速比较， 调整修正比率。依据车流统计区块中显示的侦测占有率与实测占有率比较， 调整修正比率。设定中型车的最小长度(3m 以上)、最大长度(80m 以下)来作 为小型车、中型车与大型车之辨识长度。例如最小长度=6m，最大长度=18m：小型车6m,6m18m查询储存在 UTMS 的内存的车流数据记录，并选择由 UTMS 下载存盘至 NB 以供事后分析。32 4.4.1 通讯接口设定 将电缆接头之串行接头(DB9)接上安装工程师自备的 RS-232 转 USB 信号线之 RS-232(DB9)母接头端。RS-232 转 USB 信号线之 USB 端接头，确定插在 NB 正确的 USB 接口。调适安装软件启动时会自动寻找可用之串行通讯接口(如 NB 自动联机失 败，将 USB 接头换插到 NB 的其它 USB 接口直到自动联机成功)。 利用此通讯接口设定功能(如图 4.6)，可点选自动寻找查知串行通讯接口 编号(例如：COM3)并记住此 NB 之 USB 接口位置应保留给 UTMS 联机，以方便下次 调适时使用。也可以点选人工选择由人工选择通讯接口代号(由 COM1 至 COM8 选其一)来指定串行通讯接口。不论使用自动寻找或是人工选择，一定要按下 【确定】键以便储存目前设定。 图 4.6 通讯接口设定 UTMS 与 NB 联机成功后，画面右边之联机指示灯会以绿灯显示(图 4.7)，若为红 灯则表示联机失败，在讯息区块会提示”注意! 请检查通讯接口”。若联机失败应： (1)检查 USB 接头是否插好，或(2)拔出再插或(3)插至其它 USB 接口应可正确连上线。 (4)如仍无法联机成功亦有可能是 RS-232 转 USB 信号线损坏，更换一条 RS-232 转 USB 信号线再重试一次。 图 4.7 (左)联机成功亮绿色灯或(右)联机失败亮红色灯 33 4.4.2 安装方式选择 点选安装方式选择(图 4.8)： 图 4.8 安装方式选择 安装方式有两种：(1)侧向安装 (2)正向安装；选择侧向安装。 通讯协议有两种：(1)RTMS(预设) (2) Smartsensor；配合后端传输器之数据传输要 求选其中一种。 发送讯息有两种：(1)实时 (2)统计；配合后端传输器之数据传输要求选其中一种。 在调适模式时不须设定，因在调适模式时 UTMS 均会传送实时(实时)与统计车辆信息 到 NB，但切换回到正常模式时，需配合传输器之数据传输要求选其中一种，设定传 送(1)实时或(2)统计侦测车流信息。 系统编号为提供安装工程师识别侦测器所用，可