基于双红外激光的隧道交通测速技术研究与应用

汤灏; 曾渭贤; 林文辉; 尹蓝; 姚武; 彭峥; 杨坤; 王飞龙

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0295

基于双红外激光的隧道交通测速技术研究与应用

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0295

汤灏^1,,
曾渭贤^1, ,,
林文辉¹,
尹蓝¹,
姚武¹,
彭峥¹,
杨坤¹,
王飞龙^{2, 3}

1.
湖南省计量检测研究院，长沙 410014
2.
宁波速腾检测科技有限公司，宁波 315400
3.
长沙普德利生科技有限公司，长沙 410205

基金项目: 湖南省自然科学基金-部门联合基金项目（2023JJ60538）。

详细信息

作者简介:
汤灏（1974-），湖南省计量检测研究院高级工程师，研究方向：运动参数计量，邮箱：652252341@qq.com

通讯作者:
曾渭贤（1990-），湖南省计量检测研究院工程师，研究方向：数据分析、交通计量，邮箱：751838168@qq.com

中图分类号: TB934
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2023-11-20
- 录用日期: 2023-11-30
- 修回日期: 2023-11-30
- 网络出版日期: 2023-12-08
- 刊出日期: 2023-10-18

Exploring and Applying Dual Infrared Laser Technology for Tunnel Traffic Speed Measurement

TANG Hao^1
,,
ZENG Weixian^{1
, ,},
LIN Wenhui¹,
YIN Lan¹,
YAO Wu¹,
PENG Zheng¹,
YANG Kun¹,
WANG Feilong^{2, 3}

1.
Hunan Institute of Metrology and Test, Changsha 410014, China
2.
Ningbo-Suten Testing Technology Co., Ltd., Ningbo 315400, China
3.
Potelissom Company Limited, Changsha 410205, China

摘要

摘要: 隧道作为交通基础设施的重要组成部分，在提高交通效能的同时，也面临着频繁的交通事故问题。通过深入分析隧道交通环境的特殊性，揭示了隧道内事故频发的原因，特别是在高速追尾事故方面的突出问题。针对目前多普勒雷达测速仪在隧道环境中存在的局限性，设计了一种基于双红外激光技术的测速仪，旨在解决隧道内测速难的问题。该测速仪设计了双红外激光器系统，通过实验证明其在开阔道路上表现良好，并在隧道环境中展现了相对优越性能。通过实地测试和与传统测速手段的比较，验证了双红外激光测速仪在隧道内的实际监测效果。然而，在高流量条件下监控效率仍需进一步优化。总体而言，该测速仪为隧道交通监测提供了新的技术路径，为提升交通安全和效能提供了有益的创新。未来的研究应着眼于进一步提高监测效率，以适应更为复杂和高密度的交通环境，促进隧道交通管理系统的全面进步。
- 计量学 /
- 双红外激光技术 /
- 隧道 /
- 测速系统 /
- 交通安全
Abstract: Tunnels, as vital components of transportation infrastructure, not only enhance traffic efficiency but also pose significant challenges in terms of frequent traffic accidents. This study delves into the peculiarities of the tunnel traffic environment to understand the high incidence of accidents, particularly in the context of high-speed rear-end collisions. Addressing the limitations of Doppler radar speedometers in tunnels, we introduce a speed measurement system based on dual infrared laser technology, specifically designed to overcome the difficulties of speed measurement in such environments. This system, featuring a dual infrared laser setup, has demonstrated excellent performance on open roads and superior capabilities within tunnel settings. Field tests and comparisons with conventional speed measurement methods have validated the effectiveness of the dual infrared laser speedometer in tunnels. However, enhancements in monitoring efficiency, particularly under high traffic conditions, are still necessary. Overall, this research presents a novel technological approach to tunnel traffic monitoring, offering significant innovations for improving traffic safety and efficiency. Future efforts should aim at further increasing monitoring efficiency to accommodate more complex and dense traffic scenarios, thereby advancing the comprehensive progress of tunnel traffic management systems.
- metrology /
- dual infrared laser technology /
- tunnel /
- speed measurement system /
- traffic safety

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图 1 双红外激光测速仪内部结构

Figure 1. The internal structure of the dual

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图 2 双红外激光测速示意图

Figure 2. Schematic of dual infrared laser speed measurement

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图 3 双红外激光测速仪抓拍照片

Figure 3. Snapshot photos captured by the dual infrared laser speedometer

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表 1 不同场景下双红外激光测速仪与移动式机动车雷达测速仪的测速效果比较

Table 1. Comparison of speed measurement results between dual infrared laser speedometer and mobile vehicle radar speedometer in various scenarios

场景	测速仪器	测量结果	误差范围	是否符合计量检定标准
开阔道路 - 单一车辆	双红外激光测速仪	成功测量	比标准GNSS速度低2~5 km/h	是
开阔道路 - 单一车辆	移动式机动车雷达测速仪	成功测量	比标准GNSS速度低2~5 km/h	是
开阔道路 - 多车辆	双红外激光测速仪	成功测量	比标准GNSS速度低2~5 km/h	是
开阔道路 - 多车辆	移动式机动车雷达测速仪	成功测量	比标准GNSS速度低2~5 km/h	是
隧道 - 单一车辆	双红外激光测速仪	成功测量	与定速巡航速度差异较小	\
隧道 - 单一车辆	移动式机动车雷达测速仪	成功测量	与定速巡航速度差异较小	\
隧道 - 多车辆	双红外激光测速仪	成功测量	与定速巡航速度差异较小	\
隧道 - 多车辆	移动式机动车雷达测速仪	不成功测量	与定速巡航速度差异较大	\

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表 2 数据对比：2分钟内通过隧道车辆数情况比较

Table 2. Data comparison: Comparison of the number of vehicles passing through the tunnel within 2 minutes

交通状况	次数	通过隧道车辆数（人工计算）	通过隧道车辆数（红外激光测速仪）
车流量大	1	74	58
	2	64	56
	3	75	64
	4	69	61
	5	70	60
车流量小	1	14	14
	2	19	19
	3	23	23
	4	20	20
	5	13	13

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