車輛檢測器安裝問題探討

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摘要：車輛檢測器是高速公路道路監控系統中的重要組成部分，通過安裝車輛檢測器進行行車速度、狀態、數量等的檢測，能夠精確、快速地獲取路面交通流量、車速、車道占有率等交通數據，為道路運行通暢性、安全性判斷提供準確的數據依據。基于此，以某高速公路隧道工程為例，對該公路隧道機電工程微波車輛檢測器安裝過程及控制方面進行探討，從設備基礎施工、接地極施工及設備技術參數選擇等方面深入介紹了設備調試及安裝細節。

關鍵詞：高速公路；機電工程；車輛檢測器

在高速公路機電工程中，車輛檢測器是常見的公路監控設施，也是高速公路各種運行數據收集和統計的重要設備，車輛檢測器廣泛應用于高速公路收費、監控、智能交通、停車等領域，其所采集到的數據主要通過傳輸線路傳輸至監控中心端，為保證車輛檢測器安裝質量，必須對安裝位置，線槽切割及線圈敷設等施工要點問題進行嚴格控制。

1工程概況

某高速公路起訖樁號K232+400—K240+000段的隧道長7.6km，隧道一期監控系統設計過程中，主要在隧洞兩頭分別增設兩套微波車輛檢測器，二期監控系統則主要在隧道內布置40套線圈車輛檢測器，共同進行隧道內外車輛行駛速度、運行狀況、通過狀態等的檢測與監控，并在惡劣天氣條件下仍可表現出優異的數據采集和監控性能，避免隧道內外交通事故的發生。該高速公路隧道一期微波車輛檢測器安裝施工從2020年8月開始，為確保整個機電工程性能的順利發揮，必須首先保證微波車輛檢測器施工質量。

2車輛檢測器安裝調試

2.1設備基礎施工

應用GPS和水準儀等進行車輛檢測器設備安裝的基礎位置確定，并確定路肩尺寸、標高，通過石灰粉將擬開挖范圍標出，采用挖掘機開挖基坑，結束后夯實基坑底部并進行基坑尺寸和標高復核。該公路機電工程車輛檢測器基礎采用?8和?12mm兩種徑號鋼筋，長1100mm、寬900mm的箍筋按照220mm間距共設置6圈，接頭處留出50mm長度；長1160mm的?12mm豎筋按照225mm間距設置，共設置18根；法蘭盤加強筋則采用2根長度分別為960mm的?12mm鋼筋，并按照220mm間距設置。以上鋼筋綁扎施工過程中必須嚴格按照圖紙進行，并在使用前檢查鋼筋是否存在生銹腐蝕等情況。在車輛檢測器基礎施工時，預埋法蘭盤長600mm、寬400mm、厚20mm，1根法蘭盤配備4根M20×800mm型地腳螺栓，法蘭盤預埋安裝時必須保證水平度、標高、橫縱向尺寸、與公路中心線夾角等均滿足設計要求；應同時確保預埋螺栓垂直度、橫縱向尺寸及間距、超出地面標高等參數取值。此外，還應通過水平尺丈量鋼筋上所安裝的預埋法蘭盤尺寸及位置，通過鋼管加工上吊固定件進行法蘭盤固定。基礎內還應預留1根40mm×4mm的鍍鋅扁鋼保護接地，一頭焊接于預埋法蘭盤底端，并將焊接面面積控制在扁鋼寬度的2倍及以上；另一頭從模板下方伸出基礎之外，和后續接地極滿焊。以厚度12mm的防水木膠合板為模板，同時采用長50mm、寬100mm的木質龍骨，在模板表面均勻涂抹脫模劑，全面檢查模板和龍骨質量，然后自下而上進行安裝。支模長1200mm、寬1000mm、高1200mm，木質龍骨背楞間距也必須滿足相關規范要求。澆筑C20混凝土，澆筑施工按照3～5層分層振搗，以保證澆筑施工質量，每層設置的振搗點至少為5點，且為檢測澆筑質量，還應在澆筑后試制混凝土試塊，按相關規范進行抗壓強度試驗。澆筑結束48h后拆模，并全面清理模板材料及雜物后覆蓋土工布、灑水養生。養生后應將基坑、溝槽內積水抽出，按照200mm層高分層回填并夯實。

2.2接地極施工

接地極使用L50mm×50mm×5mm角鋼及40mm×4mm扁鋼，兩者均為熱鍍鋅材料。將角鋼接地極按照5m及以上間距垂直埋入地下，在焊接時扁鋼和扁鋼搭接寬度應不小于扁鋼材料寬度的2倍，三面焊接；圓鋼和圓鋼的搭接寬度應不小于圓鋼直徑的6倍，雙面焊接；扁鋼和圓鋼的焊接寬度則應不小于圓鋼直徑的6倍，也是雙面焊接。以上焊接過程必須保證焊縫飽滿，且焊接處不存在虛焊、夾渣、氣泡及咬邊等問題。焊接完成后檢測接地電阻，并將接地電阻聯合值控制在1Ω以上。完成接地極施工后，還應進行電阻值檢測，并在原接地裝置上按照5m間隔加裝1根角鋼接地極，并同時采用圓鋼或扁鋼焊接，直至符合設計電阻值。

2.3設備技術參數

2.3.1微波車輛檢測器技術參數微波車輛檢測器長85mm、寬74mm、高36mm，工作最大濕度不超過95%，儲存溫度和運行環境溫度分別為-40～85℃、-20～65℃，工作電源可在AC220V、AC110V、AD/DC24V、AD/DC12V之間選擇，功率為2.5W；頻率為20～170kHz；三級可調靈敏度，平均反映時間為100ms，采用自動漂移環境補償方式，包含連接線在內的線圈電感控制在80～300uH之間；連接線最長為5m，絞合頻次為20次/m，總電阻不超出10Ω。通過設置于電路板上的DIP開關調整微波車輛檢測器線圈頻率。在調整過程中先將電源關閉，再將插座上檢測器取下后拆除膠殼；在DIP開關上調整頻率，開關在ON狀態下表示設備處于低頻工作狀態，在OFF狀態下則表明設備處于高頻工作狀態；設置好頻率后，微波車輛檢測器則在復位時自動標定。需要注意的是，在該微波車輛檢測器出廠時地感控制器就已經設定為高頻，當兩個檢測器安裝距離較近時，可以將兩個檢測器設定為不同頻率[1]。微波車輛檢測器線圈及饋線長度情況詳見表1；常見故障情況見表2。微波車輛檢測器地感控制器靈敏度檢測共分為三級，主要通過控制器頂端面板三位滑動撥碼開關進行設定和調整，其中“H”位代表最高靈敏度，“M”位代表中等靈敏度，“L”位代表最低靈敏度。在線圈上無車輛及其余金屬物體存在時進行檢測器上電復位操作。向微波車輛檢測器加電后，檢測器將進行自動檢測并調諧至所連接線圈，這一過程大概耗時5s，檢測器頂部面板LED指示燈同時以0.5s的時間間隔連續閃爍。在線圈檢測結果正常的情況下，檢測器頂部LED燈將熄滅，此后便進入正常運行狀態。當微波車輛檢測器檢測到有來車時，吸收合并對應繼電器的同時所對應的LED指示燈也會點亮；當檢測器檢測到車輛駛離后，釋放對應繼電器的同時所對應的LED指示燈將熄滅。若整個檢測過程中線圈有感應但車輛檢測器無反應時，必須重新調整靈敏度。進行微波車輛檢測器上電自檢時，若線圈未連接、線圈電感值超出許可范圍，所對應的LED指示燈均會表現出不同的閃爍頻率，具體見圖1。當線圈未連接時，指示燈會間歇表現出亮100ms→滅100ms→亮100ms→滅100ms…的閃爍頻次；當線圈電感過小時，指示燈將發出亮200ms→滅100ms→亮100ms→滅800ms→亮200ms→滅100ms→亮100ms→滅300ms的閃爍頻次；當線圈電感過大時，指示燈將發出亮200ms→滅100ms→亮100ms→滅100ms→亮100ms→滅600ms→亮200ms→滅100ms→亮100ms→滅100ms→亮100ms→滅100ms的閃爍頻次。針對兩個感應線圈因磁場疊加而串擾、干擾的問題，會造成檢測結果錯誤、環路檢測器鎖死，為消除不同感應器線圈間的串擾，必須選擇不同的工作頻率，并將相鄰線圈間距增大至2m以上；同時屏蔽線圈引出導線，并在探測器端將屏蔽線接地處理[2]；最好以多股銅導線作為線圈電纜接頭，并不預留接線處。2.3.2撥碼開關設定該高速公路機電工程微波車輛檢測器通道線圈撥碼開關按照圖2進行設定，其中：1-頻率調節按鈕；2-線圈模式選擇按鈕：ON-脈沖輸出；OFF-存在輸出；3-線圈輸出模式選擇：ON-離開線圈輸出；OFF-壓到線圈輸出；4、5-空開開關；6-脈沖寬度選擇：ON-1s；OFF-0.2s；7、8-靈敏度選擇開關；C-延時開關：ON-延時2s輸出。

2.4設備安裝及調試

在進行高速公路機電工程車輛檢測器設備安裝前，必須復測設備基礎，檢測位置、標高、尺寸等是否符合設計要求。完全符合后清理底法蘭和地腳螺栓，并結合立柱實際重量和長度選擇配套型號吊車輔助完成立柱吊裝。吊裝施工過程中，四周各種高低壓設備必須全部撤離；對于必須存在的帶電設備，要嚴格落實安全距離，保證立柱吊裝全過程安全順利進行。在安裝時配合使用水平尺及線墜等工具進行立柱垂直度測量，并將墊片增設在立柱底座與法蘭間，達到調平目的。立柱固定好后，通過升降車將微波車輛檢測器安裝在立柱固定支架上，為確保微波檢測器波束投影能夠完全覆蓋全部待檢測車道[3]，且投影能同時與車道正交，檢測器能夠更好地檢測到反射自車輛側面的信號，必須將安裝檢測器的立柱設置在第一探測區域以外。空開、防雷及交換機等設備安裝在配電箱內，并保證內部整齊、平直布線，后將配電箱安裝在立柱的固定支架上。通過人手孔穿線管道將主供電纜與分支光纜穿入配電箱，并將配電箱和微波車輛檢測器電纜及數據線纜等穿進立柱內部，進行電纜接線和光纜熔接后，將布線整理整齊并標識。進行微波車輛檢測器設備調試前，應全面檢查電源、接線等的可靠性，無異常后通電啟動設備；啟動后檢查設備狀態，初始化后進行各項參數配置及功能測試，與此同時，還應借助監控環網，使設備和監控中心連接，上傳設備狀態及車輛檢測數據信息。

2.5車輛檢測器線圈安裝

高速公路機電工程車輛檢測器能否良好運轉，與其所連接的感應線圈直接相關，感應線圈的重要技術參數主要有線圈形狀、材料、埋設施工質量等。2.5.1線圈形狀及規格機電工程車輛檢測器感應線圈通常根據設計要求、現場環境及設備布置圖進行定位，其形狀通常有長方形、菱形、8字形等。線圈形狀確定后，必須在地感切割時安裝切割片，并設置深度5mm的凹形槽，便于感應線圈放置。并將凹形槽四角拐彎部分打磨光滑，避免線圈邊緣被刮壞，對于角度較小的轉角，還應進行倒角處理，防止發生線圈折角損壞問題。該工程中的車輛檢測器感應線圈主要使用BV-1.0銅線材料，根據線圈周長進行線圈匝數確定，兩者的對應關系具體見表3。2.5.2埋設施工質量進行車輛檢測器感應線圈電纜埋設時，必須預留足夠長度的電纜連接車輛檢測器，同時確保感應線圈無接頭、線護套無破損。根據匝數要求進行線圈安放，并盡可能在槽底走線。感應線圈引出線應按照設計密度雙絞處理，且扭絞次數至少為20次/m，感應線圈引出線長度最長為10m，考慮到探測線圈靈敏度會隨引線長度延長而降低，故應盡可能縮短引線電纜長度。在凹形槽填滿之前必須進行絕緣電阻和線圈電感量測量，并將尼龍繩置于其上，再在凹形槽內填充樹脂或水泥，以使線圈絕緣電阻超出100Ω。車輛檢測器線圈截面見圖3。車輛檢測器線圈安裝結束后，應進行測量，其電感量位于50～1000μH之間，且越接近100μH越好；絕緣電阻應不小于100Ω。

3結語

綜上所述，隨著高速公路在經濟發展中的作用日益突出，機電工程在保證高速公路良好運行方面發揮著越來越重要的作用，車輛檢測器作為機電工程的重要內容，其可提供公路運行各類數據，對數據進行后期處理，為高速公路的數據信息采集提供有力支撐。本文對車輛檢測器的安裝，線圈敷設等施工主要環節進行了深入介紹，望能為同類工程提供借鑒。

參考文獻：

[1]胡倉紅，賈庚，瞿隆鈺.高速公路隧道車輛檢測器選型應用[J].云南水力發電，2020（7）：123-125.

[2]曾國根.高速公路交通機電工程設備技術研究[J].中國設備工程，2020（19）：228-230.

[3]李清郁，高淑紅.高速公路機電工程車輛檢測器安裝工藝淺析[J].價值工程，2020（17）：141-142.

作者：魏俊 單位：江西方興科技有限公司