车辆检测器安装问题探讨

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摘要：车辆检测器是高速公路道路监控系统中的重要组成部分，通过安装车辆检测器进行行车速度、状态、数量等的检测，能够精确、快速地获取路面交通流量、车速、车道占有率等交通数据，为道路运行通畅性、安全性判断提供准确的数据依据。基于此，以某高速公路隧道工程为例，对该公路隧道机电工程微波车辆检测器安装过程及控制方面进行探讨，从设备基础施工、接地极施工及设备技术参数选择等方面深入介绍了设备调试及安装细节。

关键词：高速公路；机电工程；车辆检测器

在高速公路机电工程中，车辆检测器是常见的公路监控设施，也是高速公路各种运行数据收集和统计的重要设备，车辆检测器广泛应用于高速公路收费、监控、智能交通、停车等领域，其所采集到的数据主要通过传输线路传输至监控中心端，为保证车辆检测器安装质量，必须对安装位置，线槽切割及线圈敷设等施工要点问题进行严格控制。

1工程概况

某高速公路起讫桩号K232+400—K240+000段的隧道长7.6km，隧道一期监控系统设计过程中，主要在隧洞两头分别增设两套微波车辆检测器，二期监控系统则主要在隧道内布置40套线圈车辆检测器，共同进行隧道内外车辆行驶速度、运行状况、通过状态等的检测与监控，并在恶劣天气条件下仍可表现出优异的数据采集和监控性能，避免隧道内外交通事故的发生。该高速公路隧道一期微波车辆检测器安装施工从2020年8月开始，为确保整个机电工程性能的顺利发挥，必须首先保证微波车辆检测器施工质量。

2车辆检测器安装调试

2.1设备基础施工

应用GPS和水准仪等进行车辆检测器设备安装的基础位置确定，并确定路肩尺寸、标高，通过石灰粉将拟开挖范围标出，采用挖掘机开挖基坑，结束后夯实基坑底部并进行基坑尺寸和标高复核。该公路机电工程车辆检测器基础采用ϕ8和ϕ12mm两种径号钢筋，长1100mm、宽900mm的箍筋按照220mm间距共设置6圈，接头处留出50mm长度；长1160mm的ϕ12mm竖筋按照225mm间距设置，共设置18根；法兰盘加强筋则采用2根长度分别为960mm的ϕ12mm钢筋，并按照220mm间距设置。以上钢筋绑扎施工过程中必须严格按照图纸进行，并在使用前检查钢筋是否存在生锈腐蚀等情况。在车辆检测器基础施工时，预埋法兰盘长600mm、宽400mm、厚20mm，1根法兰盘配备4根M20×800mm型地脚螺栓，法兰盘预埋安装时必须保证水平度、标高、横纵向尺寸、与公路中心线夹角等均满足设计要求；应同时确保预埋螺栓垂直度、横纵向尺寸及间距、超出地面标高等参数取值。此外，还应通过水平尺丈量钢筋上所安装的预埋法兰盘尺寸及位置，通过钢管加工上吊固定件进行法兰盘固定。基础内还应预留1根40mm×4mm的镀锌扁钢保护接地，一头焊接于预埋法兰盘底端，并将焊接面面积控制在扁钢宽度的2倍及以上；另一头从模板下方伸出基础之外，和后续接地极满焊。以厚度12mm的防水木胶合板为模板，同时采用长50mm、宽100mm的木质龙骨，在模板表面均匀涂抹脱模剂，全面检查模板和龙骨质量，然后自下而上进行安装。支模长1200mm、宽1000mm、高1200mm，木质龙骨背楞间距也必须满足相关规范要求。浇筑C20混凝土，浇筑施工按照3～5层分层振捣，以保证浇筑施工质量，每层设置的振捣点至少为5点，且为检测浇筑质量，还应在浇筑后试制混凝土试块，按相关规范进行抗压强度试验。浇筑结束48h后拆模，并全面清理模板材料及杂物后覆盖土工布、洒水养生。养生后应将基坑、沟槽内积水抽出，按照200mm层高分层回填并夯实。

2.2接地极施工

接地极使用L50mm×50mm×5mm角钢及40mm×4mm扁钢，两者均为热镀锌材料。将角钢接地极按照5m及以上间距垂直埋入地下，在焊接时扁钢和扁钢搭接宽度应不小于扁钢材料宽度的2倍，三面焊接；圆钢和圆钢的搭接宽度应不小于圆钢直径的6倍，双面焊接；扁钢和圆钢的焊接宽度则应不小于圆钢直径的6倍，也是双面焊接。以上焊接过程必须保证焊缝饱满，且焊接处不存在虚焊、夹渣、气泡及咬边等问题。焊接完成后检测接地电阻，并将接地电阻联合值控制在1Ω以上。完成接地极施工后，还应进行电阻值检测，并在原接地装置上按照5m间隔加装1根角钢接地极，并同时采用圆钢或扁钢焊接，直至符合设计电阻值。

2.3设备技术参数

2.3.1微波车辆检测器技术参数微波车辆检测器长85mm、宽74mm、高36mm，工作最大湿度不超过95%，储存温度和运行环境温度分别为-40～85℃、-20～65℃，工作电源可在AC220V、AC110V、AD/DC24V、AD/DC12V之间选择，功率为2.5W；频率为20～170kHz；三级可调灵敏度，平均反映时间为100ms，采用自动漂移环境补偿方式，包含连接线在内的线圈电感控制在80～300uH之间；连接线最长为5m，绞合频次为20次/m，总电阻不超出10Ω。通过设置于电路板上的DIP开关调整微波车辆检测器线圈频率。在调整过程中先将电源关闭，再将插座上检测器取下后拆除胶壳；在DIP开关上调整频率，开关在ON状态下表示设备处于低频工作状态，在OFF状态下则表明设备处于高频工作状态；设置好频率后，微波车辆检测器则在复位时自动标定。需要注意的是，在该微波车辆检测器出厂时地感控制器就已经设定为高频，当两个检测器安装距离较近时，可以将两个检测器设定为不同频率[1]。微波车辆检测器线圈及馈线长度情况详见表1；常见故障情况见表2。微波车辆检测器地感控制器灵敏度检测共分为三级，主要通过控制器顶端面板三位滑动拨码开关进行设定和调整，其中“H”位代表最高灵敏度，“M”位代表中等灵敏度，“L”位代表最低灵敏度。在线圈上无车辆及其余金属物体存在时进行检测器上电复位操作。向微波车辆检测器加电后，检测器将进行自动检测并调谐至所连接线圈，这一过程大概耗时5s，检测器顶部面板LED指示灯同时以0.5s的时间间隔连续闪烁。在线圈检测结果正常的情况下，检测器顶部LED灯将熄灭，此后便进入正常运行状态。当微波车辆检测器检测到有来车时，吸收合并对应继电器的同时所对应的LED指示灯也会点亮；当检测器检测到车辆驶离后，释放对应继电器的同时所对应的LED指示灯将熄灭。若整个检测过程中线圈有感应但车辆检测器无反应时，必须重新调整灵敏度。进行微波车辆检测器上电自检时，若线圈未连接、线圈电感值超出许可范围，所对应的LED指示灯均会表现出不同的闪烁频率，具体见图1。当线圈未连接时，指示灯会间歇表现出亮100ms→灭100ms→亮100ms→灭100ms…的闪烁频次；当线圈电感过小时，指示灯将发出亮200ms→灭100ms→亮100ms→灭800ms→亮200ms→灭100ms→亮100ms→灭300ms的闪烁频次；当线圈电感过大时，指示灯将发出亮200ms→灭100ms→亮100ms→灭100ms→亮100ms→灭600ms→亮200ms→灭100ms→亮100ms→灭100ms→亮100ms→灭100ms的闪烁频次。针对两个感应线圈因磁场叠加而串扰、干扰的问题，会造成检测结果错误、环路检测器锁死，为消除不同感应器线圈间的串扰，必须选择不同的工作频率，并将相邻线圈间距增大至2m以上；同时屏蔽线圈引出导线，并在探测器端将屏蔽线接地处理[2]；最好以多股铜导线作为线圈电缆接头，并不预留接线处。2.3.2拨码开关设定该高速公路机电工程微波车辆检测器通道线圈拨码开关按照图2进行设定，其中：1-频率调节按钮；2-线圈模式选择按钮：ON-脉冲输出；OFF-存在输出；3-线圈输出模式选择：ON-离开线圈输出；OFF-压到线圈输出；4、5-空开开关；6-脉冲宽度选择：ON-1s；OFF-0.2s；7、8-灵敏度选择开关；C-延时开关：ON-延时2s输出。

2.4设备安装及调试

在进行高速公路机电工程车辆检测器设备安装前，必须复测设备基础，检测位置、标高、尺寸等是否符合设计要求。完全符合后清理底法兰和地脚螺栓，并结合立柱实际重量和长度选择配套型号吊车辅助完成立柱吊装。吊装施工过程中，四周各种高低压设备必须全部撤离；对于必须存在的带电设备，要严格落实安全距离，保证立柱吊装全过程安全顺利进行。在安装时配合使用水平尺及线坠等工具进行立柱垂直度测量，并将垫片增设在立柱底座与法兰间，达到调平目的。立柱固定好后，通过升降车将微波车辆检测器安装在立柱固定支架上，为确保微波检测器波束投影能够完全覆盖全部待检测车道[3]，且投影能同时与车道正交，检测器能够更好地检测到反射自车辆侧面的信号，必须将安装检测器的立柱设置在第一探测区域以外。空开、防雷及交换机等设备安装在配电箱内，并保证内部整齐、平直布线，后将配电箱安装在立柱的固定支架上。通过人手孔穿线管道将主供电缆与分支光缆穿入配电箱，并将配电箱和微波车辆检测器电缆及数据线缆等穿进立柱内部，进行电缆接线和光缆熔接后，将布线整理整齐并标识。进行微波车辆检测器设备调试前，应全面检查电源、接线等的可靠性，无异常后通电启动设备；启动后检查设备状态，初始化后进行各项参数配置及功能测试，与此同时，还应借助监控环网，使设备和监控中心连接，上传设备状态及车辆检测数据信息。

2.5车辆检测器线圈安装

高速公路机电工程车辆检测器能否良好运转，与其所连接的感应线圈直接相关，感应线圈的重要技术参数主要有线圈形状、材料、埋设施工质量等。2.5.1线圈形状及规格机电工程车辆检测器感应线圈通常根据设计要求、现场环境及设备布置图进行定位，其形状通常有长方形、菱形、8字形等。线圈形状确定后，必须在地感切割时安装切割片，并设置深度5mm的凹形槽，便于感应线圈放置。并将凹形槽四角拐弯部分打磨光滑，避免线圈边缘被刮坏，对于角度较小的转角，还应进行倒角处理，防止发生线圈折角损坏问题。该工程中的车辆检测器感应线圈主要使用BV-1.0铜线材料，根据线圈周长进行线圈匝数确定，两者的对应关系具体见表3。2.5.2埋设施工质量进行车辆检测器感应线圈电缆埋设时，必须预留足够长度的电缆连接车辆检测器，同时确保感应线圈无接头、线护套无破损。根据匝数要求进行线圈安放，并尽可能在槽底走线。感应线圈引出线应按照设计密度双绞处理，且扭绞次数至少为20次/m，感应线圈引出线长度最长为10m，考虑到探测线圈灵敏度会随引线长度延长而降低，故应尽可能缩短引线电缆长度。在凹形槽填满之前必须进行绝缘电阻和线圈电感量测量，并将尼龙绳置于其上，再在凹形槽内填充树脂或水泥，以使线圈绝缘电阻超出100Ω。车辆检测器线圈截面见图3。车辆检测器线圈安装结束后，应进行测量，其电感量位于50～1000μH之间，且越接近100μH越好；绝缘电阻应不小于100Ω。

3结语

综上所述，随着高速公路在经济发展中的作用日益突出，机电工程在保证高速公路良好运行方面发挥着越来越重要的作用，车辆检测器作为机电工程的重要内容，其可提供公路运行各类数据，对数据进行后期处理，为高速公路的数据信息采集提供有力支撑。本文对车辆检测器的安装，线圈敷设等施工主要环节进行了深入介绍，望能为同类工程提供借鉴。

参考文献：

[1]胡仓红，贾庚，瞿隆钰.高速公路隧道车辆检测器选型应用[J].云南水力发电，2020（7）：123-125.

[2]曾国根.高速公路交通机电工程设备技术研究[J].中国设备工程，2020（19）：228-230.

[3]李清郁，高淑红.高速公路机电工程车辆检测器安装工艺浅析[J].价值工程，2020（17）：141-142.

作者：魏俊 单位：江西方兴科技有限公司