مع استمرار تزايد كثافة حركة المرور في المناطق الحضرية، أصبح رصد المركبات قصير المدى ومتعدد المسارات تحديًا رئيسيًا لأنظمة النقل الذكية. غالبًا ما تواجه الكاميرات التقليدية والرادارات منخفضة الدقة صعوبات في هذه الحالات: فاختلاط المسارات، والانسداد، والتداخل البيئي، ومشاكل دقة المدى القصير، كلها عوامل تؤثر على موثوقية البيانات وفعالية تطبيق القانون. يمكن لرادار الموجات المليمترية (mmWave)، مستفيدًا من مزايا التردد العالي، معالجة هذه المشكلات واحدة تلو الأخرى. فيما يلي، نشرح كل نقطة حرجة بالتفصيل.
1. لماذا تُعدّ المراقبة قصيرة المدى ومتعددة المسارات أمرًا صعبًا؟
1.1 خلط المسارات
عندما تسير المركبات بالقرب من بعضها البعض في مسارات متجاورة، فإن الرادارات منخفضة الدقة غالبًا ما لا تتمكن من التمييز بينها، مما يؤدي إلى عدم دقة إحصائيات السرعة أو الإشغال.
1.2 التدخل البيئي
يمكن أن يؤدي المطر أو الضباب أو ظروف الإضاءة الخافتة أو الظلال أو انعكاسات الطريق إلى تقليل موثوقية الكاميرات. كما قد تُصدر الرادارات منخفضة الأداء إنذارات خاطئة أو تُخطئ الأهداف بسبب انعكاسات المسارات المتعددة.
1.3 دقة المدى القصير
تفقد الرادارات التقليدية المُحسّنة للمسافات الطويلة (200 متر+) دقة المسافة والسرعة عند 20 إلى 30 مترًا، مما يجعل التمييز بين حارات الطرق أمرًا صعبًا.
2. كيف يحل رادار الموجات المليمترية هذه المشكلات
2.1 دقة النطاق عالية الدقة
تستخدم رادارات mmW إشارات FMCW بتردد 76–81 جيجاهرتز مع عرض نطاق ترددي يبلغ عادةً 4–5 جيجاهرتز، مما يحقق دقة مدى بمستوى السنتيمتر .
شرح مفصل : مع نطاق ترددي يبلغ 4 جيجاهرتز، يبلغ دقة النطاق حوالي 3.75 سم، مما يسمح بفصل المركبات التي يبلغ طولها حوالي 4 أمتار بشكل واضح ومنع التداخل في القياس.
نصيحة عملية : يمكن للمهندسين ضبط نطاق تردد الرادار وفقًا لعرض المسار ومسافة الهدف لتحسين الفصل بين الأهداف المتعددة على المدى القصير.
2.2 الدقة الزاوية الدقيقة
باستخدام مجموعات هوائيات MIMO ، تشكل رادارات mmWave أشعة ضيقة بدقة زاوية منخفضة تصل إلى 2-3 درجات.
الشرح : يمكن تعيين كل مسار إلى إحداثيات زاوية الرادار، مما يتيح الفصل الواضح بين المركبات حتى عندما تكون المسافة بين المسارات 3 أمتار فقط.
نصيحة التنفيذ : تؤدي زيادة عدد قنوات الهوائي إلى تحسين الدقة بشكل أكبر في بيئات المرور الكثيفة.
2.3 قياس سرعة دوبلر
تقيس رادارات الموجات المليمترية السرعة مباشرة عبر تأثير دوبلر، مما يتجنب الأخطاء الناجمة عن الانسداد أو ظروف الإضاءة التي تؤثر على حساب السرعة المستندة إلى الفيديو.
شرح مفصل : حتى المركبات المتوازية بإحكام تولد قراءات سرعة مستقلة.
التطبيق : يمكن لحدود السرعة التمييز بين المركبات الثابتة والبطيئة والسريعة، مما يساعد على تحسين إشارات المرور واكتشاف المخالفات.
2.4 تكوين منطقة الاهتمام (ROI)
يمكن أن يكون لكل مسار منطقة اهتمام مخصصة، مما يضمن اكتشاف الرادار فقط داخل المنطقة المحددة ومنع التداخل بين المسارات.
التفسير : يمكن أن تكون مناطق الاهتمام متعددة الأضلاع أو شبكية، بحيث تغطي الممرات بدقة وتستبعد مناطق المشاة أو العوائق.
التحسين : ضبط حدود منطقة الاهتمام باستخدام بيانات سحابة النقاط الأولية وقياسات المجال لمنع الاكتشافات الفائتة أو الخاطئة.
3. التطبيقات العملية
3.1 التقاطعات الحضرية
التحدي : مسارات متعددة، ومركبات متباعدة بشكل ضيق، وحافلات أو شاحنات كبيرة تعيق حركة السيارات الأصغر حجمًا.
الميزة : يوفر تتبع كل حارة على حدة بيانات موثوقة عن الإشغال والسرعة لإشارات المرور التكيفية.
نصيحة النشر : يؤدي الميلان البسيط للأسفل بمقدار 10-15 درجة إلى تقليل تداخل الأرض وانعكاس الحاجز.
3.2 محطات تحصيل الرسوم ومنحدرات الطرق السريعة
التحدي : مركبات بسرعات وأحجام مختلفة.
الميزة : يتيح الرادار عالي الدقة تصنيفًا متعدد المسارات وقياس السرعة بدقة، مما يتجنب خلط المركبات منخفضة السرعة في البيانات عالية السرعة.
التنفيذ : تعيين حدود السرعة الفردية ومنطق الإشغال لكل حارة في منطقة الاهتمام.
3.3 إنفاذ المرور الذكي
التحدي : المراقبة المستمرة في جميع الأحوال الجوية، واكتشاف الانتهاكات عبر المسارات.
الميزة : يحدد الرادار المركبات باستخدام معلومات دوبلر وزاوية مشتركة، مما يدعم التنفيذ وتحليل البيانات.
4. توصيات التثبيت والنشر
ارتفاع التركيب : 2.5–3.5 متر، حسب عرض الممر وعدد الممرات.
زاوية الميل : 10–15 درجة إلى الأسفل لتقليل فوضى الأرض.
تكوين الشعاع : ضبط مجال الرؤية الأفقي لتغطية كل مسار بشكل مستقل.
معايرة منطقة الاهتمام : استخدم بيانات السحابة النقطية ومسارات المركبات الحقيقية لضمان تغطية كاملة للمسار دون تداخل.
إخراج البيانات : يدعم واجهات RS485 أو CAN أو Ethernet لأنظمة ITS، مما يوفر معلومات السرعة والإشغال لكل مسار.
5. الأسئلة الشائعة
س1: هل يمكن أن يعمل رادار mmWave في المطر أو الضباب؟
ج1: نعم. يتمتع رادار mmWave بقدرة اختراق قوية خلال المطر والضباب، مما يوفر أداءً أكثر استقرارًا من الكاميرات أو أجهزة الاستشعار البصرية.
س2: هل سيتم خلط المركبات في المسارات المجاورة؟
A2: الدقة الزاوية العالية جنبًا إلى جنب مع تكوين منطقة الاهتمام تفصل بشكل فعال المركبات في المسارات المجاورة.
س3: ما هي عروض الممرات المناسبة لنشر الرادار؟
A3: تعمل الممرات القياسية التي يبلغ طولها من 3 إلى 4 أمتار بشكل جيد لكل منطقة اهتمام؛ ويمكن تقسيم الممرات الأوسع إلى مناطق اهتمام متعددة أو تعديل تكوينات الشعاع.
س4: كيف يتم ضمان دقة المدى القريب؟
ج4: من خلال ضبط النطاق الترددي، وعتبات CFAR، وتكامل الإطار، وتحسين زوايا التثبيت وتخطيط الهوائي، يظل الكشف على مسافة 20 إلى 50 مترًا دقيقًا.
س5: كيف يتكامل الرادار مع أنظمة النقل الذكي الذكية الموجودة؟
A5: يدعم مخرجات RS485 أو CAN أو Ethernet، مما يوفر بشكل مباشر بيانات السرعة والإشغال والتصنيف الخاصة بالمسار لأنظمة إدارة المرور.
6. اعتبارات النشر
عدد الهوائيات والرادارات : بالنسبة للممرات المتعددة، قد تكون هناك حاجة إلى مجموعة من الوحدات المتعددة لضمان الكشف المستقل لكل ممر.
الموقع : يفضل وضع الأعمدة عند التقاطعات أو محطات تحصيل الرسوم أو جوانب المنحدر للحصول على رؤية غير معوقة.
إعداد منطقة الاهتمام : استخدم سحابة النقاط الأولية وقياسات المجال لمعايرة حدود منطقة الاهتمام بدقة.
ضبط النظام : ضبط معلمات CFAR وخوارزميات تتبع الأهداف المتعددة وفقًا لسرعة حركة المرور وكثافتها لتقليل الإنذارات الخاطئة والاكتشافات الفائتة.
الصيانة : على الرغم من أن الرادار قوي في جميع الأحوال الجوية، فإن الفحص المنتظم للهوائيات ووحدات معالجة الإشارة يضمن الموثوقية على المدى الطويل.
7. الخاتمة
الرادار الموجي المليمتري ذو الدقة العالية والدقة الزاوية الدقيقة وقياس سرعة دوبلر وتكوين منطقة الاهتمام الدقيقة يحل بشكل فعال تحديات المراقبة قصيرة المدى ومتعددة المسارات.
في التقاطعات الحضرية ومحطات الرسوم وسيناريوهات إنفاذ حركة المرور الذكية، يوفر رادار mmWave بيانات موثوقة تدعم إدارة حركة المرور والإنفاذ وتحليل التدفق.
من خلال الجمع بين ارتفاع التركيب المناسب وزاوية الميل وتكوين الشعاع ومعايرة منطقة الاهتمام ، يمكن الاستفادة الكاملة من أداء الرادار لتحقيق مراقبة حركة المرور عالية الدقة لكل حارة وفي جميع الأحوال الجوية.
👉 تعرف على المزيد حول حلول رادار Linpowave: رادار Linpowave V200