奇石乐动态称重(WIM)系统助力加州交通部优化交通数据采集


美国加利福尼亚州人口众多,交通网络密集,其道路监控面临艰巨挑战。作为加利福尼亚州道路基础设施的提供商,加利福尼亚州交通部(“加州交通部”)目前虽已部署成本低廉的车辆统计分类系统,但该等系统应用的技术十分陈旧,难以发挥出色的监测性能。因此,为了提升设备的耐用性、获取更加优质的监控数据,加州交通部希望部署全新的解决方案。奇石乐KiTraffic Statistics(KTS)动态称重系统具有经久耐用、价格实惠等优点,能够切实满足加州交通部对设备耐用性和优质数据的需求。

加利福尼亚州别号“金州”,其道路网总长度超过50,000英里,可环绕地球两圈以上。加州交通部隶属联邦政府,下辖12个地区,主要负责职责是确保加州道路网运行的安全性和可靠性。持续监测下辖地区交通流量,并开展相应基础设施规划,是加州交通部的核心业务。多年来,加州交通部第三分局选用的交通流量监测设备虽然价格实惠,但在稳定性、耐用性和技术性能方面表现欠佳。为满足第三分局大量监测站点的设备更新需求,奇石乐通过提供全测量链解决方案,全面展现了其作为测量技术专家的强大实力。

2016年,在圣荷西举行的美国智能交通协会(ITS)大会上,加州交通部高级运输经理Dean Campbell和电气工程师Gurdeep Sidhu与奇石乐交通专家展开首次接洽。Dean Campbell表示,萨克拉门托等地区使用的交通流量测量系统存在诸多问题:用于接入路面的B/L压电电缆反复损坏,随之而来的是经常性的维修工作和临时车道封闭,这不仅提高了道路运营成本,且时常造成交通阻塞。此外,交通部还面临数据管理方面的难题。包括加州交通部在内的美国交通部门须向公众公开交通数据,加州交通部现有交通数据管理系统虽能满足基本披露需求,但难以将数据迁移至指定系统。而且其最大的问题在于,现有系统无法提供实时交通信息。此外,现有测量技术仅可按车辆类型(如小型乘用车、公交车或货车等)实现过往车辆的统计和分类。但为了提高维护规划、道路设计及桥梁养护的效率,加州交通部还需获取车辆荷载等补充数据。
 

 Dean Campbell, Senior Transportation Manager at Caltrans, assessed the Weigh In Motion solution from Kistler thoroughly.

加州交通部高级运输经理Dean Campbell充分评估奇石乐的动态称重解决方案,该方案能够记录交通流量、车辆类型、车辆重量等信息。

KTS动态称重系统,切实满足道路监控需求

为切实满足加州交通部各地区道路基础设施规划的需求,奇石乐团队通过全面评估,提议部署KTS动态称重系统。该交通数据采集系统搭载独一无二的Lineas Compact石英传感器,可直接安装于被测道路之中;同时,该系统在监测站点集成奇石乐数据记录仪(Kistler Data Logger),通过简单易用的操作界面,帮助用户对交通数据展开全面评估。此外,采集交通流量、车辆类型和车辆重量,也是KTS动态称重系统的默认功能。此前,加州交通部各地区分局未曾使用过奇石乐的动态称重系统,因此,在正式使用之前,Dean Campbell对奇石乐的解决方案进行了全方位评估。他表示:“奇石乐解决方案的技术优势给我留下了深刻印象。但由于预算有限,价格实惠的KTS系统成为我们的理想选择。同时,这款动态称重系统耐用性极强,能够有效减少维护成本,因此具有更优异的长期性价比。”

由于需求迫切,在2019年,加州交通部与奇石乐达成协议,并立即启动了交通流量监测系统升级项目。加州交通部为涵盖294条车道的64个监测站点订购了传感器设备,并要求在极短时间内完成安装。Dean Campbell表示:我们必须尽可能缩短道路封闭的时间。”为此,奇石乐对所有监测站点开展了全面检查。奇石乐运输解决方案业务部北美区经理Jess Helmlinger对本轮检查给予了高度重视:“我们需要掌握道路的质量状况,交通数据的准确性会受到裂缝和鼓包等道路质量问题的直接影响。”如果道路规格无法满足安装要求,奇石乐会建议将测量点设置在其他位置。“我们需要确保所有站点测得的车辆总重准确度处于+/-15%的置信区间。最后,除极少数站点的道路状况不理想外,我们取得了优于预期的成果——所有站点的车辆总重准确度保持在+/-10%的置信区间。”

可靠合作,助力成功

2020年春季,受新冠疫情影响,各行业的材料供应迟滞,其他货物和服务的交付也遭遇冲击——加州交通部动态称重系统安装项目虽已准备就绪,但也因此不得不推迟具体的实施工作。作为总承包商,Pacific Excavation(PacEx)全权负责该项目的交付,包括石英传感器的安装工作。Jess Helmlinger回忆道:“PacEx的足智多谋、灵活变通和高效表现,是我们在本项目中取得圆满成功的关键。”
面对供货延迟,PacEx果断舍弃现场安装,选择在仓库中预先完成自动化车辆分类(AVC)装置的组装。预装完毕的AVC装置易于分配,且更加适用于现场集成。为尽可能减少交通阻碍、加快施工进度,PacEx将现场安装人员增加了一倍以上。此外,奇石乐硬件的便携性也帮助PacEx进一步提高了安装效率。PacEx副总裁Jim Paxin回忆道:“原先所使用的压电电缆相对细小,安装流程十分复杂;而Lineas Compact传感器支持直接集成,其标准的安装流程为我们带来了极大的便利。”最终,尽管在过去两年间遭遇了重重困难,动态称重系统安装项目仍得以按照预期计划顺利完工。

惠及全测量链的附加价值

奇石乐动态称重系统KTS适用于交通数据的采集,其突出优势在于硬件和软件的无缝集成。道路传感器以三十秒为单位向控制中心传输监控数据,帮助加州交通部实现近乎实时的交通状况监控,进而识别高峰时段和典型瓶颈路段。因此,KTS系统所采集的交通数据能够为高效的道路规划提供可靠的数据支持。同时,地方和联邦当局等其他利益相关方也能够全面利用该等这些数据的价值:例如,依靠KTS提供的数据,加州交通局可轻松满足公开透明的数据披露要求。此外,奇石乐软件采用标准化开放式架构,加州交通局可随时将数据迁移至其PeMS性能测试系统之中。项目启动后,加州交通部进一步提出了简化测量数据、优化数据获取等需求;凭借KTS动态称重系统的强大功能,奇石乐团队能够全方位满足该等此类额外需求。
项目实施过程中,奇石乐与加州交通部和PacEx建立了紧密的合作关系,这也是本次项目取得成功的关键因素。为确保准确的安装和校准工作,奇石乐向PacEx员工提供了超过100小时的协助、培训和认证服务。PacEx项目经理Peyton Gastelum表示:“现场培训产生了远超预期的显著效果。”奇石乐还免费为加州交通部雇员提供了与KTS系统相关的现场培训和异地培训,帮助他们节省服务费用,随时检查安装情况。
首批KTS交通数据采集站点约于两年前投入运行,Dean Campbell表示,加州交通部迄今仍未遭遇任何维护困难:“KTS系统运行平稳,向我们提供了车辆重量等重要数据。它帮助我们全面了解交通流量、妥善管理交通基础设施,因此,交通部和公众都能够享受KTS系统带来的巨大裨益。”本次开创性项目取得了巨大成功,也引起了加州其他地区的密切关注。