在交通工程上,速度是計量與評估道路績效和交通狀況的基本重要數(shù)據(jù)之一。速度資料之搜集方法有許多種,包括人工測量固定距離行駛時間、壓力皮管法、線圈法、影像處理法、雷達測速法與激光測速法等。其中后兩者屬于攜帶容易而且精確度高的方法,因此廣受采用。
超速行車在交通違規(guī)中占有極大比例,此一現(xiàn)象可從高速公路過去四年間違規(guī)告發(fā)項目中,超速案件比例均在三分之二左右看出端倪,而超速行車一直被認為是肇事之重要因素之一;因此從交通執(zhí)法觀點而言,取締超速系比較具體的維護交通安全之手段。國內(nèi)取締違規(guī)超速一向以雷達測速槍當工具,徑行舉發(fā)案件則輔以照相設備;唯近年來,雷達偵測器盛行,價格普及化之后,即使法規(guī)明令禁止使用,一般民眾仍趨之若騖,蓋以其價格只需逃避一至兩次取締的機會即可完全回收成本。以交通工程觀點來看,駕駛人若裝有雷達偵測器,則路邊定點所測得之車速即會因駕駛人感知受測速,誤以為警察人員執(zhí)行取締而有普遍減速現(xiàn)象;除造成資料失真外,并因而有引起事故之可能。
雷達為利用無線電回波以探測目標方向和距離的一種裝置。雷達為英文radar一字之譯音,該字系由radio detection and ranging一語中諸字前綴縮寫而成,為無線電探向與測距之意。全世界開始熟悉雷達是在1940年的不列顛空戰(zhàn)中,七百架載有雷達的英國戰(zhàn)斗機,擊敗兩千架來襲的德國轟炸機,因而改寫了歷史。二次大戰(zhàn)后,雷達開始有許多和平用途。在天氣預測方面,它能用來偵測暴風雨;在飛機輪船航行安全方面,它可幫助領港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務。
雷達工作原理與聲波之反射情形極類似,差別只在于其所使用之波為一頻率極高之無線電波,而非聲波。雷達之發(fā)射機相當于喊叫聲之聲帶,發(fā)出類似喊叫聲之電脈沖(pulse),雷達之指向天線猶如喊話筒,使電脈沖之能量,能集中某一方向發(fā)射。接收機之作用則與人耳相仿,用以接收雷達發(fā)射機所發(fā)出電脈沖之回波。
測速雷達主要系利用都卜勒效應(doppler effect)原理:當目標向雷達天線靠近時,反射信號頻率將高于發(fā)射機頻率;反之,當目標遠離天線而去時,反射信號頻率將低于發(fā)射機率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值,計算出目標與雷達的相對速度。
測速激光種類于固態(tài)激光中的半導體激光。激光測速設備采用紅外線半導體激光二極管。激光二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度:
激光二極管自微小范圍中發(fā)射出極窄的光束,此一狹窄光束才能精確地瞄準目標。
激光二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關,大大提高精確度。
激光二極管發(fā)射率很窄,其偵測器極易接收到精確的波長;因此在日間有強烈陽光時,仍能正常操作。
激光二極管只發(fā)射電磁光譜中的紅外線部分;而紅外線系眼睛看不見的,不會影響駕駛人的注意力。
激光測速槍以量測紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定,激光脈沖傳送到目標再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發(fā)射兩個脈沖,即可測得兩個距離;將此二距離之差除以發(fā)射時間間隔即可得到目標的速度。理論上,發(fā)射兩次脈沖即可量測速度;實務上,為避免錯誤,一般激光測速器(槍)在瞬間發(fā)射高達七組的脈沖波,自以最小平方法求其平均值,去計算目標速度。
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