聚焦雷达技术应用与未来场景

隧道内部环境复杂且动态变化，实现安全高效的智能照明（特别是精细化的隧道调光）高度依赖于对交通流状态（车辆存在、数量、速度、位置）的精准、可靠、全天候感知。传统检测手段（如感应线圈、视频摄像机）在隧道环境下面临着安装维护困难、易受环境（光线、灰尘、水雾）干扰、测速定位精度有限等挑战。近年来，雷达应用，尤其是毫米波雷达技术，凭借其卓越的性能，正迅速成为隧道智能照明系统中感知层的首选解决方案，为调光控制注入强大动能。

一、隧道环境对感知技术的挑战与雷达的优势

隧道是一个半封闭、光线变化大、空气流通受限（易积尘、尾气、水雾）的特殊空间。这对感知设备提出了严苛要求：

• 可靠性： 必须能在各种天气（雨、雾、雪）、光线条件（强光、昏暗、眩光）和能见度不佳（烟尘）时稳定工作。

• 精准性： 需要准确检测车辆（尤其是摩托车等小型目标）、测量速度、判断行驶方向、估算车流量，甚至定位车辆位置。

• 全天候性： 7x24小时不间断运行是基本要求。

• 安装与维护： 需适应隧道顶部或侧壁安装，维护便捷性高。

毫米波雷达（通常指24GHz, 77/79GHz频段）完美契合了这些需求：

1. 卓越的全天候性能： 毫米波穿透雨、雪、雾、烟、灰尘的能力远强于可见光和红外线，几乎不受光照条件（白天、黑夜、隧道内外强反差）影响，确保在各种恶劣环境下提供连续稳定的检测数据。这是雷达在隧道应用中的核心优势。

2. 高精度测速测距： 利用多普勒效应和调频连续波（FMCW）技术，毫米波雷达可以非常精确地测量目标相对于雷达的径向速度（精度可达±0.1km/h）和距离（精度可达分米级），并能区分静止和运动目标。

3. 良好的目标分辨与定位能力： 现代多目标跟踪雷达可以同时检测和跟踪隧道内多个车辆，区分车道，并提供目标的位置信息（距离和角度）。

4. 非接触、易安装： 采用侧装（壁挂）或顶装方式，无需破坏路面（如线圈），安装相对简便，维护成本较低。

5. 保护隐私： 雷达只探测物体的位置和运动信息，不获取图像或身份特征，符合隐私保护法规。

二、雷达在隧道智能照明（调光）中的工作原理与部署

1. 工作原理：

• 隧道内安装的毫米波雷达持续发射电磁波并接收从车辆反射回来的回波。

• 通过分析回波信号的频率变化（多普勒频移）计算车辆速度。

• 通过分析发射波与回波的时间差或频率差（FMCW技术）计算车辆距离。

• 利用天线阵列或扫描技术确定目标的方位角。

• 雷达处理单元将探测到的目标信息（距离、速度、角度、目标ID）通过通信网络（如RS485, Ethernet）发送给智能照明控制器。

2. 典型部署方案：

• 侧向安装（主流）： 雷达安装在隧道侧壁（约2.5-4.5米高），波束覆盖一个或多个车道。适用于检测车辆存在、流量、平均速度、占有率。安装相对便捷。

• 顶部安装： 雷达安装在隧道顶部中央或车道正上方。可提供更精确的车道级定位（纵向和横向），是实现随动照明等高级功能的首选。安装要求略高。

• 覆盖范围： 单台高性能雷达可覆盖数百米长的隧道段落，具体取决于雷达功率、天线角度和隧道环境。长隧道需间隔部署多台雷达实现无缝覆盖。

• 数据融合： 可与少量视频摄像头进行数据融合，在极端情况下提供冗余验证或可视化辅助。

三、雷达驱动的创新隧道智能照明场景

基于雷达提供的精准、实时交通流数据，隧道智能照明（隧道调光）系统可以实现远超传统方式的创新应用：

1. 高精度车流量/占有率调光：

• 雷达能准确统计车道级车流量和占有率（道路被车辆占用的时间比例）。

• 系统可根据实时流量/占有率，更精细、更及时地调整中间段亮度。例如：在车流量极低（如深夜单辆车）时，将亮度降至安全下限；在流量增加时平滑提升；在拥堵缓行时，保持适当亮度（此时驾驶员需要更清晰视野）。

• 价值：相比基于简单“有/无车”或时间表的调光，节能效果更优，且更能适应交通流的实际波动。

2. 随动照明（动态追光）：

• 极致节能： 隧道绝大部分区域在无车时保持低亮度或关闭状态，仅照亮有车区域，理论上节能潜力巨大（可达70%以上）。

• 增强安全引导： 移动的光带为驾驶员提供了清晰的前进引导，尤其在长直隧道中效果显著，减少单调感。

• 营造科技感： 显著提升隧道现代化形象。

• 这是雷达赋能的最具前景的应用之一。利用顶部安装雷达提供的精确车辆位置（纵向和车道位置），系统可以动态控制隧道顶部的LED灯具（通常是可独立寻址的灯具或分组）。

• 原理： 当车辆进入雷达探测范围，系统点亮车辆前方一定距离（如50-100米）和后方较短距离（如20-50米）的灯具，形成一个随车辆移动的“光带”。车辆驶离后，该段灯光按预设延迟或跟随下一辆车渐暗。

• 价值：

3. 车速关联调光：

• 入口段过渡速率： 对高速驶入的车辆，加快入口段亮度下降速率，更快过渡到中间段亮度，匹配其视觉适应速度；对低速驶入车辆则减缓变化速率。

• 弯道/特殊路段： 在隧道内弯道或事故易发段，对超速车辆前方区域提升亮度进行警示。

• 雷达提供精准的个体车辆速度。

• 系统可根据车辆实时速度动态调整其前方区域的亮度变化速率或亮度水平。

• 应用：

• 价值：使亮度变化更符合驾驶员的实际视觉需求，提升舒适性和安全性。

4. 异常事件检测联动：

• 雷达可以检测到异常慢速、停车、逆行、行人（边缘场景）等事件。

• 当检测到异常事件时，系统可立即触发照明预案：例如，在停车区域后方显著提高亮度并闪烁警示，提醒后方来车；或联动情报板发布警告信息。

• 价值：提升隧道对突发事件的主动响应能力，增强安全性。

四、雷达应用在隧道智能照明的未来展望

雷达应用在隧道智能照明中的潜力远不止于当前的调光控制：

1. 高精度地图融合定位： 结合隧道内布设的雷达和车载设备（未来），可实现车辆在隧道内的厘米级高精度定位，为全自动驾驶在无GPS环境下的隧道通行提供关键支持。照明系统可基于此提供更定制化的光环境。

2. 车路协同（V2I）信息载体： 隧道内的智能照明设施（灯具、情报板）结合雷达感知，可作为V2I通信的重要节点，向车辆发送实时隧道内的照明状态、建议车速、事件警告等信息，辅助驾驶决策。

3. 多传感器深度融合： 雷达与激光雷达(LiDAR)、视频、边缘计算AI进一步融合，构建更强大、更鲁棒的隧道环境感知网络，为照明及其他系统（通风、交通控制）提供更丰富的数据源。

4. 状态监测与预测性维护： 雷达数据可用于分析隧道内交通流模式长期变化，评估照明策略效果，甚至辅助预测灯具寿命和维护需求。

结论：

毫米波雷达应用以其全天候可靠性、精准测速测距能力、强大的目标跟踪分辨力，彻底解决了隧道环境下交通状态感知的痛点，为隧道智能照明（特别是高级隧道调光）提供了不可或缺的数据基石。它正在驱动着如随动照明、车速关联调光等创新场景的落地，实现前所未有的节能水平和安全保障。随着技术的不断演进和成本的持续下降，雷达将从单一的车辆检测器，演变为构建未来“感知-通信-控制”一体化智慧隧道网络的核心传感器之一。积极拥抱并深入应用雷达技术，是提升隧道照明智能化水平、迈向更安全、更高效、更绿色智慧交通未来的关键一步。雷达，正在照亮隧道智能化升级之路。

有项目需要报价相关问题需要咨询请联系李经理：18930695342