道路交通区间车速监测系统校准装置计量标准技术报告

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2024年2月8日发(作者：)

计量标准技术报告

计 量 标 准 名 称

道路交通区间车速监测系统校准装置

计 量 标 准 负 责 人

建立单位名称（公章）

填 写 日 期 2019.05

目 录

一、建立计量标准的目的---------------------------------------------------------------------------

( 1 )

二、计量标准的工作原理及其组成----------------------------------------------------------------

( 1 )

三、计量标准器及主要配套设备------------------------------------------------------------------

四、计量标准的主要技术指标---------------------------------------------------------------------

五、环境条件------------------------------------------------------------------------------------------

六、计量标准的量值溯源和传递框图------------------------------------------------------------

七、计量标准的重复性试验------------------------------------------------------------------------

八、计量标准的稳定性考核-------------------------------------------------------------------------

九、检定或校准结果的测量不确定度评定---------------------------------------------------

十、检定或校准结果的验证-------------------------------------------------------------------------

十一、结论----------------------------------------------------------------------------------------------

十二、附加说明-----------------------------------------------------------------------------------------

( 2 )

( 3 )

( 3 )

( 4 )

( 5 )

( 6 )

(7-10)

( 11 )

( 12 )

( 12)

一、建立计量标准的目的

区间车速监测系统在同一路段上布设两个或两个以上监控点，任意两个相邻监控点之间构成行驶路线的测速区间，区间起点及终点的监控设备自动记录机动车的通过时刻、车辆特征等信息，并通过通信网络传送到中央控制设备，由软件根据车辆通过测速区间的时间计算其平均速度，作为判断超速违法行为的依据。该类系统通常由监控终端、通信网络、中央控制设备及软件等组成。道路交通区间车速监测系统是高速公路汽车车速科学监测和管理的一个重要依据，配合现有的点对点的汽车车速监测系统，可以对我省的高速公路超速或低于限速值行驶进行全方位的监测。

二、计量标准的工作原理及其组成

工作原理：

用CTM-2002C非接触式测距仪以及GPS标准时间显示屏安装在试验车上以一相对稳定速度通过测速区间。区间车速监测系统对试验车进行速度测量并拍照，根据拍照照片可以得到试验车进入和离开测速区间的时刻值，非接触式测距仪测量实际通过里程值，根据公式(1)计算可得出道路交通区间车速监测系统现场测速误差。

vvLLv

t2t1t （1）

式中：v——距离误差，km/h；

v——区间车速监测系统显示的速度值，km/h；

L——区间里程实际测量值，km；

t2t1——试验车辆离开区间时刻；

——试验车辆进入区间时刻；

t——试验车辆进出区间时间间隔，h；

·1·

三、计量标准器及主要配套设备

不确定度或

准确度等级或

最大允许误差

检定周

期或复

校间隔

名 称 型 号 测量范围

制造厂及

出厂编号

检定或校准机构

计量标准非接触式速度计

（0 - 180）km/h

CTM-2002C

（0 - 10）km

Urel=0.8%,k=2

Urel=0.7%,k=2

1年

器

GPS标准时间装置

TF1581 / MPE:±0.01s 1年

主

要

配

套

设备

·2·

四、计量标准的主要技术指标

道路交通区间车速监测系统校准装置：

测量范围： 速度：（0 - 180）km/h;里程：（0 - 10）km

不确定度或准确度等级或最大允许误差：速度：Urel=0.8%,k=2;里程：Urel=0.7%,k=2

五、环境条件

序 号

1

2

3

4

5

6

项 目

温 度

湿 度

要 求 实 际 情 况 结 论

（0 ~ 40）℃

(0 ~ 90) %RH

（0 ~ 40）℃

(40~80) % RH

合格

合格

·3·

六、计量标准的量值溯源和传递框图

计量（基）标准名称：五轮仪标准检测装置

上

级

计

量

器

具

测量范围： 速度：（0 ~ 180）km/h;里程：（0 ~ 10）km

不确定度或准确度等级或最大允许误差：

速度：Urel=0.1%,k=2;里程：Urel=0.1%,k=2

保存机构：中国测试技术研究院

比对测量法

本

级

计

量

器

具

计量标准名称：道路交通区间车速监测系统校准装置

测量范围： 速度：（0 ~ 180）km/h;里程：（0 ~ 10）km

不确定度或准确度等级或最大允许误差：

速度：Urel=0.8%,k=2; 里程：Urel=0.7%,k=2

保存机构：成都市计量检定测试院

直接测量法

下

一

级

计

量

器

具

计量标准名称：道路交通区间车速监测系统

测量范围： 速度：（0 ~ 180）km/h;里程：（0 ~ 10）km

不确定度或准确度等级或最大允许误差：

速度：Urel=1.0%,k=2; 里程：Urel=1.0%,k=2

·4·

七、计量标准的稳定性考核

采用一个稳定性较好的测速里程为5km的测速区间来对该检定装置的稳定性进行考核。根据要求，取这个区间进行四次测量，每次测量时间间隔大于一个月，测量日期和结果见下表：

测量日期 测量结果

1

2014年12月01日

5.0096 km

2

2015年01月03日

5.0092 km

3

2015年02月04日

5.0094 km

4

2015年03月04日

5.0090 km

Sm=|xmax-xmin|=0.0006 km。

根据JJF1033《计量标准考核规范》，稳定度应小于计量标准的扩展不确定度，故其稳定度符合要求。

·5·

八、检定或校准结果的重复性试验

用非接触式测距仪对测速里程为5km的测速区间测量10次，根据贝塞尔公式，计算实验标准偏差s(L)，结果见表1。

表1 重复性试验记录及实验标准偏差

序号i

1

2

3

4

5

s(L)

L测量值 （km）5.010

5.010

5.006

5.007

5.015

2序号i

6

7

8

9

10

L测量值 （km）5.014

5.014

5.008

5.008

5.008

(LL)ii1101010.003 m

L5.0098km

根据贝塞尔公式：标准差s0.003km

根据JJF1033《计量标准考核规范》，其示值的测量重复性应不大于测量不确定度评定中所采用的重复性数据s0.004km，故本计量标准测量被测区间测速系统时其重复性符合要求。

·6·

九、检定或校准结果的测量不确定度评定

1 测量方法

用CTM-2002C非接触式测距仪以及GPS标准时间显示屏安装在试验车上以100km/h左右的速度通过测速区间（测速里程为5km，限速值为100km/h)。区间车速监测系统对试验车进行速度测量并拍照，根据拍照照片可以得到试验车进入和离开测速区间的时刻值，非接触式测距仪测量实际通过里程值，根据公式(2)计算可得出道路交通区间车速监测系统现场测速误差。

2 建立数学模型

2.1 数学模型

vvLLv

t2t1t （2）

式中：v——距离误差，km/h；

v——区间车速监测系统显示的速度值，km/h；

L——区间里程实际测量值，km；

t2——试验车辆离开区间时刻；

t1——试验车辆进入区间时刻；

t——试验车辆进出区间时间间隔，h；

2.2 灵敏系数

v1Lt

vLc22ttc13 不确定度分量的来源

主要测量不确定度来源有：测量重复性引入的不确定度分量；汽车行驶方向与标准中心线方向不平行引起的不确定度分量；非接触式测距仪测量不确定度引入的不确定度分量（包含非接触式测距仪最大允许误差引入的不确定度分量和分辨力引入的不确定度分量）；GPS标准时间显示屏测量不确定引入的不确定度分量。

4 不确定度分量评定

4.1 标准不确定度的A类评定

用非接触式测距仪对测速里程为5km的测速区间测量10次，根据贝塞尔公式，计算实验标准偏差s(L)，结果见表1。

表1 重复性试验记录及实验标准偏差

序号i

1

2

3

4

5

s(L)

L测量值 （km）5.012

5.008

5.006

5.007

5.015

2序号i

6

7

8

9

10

L测量值 （km）5.018

5.010

5.006

5.008

5.010

(LL)ii1101010.004 m

L5.0098km

实际测量情况是以测量3次作为测量结果则可以得到：

u1(L)s(L)4.2 标准不确定度的B类评定

4.2.1 汽车行驶方向与标准中心线方向不平行引入的不确定度分量u2(L)

在实测中,尽管要求汽车行驶方向必须与标准中心线方向保持平行，但是汽车的行驶方向不可避免的会与之倾斜一个角度Φ，则实际行驶距离LL/cos，因此导致非接触式测距仪测量值比实际值偏小。实际测量中，Φ控制在±5°范围内，由此产生的测量误差为：

LLLL/cosL0.019km

按均匀分布处理，半宽为0.0095 km，包含因子k3，则其不确定度分量为：

u2(L)0.00950.0055km

330.0023km

4.2.2 非接触式测距仪最大允许误差引入的不确定度分量u3(L)

非接触式测距仪在5km里程的最大允许误差为：5km×±1%=±0.05km。按均匀分布处理，取包含因子k3，则其不确定度分量为：

u3(L)0.050.029km

34.2.3 非接触式测距仪分辨力引入的不确定度分量u4(L)

非接触式测距仪在5km里程的保证精度的分辨力为：0.001km，取其半宽0.0005km，按均匀分布处理，取包含因子k3，则其不确定度分量为：

u4(L)0.00050.00029km

3

4.2.4 起始不同步引入的不确定度分量u5(L)

大量试验证明非接触式速度和被测区间车速监测系统由于起始不同步引起的最大距离偏差为±0.02km，按均匀分布处理，取包含因子k3，则其不确定度分量为：

u5(L)0.020.012 km

34.2.5 GPS标准时间显示屏最大允许误差引入的不确定度分量u(t)

本次试验的进入时刻为2013年12月1日早上8点01分56.10秒，本次试验的离开时刻为2013年12月1日早上8点04分54.16秒，时间间隔值为298.06秒。GPS标准时间显示屏在300 s时间间隔的最大允许误差为：±0.003s，按均匀分布处理，取包含因子k3，则其不确定度分量为：

u(t)0.0030.0018s0.0000005h

35 灵敏系数计算

c1v13600-1h12.08h-1

Lt298.06vL5.009836002c22km·h-2730.8km·h-2

2tt298.066 合成标准不确定度的评定

各标准不确定度分量互不相关,则合成标准不确定度uc为：

2ucc12u1(L)2c12u2(L)2c12u3(L)2c12u4(L)2c12u5(L)2c2u(t)20.38 km/h

表2 不确定度一览表

不确定度分量 不确定度来源

测量重复性

与标准中心线方向不平行

测距仪最大允许误差

非接触式测距仪分辨力

起始不同步

标准时间显示屏

最大允许误差

标准不确定度值

0.0023km

0.0055km

0.029km

0.00029km

0.012km

0.0000005h

灵敏度系数ci

-1-12.08 h

-1-12.08 h

-1-12.08 h

-12.08 h-1

-12.08 h-1

730.8 km·h-2

分布类型

正态

均匀

均匀

均匀

均匀

均匀

不确定度分量ui(v )

0.028 km/h

0.067 km/h

0.35

km/h

0.0035 km/h

0.14 km/h

0.00037 km/h

u1(L)

u2(L)

u3(L)

u4(L)

u5(L)

u(t)

7 扩展不确定度的评定

取k2，则扩展不确定度：

Ukuc20.38km/h = 0.76 km/h

8 评定结果

用CTM-2002C非接触式测距仪以及GPS标准时间显示屏安装在试验车上测量道路交通区间车速监测系统（测速里程为5km，限速值为100km/h)的示值误差的测量结果的扩展不确定度为：

U0.76 km/h，k2。

·10·

十、检定或校准结果的验证

选取一台被测道路交通区间车速监测系统，对测速里程为5km的测速区间，经过本装置和上级计量部门进行检定，测量数据为：

该装置示值检定数据： 5.0km 扩展不确定度为1.0 km。

上级计量部门检定数据：5.0km 扩展不确定度为0.5 km。

二者的差值：0 km，小于两个不确定度的均方根U=1.1 km，因此计量检定结果验证正确。

·11·

十一、结论

经分析和验证，本校准装置符合JJF(川) 109-2013道路交通区间车速监测系统校准规范的要求，符合JJF1033-2008计量标准考核规范的要求，可以开展道路交通区间车速监测系统的校准工作。

十二、附加说明

1. JJF(川) 109-2013道路交通区间车速监测系统校准规范

2. 非接触式速度计的使用、维护和操作规范。

3. 道路交通区间车速监测系统校准的实施细则。

·12·

本文标签： 区间标准确定监测计量