傳感器在高速公路的應用
發布時間:2019-11-08 責任編輯:xueqi
【導讀】qunianshiyiqijianwoguoduigaosulujinxinglemianfeitongxing,zhejidadefangbianlerenmenchuwailvyouhehuijiatanqin,chufadianshifeichanghaode,danshixianzaiwomenhuixiangyixiazhecimianfeitongxingyezaochenglehendademafan,birugaosuluchuxianledayongdu,cheliangzhinenghuanmantongxingshenzhiwufatongxing。zenmeyangcainengzaiyihoudejiaqibimianzhexiefashengne?zhejiuxuyaozaigaosulushanganzhuang傳感器。
nengzaigaosugonglushanganzhuangchuanganqijiufangbianhenduole,cheliangzaixingshiguochengzhongtongguogaosulushangdechuanganqijiuhenqingchudezhidaoqianmianyoumeiyouduche,congershiqingkuangxuanzezijidezuiyouluxian,jidadebimianlechuxianyoudeluduanfeichangyongdu,youdeluduanquecheliangxishao,gonglushanganzhuangchuanganqihainengbimianyixiechehuodefasheng,zheshifeichangzhongyaode。
在(zai)未(wei)來(lai)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)上(shang)可(ke)安(an)裝(zhuang)傳(chuan)感(gan)器(qi)包(bao)括(kuo)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi),紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi),還(hai)有(you)其(qi)它(ta)的(de)一(yi)些(xie)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi),我(wo)們(men)可(ke)以(yi)在(zai)車(che)子(zi)上(shang)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)器(qi),這(zhe)樣(yang)就(jiu)能(neng)實(shi)時(shi)的(de)接(jie)收(shou)到(dao)公(gong)路(lu)上(shang)車(che)輛(liang)的(de)信(xin)息(xi),便(bian)於(yu)車(che)主(zhu)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)路(lu)線(xian),也(ye)便(bian)於(yu)相(xiang)關(guan)部(bu)門(men)就(jiu)行(xing)管(guan)理(li)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)極(ji)大(da)的(de)保(bao)護(hu)車(che)主(zhu)的(de)人(ren)生(sheng)安(an)全(quan)和(he)財(cai)產(chan)安(an)全(quan),而(er)且(qie)可(ke)以(yi)提(ti)醒(xing)車(che)主(zhu)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)路(lu)線(xian)來(lai)錯(cuo)開(kai)高(gao)峰(feng)期(qi)。
1、紅外線傳感器
紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)波(bo)束(shu)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)的(de)一(yi)種(zhong),有(you)主(zhu)動(dong)和(he)被(bei)動(dong)兩(liang)種(zhong)形(xing)式(shi)。主(zhu)動(dong)式(shi)發(fa)射(she)器(qi)和(he)接(jie)收(shou)器(qi)分(fen)別(bie)為(wei)半(ban)導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)器(qi)和(he)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan),將(jiang)兩(liang)者(zhe)對(dui)中(zhong),水(shui)平(ping)安(an)裝(zhuang)在(zai)車(che)道(dao)旁(pang)邊(bian)。無(wu)車(che)通(tong)過(guo)時(shi),接(jie)收(shou)器(qi)接(jie)收(shou)細(xi)束(shu)線(xian)狀(zhuang)紅(hong)外(wai)光(guang),有(you)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu);車輛通過時,遮斷光束,接收器無輸出,通-斷轉換是對車輛的檢測信號。新型主動反射式紅外檢測器的原理為:在相同的紅外光輻射下,反射物的大小、材料和結構不同,反射能量就不一樣。
beidongshihongwaijiancemeiyoufasheqi,zhiyoujieshouqi。jieshouqiganshoulumianhecheliangyihongwaibochangweizhudefushenengliang。lumianhechetidecailiaowenduhebiaomianguangjiedudoubuyiyang,tamendefushenengliangyebiranbuxiangdeng。xiandaihongwaicewendefenbianlvyidadao0.1%℃,因此區分道路和車輛己不存在困難。

2、環形線圈檢測器
目前,道路檢測交通流狀態用的最多的傳感器件是環形線圈,它可以檢測交通量、車速、占有率、車頭時距、車長、長車比和車輛存在等多個項目。環形線圈檢測原理如圖所示。線圈由專用電纜繞幾匝(一般為4匝)及其饋線構成,它通過一個變壓器接到被恒流源支持的調諧回路,有源環形線圈構成LC調tiao諧xie回hui路lu的de電dian感gan部bu分fen,並bing在zai線xian圈quan周zhou圍wei的de空kong間jian產chan生sheng電dian磁ci場chang。當dang含han有you鐵tie金jin屬shu的de車che體ti進jin入ru線xian圈quan磁ci場chang範fan圍wei,車che輛liang鐵tie構gou件jian內nei產chan生sheng自zi成cheng閉bi回hui路lu的de感gan應ying電dian渦wo流liu,此ci渦wo流liu又you產chan生sheng與yu原yuan有you磁ci場chang方fang向xiang相xiang反fan的de新xin磁ci場chang,導dao致zhi線xian圈quan的de總zong電dian感gan變bian小xiao,引yin起qi調tiao諧xie頻pin率lv偏pian離li原yuan有you數shu值zhi,從cong而er發fa出chu車che輛liang通tong過guo或huo存cun在zai的de信xin號hao。

3、超聲波傳感器
超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)在(zai)道(dao)路(lu)上(shang)應(ying)用(yong)較(jiao)多(duo)的(de)檢(jian)測(ce)器(qi),它(ta)利(li)用(yong)車(che)輛(liang)形(xing)狀(zhuang)對(dui)超(chao)聲(sheng)波(bo)波(bo)前(qian)的(de)影(ying)響(xiang)來(lai)實(shi)現(xian)檢(jian)測(ce)。超(chao)聲(sheng)波(bo)車(che)輛(liang)檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)探(tan)頭(tou)具(ju)有(you)發(fa)射(she)和(he)接(jie)受(shou)雙(shuang)重(zhong)功(gong)能(neng),被(bei)設(she)置(zhi)於(yu)道(dao)路(lu)的(de)正(zheng)上(shang)方(fang)或(huo)斜(xie)上(shang)方(fang),向(xiang)路(lu)麵(mian)發(fa)射(she)超(chao)聲(sheng)波(bo),並(bing)接(jie)受(shou)來(lai)自(zi)車(che)輛(liang)的(de)反(fan)射(she)波(bo)。超(chao)聲(sheng)波(bo)車(che)輛(liang)檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)可(ke)分(fen)為(wei)兩(liang)種(zhong):傳(chuan)播(bo)時(shi)間(jian)差(cha)法(fa)和(he)多(duo)普(pu)勒(le)法(fa)。傳(chuan)播(bo)時(shi)間(jian)差(cha)法(fa)這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)將(jiang)超(chao)聲(sheng)波(bo)分(fen)割(ge)成(cheng)脈(mai)衝(chong)射(she)向(xiang)路(lu)麵(mian)然(ran)後(hou)接(jie)受(shou)其(qi)反(fan)射(she)波(bo)的(de)方(fang)法(fa)。當(dang)有(you)車(che)輛(liang)時(shi),超(chao)聲(sheng)波(bo)會(hui)經(jing)車(che)輛(liang)反(fan)射(she)提(ti)前(qian)返(fan)回(hui),檢(jian)測(ce)出(chu)超(chao)前(qian)於(yu)地(di)麵(mian)的(de)反(fan)射(she)波(bo),就(jiu)表(biao)明(ming)車(che)輛(liang)存(cun)在(zai)或(huo)通(tong)過(guo)。

多(duo)普(pu)勒(le)法(fa)是(shi)將(jiang)超(chao)聲(sheng)波(bo)探(tan)頭(tou)向(xiang)空(kong)間(jian)發(fa)射(she)超(chao)聲(sheng)波(bo)同(tong)時(shi)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao),如(ru)果(guo)有(you)移(yi)動(dong)物(wu)體(ti),那(na)麼(me)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)反(fan)射(she)波(bo)信(xin)號(hao)就(jiu)會(hui)呈(cheng)現(xian)多(duo)普(pu)勒(le)效(xiao)應(ying)。利(li)用(yong)此(ci)方(fang)法(fa)可(ke)檢(jian)測(ce)正(zheng)在(zai)駛(shi)近(jin)或(huo)在(zai)遠(yuan)離(li)的(de)車(che)輛(liang),而(er)不(bu)能(neng)檢(jian)測(ce)處(chu)於(yu)檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)靜(jing)止(zhi)車(che)輛(liang)。
4、微波交通檢測器
前麵介紹的超聲、紅外和光學檢測器有一共同的嚴重缺點是穿透雲霧、雨滴和雪花的能力很弱,無法在這些氣候條件下進行檢測。而波長3cm左右的電磁波對雲、雨的透射率達70%-90%。為此,人們利用成熟的雷達測距、測速和成像技術開發出微波交通檢測器。
微波檢測器檢測區發射小功率以不同中心頻率連續調製微波,中心頻率大於10GHz(波長約3cm),寬度45MHz,進行分區掃描,獲得被測物的反射回波。掃描區域的數量和大小可由軟件控製,最多可分為8個區,每區長度2-10m(可調),寬度為2m(覆蓋一個車道);每區還可進一步細分為2-4個小區,供測速使用。檢測器最多可檢測8個車道的交通量、平均車速、占有率、按長度劃分的車型和排隊長度等參數。

檢jian測ce器qi麵mian對dui高gao速su公gong路lu車che道dao行xing駛shi方fang向xiang布bu設she,稱cheng為wei前qian視shi檢jian測ce。通tong常chang將jiang一yi條tiao車che道dao劃hua分fen為wei一yi個ge檢jian測ce區qu,配pei置zhi一yi台tai檢jian測ce器qi。檢jian測ce車che速su時shi,需xu要yao在zai檢jian測ce區qu內nei沿yan行xing駛shi方fang向xiang細xi分fen成cheng幾ji個ge窄zhai區qu,並bing設she定ding窄zhai區qu間jian的de距ju離li長chang度du;對通過窄區的車輛計時,就可測出車速及其他交通參數。前視可延長縱向區(車道)監(jian)測(ce)長(chang)度(du),以(yi)提(ti)供(gong)更(geng)精(jing)確(que)的(de)數(shu)據(ju)。檢(jian)測(ce)區(qu)及(ji)窄(zhai)區(qu)的(de)劃(hua)分(fen)均(jun)由(you)軟(ruan)件(jian)設(she)定(ding),修(xiu)改(gai)軟(ruan)件(jian)可(ke)重(zhong)新(xin)設(she)定(ding)。因(yin)此(ci),可(ke)應(ying)用(yong)於(yu)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)監(jian)測(ce),城(cheng)市(shi)交(jiao)通(tong)檢(jian)測(ce),城(cheng)市(shi)交(jiao)通(tong)信(xin)號(hao)控(kong)製(zhi)和(he)區(qu)域(yu)交(jiao)通(tong)事(shi)件(jian)報(bao)警(jing)等(deng)不(bu)同(tong)場(chang)合(he)。檢(jian)測(ce)器(qi)沿(yan)車(che)道(dao)橫(heng)向(xiang)布(bu)置(zhi),稱(cheng)為(wei)側(ce)視(shi)檢(jian)測(ce),可(ke)同(tong)時(shi)得(de)出(chu)個(ge)車(che)道(dao)的(de)交(jiao)通(tong)流(liu)狀(zhuang)態(tai)變(bian)量(liang)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)。在(zai)城(cheng)市(shi)道(dao)路(lu)十(shi)字(zi)路(lu)口(kou),可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)多(duo)個(ge)探(tan)頭(tou)對(dui)四(si)個(ge)道(dao)口(kou)的(de)車(che)輛(liang)檢(jian)測(ce)和(he)處(chu)理(li),對(dui)監(jian)視(shi)和(he)控(kong)製(zhi)路(lu)口(kou)交(jiao)通(tong)效(xiao)果(guo)良(liang)好(hao)。
5、視頻車輛檢測器
視shi頻pin車che輛liang檢jian測ce器qi是shi運yun用yong視shi頻pin圖tu像xiang處chu理li和he計ji算suan機ji圖tu形xing識shi別bie技ji術shu於yu近jin年nian開kai發fa出chu來lai的de新xin產chan品pin,它ta可ke以yi取qu代dai環huan形xing線xian圈quan,進jin行xing高gao效xiao益yi的de廣guang域yu視shi頻pin監jian視shi並bing現xian場chang實shi時shi采cai集ji各ge種zhong交jiao通tong參can數shu。
在需要重點監測的路段,安裝一台或多台(如4台)數字式攝像機,將一定範圍的交通圖像,經過一個圖像處理硬件,輸入計算機顯示器;通過互動控製軟件,用鼠標操作在屏幕交通圖像上,設定和疊加檢測區,其尺寸、數量可隨時調校。操作設定一旦建立,車輛經過檢測區,就會產生檢測信號,經過分析和處理(軟件),可得到交通量、平均車速、占有率、車頭間距隨和排隊長度等各種參數。在軟件支持下,還可對不同檢測區的信號進行邏輯處理(與、或、非等),duijiaotongqingkuangzuochuzhengquepanduan。zaijuyoujiaotongshijianmenxianzhihesuanfaruanjiandepeihexia,keduijiaotongshijiandefashengzuochupanbie,fachuyujingxinhao。yuqitajiaotongkongzhiruanjianjiehe,haikeduichengshijiaochalukoudejiaotongxinhaokongzhi,zuochujuece。youyujianceyuanjianshizaipingmushanghuachulaide,zaibuzhishangyouhendadelinghuoxing,jiancexiangmuyekeshixuyaoerzengshe,gongnengcunzaijudakaifaqianli。
視頻車輛檢測器由攝像機、聯接箱、計算機(附外設)和專用軟件等組成。其中聯接箱用來接收多個攝像機拍攝的交通圖像,傳輸給計算機或加以存儲。視頻車輛檢測器可以在-34至+74攝氏度和95%相對濕度下工作。

6、壓電傳感器
壓電傳感器可檢測軸數、軸(zhou)載(zai)和(he)車(che)速(su),其(qi)主(zhu)要(yao)特(te)點(dian)是(shi)體(ti)積(ji)小(xiao),使(shi)用(yong)方(fang)便(bian)。壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)為(wei)壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying),由(you)套(tao)管(guan)形(xing)壓(ya)電(dian)聚(ju)合(he)體(ti),其(qi)內(nei)外(wai)均(jun)鍍(du)以(yi)金(jin)屬(shu)層(ceng),形(xing)成(cheng)一(yi)條(tiao)可(ke)彎(wan)曲(qu)變(bian)形(xing)的(de)壓(ya)電(dian)電(dian)纜(lan)。當(dang)沿(yan)徑(jing)向(xiang)施(shi)加(jia)外(wai)力(li)時(shi),在(zai)兩(liang)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)符(fu)號(hao)相(xiang)反(fan)的(de)電(dian)荷(he),電(dian)荷(he)量(liang)與(yu)外(wai)力(li)成(cheng)正(zheng)比(bi)。壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)能(neng)量(liang)非(fei)常(chang)微(wei)弱(ruo),為(wei)了(le)減(jian)小(xiao)檢(jian)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha),一(yi)般(ban)先(xian)將(jiang)信(xin)號(hao)送(song)到(dao)具(ju)有(you)高(gao)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)的(de)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)器(qi)(電壓或電荷放大器),然後再進行一般的放大、檢波等處理,最終輸出指示信號。
市shi場chang供gong應ying管guan形xing壓ya電dian檢jian測ce器qi,壓ya電dian電dian纜lan被bei凝ning結jie在zai擠ji壓ya成cheng性xing的de工gong程cheng塑su料liao殼ke體ti內nei,殼ke體ti連lian同tong殼ke座zuo一yi並bing埋mai設she在zai車che道dao路lu麵mian下xia。當dang車che輪lun滾gun過guo檢jian測ce器qi時shi,檢jian測ce器qi承cheng受shou載zai荷he而er輸shu出chu信xin號hao,每mei通tong過guo一yi根gen車che軸zhou,就jiu會hui出chu現xian一yi個ge脈mai衝chong,故gu常chang用yong來lai監jian測ce車che輛liang的de軸zhou數shu。脈mai衝chong的de峰feng值zhi越yue高gao,軸zhou載zai也ye越yue大da。因yin此ci,也ye可ke檢jian測ce軸zhou載zai和he車che載zai。隔ge一yi定ding距ju離li埋mai設she兩liang根gen壓ya電dian檢jian測ce器qi,測ce出chu時shi間jian和he已yi知zhi距ju離li,車che速su也ye就jiu被bei測ce出chu。
壓電傳感器主要適用於動態稱重、車輛分類統計、車速檢測、計軸數、測軸距、闖紅燈拍照、泊車區域監控、收費站地磅、交通信息采集和統計。

隨(sui)著(zhe)車(che)輛(liang)的(de)增(zeng)多(duo)以(yi)及(ji)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)開(kai)放(fang),解(jie)決(jue)假(jia)期(qi)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)擁(yong)堵(du)現(xian)象(xiang)迫(po)在(zai)眉(mei)睫(jie),所(suo)以(yi)我(wo)們(men)要(yao)進(jin)一(yi)步(bu)開(kai)放(fang)傳(chuan)感(gan)器(qi),使(shi)得(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)更(geng)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)在(zai)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)上(shang),更(geng)好(hao)的(de)為(wei)人(ren)們(men)出(chu)行(xing)保(bao)駕(jia)護(hu)航(hang)。
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