用于山区公路交通参数采集及交通运行状态判别的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了用于山区公路交通参数采集及交通运行状态判别的装置，其包括顺次连接的埋地线圈、信号采集与处理电路、数据处理分析单元和数据输出模块。由于机动车辆包含铁磁材料部件（例如车辆底盘），当其经过线圈时，LC震荡电路的频率将偏离基准值。以一定的采样频率对LC震荡电路的频率进行时间序列分析，即可得到流量、占有率、车头时距等能够描绘交通系统运行特征的参数，将这些参数综合起来分析，即可进一步得出监测路段属于通畅、拥挤还是堵塞等交通状态，最后通过数据输出模块，可为交通警报器、交通诱导屏、交通信号控制器等设备提供信号输入。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及公路交通运行监测
，具体是指ー种用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置。
技术介绍
我国山区面积占国土面积的1/3以上，山区公路由于地形、线形、路面、气候等方面的原因，交通运行安全形势比较严峻，即时、准确地检测山区公路的交通运行状态对于保障道路通畅、提高运输效率、減少二次事故发生具有重要的意义。由于山区公路远离城镇，供电、通信等基础设施相对匮乏，因此对检测装置的功耗、可靠性等方面提出了较高的要求；此外，由于人工维护成本较高，应用于山区公路的机电系统也要求做到全天候工作，可长时间无人维护。鉴于以上原因，本技术开发出一种开发低功耗、全自动、全天候的嵌入式山区公路交通运行状态监测装置具有重要的意义。自动化交通信息采集技术近年来受到国内外的广泛关注，视频、微波、超声波、压电等是目前常用的检测技木。在实际应用中，各种技术都有一定的局限性，其中视频技术容易受到光照、能见度因素的影响，微波技术受遮挡现象影响严重，超声波技术检测精度低且容易受自然风影响，压电设备的维护成本十分高昂，埋地线圈虽然需要开挖路面，但是在现有技术中是最为稳定可靠的，具备全天候エ作的特性，能够获取丰富的交通參数，设备成本和维护成本都十分低廉，使用寿命较长。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置，具体技术方案如下。用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置，其包括顺次连接的埋地线圈、信号采集与处理电路、数据处理分析単元和数据输出模块。上述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置中，所述埋地线圈为埋设于路面以下rScm的表面绝缘铜导线，线圈匝数为3-5匝。上述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置中，所述线圈的形状为矩形。上述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置中，所述信号采集与处理电路包括电容、NPN三极管和光电耦合器，埋地线圈与所述电容形成并联振荡电路，振荡电路一端接NPN三极管的基极,NPN三极管的集电极接光电稱合器,光电稱合器的输出引脚接数据处理分析単元。上述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置中，所述数据处理分析単元包括单片机，单片机通过串ロ与数据输出模块连接。上述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置中，所述数据输出模块为RS232数据输出模块。与现有技术相比，本技术具有如下优点和技术效果本技术结构简单，低功耗、全自动，可全天候工作。根据经典的电磁理论可知，当铁磁材料通过埋地线圈时，线圈的电感量和LC振荡电路的频率也会发生变化。由于机动车辆包含铁磁材料部件(例如车辆底盘)，当其经过线圈时，LC震荡电路的频率将偏离基准值。以一定的采样频率对LC震荡电路的频率进行时间序列分析，即可得到流量、占有率、车头时距等能够描绘交通系统运行特征的參数，将这些參数综合起来分析，即可进一歩得出监测路段属于通畅、拥挤还是堵塞等交通状态，最后通过数据输出模块，可为交通警报器、交通诱导屏、交通信号控制器等设备提供信号输入。附图说明图I是实施方式中检测信号频率随时间变化的示意图。图2是实施方式中对山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的流程示意图。图3为实施方式中用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置的构成示意图。 具体实施方式以下结合附图对本技术的实施作进ー步说明，但本技术的实施不限于此。如图3所示，用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置包括顺次连接的埋地线圈I、信号采集与处理电路3、数据处理分析単元4和RS232数据输出模块5。本实施方式中，埋地线圈I为埋设于路面以下4-8cm的绝缘铜导线，一般为3_5匝，形状为矩形，尺寸为3米宽(与车辆运行方向垂直)，I米长(与车辆运行方向平行)。信号采集与处理电路3的电路主要原理是线圈LI，与埋地线圈形成耦合线圈，耦合线圈与电容形成并联振荡电路，电容为可选电容，振荡电路一端接NPN三极管基极，再从集电极引出接光电耦合器OPISl，信号经过光耦后，从光耦OPISl的第5个引脚引出，直接连接单片机4(Atmegal28)的PD4引脚。数据处理分析単元4中，单片机采用用Atmegal 128处理器，主要是采集数据处理后，通过串ロ O发送出去。RS232数据输出模块主要原理为RS232输出模块的接ロ电路通过以下电路实现，MAX232芯片的RlOUT和TlIN引脚接Atmegal 128的RXDO、TXDO端ロ，整个接ロ电路实现和外接设备(如エ控PC机)的串行通信。本技术通过信号采集和处理电路检测机动车的存在性、开始到达线圈的时间、离开线圈的时间，再把信号信息传送到数据处理分析単元，由数据处理分析単元根据信号信息得出流量、占有率、车头时距等基本參数，并进一歩分析山区公路的交通运行状态，最后通过RS232接ロ将检测结果输出。如图2所示，包括如下步骤(I)、信号采集采集LC振荡电路的频率信号通过数周期法，检测一定时间段(如50ms)内LC振荡电路的周期数，进而得出该时间段的频率值；(2)、车辆检测当LC振荡电路的偏离值超过设定阈值时，可判定有车辆经过埋地线圈，并可进ー步得出车辆经过线圈的起点时间，止点时间和通过总时间；(3)、交通參数提取统计一段时间内的车辆检测数据，可得到该时间段内通过埋地线圈的车流量，占有率以及车头时距如图I所示，A表示频率显著变化区段，车流量为频率显著变化区段数，占有率为频率显著变化区段的总时间除以统计时间，车头时距为相邻频率显著变化区段的起点时间之差。(4)、交通状态判别在数据处理分析単元中定义交通參数与交通状态的对应关系(例如当流量中等及以下，占有率小，车头时距方差中等及以下，则交通运行状态为“通畅”；当流量大，占有率中等及以上，则交通运行状态为“拥挤”；当流量小，占有率中等及以上，则交通运行状态为“堵塞”)，并设定各交通參数分级的阈值(例如占有率[O, O. 06]为小，(O. 06, O. 18]为中 等，(O. 18，I]为大)，从而形成交通运行状态判别规则集。在此基础上，按照一定的时间间隔(例如15分钟)，对对应时间段内的交通运行状态进行判別。(5)、检测结果输出通过RS232接ロ将检测结果输出，从而为交通警报器、交通诱导屏等设备提供信息输入。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于山区公路交通参数采集及交通运行状态判别的装置，其特征在于包括顺次连接的埋地线圈、信号采集与处理电路、数据处理分析单元和数据输出模块。

【技术特征摘要】
1.用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置，其特征在于包括顺次连接的埋地线圈、信号采集与处理电路、数据处理分析単元和数据输出模块。2.根据权利要求I所述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置，其特征在于所述埋地线圈为埋设于路面以下rScm的表面绝缘铜导线，线圈匝数为3-5匝。3.根据权利要求I所述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置，其特征在于所述线圈的形状为矩形。4.根据权利要求I所述的用于山区公路交通參数采集及交通运行状态判别的装置，其特征在于所述信号采集与处理电路包括电容、NPN三极管和光电耦合器，埋地线圈与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟令枢，林培群，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：