專利名稱：公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交通運輸工程技術領域。
背景技術：
在我國近二十年的高速公路建設、使用和管理過程中，到目前為止尚沒有一條新建或改擴建高速公路投入使用以后曾積累了長期、完整、系統(tǒng)和詳細的交通荷載與路面使用性能方面的資料，尤其是交通信息資料(交通荷載大小、數(shù)量和分布)。如果交通荷載信息不清楚，對結構使用狀況的任何評判都是片面的。具體落實到路面結構，如果它承受過的和將要承受的荷載大小及其次數(shù)的準確數(shù)量都不清楚，那么對路面狀況的分析、評價及預測都是不可靠的，更談不上為完善設計和修改設計規(guī)范、確定合理的養(yǎng)護對策提供依據(jù)。目前，我國高速公路的通車里程越來越多，由于實際交通荷載與路面設計時的預測相差很大，加之路面材料和施工質量等原因，導致很多路段在遠沒有達到設計使用年限時就發(fā)生結構性破壞，大修時間提前，造成巨大的經(jīng)濟損失和不良社會影響。目前，公路交通信息獲取主要來源于三種渠道固定交調站點、計重收費數(shù)據(jù)、人工觀測，這三種方式都各自存在很大的局限性，并且實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)回傳和分析。固定交調站點沒有真實的荷載信息，人工觀測只能是臨時的并且效率低，不能長期連續(xù)觀測，計重收費數(shù)據(jù)無法分出車道，沒有專門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)。事實上，對公路交通信息遠程實時檢測與分析系統(tǒng)的市場需求是很大的，符合推進管理信息化的要求，符合交通運輸部“國家高速公路網(wǎng)交通量調查觀測站點布局規(guī)劃”的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有公路交通信息獲取方式存在的數(shù)據(jù)獲取不及時、數(shù)據(jù)量有限的問題，尤其實際交通荷載信息采集不及時的問題，本發(fā)明提供了一種能夠實現(xiàn)遠程實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓方煌ㄝd荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)由多個數(shù)據(jù)采集端和中心服務器組成，所述多個數(shù)據(jù)采集端通過3G網(wǎng)絡與中心服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述數(shù)據(jù)采集終端包括3G數(shù)據(jù)傳輸模塊、工控機、數(shù)據(jù)采集卡、信號放大器和一對動態(tài)稱重傳感器，所述每個動態(tài)稱重傳感器的信號輸出端分別與信號放大電路的兩個信號輸入端連接，所述信號放大電路的串行數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字信號輸出端與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線連接，所述工控機上連接有與3G數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述一對動態(tài)稱重傳感器相互平行埋設在同一個車行道的中心位置，并且兩個動態(tài)稱重傳感器相距5-7米。每個數(shù)據(jù)采集終端中還可以包括一對動態(tài)稱重傳感器，所述信號放大電路為多路信號放大電路，該對動態(tài)稱重傳感器的兩個信號輸出端分別連接信號放大電路的兩個信號輸入端；該對動態(tài)稱重傳感器與另一對動態(tài)稱重傳感器埋設在同一個行車道內，并且分別位于該行車道的兩個半幅車道內，位于同一個半幅車道內的兩個動態(tài)稱重傳感器之間相距 5-7米，所有動態(tài)稱重傳感器相互平行設置。所述兩對動態(tài)稱重傳感器的中心之間的距離為2. 5-3. 5米。每個數(shù)據(jù)采集終端還可以包括視頻采集設備和視頻采集卡，所述視頻采集設備的視頻信號輸出端連接視頻采集空的視頻信號采集端，所述視頻采集卡與工控機的并行數(shù)據(jù)總線或者串行數(shù)據(jù)總線連接。所述每個數(shù)據(jù)采集終端中還可以包括車輛檢測器，所述車輛檢測器與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線相連接；所述車輛檢測器的感應線圈埋設在一個行車道的中間位置，所述感應線圈的埋設位置與其相鄰的一個動態(tài)稱重傳感器之間的距離大于M米。每個數(shù)據(jù)采集終端還可以包括一個車輛檢測器，所述車輛檢測器與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線相連接；該車輛檢測器的感應線圈與另一個車輛檢測器的感應線圈埋設于同一個行車道的中間位置，并且與其臨近的動態(tài)稱重傳感器相距大于20米，所述兩個感應線圈沿車行方向分別位于動態(tài)稱重傳感器的兩側，并且相距大于50米，所述兩個車輛檢測器的感應線圈的工作頻率不相同。本發(fā)明所述的公路交通綜合信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了交通綜合信息的實時采集，并通過采用移動通信和互聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)了高速公路交通綜合信息數(shù)據(jù)遠程傳輸，尤其是對車輛荷載情況的實時監(jiān)測，能夠滿足公路交通綜合信息長期、實時監(jiān)測的要求。采用本發(fā)明所述的公路交通綜合信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)為交通管理部門建立信息全面及時的高速公路交通綜合信息數(shù)據(jù)庫提供了可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也為完成高速公路交通綜合信息數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)，進行多項交通數(shù)據(jù)分析工作提供了基礎數(shù)據(jù)。說明書附1是本發(fā)明所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖。圖2是具體實施方式
四所述的一種數(shù)據(jù)采集終端的安裝狀態(tài)示意圖。圖3是具體實施方式
五所述的一種數(shù)據(jù)采集終端的安裝狀態(tài)示意圖。圖4是本發(fā)明中車輛檢測器的感應線圈的形狀示意圖。圖5是本發(fā)明中車輛檢測器的感應線圈的埋設狀態(tài)示意圖。圖6是具體實施方式
二所述的一個數(shù)據(jù)采集終端中的兩對動態(tài)稱重傳感器的分布狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)由多個數(shù)據(jù)采集端和中心服務器組成，所述多個數(shù)據(jù)采集端通過3G網(wǎng)絡與中心服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述數(shù)據(jù)采集終端包括3G數(shù)據(jù)傳輸模塊、工控機、數(shù)據(jù)采集卡、信號放大器和一對動態(tài)稱重傳感器，所述每個動態(tài)稱重傳感器的信號輸出端分別與信號放大電路的兩個信號輸入端連接，所述信號放大電路的串行數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字信號輸出端與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線連接，所述工控機上連接有與3G數(shù)據(jù)傳輸模塊。本實施方式中的數(shù)據(jù)采集終端中的稱重傳感器采用動態(tài)稱重傳感器，實現(xiàn)對高速運行的車輛的動態(tài)稱重功能。
所述一對動態(tài)稱重傳感器相互平行埋設在同一個車行道的中心位置，并且兩個動態(tài)稱重傳感器相距5-7米。該對動態(tài)稱重傳感器與其埋設的路面形成一個整體作為動態(tài)稱重平臺實現(xiàn)對行經(jīng)該稱重平臺的汽車進行稱重。本實施方式中的數(shù)據(jù)采集終端中，采用工控機實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、存儲以及遠程傳輸， 能夠保證每個數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)采集和處理速度。本實施方式中的中心服務器，用于收集所有數(shù)據(jù)采集終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并建立相應的數(shù)據(jù)庫，還可以安裝交通系統(tǒng)的分析軟件，利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對路況進行分析。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)的區(qū)別在于，每個數(shù)據(jù)采集終端還包括一對動態(tài)稱重傳感器，所述信號放大電路為多路信號放大電路，該對動態(tài)稱重傳感器的兩個信號輸出端分別連接信號放大電路的兩個信號輸入端。本實施方式的數(shù)據(jù)采集終端增加了一對動態(tài)稱重傳感器，該對動態(tài)稱重傳感器與另一對動態(tài)稱重傳感器埋設在同一個行車道內，并且分別位于該行車道的兩個半幅車道內，位于同一個半幅車道內的兩個動態(tài)稱重傳感器之間相距5-7米，所有動態(tài)稱重傳感器相互平行設置。兩對動態(tài)稱重傳感器的中心之間的距離為2. 5-3. 5米。圖6所示，是本實施方式所述的數(shù)據(jù)采集終端中的兩對動態(tài)稱重傳感器的分布狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
一和二中所述的動態(tài)稱重傳感器的長度為1米至1. 6米。所述動態(tài)稱重傳感器可以采用壓電式的稱重傳感器，所述壓電式的稱重傳感器中主要使用的壓電材料一種天然晶體，例如石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺等。天然晶體是各向異性的，當沿著一定方向受到機械力作用時，就會產(chǎn)生壓電效應；當機械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)。壓電式傳感器就是根據(jù)這個原理研制的。這種傳感器一般為條狀，可以安裝到狹窄的路面凹槽中，因而很經(jīng)濟。一般采用排列多個傳感器獲得動態(tài)信號平均值，同時計算車速、車輛類型等相關信息。針對該壓電式的稱重傳感器，所述信號放大電路由多個電荷放大器、多路A/D轉換器、信號處理器和內部數(shù)據(jù)存貯器組成，每個稱重傳感器的信號輸出端與一個電荷放大器的信號輸入端連接，多個電荷放大器的信號輸出端分別與多路A/D轉換器的一個模擬信號輸入端連接，所述A/D轉換器的數(shù)字信號輸出端連接信號處理器的信號輸入端，內部數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)地址總線與信號處理器的數(shù)據(jù)地址總線連接。所述壓電式稱重傳感器可以采所以條狀壓電稱重傳感器實現(xiàn)，該種傳感器的性能數(shù)據(jù)見表1。表 權利要求
1.公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，該遠程監(jiān)測系統(tǒng)由多個數(shù)據(jù)采集端和中心服務器組成，其特征在于，所述多個數(shù)據(jù)采集端通過3G網(wǎng)絡與中心服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述數(shù)據(jù)采集終端包括3G數(shù)據(jù)傳輸模塊、工控機、數(shù)據(jù)采集卡、信號放大器和一對動態(tài)稱重傳感器，所述每個動態(tài)稱重傳感器的信號輸出端分別與信號放大電路的兩個信號輸入端連接，所述信號放大電路的串行數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字信號輸出端與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線連接，所述工控機上連接有與3G數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述一對動態(tài)稱重傳感器相互平行埋設在同一個車行道的中心位置，并且兩個動態(tài)稱重傳感器相距5-7米。
2.根據(jù)權利要求1所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，每個數(shù)據(jù)采集終端還包括一對動態(tài)稱重傳感器，所述信號放大電路為多路信號放大電路，該對動態(tài)稱重傳感器的兩個信號輸出端分別連接信號放大電路的兩個信號輸入端；該對動態(tài)稱重傳感器與另一對動態(tài)稱重傳感器埋設在同一個行車道內，并且分別位于該行車道的兩個半幅車道內，位于同一個半幅車道內的兩個動態(tài)稱重傳感器之間相距5-7米，所有動態(tài)稱重傳感器相互平行設置。
3.根據(jù)權利要求2所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，兩對動態(tài)稱重傳感器的中心之間的距離為2. 5-3. 5米。
4.根據(jù)權利要求1所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，每個數(shù)據(jù)采集終端還包括視頻采集設備和視頻采集卡，所述視頻采集設備的視頻信號輸出端連接視頻采集空的視頻信號采集端，所述視頻采集卡與工控機的并行數(shù)據(jù)總線或者串行數(shù)據(jù)總線連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述每個數(shù)據(jù)采集終端還包括車輛檢測器，所述車輛檢測器與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線相連接；所述車輛檢測器的感應線圈埋設在一個行車道的中間位置，所述感應線圈的埋設位置與其相鄰的一個動態(tài)稱重傳感器之間的距離大于M米。
6.根據(jù)權利要求5所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，每個數(shù)據(jù)采集終端還包括一個車輛檢測器，所述車輛檢測器與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線相連接；該車輛檢測器的感應線圈與另一個車輛檢測器的感應線圈埋設于同一個行車道的中間位置，并且與其臨近的動態(tài)稱重傳感器相距大于20米，所述兩個感應線圈沿車行方向分別位于動態(tài)稱重傳感器的兩側，并且相距大于50米，所述兩個車輛檢測器的感應線圈的工作頻率不相同。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的車輛檢測器的感應線圈的形狀是帶有45度倒腳的矩形線圈，所述矩形的兩個邊長分別為1-2米和2-8米，所述線圈有兩條相互平行的邊平行與行車方向。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述感應線圈采用大于或等于1. 5平方毫米的多芯銅線纏繞，當所述感應線圈的面積小于3平方米時，匝數(shù)為4-6匝；當所述感應線圈的面積大于或等于3平方米時，匝數(shù)為3-5匝。
9.根據(jù)權利要求5或6所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述感應線圈的埋設深度位于路面下5mm-10mm。
10.根據(jù)權利要求5或6所述的公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的車輛檢測器的感應線圈的信號傳輸線也埋設在道路內，并且該信號傳輸線為雙絞線； 所述信號傳輸線的互絞大于每米60圈。
全文摘要
公路交通載荷信息實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)涉及交通運輸工程技術領域。它解決了現(xiàn)有公路交通信息獲取方式存在的數(shù)據(jù)獲取不及時、數(shù)據(jù)量有限以及實際交通荷載信息采集不及時的問題。本發(fā)明中的多個數(shù)據(jù)采集端通過3G網(wǎng)絡與中心服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述數(shù)據(jù)采集終端中的每個動態(tài)稱重傳感器的信號輸出端分別與信號放大電路的兩個信號輸入端連接，所述信號放大電路的串行數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字信號輸出端與工控機的串行數(shù)據(jù)總線或并行數(shù)據(jù)總線連接，所述工控機上連接有與3G數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述一對動態(tài)稱重傳感器相互平行埋設在同一個車行道的中心位置。本發(fā)明能夠滿足公路交通綜合信息長期、實時監(jiān)測的要求。
文檔編號G01G19/03GK102542802SQ20111043881
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權日2011年12月23日
發(fā)明者李新凱, 王彩霞, 馬松林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學