压电传感器可以区分差别很小的车辆,这一点使其可与速度相机触发器在固定地点一同使用。通常都安装2条传感器作为一组,有的国家也安装3条(增加了校验)。当轮胎经过传感器时,根据从A到B,再从B到C,最终从A到C的时间,计算出车速。然后对这几个车速进行对比,它们都应在规定的范围内,通常不超过2%。如果车辆超过了规定的时速,前轮经过最后一个传感器时,立刻给车辆拍照,并计算出车速。在第一张照片拍摄后的固定时间进行第二次拍照,这样观测仪可以校验车速。即使在车流量很高的情况下,也可得到各个车道的信息。传感器可以交错安装,以便照相机有稳定的焦点,从而使得照片清晰可读。
通过车速监测既可以对超速车辆罚款,又可以根据车流量建立可变限速标志和可变情报板。在车流量较高时,设置较低的限速;流量较低时,设置较高的限速,建立动态的管理系统,从而实现路面管理智能化。
四.收费站地磅
压电轴传感器的一个应用就是收费站地磅。传感器可以记录高速行驶中车辆的数据。车速较低时,轴传感器与电路的接口很关键,压电传感器对低频信号会衰减,低频衰减由传感器的电容和电路输入阻抗决定。压电轴传感器电路部分的另一个改进就是允许传感器在10米/分钟(0.6公里/小时)的速度时应用。
尽管压电轴传感器能探测出压上传感器然后从传感器上移开的轮胎,但它不能检测静止在传感器上的车辆。在一个非常小的距离内可以同时应用多个传感器。以防止错误的计数,芹改善计数的校验。压电传感器十分适合在收费站自动分类车道上使用,因为在那里车速的变化很大。
压电轴传感器为收费站地磅提供了一个非常有效的优势,压电轴传感器的寿命比普通的电阻式地磅要长得多。由于传感器的固态结构,压电轴传感器没有可移动部分。传感器中可见的变形在微米(um)范围内,而电阻式地磅通常在橡胶套中有几毫米的变形,因此而引入了一个疲劳元件。电阻式传感器寿命为100-500万轴次,而压电传感器却超过1亿轴次。
五.闯红灯拍照
压电轴传感器也可作为闯红灯照相机的触发器。在交叉路口的红灯线前安装两个传感器,传感器与红灯线的最小距离一般为2米。两条传感器的间距为1米或小于1米,可安装在地感线圈的上方,所有数据由前轮采集,在车辆移动6''(150mm)以前完成信号采集,信号采集与速度无关,与车辆类型无关,可在高密度交通流量时使用,照相机控制器与红绿灯控制器相连,以便只在红灯时完成动作。
用两条传感器确定停车线前的车速,如果红灯亮并且车速大于预置值,就会自动拍下第一张照片。第一张照片证明红灯已亮,而且车辆在红灯亮时未超越停车线,并可证明车速及已亮红灯的时间。第二张照片根据车速在这以后固定的时间内拍出,一般来说为1至2秒。第二张照片证明事实上车辆越过了停车线进入交叉路口并闯了红灯。
在美国,因为隐私的缘故,大部分照片都是在汽车尾部拍摄的,然后给车辆开罚单,方式与停车罚单类似。注册的车主会收到罚单,其中包括两张照片,并把车牌照号的部分放大。虽然数码相机已被接受,但大部分系统还是采用35毫米或更大规格的湿胶片来拍摄的。初步证据在采用湿胶片或一次写入多次读取的数码影像方式时对违章者是不利的。这样就防止了对证据进行数码串改。
在美国的马里兰州霍华德县,由于安装了采用压电轴传感器的闯红灯拍照系统,在一年内闯红灯事件减少了53%,只有3.2%提出由法庭审判,90%的法庭审判证明事主违章。在有一个像机的第一个交叉路口,冲突由1992年的15次/年减少到1998年的8次/年。20台像机,发出21000次罚款通知。
六、触发器
选择压电传感器作闯红灯照相机触发器的原因与它们在速度照相机中的应用相同。在照片中可以看到车辆仍在传感器的上方。传感器以有线方式连接到照相机上,将信息具体到某一车道。即使在两条相邻车道上,两辆车紧挨着,传到照相机控制器的数据将是该传感器所在车道的数据。传感器不象固定的雷达装置那样很难区分相邻车辆,因此,压电传感器适用于多车道。收到罚单的人被再确认他们确实是闯了红灯或违反了车速规定,因为他们可以很清楚地看到展现在他们眼前的证据。
七、 交通信息采集和统计(道路监控)
压电轴传感器的应用已扩展成一门技术,并更可靠,价格合理。这项技术起源于美国的联邦高速公路署(FHWA)长期道路性能工程(LTPP)。在这个项目下,部分道路的交通负载,类型和重量被监控,以确定道路的磨损、类型和等级。在这种方式下,通常采用的是周期信息采集,而几乎没有实时的数据采集。
目前,由于我国的高速公路建设尚在起步阶段,有些路段由于超载严重,在设计使用年限之前就过早损坏,造成养护费用上升,多数管理部门将主要精力集中在收费(尤其是不停车收费)标准的制定和系统的技术问题方面。这在目前是必需的,但是随着车流量的增加,道路负荷的加重,交通事故将增加,道路的塞车时间将加长,对道路的破损修复期将缩短,次数将增加,对道路状态的监测将变得越来越重要。
如果将网络技术、视频技术及埋在路面下的地感线圈和压电轴传感器相结合,实现交通信息的短周期采集,将车流量、车轴数、车速、轴距、分类信息,载重量等信息收集并加以分析,由自动化交通信息调查系统对路面负荷给业主提供维护方案,同时也为公路规划、设计、维护和决策提供可靠、全面的数据,加拿大多伦多401高速公路交通管理系统就是一个典型的例子。
在最近五年里,压电轴传感器在性能方面显著地提高,而价格却不断降低。以安装价格来说,它只比感应线圈稍高一些,却比感应线圈多提供许多有效信息,诸如改善了的速度信息,车辆分类等。另外增加了行驶中称重能力以确定和监控车辆的重量。它与感应线圈相结合,将使交通信息的采集更精确更全面。显然,压电轴传感器作为一种技术,应该考虑将其广泛应用于智能运输系统(ITS)中。感器在ITS中的应用
上一页 [1] [2]
本文关键字:传感器 电工文摘,电工技术 - 电工文摘