压电传感器在智能交通系统中的应用
压电式传感器的发展和应用
压电式传感器的发展和应用摘要:压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面上产生电荷,从而实现非电量测量。
压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等。
压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点,因此,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。
关键字:压电式传感器,压电效应,发展与应用正文:1.压电式传感器的工作原理1.1压电效应压电式传感器是利用电解质的压电效应工作的。
某些晶体,在一定方向受到外力作用是,内部将产生极化现象,相应的在晶体的两个表面产生符号相反的电荷;当外力作用除去时,又恢复到不带电状态。
当外力方向改变时,电荷的极性也随之改变,这种现象称为压电效应。
1.2压电材料压电材料分三类压电晶体,如石英等;压电陶瓷,如钛酸钡、锆钛酸铅等;压电半导体,如硫化锌、碲化镉等。
1.3压电式传感器等效电路右图是压电压电式传感器的等效电路。
当压电传感器中的压电晶体承受被测机械应力的作用时,在它的两个极面上出现极性相反但电量相等的电荷。
其电容量为2.压电式传感器的发展2.1压电式传感器的发展压电传感器技术的发展历程可分为三个阶段。
第一个阶段是60~70年代,传感器以电荷输出为主,测量系统包括压电传感器和以电荷放大器为主的信号适调装置;到了80~90年代中期,出现了IEPE(In Electronics Piezoelectricity)传感器,也被称为低阻抗电压输出传感器,它主要解决了压电信号以高阻抗传输带来的一系列问题;第三阶段是90年代中期至今,即插即用智能TEDS 混合模式接口传感器2.2国内发展现状在我国压电传感器的研究与应用明显落后于世界先进水平,自70年代以来,压电传感器的应用主要是为了满足航天技术发展的需要。
改革开放之后,随着引进国外先进技术和管理经验,国民经济进入快阶段,现代测量技术的发展与应用成为必然。
传感器技术在智能城市交通中的应用
传感器技术在智能城市交通中的应用在当今快速发展的城市中,交通问题一直是人们关注的焦点。
随着科技的不断进步,传感器技术正逐渐成为解决城市交通难题的关键因素。
传感器就如同城市交通系统的“眼睛”和“耳朵”,能够实时感知、收集和传递交通信息,为交通管理和出行者提供准确、及时的数据支持,从而提高交通效率、减少拥堵、提升安全性。
一、传感器技术的类型及工作原理在智能城市交通中,常见的传感器技术包括但不限于以下几种:1、地磁传感器地磁传感器通过检测地球磁场的变化来判断车辆的存在和通过。
当车辆经过时,会对周围的地磁场产生干扰,传感器能够捕捉到这种变化,并将其转化为电信号进行传输。
这种传感器通常安装在道路下方,具有安装方便、不易受环境影响等优点。
2、微波雷达传感器微波雷达传感器利用电磁波的反射原理来检测车辆的速度、距离和位置。
它向道路发射微波信号,当信号遇到车辆时会被反射回来,传感器通过分析反射信号的时间和频率变化,计算出车辆的相关信息。
微波雷达传感器在测速和车辆跟踪方面表现出色。
3、视频图像传感器视频图像传感器通过摄像头采集道路上的图像或视频信息,然后利用图像处理技术对车辆进行识别、跟踪和分析。
这种传感器可以获取丰富的交通数据,如车辆类型、车牌号、交通流量等,但对光照和天气条件较为敏感。
4、超声波传感器超声波传感器通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离。
当超声波遇到障碍物(如车辆)时会被反射,传感器根据反射时间计算距离。
它常用于停车辅助系统和车辆间距检测。
二、传感器技术在交通流量监测中的应用准确的交通流量监测对于城市交通规划和管理至关重要。
传感器技术能够实时获取道路上的车辆数量、行驶速度和方向等信息,为交通管理部门提供决策依据。
例如,地磁传感器可以安装在道路的各个路段,实时监测车辆的通过情况,从而计算出交通流量。
这些数据可以帮助交通管理部门了解道路的拥堵状况,及时调整信号灯时间,优化交通流量分配。
视频图像传感器则可以覆盖较大的区域,同时监测多条车道的交通情况。
传感器技术在智能交通系统中的应用
传感器技术在智能交通系统中的应用在当今科技飞速发展的时代,智能交通系统正逐渐成为改善交通运输效率、安全性和可持续性的关键因素。
而传感器技术作为智能交通系统的核心组成部分,发挥着至关重要的作用。
它就像是交通系统的“眼睛”和“耳朵”,能够实时感知和收集各种交通信息,为交通管理和决策提供有力支持。
传感器技术在智能交通系统中的应用范围十分广泛。
首先,在交通流量监测方面,传感器能够准确地检测道路上车辆的数量、速度和流向等信息。
例如,地磁传感器被安装在道路下方,通过检测车辆对地磁场的干扰来判断车辆的存在和通过情况。
这种传感器不受天气和光线条件的影响,能够提供稳定可靠的交通流量数据。
此外,微波雷达传感器和视频图像传感器也常用于交通流量监测。
微波雷达传感器通过发射微波并接收反射波来测量车辆的速度和距离,而视频图像传感器则通过对道路图像的分析来获取交通流量信息。
这些传感器所收集的数据可以帮助交通管理部门及时了解道路拥堵情况,从而采取有效的交通疏导措施,如调整信号灯时间、发布交通预警信息等。
在车辆识别与跟踪方面,传感器技术同样发挥着重要作用。
车牌识别传感器可以快速准确地读取车辆的车牌号码,为交通执法和车辆管理提供便利。
而基于激光或毫米波雷达的传感器则能够实现对车辆的三维轮廓检测和跟踪,有助于提高自动驾驶和车辆防撞系统的性能。
例如,在高速公路上,车辆之间的安全距离至关重要。
通过雷达传感器实时监测前后车辆的距离和速度,当存在碰撞风险时,车辆的防撞系统会及时发出警报甚至自动采取制动措施,从而有效避免交通事故的发生。
在交通环境监测方面,传感器也大显身手。
气象传感器可以实时监测道路的温度、湿度、降雨量、风速等气象信息,为交通管理部门提供决策依据。
例如,在恶劣天气条件下,如暴雨或大雾,交通管理部门可以根据气象传感器的数据及时调整限速标准,关闭部分道路或采取其他安全措施,以保障行车安全。
此外,空气质量传感器能够监测道路周边的空气质量,为环境保护和交通规划提供参考。
传感器技术在智能交通系统中的应用
传感器技术在智能交通系统中的应用近年来,随着科技的迅速发展,传感器技术在各个领域取得了巨大的突破和应用。
特别是在智能交通系统中,传感器技术的应用正在改变我们的出行方式和交通管理方式。
本文将探讨传感器技术在智能交通系统中的应用,并分析其对交通效率、安全性和可持续性的影响,以及可能面临的挑战和发展方向。
首先,传感器技术在智能交通系统中的最显著应用之一是交通流量监测与管控。
传感器能够感知车辆数量、速度和位置等信息,并通过实时传输和处理这些数据来帮助交通管理者实时监测交通流量情况。
例如,通过在道路上安装传感器,交通管理人员可以实时掌握道路上的车辆数量和速度,从而根据需要调整交通信号灯的时序,优化交通流畅度。
此外,传感器还能够检测交通拥堵、事故和交通违规行为等情况,并及时向相关部门发送警报,提高交通安全性。
其次,传感器技术也在智能公共交通系统中发挥重要作用。
以地铁系统为例,传感器技术可以应用于车站人流量监测、智能票务系统、列车轮轨检测以及车辆故障监测等方面。
通过使用传感器来检测车站和车厢的人流量,交通管理者可以根据需求调整列车发车间隔和站台管理,提高交通运营效率。
同时,传感器还能够实现智能票务系统,实现自动售票、自动安检等功能,提高乘客的出行便利性。
此外,传感器技术还能够通过监测列车和轨道的运行情况,及时检测故障并通知相关维修人员进行修复,提高交通系统的可靠性和可维护性。
除了上述应用外,传感器技术还可以在智能驾驶和智能停车系统中发挥重要作用。
随着自动驾驶技术的迅速发展,传感器技术成为实现智能驾驶的关键技术之一。
通过使用多种传感器(如声纳传感器、雷达传感器、摄像头等),智能汽车可以感知周围环境并作出相应的驾驶决策,实现自动驾驶。
此外,传感器技术还可以应用于智能停车系统,通过感知车位的占用情况和停车位开放信息,提供实时的停车场导航和停车位搜索服务,提高城市停车管理的效率和便利性。
然而,传感器技术在智能交通系统中的应用也面临一些挑战。
传感器技术在智能交通系统中的应用
传感器技术在智能交通系统中的应用随着科技的不断进步,智能交通系统已经成为城市交通管理的必要手段,成为保证人民生命财产安全的重要保障。
作为智能交通系统的关键技术之一,传感器技术的应用越来越广泛。
本文将从不同角度,详细介绍传感器技术在智能交通系统中的应用。
一、路况传感器的应用路况传感器可以采集路面状况、温度、湿度等信息。
智能交通系统通过位置感知、下行控制、用户安全、车路协同等多种方式,将路况信息传递给交通管理部门并反馈给车辆。
采集到的路况信息通过车辆导航系统的分析处理,为车辆提供导航建议,减少车辆行驶中的危险。
例如,当传感器检测到路面温度过低时,系统会及时通知车辆慢行,避免因路面结冰而发生事故。
二、交通流量传感器的应用交通流量传感器可以检测到车辆在道路上的速度和数量。
通过这些传感器,可以了解道路上车流的情况和拥堵程度,为交通管理提供重要数据。
对于城市交通管理而言,了解道路上车流的情况是非常重要的。
当交通拥堵时,系统可以自动调整交通信号,提高交通流量,缓解路面交通压力。
同时,交通管理部门也可以通过实时采集的数据,调整道路规划,提高交通的效率。
三、停车传感器的应用停车传感器可以检测到停车场内车位的空余情况。
通过与车牌识别系统结合,可以提供自动效费和方便的停车体验。
智能停车系统通过传感器监测停车场内的空余车位,将信息公布给司机。
当车主找到预定的车位后,系统会自动为其开启车位闸门。
此外,如果停车场内的汽车过多,管理部门就可以调整系统设置,提高停车位的利用率,减少城市停车难的问题。
四、环境传感器的应用智能交通系统不仅要考虑道路状况和车流量,也要考虑到城市环境等其他因素。
通过环境传感器,可以获得空气质量、噪音等环境数据。
当空气污染达到一定程度时,系统可以向城市管理部门发出提示,进而调整城市环境。
总之,传感器技术在智能交通系统中扮演着重要角色。
随着技术的不断发展,传感器技术将不断精进,在智能交通系统中发挥更加重要的作用。
压电传感器技术在智能装备中的应用
压电传感器技术在智能装备中的应用随着科技的不断发展,智能装备越来越多地出现在我们的生活中。
而压电传感器技术作为传感器技术的一种,也被广泛应用于智能装备中。
本文将从什么是压电传感器、压电传感器的优点以及压电传感器在智能装备中的应用三个方面进行论述,旨在让读者更加了解压电传感器的特性以及智能装备中的应用。
什么是压电传感器?压电传感器是一种测量力、压力、形变或加速度的传感器,它利用了压电效应。
压电效应是指某些晶体在受到应变时会发生电荷分布不平衡的现象。
换句话说,压电传感器是将力量转化为电信号的装置。
压电传感器的优点因为压电传感器转化效率高,所以它的响应速度非常快。
此外,压电传感器小巧轻便,稳定性好,精度高,能够检测到非常微小的力量。
它还可以在极端环境下工作,比如高温、低温、高压和低压环境,因此在各种应用领域都有着广泛的应用。
压电传感器在智能装备中的应用1. 智能机器人因为压电传感器具有高响应速度和精度,它被广泛应用于智能机器人中。
它可以用来检测机器人末端的力量和位置,以及机器人碰撞或遇到障碍时的反应。
这使得机器人能够更加精确地执行操作和更加智能地遇到障碍物时做出正确的决策。
2. 智能家居压电传感器还可以应用于智能家居领域。
它可以用来感应门的开关或锁的状态,也可以锁定或解锁房门。
此外,压电传感器还可以感应窗户的开关或窗户是否关闭。
这些功能可以让智能家居更加智能、安全和节能。
3. 智能医疗压电传感器可以用于医疗器械上,比如血压计、心电图仪和人工耳蜗等。
在这些应用中,压电传感器可以用来测量血压、心率和声音的频率和强度。
由于压电传感器可以检测非常微小的力量,所以它可以更好地检测和量化这些生理参数。
4. 智能交通压电传感器还可以应用于智能交通领域。
它可以测量车辆轮胎和地面的接触力,以便更好地管理和控制交通流量。
在高速公路上,压电传感器可以检测到车流量,并向用户提供实时交通状况。
这让智能交通更加智能、安全和便捷。
传感器技术在智能交通中的应用
传感器技术在智能交通中的应用在当今科技飞速发展的时代,智能交通系统正逐渐成为改善交通运输效率、安全性和环境友好性的关键因素。
而传感器技术作为智能交通系统的核心组成部分,发挥着不可或缺的作用。
传感器就像是智能交通系统的“眼睛”和“耳朵”,能够实时感知和收集各种交通相关的信息。
比如,车辆的速度、位置、行驶方向,道路的路况、车流量、天气条件等等。
这些信息对于交通管理部门进行有效的交通规划、调度和控制至关重要。
首先,我们来看看在交通流量监测方面传感器技术的应用。
传统的交通流量监测方法往往依赖人工计数或者基于视频的监测系统,但这些方法存在着精度不高、容易受到环境影响等问题。
而基于传感器的交通流量监测系统则能够提供更加准确和实时的数据。
例如,地感线圈传感器安装在道路下方,当车辆经过时会引起磁场变化,从而能够精确地检测到车辆的通过,并统计车流量。
微波雷达传感器则可以通过发射微波信号并接收反射回来的信号,来测量车辆的速度和距离,从而实现对交通流量的实时监测。
这些传感器所收集到的数据可以传输到交通控制中心,帮助交通管理人员及时了解道路的拥堵情况,采取相应的措施,如调整信号灯时间、发布交通疏导信息等,以提高道路的通行能力。
在车辆检测和识别方面,传感器技术也有着出色的表现。
车牌识别系统是我们常见的一种应用,它通过摄像头采集车辆的图像,利用图像处理和模式识别技术,自动识别车牌号码。
这不仅方便了停车场的管理,也有助于交通执法部门对违法车辆的追踪和查处。
另外,基于激光雷达和毫米波雷达的车辆检测系统能够在各种天气条件下准确地检测到车辆的位置、形状和速度,为自动驾驶和辅助驾驶系统提供关键的信息。
传感器技术在智能交通中的另一个重要应用是道路状况监测。
道路的平整度、湿度、温度等因素都会影响行车安全和舒适性。
例如,压力传感器可以安装在道路表面,检测车辆通过时对路面的压力分布,从而判断道路是否存在凹陷或凸起等问题。
湿度传感器和温度传感器则能够监测道路的湿度和温度变化,为预防道路结冰、积水等提供预警信息。
传感器技术在智慧交通系统中的应用
传感器技术在智慧交通系统中的应用随着城市交通拥挤、能源消耗和环境污染的加剧,传感器技术在智慧交通系统中的应用越来越受到关注。
传感器技术的特点是可以实时采集交通信息、监控道路情况和改善交通流程,从而提高交通效率和安全性。
本文将探讨传感器技术在智慧交通系统中的应用,并详尽阐述其优缺点。
一、传感器技术在智慧交通系统中的应用传感器技术在智慧交通系统中的应用主要分为两个方面:交通信息采集和交通控制。
1.交通信息采集传感器技术可以实时采集交通信息,如车辆密度、速度、流量和气象等信息。
这些信息可以帮助交通管理部门制定科学的交通规划,提高道路资源利用率和社会经济效益。
此外,传感器技术还可以监控道路情况,便于快速发现道路状况变化,从而进行及时修复和改善道路。
2.交通控制传感器技术可以实现对交通流量的监控和控制,包括车辆、行人和自行车等。
通过传感器的实时采集,可以有效地掌握交通流量状况,制定分时段、分流量的交通控制策略,从而保持道路畅通、缓解交通拥堵。
二、传感器技术在智慧交通系统中的优缺点1.优点(1)实时性高:传感器技术的最大特点是实时采集和传输,能够及时反馈交通状态,为交通管理者提供科学决策依据。
(2)精确性高:传感器技术可以对交通信息进行准确采集,确保所得信息具有高度的精确性和准确性,可以有效减少交通运营的错误率。
(3)维护成本低:传感器技术的安装、调试和维护成本都较低,可以快速部署,并且可以长时间运行,减少运营成本。
(4)智能化高:传感器技术具有自动化与智能化的特点,可以对数据进行处理、分析和归纳,从而实现人工智能的功能,提高交通系统的效率和安全性。
2.缺点(1)安全问题:传感器技术可能会对个人隐私进行侵犯,如采集行车路径等个人信息,需要采取严格的安全措施来保护公民权利。
(2)数据标准化问题:传感器技术可以采集大量的数据,但是标准化问题还存在,需要制定标准化标准,实现不同传感器的数据统一处理和存储。
(3)普及率低:传感器技术的普及率还较低,需要进一步推广和普及,才能够为智慧交通系统提供全面的数据支持。
传感器技术在智能交通系统中的应用研究
传感器技术在智能交通系统中的应用研究在当今社会,随着城市化进程的加速和交通流量的不断增长,交通拥堵、交通事故等问题日益严重,给人们的出行带来了极大的不便,也对城市的可持续发展造成了巨大的挑战。
为了解决这些问题,智能交通系统应运而生。
传感器技术作为智能交通系统的关键组成部分,发挥着至关重要的作用。
传感器技术是一种能够感知、检测和测量物理量、化学量或生物量等信息,并将其转换为电信号或其他易于处理和传输的信号的技术。
在智能交通系统中,传感器技术可以实时获取交通流量、车速、车辆类型、道路状况等信息,为交通管理和控制提供数据支持,从而提高交通系统的运行效率和安全性。
一、智能交通系统中常见的传感器类型1、磁传感器磁传感器主要用于检测车辆的存在和通过。
它们通常安装在道路下方,通过检测车辆对磁场的干扰来判断车辆的位置和行驶方向。
磁传感器具有安装简单、成本低、可靠性高等优点,但检测范围有限,且容易受到外界磁场的干扰。
2、微波雷达传感器微波雷达传感器通过发射微波信号并接收反射信号来测量车辆的速度和距离。
它们可以安装在道路上方或路边,能够同时检测多个车辆,并且不受天气和光照条件的影响。
然而,微波雷达传感器的成本相对较高,且在检测近距离车辆时精度可能会有所下降。
3、视频传感器视频传感器通过摄像头拍摄道路图像,并利用图像处理技术对图像进行分析,以获取交通信息。
视频传感器可以提供丰富的交通数据,如车辆的位置、形状、颜色等,但对光照和天气条件较为敏感,图像处理算法的复杂度也较高。
4、激光雷达传感器激光雷达传感器通过发射激光束并测量反射光的时间和强度来生成高精度的三维点云数据,从而实现对车辆和周围环境的精确感知。
激光雷达传感器具有测量精度高、分辨率高、抗干扰能力强等优点,但成本较高,目前在智能交通系统中的应用相对较少。
二、传感器技术在智能交通系统中的应用1、交通流量监测通过在道路上安装传感器,可以实时监测交通流量的大小和变化趋势。
传感器在智能交通中的应用研究
传感器在智能交通中的应用研究在当今科技飞速发展的时代,智能交通系统正逐渐成为改善交通运输效率、安全性和可持续性的关键因素。
而传感器作为智能交通系统中的“眼睛”和“耳朵”,发挥着至关重要的作用。
它们能够实时感知和收集交通相关的数据,为交通管理、规划和出行者提供有价值的信息,从而实现更智能化、高效化的交通运行。
传感器在智能交通中的应用范围十分广泛。
首先,在车辆自身的智能化方面,各类传感器如速度传感器、加速度传感器、压力传感器等,能够实时监测车辆的运行状态。
速度传感器可以精确地测量车辆的行驶速度,加速度传感器则能感知车辆的加速和减速情况,压力传感器可用于监测轮胎的气压,这些数据对于车辆的性能优化、故障诊断以及安全驾驶都具有重要意义。
例如,当轮胎气压过低时,压力传感器会及时发出警报,提醒驾驶者采取措施,避免因轮胎问题导致的交通事故。
在道路交通监测方面,传感器更是大显身手。
地磁传感器被广泛应用于检测道路上车辆的存在和通过情况。
它们安装在道路下方,通过感知车辆对地磁场的干扰来判断车辆的通行状态。
这种传感器具有安装简便、不易受天气影响等优点,能够为交通流量监测提供准确的数据。
视频传感器则通过摄像头捕捉道路上的图像信息,不仅可以统计车辆数量,还能识别车辆类型、车牌号码等详细信息。
这些视频数据在交通执法、拥堵分析以及智能收费等领域发挥着重要作用。
例如,在高速公路的电子不停车收费系统(ETC)中,视频传感器能够准确识别车辆的车牌和车型,实现快速、准确的收费。
此外,环境传感器在智能交通中也不可或缺。
气象传感器能够实时监测天气状况,包括温度、湿度、风速、降雨量等。
这些信息对于交通管理部门制定合理的交通策略至关重要。
例如,在恶劣天气条件下,如暴雨或大雾,交通管理部门可以根据气象传感器提供的数据,及时调整限速、封闭道路或发布预警信息,以保障交通安全。
空气质量传感器则可以监测道路周边的空气质量,为评估交通对环境的影响以及采取相应的减排措施提供依据。
传感器技术在交通监测中的应用探讨
传感器技术在交通监测中的应用探讨在当今快节奏的社会中,交通系统的高效运行对于经济发展和人们的日常生活至关重要。
为了实现交通的智能化管理和优化,传感器技术发挥着不可或缺的作用。
传感器能够实时收集各种交通数据,为交通监测和决策提供有力支持。
传感器技术的类型多种多样,在交通监测中常见的包括电磁感应传感器、压电传感器、微波传感器、视频图像传感器等。
电磁感应传感器通常被安装在道路下方,通过检测车辆通过时引起的磁场变化来计算车流量、车速等信息。
这种传感器具有安装方便、成本较低的优点,但在准确性和稳定性方面可能存在一定局限。
压电传感器则是利用压电材料的特性,当车辆驶过传感器时,产生的压力会转化为电信号。
它能够较为准确地测量车辆的重量和车速,对于超载监测等应用具有重要意义。
微波传感器通过发射微波并接收反射波来检测车辆的存在和运动状态。
它不受天气和光照条件的影响,具有较远的检测距离和较大的覆盖范围,适用于高速公路等场景。
视频图像传感器是通过摄像头获取道路的图像信息,然后利用图像处理技术分析车辆的行为和交通状况。
这种传感器能够提供直观、丰富的交通数据,但对计算资源和图像处理算法的要求较高。
传感器技术在交通监测中的应用十分广泛。
在交通流量监测方面,传感器可以实时收集车流量、车速等数据,帮助交通管理部门了解道路的拥堵情况,从而及时采取措施进行疏导。
例如,在高峰时段,可以根据流量数据调整信号灯的时长,优化路口的通行效率。
在交通安全监测方面,传感器能够检测到车辆的异常行为,如超速、逆行、违规变道等,并及时发出警报。
这有助于减少交通事故的发生,保障道路使用者的生命财产安全。
在智能交通系统中,传感器技术更是核心组成部分。
例如,车辆自动驾驶需要依靠各种传感器来感知周围环境,包括激光雷达、毫米波雷达、摄像头等,以实现准确的定位、障碍物识别和路径规划。
此外,传感器技术还可以用于交通设施的状态监测。
比如,对桥梁的振动、应变进行监测,提前发现潜在的结构问题,保障桥梁的安全运行。
传感器技术在智能交通中的应用
传感器技术在智能交通中的应用在当今科技飞速发展的时代,智能交通系统正逐渐成为改善交通运输效率、安全性和可持续性的关键。
而传感器技术作为智能交通系统的重要组成部分,发挥着不可或缺的作用。
它就像智能交通的“眼睛”和“耳朵”,实时感知和收集各种交通信息,为交通管理和决策提供有力支持。
传感器技术能够对交通流量进行精确监测。
传统的交通流量监测方法往往存在误差较大、数据不及时等问题,而先进的传感器,如地磁传感器和微波传感器,能够准确地检测车辆的通过和停留,实时获取道路上的车流量、车速等关键数据。
这些数据对于交通管理部门优化信号灯控制、调整道路规划以及预测交通拥堵具有重要意义。
比如,在城市的主干道上,通过安装地磁传感器,交通管理系统可以根据实时车流量自动调整信号灯的时长,减少车辆等待时间,提高道路通行能力。
在交通安全方面,传感器技术同样大显身手。
车辆上安装的各种传感器,如碰撞传感器、制动传感器等,能够实时监测车辆的运行状态。
当车辆面临碰撞危险时,碰撞传感器能够迅速感知并触发安全气囊等保护装置,最大程度地减轻事故造成的伤害。
此外,道路上的视频传感器和雷达传感器可以对车辆的行驶轨迹进行监测,及时发现异常驾驶行为,如超速、违规变道等,并向驾驶员发出警示,从而有效预防交通事故的发生。
传感器技术还在智能停车管理中发挥着重要作用。
城市停车难一直是困扰人们出行的一个难题。
通过在停车场安装车位传感器,能够实时监测车位的占用情况,并将信息传输到云端,驾驶员可以通过手机应用程序提前了解目的地附近停车场的空位信息,快速找到停车位,避免了在道路上盲目寻找车位造成的交通拥堵。
同时,车位传感器还可以实现自动计费和无感支付,提高了停车场的管理效率和用户体验。
交通环境监测也是传感器技术的一个重要应用领域。
空气质量传感器、噪音传感器等能够实时监测道路周边的环境质量,为交通规划和环保政策的制定提供依据。
例如,在空气质量较差的区域,可以采取限制车辆通行、推广新能源车辆等措施,以减少交通对环境的污染。
智能传感器在智能交通中的应用
智能传感器在智能交通中的应用在当今科技飞速发展的时代,智能交通系统正逐渐成为改善交通状况、提高出行效率和保障交通安全的重要手段。
而智能传感器作为智能交通系统的关键组成部分,发挥着不可或缺的作用。
智能传感器是一种能够感知环境信息,并将其转换为电信号或其他可测量形式的装置。
它们具有高精度、高可靠性、实时性和智能化等特点,能够为智能交通系统提供准确、及时的数据支持。
在智能交通中,智能传感器的应用非常广泛。
其中,车辆检测传感器是最为常见的一种。
例如,地磁传感器可以安装在道路下方,通过检测车辆对地磁场的干扰来判断是否有车辆经过,并获取车辆的行驶速度、停留时间等信息。
这种传感器安装方便,不易受到天气和光照等因素的影响,能够为交通管理部门提供准确的交通流量数据,以便合理调整信号灯时间,优化交通流量。
另外,视频传感器也是智能交通系统中重要的一环。
通过摄像头拍摄道路画面,利用图像识别技术,能够实时监测车辆的行驶轨迹、车型、车牌号码等信息。
这些数据不仅可以用于交通流量统计和违法抓拍,还能为智能交通诱导系统提供依据,帮助驾驶员选择最优的行驶路线,避免交通拥堵。
在高速公路上,微波雷达传感器被广泛应用于车辆速度检测和车距测量。
它能够准确地测量车辆的速度,并及时发现超速行驶的车辆。
同时,通过监测车辆之间的距离,当车距过小时可以发出预警,有效预防追尾事故的发生。
智能传感器在智能交通中的应用,还体现在交通设施的监测方面。
例如,桥梁上安装的应变传感器可以实时监测桥梁的受力情况,及时发现桥梁结构的潜在问题,保障桥梁的安全运行。
道路上的温度传感器和湿度传感器能够监测路面的状况,为道路养护部门提供数据支持,以便及时采取措施防止路面结冰、积水等情况,提高道路的安全性。
此外,智能传感器在智能公交系统中也发挥着重要作用。
公交车上安装的定位传感器可以实时获取车辆的位置信息,通过与智能调度系统相结合,实现公交车辆的精准调度,减少乘客的等待时间,提高公交服务的质量和效率。
智能传感器在智能交通中的应用
智能传感器在智能交通中的应用在当今科技飞速发展的时代,智能交通已经成为了城市发展的重要组成部分。
而智能传感器作为智能交通系统中的关键元素,正发挥着越来越重要的作用。
它们就像是交通系统的“眼睛”和“耳朵”,实时感知和收集各种交通信息,为交通管理和出行服务提供了有力的支持。
智能传感器是什么呢?简单来说,智能传感器是一种具有信息处理功能的传感器。
它不仅能够感知物理量,如温度、压力、速度等,还能够对这些感知到的信息进行处理和分析,然后将有价值的信息传输给相关的系统或设备。
在智能交通领域,常见的智能传感器包括摄像头、雷达、地磁传感器、超声波传感器等。
首先,让我们来看看摄像头在智能交通中的应用。
道路上的摄像头可以实时拍摄车辆和行人的图像,通过图像识别技术,能够准确地识别车辆的类型、车牌号码、车辆颜色等信息。
这些信息对于交通管理部门来说非常重要,比如在追查交通违法、寻找失踪车辆等方面都能发挥巨大的作用。
此外,摄像头还可以用于监测交通流量,通过对拍摄画面的分析,计算出道路上车辆的数量和行驶速度,为交通信号灯的智能控制提供依据。
雷达也是智能交通中常用的传感器之一。
它通过发射电磁波并接收反射回来的信号,来测量目标物体的距离、速度和方位等信息。
在高速公路上,雷达常常被用于测速,一旦车辆超速,就能及时被发现并记录下来。
同时,雷达还可以用于车辆防撞系统,当检测到与前车的距离过近且存在碰撞危险时,会向驾驶员发出警报,甚至自动采取制动措施,有效避免交通事故的发生。
地磁传感器则主要用于检测车辆的存在和停留时间。
它通过感知车辆对地磁场的影响来判断是否有车辆停在某个位置。
这种传感器通常被安装在道路停车位上,能够实时掌握车位的使用情况,并将信息传输给停车管理系统,方便驾驶员查找空闲车位,提高停车效率。
超声波传感器在智能交通中的应用也不容忽视。
它通过发射超声波并接收回波来测量距离,常用于车辆的倒车雷达和自动泊车系统中。
当车辆倒车时,超声波传感器能够检测到车辆后方的障碍物,并及时向驾驶员发出警示,帮助驾驶员安全倒车。
电压互感器在智能交通系统中的应用
电压互感器在智能交通系统中的应用随着城市化进程的加快和人口规模的不断增长,智能交通系统作为一种先进的交通管理方式受到了广泛关注和应用。
其中,电压互感器作为智能交通系统中的重要组成部分,在实现交通信息的采集、分析和监控等方面发挥着重要作用。
本文将详细介绍电压互感器在智能交通系统中的应用,并探讨其优势和未来发展趋势。
智能交通系统是运用先进技术和信息通信技术,对城市道路交通进行智能化管理和控制,以提高交通效率、优化交通管理、减少交通事故和缓解交通拥堵。
在智能交通系统中,电压互感器主要负责交通信号灯控制、交通密度监测以及交通管理等方面。
首先,电压互感器在交通信号灯控制方面发挥着重要作用。
通过安装在交通信号灯上的电压互感器,可以实时监测交通信号灯的电压变化情况,并将数据传输到交通中心。
交通中心可以根据这些数据调整交通信号灯的定时器和频率,从而实现对交通信号灯的智能控制。
通过电压互感器的应用,可以减少车辆等待时间,提高道路交通的流畅性和效率。
其次,电压互感器在交通密度监测方面也具有重要作用。
通过安装在道路上的电压互感器,可以实时监测车辆的通过情况,包括车辆的数量、速度以及车流密度等信息。
这些数据可以帮助交通管理部门分析道路交通的状况,及时采取相应的措施,如调整交通信号灯、增加交通警力等,以确保道路交通的安全和顺畅。
此外,电压互感器还可以用于交通管理方面。
通过安装在交通标志牌、路障等设施上的电压互感器,可以实时监测设施的状态,如是否倾斜、损坏或被非法移动等。
这些数据可以传输到交通中心,交通管理部门可以根据这些数据及时采取相应的维修和管理措施,以保障交通设施的正常运行和安全性。
在智能交通系统中,电压互感器的应用还有其他一些方面。
比如,在智能停车系统中,电压互感器可以通过监测停车场的电压变化情况,实时获取停车位的使用情况,从而提供给用户准确的停车位信息。
此外,电压互感器还可以与其他传感器结合,如温度传感器、湿度传感器等,共同实现对道路交通的全方位监测和管理。
传感器技术在智能交通中的创新应用
传感器技术在智能交通中的创新应用在当今快节奏的社会中,交通系统的高效运行对于人们的日常生活和经济发展至关重要。
随着科技的不断进步,传感器技术作为智能交通领域的关键支撑,正发挥着越来越重要的作用。
它不仅为交通管理提供了更精准的数据,还为出行者带来了更便捷、更安全的出行体验。
传感器技术就像是智能交通系统的“眼睛”和“耳朵”,能够实时感知和收集道路交通中的各种信息。
比如车辆的速度、流量、位置,道路的状况,环境的温度、湿度等等。
这些数据对于优化交通流量、提高交通安全、减少环境污染都具有重要意义。
在智能交通中,常见的传感器类型有很多。
其中,地磁传感器是一种常用的设备,它可以检测车辆是否存在以及车辆的停留时间。
通过在道路上安装地磁传感器,交通管理部门能够准确掌握道路的使用情况,从而合理调整信号灯的时长,提高道路的通行效率。
另外,微波雷达传感器也是智能交通中的“得力干将”。
它能够测量车辆的速度和距离,并且不受天气和光照条件的影响。
在高速公路上,微波雷达传感器可以实时监测车辆的行驶速度,一旦发现超速行为,及时通知交通执法部门进行处理,有效保障了行车安全。
还有视频传感器,它通过摄像头采集道路图像信息,然后利用图像处理技术对车辆、行人等进行识别和分析。
视频传感器不仅可以用于交通流量监测,还能在交通事故发生时,为事故的调查和处理提供有力的证据。
除了上述常见的传感器类型,近年来一些新型传感器技术也在智能交通中崭露头角。
例如,基于物联网技术的传感器网络,通过多个传感器节点的协同工作,实现对大范围交通区域的全面监测。
这种传感器网络可以将收集到的数据实时传输到交通控制中心,为交通决策提供更加全面和准确的依据。
传感器技术在智能交通中的应用场景非常广泛。
在交通流量监测方面,传感器可以实时收集道路上车辆的数量、速度和流向等信息。
这些数据经过分析处理后,能够帮助交通管理部门及时调整信号灯的配时方案,优化道路的通行能力,减少交通拥堵。
工程学中的智能交通系统
工程学中的智能交通系统随着城市化的飞速发展,人类对交通运输的需求越来越高。
然而,城市化也带来了交通拥堵、安全问题等一系列挑战,而智能交通系统应运而生。
工程学中的智能交通系统是通过传感器、通信、计算机技术以及人工智能等多种技术手段,实现对交通状态的感知、预测、监控、调度和管理,以提高道路安全性和交通效率,缓解交通拥堵。
一、智能交通系统的传感器技术智能交通系统中的传感器技术是其中其中的重要组成部分。
传感器可以用于实时监测路面交通状况,比如车流量、车速、路面湿滑等等。
智能交通系统中的光电传感器、磁力传感器、超声波传感器、激光雷达以及压电传感器都可以被用来检测交通状态。
以光电传感器为例,其主要是通过人工光束向路面照射,然后再通过接收器接收返回的光信号来监测交通状态。
光电传感器可以监测车辆速度、车道行驶状况、交通流量等等。
传感器适用于繁忙的交通路段,实时检测并分析道路交通状况,有利于实时预警,有效减少交通事故。
二、智能交通系统的数据分析和决策智能交通系统的数据分析和决策是其核心部分。
利用人工智能技术、机器学习技术、模糊逻辑等技术,对交通数据进行快速分析和精准预测,更好地指导交通决策制定。
在数据分析方面,智能交通系统可以快速处理接收到的数百万条数据,如车速、车流量、航班信息、天气预警等等。
通过对这些数据进行分析,可以实现交通路段的实时诊断,比如发现交通拥堵状况以及对路段拥堵情况进行实时预测。
同时,智能交通系统还可以基于历史数据和当前数据,对交通运输进行预测,帮助交通管理者更好地制定决策。
三、智能交通系统在城市规划中的应用智能交通系统可应用于城市治理与公共安全中。
可以通过人工智能技术,实现警告预测,保护道路、公共场所和城市居民的安全。
当出现新的安全威胁情况时,例如:火灾、交通拥堵,智能交通系统可以自动感应相关信息,并在第一时间通知相关救援人员。
此外,智能交通系统在城市规划中也发挥着重要的作用。
城市交通规划决策者可以通过智能交通系统对道路拥堵、车辆通行状况等信息进行精准分析,从而为交通路网优化做出相应决策和规划。
压电传感器在智能交通系统中的应用
传感器原理及工程应用设计(论文)压电传感器在智能交通系统中的应用摘要共聚物PVDF压电薄膜轴传感器,以及压电石英晶体动态称重传感器,已在世界许多国家的智能高速公路管理系统、动态公路车辆称重系统、高速公路超限监测预选、桥梁超载报警、遂道保护和自动电子收费系统中得到广泛应用。
压电薄膜轴传感器和压电石英称重传感器,其动态响应速度之快,测量与监控参数之多,安装、调试、使用之方便,是以传统电阻应变式称重传感器为基础的各种动态称重系统无法比拟的。
关键词:压电传感器压电石英传感器压电薄膜轴传感器智能交通系统目录摘要 (I)前言 (III)1.绪论 (1)2.压电传感器的基本原理及其分类 (2)2.1压电传感器的基本原理 (2)2.2压电传感器的分类 (2)2.3压电传感器的特点 (2)2.4压电传感器的应用范围 (2)3.压电石英称重传感器 (6)3.1压电石英传感器的发展历程 (6)3.2石英晶体的压电效应 (6)3.2石英晶体的压电效应 (6)3.3压电石英称重传感器的工作原理 (7)3.4压电石英称重传感器的结构与特点 (9)3.5压电石英称重传感器在动态公路车辆称重中的应用 (10)4. 压电薄膜轴传感器 (12)4.1压电薄膜轴传感器的发展历程及其特点 (12)4.2共聚物压电薄膜的压电效应与特性参数 (12)4.3PVDF压电薄膜轴传感器的检测原理与技术性能 (13)4.4共聚物PVDF压电薄膜轴传感器的应用 (14)结论 (I)参考文献 (I)前言目前,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。
电子传感器在现代交通技术中的应用
电子传感器在现代交通技术中的应用发表时间:2011-12-07T14:02:52.937Z 来源:《时代报告》2011年9月上期供稿作者:邵家峰[导读] 客户可以从终端随时调取违章图像进行核实确认,包括时间地点都有详细记录。
邵家峰(河南省永城市广播电视局河南商丘 476600)中图分类号:TP212.9 文献标识码:A 文章编号:41-1413(2011)09-0000-01摘要:本文从对传感器的认识为切入点,由浅入深介绍了传感器种类及压电传感器的检测原理。
通过压电传感技术、计算机技术和视频技术相结合,论述压电传感器在智能交通系统中的重要作用。
一、引言在科技飞速发展的今天,传感器技术已被应用到现代生活的各个领域中。
从大的方面如工业生产、航天探测、军事国防、医疗卫生、生物科学,小的方面如洗衣机、电冰箱、防盗报警器等。
传感技术越来越受到人们的高度重视,已发展成为一种专门的技术科学。
传感器技术在发展经济,推动社会进步中,越来越发挥着更多的作用。
文介绍了压电传感器的检测原理,压电传感技术与网络技术和视频技术相结合可以实现对车轴数、车速、轴距、行驶中车辆载重量的信息进行收集并加以分析,从而在智能交通系统中发挥重大作用。
<<隐藏二、对传感器的认识在日常生活中,我们可能常常有这样的经历。
当您走近自动门时,门会自动开关;当我们靠近危险设施时,警报会自动响起;当夜晚我们走在楼梯时,电灯会自动点亮……这些现象这都是由于传感器在起作用。
再比如在我们的办公大楼和宾馆的房间,都安装有自动烟雾报警系统,当房间失火或出现烟雾时它能自动报警,并自动开启喷淋系统,同时通过自动警报系统拨通火警电话,告知消防部门火灾位置,这个安装在天花板上的小盒子就是烟雾传感器。
可见传感器就是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
它不仅能够探测外界所给出的力、温度、光、声、等物理条件,还可以接受物理或化学变量(输入变量)形式的信息。
传感器应用于智能交通系统中
传感器应用于智能交通系统中智能交通系统作为现代交通管理的重要组成部分,不仅提高了交通运输的效率,还提供了更安全、更便捷的出行体验。
传感器是智能交通系统中不可或缺的关键技术之一,它们能够实时监测交通状况并提供数据支持,从而使交通系统能够更加智能化地进行管理。
本文将介绍传感器在智能交通系统中的应用以及带来的好处。
首先,传感器在智能交通系统中的应用广泛而多样。
其中最常见的是交通流量传感器。
交通流量传感器能够准确计算通过道路、桥梁和隧道等交通节点的车辆数量,并根据这些数据进行交通流优化。
此外,还有一些其他类型的传感器,例如:车辆识别传感器、雷达传感器、摄像头等等。
车辆识别传感器能够根据车牌号码或车辆特征识别出车辆的类型和所有者,从而实现各种交通管理功能。
雷达传感器则用于探测并跟踪车辆、行人等目标的位置和速度。
摄像头则提供了监控和视频分析功能,能够实时捕捉交通违法行为和交通事故,为交通管理人员提供决策依据。
传感器在智能交通系统中的应用带来了许多好处。
首先,传感器能够实现交通系统的实时监测和调度。
通过交通流量传感器等传感器的数据,智能交通系统能够实时掌握道路交通状况,根据交通流量调整信号灯的时序,优化道路通行能力,减少交通拥堵。
其次,传感器能够提高交通安全。
车辆识别传感器、雷达传感器和摄像头等传感器的应用,能够检测和预防交通违法行为,降低交通事故发生的概率,保障交通参与者的安全。
再次,传感器也能够提高交通系统的管理效率。
以车辆识别传感器为例,它能够自动识别车辆的类型,从而实现道路收费和交通管理等功能,减少人力投入,提高管理效率。
最后,传感器还能够提供数据支持,为交通分析和决策提供科学依据。
传感器的数据可以用于交通模型的建立和优化,为交通规划、决策者提供决策支持和建议。
然而,传感器在智能交通系统中也面临着一些挑战和问题。
首先是数据处理和存储的问题。
传感器不断产生的大量数据,需要能够及时收集、处理和存储,以便后续分析和应用。
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传感器原理及工程应用设计(论文)压电传感器在智能交通系统中的应用摘要共聚物PVDF压电薄膜轴传感器,以及压电石英晶体动态称重传感器,已在世界许多国家的智能高速公路管理系统、动态公路车辆称重系统、高速公路超限监测预选、桥梁超载报警、遂道保护和自动电子收费系统中得到广泛应用。
压电薄膜轴传感器和压电石英称重传感器,其动态响应速度之快,测量与监控参数之多,安装、调试、使用之方便,是以传统电阻应变式称重传感器为基础的各种动态称重系统无法比拟的。
关键词:压电传感器压电石英传感器压电薄膜轴传感器智能交通系统目录摘要 (I)前言 (III)1.绪论 (1)2.压电传感器的基本原理及其分类 (2)2.1压电传感器的基本原理 (2)2.2压电传感器的分类 (2)2.3压电传感器的特点 (2)2.4压电传感器的应用范围 (2)3.压电石英称重传感器 (6)3.1压电石英传感器的发展历程 (6)3.2石英晶体的压电效应 (6)3.2石英晶体的压电效应 (6)3.3压电石英称重传感器的工作原理 (7)3.4压电石英称重传感器的结构与特点 (9)3.5压电石英称重传感器在动态公路车辆称重中的应用 (10)4. 压电薄膜轴传感器 (12)4.1压电薄膜轴传感器的发展历程及其特点 (12)4.2共聚物压电薄膜的压电效应与特性参数 (12)4.3PVDF压电薄膜轴传感器的检测原理与技术性能 (13)4.4共聚物PVDF压电薄膜轴传感器的应用 (14)结论 (I)参考文献 (I)前言目前,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。
针对这种现象本文介绍了美国MSI公司研制的共聚物PVDF压电薄膜轴传感器,以及瑞士Kastler(奇石乐)公司研制的压电石英晶体动态称重传感器,已在世界许多国家的智能高速公路管理系统、动态公路车辆称重系统、高速公路超限监测预选、桥梁超载报警、遂道保护和自动电子收费系统中得到广泛应用。
压电薄膜轴传感器和压电石英称重传感器,其动态响应速度之快,测量与监控参数之多,安装、调试、使用之方便,是以传统的电阻应变式称重传感器为基础的各种动态称重系统无法比拟的。
1. 绪论新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。
在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,通常人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。
而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。
为适应这种情况,就需要传感器,传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
传感器种类繁多,可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等[1]。
20世纪90年代公路车辆轴载超限越来越严重,已成为世界难题。
在公路车辆轴载超载预判,桥梁超载报警和轴载动态称重计量中,迫切需要体积小、高度低、重量轻,刚度大,固有频率高,动态范围广,灵敏度高的动态称重传感器和动态公路车辆称重系统。
其中物理传感器中的压电传感器就具备上述特点,近年来在智能交通系统中的应用越来越广泛。
2. 压电传感器的基本原理及其分类2.1 压电传感器的基本原理压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。
所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时,由于内部电荷的极化现象,会在其表面产生电荷的现象。
2.2 压电传感器的分类压电材料可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。
压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。
其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等[2]。
在智能交通系统中具有代表性的传感器有:压电石英传感器和压电薄膜轴传感器。
2.3 压电传感器的特点无源传感器:可在前置放大器前长距离传送而不需要供电。
寿命长: 超过4千万次ESAL(等效单轴负载)安装质量好可达一亿次(ESAL)。
大信号: 200公斤轮载,在55英里速度行驶时,输出最小250mV信号。
动态特性好: 可测自行车,摩托车,小汽车及重型货车。
高信噪比:传感器的扁平结构即宽厚比为6:1使非受力方向的躁声最小。
包括路面躁声和相邻车道车辆的躁声最小。
最小的路面破坏:安装切口仅为19mmx19mm。
并可与路面轮廓一致.易搬运:盘卷在600mmx600mm的纸盒内, 卷曲直径不小于300mm就不会损坏。
2.4 压电传感器的应用范围压电传感器主要应用于行驶中称重(WIM),车辆分类统计,计轴数,测轴距,车速监测,闯红灯拍照,泊车区域监控,收费站地磅,交通信息采集和统计(道路监控)以及机场滑行道。
2.4.1 行驶中称重(WIM)在美国、巴西、德国、日本和韩国有大量应用,其主要用途是高速公路车辆超重超载监测的预选和桥梁超载警告系统,既判断正在高速行驶中的车辆,尤其是驶过桥梁的车辆是否超载,由视频系统拍下车牌号记录在案,然后再由执法机构用精度较高的低速称重系统判断超载量并根据超载量罚款。
2.4.2 车辆分类统计压电传感器的主要用途是车型分类,车速数据可被转换为可靠的分类数据。
不同的国家使用不同的分类表对车辆分类。
在美国,FHWA把车辆定义为从摩托车到多用途拖车的13种类型(见高速公路动态称重(WIM)系统的标准规范及用户要求与试验方法ASTMl318-94)。
车辆的类型是根据轴数和轴距确定的。
轴距:由于车速在3米或小于3米的距离内基本上是均速,用车轴经过传感器时建立的信号时间差乘以车速,就得出轴距。
轴数:由于传感器是检测压过轮胎的力,因此即使在车量靠得很近时也很容易测出轴数,但在车流密集、低速及车型相似时,不能区分所计轴数是同一辆车还是两辆车,而电感线圈不能计轴数,因而用电感线圈+压电传感器的方案既可测得轴数又可测得车数。
配置方案既可以是传感器+线圈+传感器,也可以是线圈十传感器十线圈,为获取车速信号进行其它计算,两个方案都可以,但前一个配置较好。
轮距:有些国家如南韩,车辆的分类需要检测轮距,我国车辆的种类很多,存在同轴距不同轮距的问题,如解放车和黄河车,其载重能力的差别很大。
如果检测器能分辨轮距,将增加系统的覆盖率和准确性。
将传感器以一定角度斜埋可解决这个问题。
轮胎数:其他国家车辆分类的标准,如巴西是以双轮胎作为等级划分标准的。
为了探测双轮胎,通常在与车流方向成一定角度(一般是30度到45度)再加装一个传感器。
当双轮胎经过斜埋的传感器时,会产生一个双峰脉冲,通过电路的处理可识别双轮胎信号。
垂直车流安装的传感器仍用来正常探测车速,轴数,并与斜埋传感器计数进行比较。
根据交通部发布的“超限运输车辆行驶公路管理规定”,动态称重系统应具备识别单、双轮胎的能力,通过斜埋压电轴传感器就可解决这个问题。
由于车流量的快速增长,ETC(电子不停车收费系统)成为业内人士关注的焦点。
我国一直采用的是按吨位和按客车座位数分类,现在国内行驶的车辆种类复杂,按这种分类法在ETC系统中引入自动分类十分困难。
按轴距和轴数分类,再考虑载重,应是比较合理的方法。
建立合理的分类标准是解决ETC 问题的关键。
2.4.3 车速监测通常在每条车道上安装两条传感器,这便于分别地采集每条车道的数据。
使用两个传感器可计算出车辆的速度。
当轮胎经过传感器A时,启动电子时钟,当轮胎经过传感器B时,时钟停止。
两个传感器之间的距离一般是3米,或比3米短一些(可根据需要确定)。
传感器之间的距离已知,将两个传感器之间的距离除以两个传感器信号的时间周期,就可得出车速。
根据德国PTB的报告,在汽车以200公里/小时的匀速行驶时,测量精度可达到1%。
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。
2.4.4 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。
2.4.5 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。