CN104103182A - 道路及通行条件信息采集装置 - Google Patents

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赵辉
韩统
翁兴伟
张蕾
罗寰
李牧东
蚩军祥
封普文
蔡亚伟
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Xi'an nano electronic technology Co., Ltd.
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张蕾
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Abstract

道路及通行条件信息采集装置，其包括能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪，能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪均与处理器相连；发明的有益效果是，能够实现环境状况实时测量，环境能见度值和路面积水、积冰、积雪等状况，实时同步修改限速标志指示牌限速值和超速抓拍参数，从而实现根据环境状况，严格将行车速度控制在安全可控的范围内，大大降低高速交通事故频发的局面。解决了由于因环境变化，车速标志指示牌指示值固定不变，原本安全的行车速度不再安全，造成交通事故频发，只能采取“封路”的措施来降低交通事故的问题。

Description

道路及通行条件信息采集装置
技术领域
本发明属于交通管理技术领域，具体涉及道路及通行条件信息采集装置。
背景技术
目前我国高速交通迅猛发展，高速里程不断增加，同时环境状况进一步恶劣，大雾、雾霾、风沙扬尘、大雪等天气出现频率居高不下，加之交管部门没有相关设备能够实现对能见度、路面状况(如积水、积冰、积雪量)的测试，而参考的行车速度指示牌固定不变，高速交通因不具备根据天气具体状况实时修改限速指示，造成高速交通事故频发的现状。
为解决此问题，就需要对道路(如冰雪、积水等)和通行条件(环境如大雾、光线、能见度等)进行检测，目前采用的摄像头无法完成此项工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路及通行条件信息采集装置。
具体地说，道路及通行条件信息采集装置，其包括能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪，能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪均与处理器相连；所述能见度测试仪，包括微控制器控制的红外光脉冲发射装置和接收装置，且微控制器与红外光脉冲发射装置和接收装置电连接，在红外光脉冲发射装置一侧还设有遮挡直射或间接散光的遮光罩；所述路面状况遥测测试仪包括一个传感器及与传感器相连的处理装置，处理装置根据接收到激光的能量的大小来分辨路面状态，且所述传感器由一个激光发射装置和激光接收装置构成；所述照度测试仪包括一个光敏传感器，光敏传感器与光电转换电路连接，在光电转换电路输出上还连接由能够将光电流值转化为光照度值的输出电路。
本发明的有益效果是，能够实现环境状况实时测量，环境能见度值和路面积水、积冰、积雪等状况，实时同步修改限速标志指示牌限速值和超速抓拍参数，从而实现根据环境状况，严格将行车速度控制在安全可控的范围内，大大降低高速交通事故频发的局面。解决了由于因环境变化，车速标志指示牌指示值固定不变，原本安全的行车速度不再安全，造成交通事故频发，只能采取“封路”的措施来降低交通事故的问题。
附图说明
图1是本发明原理示意图。
图2为本发明中能见度测试仪原理示意图。
图3为为本发明中能见度测试仪工作示意图。
图号说明：1-红外光脉冲发射装置、2-红外光脉冲接收装置、3-采样区、4-遮光罩、5-直射或间接散光、6-微控制器。
图4为本发明中路面状况遥测测试仪原理示意图。
图5为本发明中照度测试仪原理示意图。
图6为本发明路面测试仪测试结果示意图。
图7为本发明使用在监控系统中示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1为本发明道路及通行条件信息采集装置原理，其包括能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪，能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪均与处理器相连；所述能见度测试仪，包括微控制器控制的红外光脉冲发射装置和接收装置，且微控制器与红外光脉冲发射装置和接收装置电连接，在红外光脉冲发射装置一侧还设有遮挡直射或间接散光的遮光罩；所述路面状况遥测测试仪包括一个传感器及与传感器相连的处理装置，处理装置根据接收到激光的能量的大小来分辨路面状态，且所述传感器由一个激光发射装置和激光接收装置构成；所述照度测试仪包括一个光敏传感器，光敏传感器与光电转换电路连接，在光电转换电路输出上还连接由能够将光电流值转化为光照度值的输出电路。
如图2为本发明能见度测试仪原理，它利用光的前向散射原理，利用微控制器控制发射装置发射红外光脉冲，同时接收装置接收发射的红外光脉冲，通过测量发射装置和接收装置的红外光脉冲的光强的不同，实现大气中悬浮粒子的浓度测试，根据国家测试标准，将悬浮粒子的浓度值转换成能见度值。
如图3为本发明能见度测试仪工作时结构示意图，能见度测试仪，其包括微控制器6控制的红外光脉冲发射装置1和接收装置2，且微控制器6与红外光脉冲发射装置1和接收装置2电连接，在红外光脉冲发射装置1一侧还设有遮挡直射或间接散光的遮光罩4。
如图4给出了本发明路面状况遥测测试仪的具体实施方式。其包括一个传感器及与传感器相连的处理装置，处理装置根据接收到激光的能量的大小来分辨路面状态，且所述传感器由一个激光发射装置和激光接收装置构成，激光接收装置同时与处理装置相连。本发明传感器基于分光光度计测量的工作原理，如果路面状态(雪、冰、水、干燥的沥青路面)不同，那么反射回来的激光信号的能量也不同，通过测量接收激光的能量的大小来分辨路面状态。通过传感器将测量出的积水、积冰、积雪厚度、路面湿滑系数和冰雪覆盖率，传输至后台处理设备，可以根据国家道路相关规范，折算出此时的限速值，同步显示在LED交通电子标志显示牌上。交通管理部门能够实现对路面积水、积冰、积雪厚度、路面湿滑系数和路面冰雪覆盖率的检测，实时根据路面状况，自动监测路面状况、自动报警，实时修改限速标志显示牌。
如图5为本发明照度测试仪原理示意图，其包括一个光敏传感器，光敏传感器与光电转换电路连接，在光电转换电路输出上还连接由能够将光电流值转化为光照度值的输出电路。本发明照度测试仪采用光敏探测装置，利用光电效应，通过光敏传感器测量出不同光照强度对应的光电流值，再将光电流值转化为光照度值。可以根据该光照度度值调整通行限行速度。
图6是不同路面状态下路面反射回来的信号强度。横坐标表示波长，纵坐标表示反射回来的信号强度，从图中可以看出不同的路面状况在不同波长的光线下反射强度是不同的，但是变化又不尽相同，从反射强度的差异性可以推断出路面状况的种类，从而可以计算出路面积雪、积水、积冰的厚度。
为了能够分辨出路面状态，需要对三种波长下的反射系数进行充分地测量和对比，这三种波长为1320nm，1560nm和1700nm。从图6中1320nm的指示线上可以明显地区分出路面状态是干与雪还是水与冰，从图中1560nm的指示线上可以明显地区分出路面是干还是其它状态，从图中1700nm的指示线上可以明显地区分出水与冰；另外从1320nm的指示线也可以区分出水膜的厚度，特别是0～2mm。
如图7给出了本发明所述信息采集装置设置在公路上系统图。信息采集装置包括能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪，能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪连接到同一个处理器。使用时将能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪采集到的能见度值、路面状况和照度值传送到处理器，处理器根据道路参数管理规范折算出此时的限速值，再将此限速值通过传输网络实时同步修改LED交通电子标志显示牌的限速指示值和超速抓拍摄像分系统的限速值，即解决了现有技术无法根据天气具体状况对限速指示实时修改的问题。
本发明能够实现根据环境状况，实时测量环境能见度值和路面积水、积冰、积雪等状况，实时同步修改限速标志指示牌限速值和超速抓拍参数，从而实现根据环境状况，严格将行车速度控制在安全可控的范围内，大大降低高速交通事故频发的局面。解决由于因环境变化，车速标志指示牌指示值固定不变，原本安全的行车速度不再安全，造成交通事故频发，只能采取“封路”的措施来降低交通事故的问题。
本发明中所采用的微控制器、红外光脉冲发射装置、红外光脉冲接收装置、激光发射装置和激光接收装置均为现有产品，处理器不同路面状况在不同波长的光线下反射强度是不同的，但是变化又不尽相同，从反射强度的差异性可以推断出路面状况的种类的原理，可以计算出路面积雪、积水、积冰的厚度。

Claims (1)

1.道路及通行条件信息采集装置，其特征是包括能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪，能见度测试仪、路面状况遥测测试仪和照度测试仪均与处理器相连；所述能见度测试仪，包括微控制器(6)控制的红外光脉冲发射装置(1)和接收装置(2)，且微控制器(6)与红外光脉冲发射装置(1)和接收装置(2)电连接，在红外光脉冲发射装置(1)一侧还设有遮挡直射或间接散光的遮光罩(4)；所述路面状况遥测测试仪包括一个传感器及与传感器相连的处理装置，处理装置根据接收到激光的能量的大小来分辨路面状态，且所述传感器由一个激光发射装置和激光接收装置构成；所述照度测试仪包括一个光敏传感器，光敏传感器与光电转换电路连接，在光电转换电路输出上还连接由能够将光电流值转化为光照度值的输出电路。
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