CN1083242A

CN1083242A - 公交车辆监控数据采集系统

Info

Publication number: CN1083242A
Application number: CN 92109475
Authority: CN
Inventors: 胡振华; 沈素勤
Original assignee: Hunan International Trust & Investment Corp Industrial Co Ltd; Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Hunan International Trust & Investment Corp Industrial Co Ltd; Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 1992-08-15
Filing date: 1992-08-15
Publication date: 1994-03-02

Abstract

本系统的车载数据发送装置将车号、司机编号、容流量等数据处理和编码、调制成中频信号，由红外发射器向空间发射；每个监控点于车辆运行路经上方安装一套或一套以上数据接收装置，接收红外光信号并解调和解码进行处理，各监控点设立一台数据集中器，将本监控点各数据接收装置传来的数据集中发送到监控中心。该系统可自动采集公交车辆运营数据，对车辆实行客观监控，为车辆即时调度和现代化管理提供手段。

Description

本发明是一种采集车辆交通营运数据的系统，属于道路车辆的交通控制系统。

目前国内外对道路车辆交通的监控主要针对车流量、车速、事故、堵车等情况，所采用的数据采集和监控技术有被动式红外计数、激光计数、激光测速、雷达测速、摄象监视等，测量装置安设于道路一侧或两侧，向车辆发射并接收信号。广州公路局材料综合服务公司所申请的实用新型专利《公路交通流量监测装置》（申请号87205945）即用脉冲调制红外光电开关作为车辆感知器，车辆遮光产生的讯号经予处理后送入单板计算机处理，作出车种鉴别和流量统计。我国市内载容交通主要以公共交通车辆为主，公司自身监控和调度显的尤为重要，上述交通监控技术不能切实有效地反映出公交车辆运行情况和载容数据。

本发明的目的在于以经济上可行的方式，实现对行驶中的公交车辆的车号、通过监控点的时间和间隔、司机编号，乘客流量等数据的采集和监控。

本发明所反映的系统包括数据发送装置、数据接收装置和数据集中器。数据发送装置由红外线数据发送设备构成，每辆受监控的车辆安装一套，它包括数据输入部分、发送数据处理器、数字调制器、红外发射器，发送数据处理器接收数据输入部分传来的数据，经过处理和编码以后，通过数字调制器成为中频信号，再送到红外发射器，向空间发出调制红外光信号。数据接收装置为安装于道路监控点上的红外线数据接收设备，它包括红外接收器、数字解调器、接收数据处理器，红外接收器接收从车载部分发射出来的调制红外光信号，并将其转换成中频电信号，该信号经数字解调器解调成基带数字信号，送到接收数据处理器被解码并进行处理。数据接收装置安装于车辆运行路经上方，每个监控点安装一套或一套以上，以保证通过监控点的车辆信号一定被数据接收装置所接收，每个监控点设立一台数据集中器，将本监控点各数据接收装置传来的数据集中起来，经处理和编码后，通过无线电波发送到监控中心。

为完善所述系统的功能，在所述数据发送装置中还可以包括荷重传感器、计程传感器、数据显示器、红外发射驱动器。发送数据处理器将荷重传感器传来的载重数据转换为载客量数据，连同计程传感器反映的里程数据和所述数据输入部分传来的数据均可在数据显示器上显示，这些数据经过处理和编码后，通过数字调制器成为中频信号，经红外发射驱动器放大后，在红外发射器中对红外信号进行振幅或强度调制，向空间发出调制红外光信号。在所述数据接收装置中还包括滤波器、放大器、时钟。红外接收器输出中频电信号通过滤波器滤除高频和低频噪声，经放大器放大后，送到数字解调器解调成基带数字信号，接收数据处理器将实时采集的数据解码后，与时钟提供的时间综合起来，进行处理。

利用红外线方向性强的特点实行空间分割、在中频频率上实行频率分割以及对车道的区分是本发明的系统区分监控点路口不同车辆信号的关键，本系统所采用的方法为“空分-车道-频分”法，主要采用空间分割，并限定车辆行驶的车道，必要时辅以频率分割。

1、串行空分，即采用空间分割技术将串行顺序通过数据接收装置的车辆所发出的信号分开。设定红外接收器的波束角及方向角，同时设定红外发射器的波束角和方向角，以使同一时刻接收装置在某个频率信号上只收到一辆在串行方向上通过的车辆信号。

2、并行车道空分，即在某监控点道路并行方面上安装S个数据接收装置，第i个接收装置负责收集相邻的K_i个车道上车辆信号，S≥1，K_i≥1，S个数据接收器可复盖道路上划分的所有车道，设定接收装置的位置和各红外接收器的波束角、方向角，同时设定红外发射器的波束角、方向角，使通过并行车道的某辆车辆信号一定被某个接收装置所接收，并尽量做到只被一个红外接收器所接收。

3、并行车道频分。在并行车道上，为了将第i个接收装置负责的K_i个车道区分开来，可将K个频率信道分配给K_i个车道，并规定车辆使用这些车道时采用什么频率信道的准则。固定分配时K＝K_i，可在车道上标明所分配的频率信道编号，以提示司机;采用动态分配，K＜K_i，则可规定超车时所采用的频率信道。司机根据上述准则，及时将数据发射装置的中频频率调整到规定的频率上。

采用本发明所述的系统可自动采集公交车辆的运营数据，对司机和售票员的工作情况实行客观的监控，为公交车辆的即时调度和现代化的管理提供了可能。

现结合附图说明本发明的实施状态。

图1为本发明系统的数据发送装置部分，其中[1]为数据输入部分，[2]为发送数据处理器，[3]数字调制器，[4]为红外发射驱动器，[5]为红外发射器，还可包括荷重传感器[6]、计程传感器[7]、数据显示器[8]。

图2为本系统的数据接收装置和数据集中器。其中红外接收器[9]、滤波器[10]、放大器[11]、数字解调器[12]、接收数据处理器[13]、时钟[14]、构成虚线框内所示的数据接收装置[15]，数据集中器[16]将本监控点各数据接收装置[15]传来的数据集中起来，经处理和编码后发送到监控中心。

图3为串行空分的情况，其中车辆自身长度[L]、红外接收器[9]安装高度为[H₁]，红外发射器[5]安装高度[H₂]，在串行方向上，红外接收器和红外发射器的波束角都为[α]，其方向角即波束角[α]的平分线与水平方向的夹角，均为[β]，则存在关系式：

L= (H₁-H₂)/(tg(β-α/2)) - (H₁-H₂)/(tg(β+α/2))

即

(L)/(2(H₁H₂)) (tg²β-tg²(α)/2 )=tg (α)/2 (1+tg²β)

实际安装时若L＝10m，H₁＝5m，H₂＝3m，β＝90°

则tgβ→∞，有

tg (α)/2 = (L)/(2(H₁-H₂)) =2.5

α＝136.4°

图4为并行车道空分的情况，其中每条车道宽度为W，一台接收器所辖车道数K_i，红外接收器[9]安装高度[H₁]，红外发射器安装高度[H₂]，在并行方向上，它们的波束角均为[α′]，方向角均为[β′]，则

K_iW= (H₁-H₂)/(tg(β＇-α＇/2)) - (H₁-H₂)/(tg(β＇+α＇/2))

即

(K_iW)/(2(H₁-H₂)) (tg²β′-tg²(α′)/2 )tg (′α)/2 (1+tg²β′)

实际安装时若W＝4m，H₁＝5m，H₂＝3m，β′＝90°

则tg (α′)/2 ＝K_i

当K_i＝1，α′＝90°

K_i＝2，α′＝126.9°

K_i＝3，α′＝143.1°

对于并行车道频分，在红外接收器所辖车道数K_i＝3的情况下，若采用固定分配，则所采用的3个频率信道的副载波中心频率可分别为10KHz、20KHz和30KHz，同时在3个车道上方分别标明车道标号，司机根据自己所行驶的车道，实时地将发射器调整到对应标号的信道频率上通过监控区。若采用动态分配，则可规定司机正常行驶时使用10KHz信道通过监控点，而超车时使用20KHz的信道通过监控点，这样就可只使用2个频率信号而管辖3个车道。

图5表示了一个红外接收器[9]管辖两条车道的系统安装方式，[5]为红外发射器。红外接收器安装在马路中心后上方，两个不同的频率信道分配给不同方向对开的车辆。

图6为两个红外接收器[9]分别负责采集两个对开方向不同车道上车辆的信号，这时因为采用了空间分割，故所有的车辆都可采用相同频率信道发射信号，而不必经常调换频率。

图7A和图7B为监控点是多路口区域时安装本系统的情况，图中小圆圈[9]为红外接收器。图7A称为管进方式，统一地在各路口车辆进入监控点时采集数据。图7B称为管出方式，统一地在各路口车辆离开监控点时采集数据。因为通过监控点区域的车辆只可能进入和离开一次，而且有进必有出，所以管进方式或管出方式均可保证每辆车通过监控区时数据被采集，而且只采集一次。

本发明的红外发射器[5]可采用GaAs红外发光二极管，为增强发射功率，可采用若干个红外发光二级管串联。为防止寒冷天气发射器镜头外层玻璃霜冻，可将红外发光二级管散热片延伸到外层玻璃周围。为防止大雪或灰尘复盖，在外层玻璃处还可装一可开闭的防护罩，当遇到大雪天时，仅在通过监控点时才打开防护罩。红外接收器[9]采用光电二级管或光电三级管，为了克服昼夜光差大的影响，接收器前端可加一个红外滤光片，以滤除杂散光。本发明的发送数据处理器[2]和接收数据处理器[13]可采用单片机，若接收数据处理器采用时钟功能较强的单片机如SM-100系列，则时钟[14]可省去。荷重传感器[6]可采用GZP、TH或GYL型号的器件，计程传感器[7]可采用触点式编码器EWT-X或EWT-Y或光电式编码器接在汽车的计程表上，将车辆的计程器数据转换成电信号。监控点数据集中器[16]采用单片机将该监控点上各数据接收器的数据通过有线方式集中后，经过适当处理和编码，即可通过一般的无线数据通讯机，如M206、M214基地台，或R100、R200中转台配上HN-900无线数据传输接口，发往监控中心。

Claims

1、一种采集车辆监控数据的系统，包括数据发送装置和数据接收装置，其特征在于：

(1)数据发送装置由红外线数据发送设备构成，每辆受监控车辆安装一套，它由数据输入部分、发送数据处理器、数字调制器、红外发射器组成，发送数据处理器接收数据输入部分传来的数据，经过处理和编码以后，通过数字调制器成为中频信号，再送到红外发射器，向空间发出调制红外光信号。

(2)数据接收装置为红外线数据接收设备，它由红外接收器、数字解调器、接收数据处理器组成，红外接收器接收从红外发射器发射出来的调制红外光信号，并将其转换成中频电信号，该信号经数字解调器解调成基带数字信号，送到接收数据处理器被解码并进行处理。

(3)数据接收装置安装于车辆运行路径上方，每个监控点安装一套或一套以上，以保证通过监控点的车辆信号一定被数据接收装置所接收。

(4)所述系统还包括在每个监控点设立一台数据集中器，将本监控点各数据接收装置传来的数据集中起来，经处理和编码后，通过无线电波发送到监控中心。

2、如权利要求1所述的系统，其特征在于所述数据发送装置中还包括荷重传感器、计程传感器、数据显示器、红外发射驱动器，发送数据处理器将荷重传感器传来的载重数据转换为载容量数据，连同计程传感器反映的里程数据和所述数据输入部分传来的数据均可在数据显示器上显示，这些数据经过处理和编码后，通过数字调制器成为中频信号，经红外发射驱动器放大后，在红外发射器中对红外信号进行振幅或强度调制，向空间发出调制红外光信号。

3、如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述数据接收装置中还包括滤波器、放大器、时钟、红外接收器输出中频电信号通过滤波器滤除高频和低频噪声，经放大器放大后，送到数字解调器解调成基带数字信号，接收数据处理器将实时采集到的数据解码后，与时钟提供的时间综合起来，进行处理。