DE60223071T2 - Straßenverkehrsüberwachungssystem - Google Patents

Straßenverkehrsüberwachungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE60223071T2
DE60223071T2 DE60223071T DE60223071T DE60223071T2 DE 60223071 T2 DE60223071 T2 DE 60223071T2 DE 60223071 T DE60223071 T DE 60223071T DE 60223071 T DE60223071 T DE 60223071T DE 60223071 T2 DE60223071 T2 DE 60223071T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
fiber
optical fiber
highway
sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60223071T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60223071D1 (de
Inventor
David John Newburgh HILL
Philip John Newburgh NASH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinetiq Ltd
Original Assignee
Qinetiq Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinetiq Ltd filed Critical Qinetiq Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60223071D1 publication Critical patent/DE60223071D1/de
Publication of DE60223071T2 publication Critical patent/DE60223071T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F11/00Road engineering aspects of Embedding pads or other sensitive devices in paving or other road surfaces, e.g. traffic detectors, vehicle-operated pressure-sensitive actuators, devices for monitoring atmospheric or road conditions
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/02Detecting movement of traffic to be counted or controlled using treadles built into the road

Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Straßenverkehrsüberwachungssystem, das ein Feld von faseroptischen Sensoren im Multiplexbetrieb enthält, faseroptische Sensoren für die Verwendung in einem solchen System und ein Verfahren zur Verkehrsüberwachung, das ein solches System verwendet.
  • Es gibt verschiedene Gründe, warum Informationen bezüglich Straßenverkehr auf einem bestimmten Straßenabschnitt gesammelt werden können. Einer davon kann die wirksame Steuerung des Straßenverkehrs sein, wobei Informationen bezüglich der Geschwindigkeit und des Verkehrsaufkommens nützlich sind. Dies ermöglicht, dass als Reaktion auf Unfälle oder Straßensperrungen alternative Routen geplant werden, und um zu versuchen, Stau aufzulösen, z. B., indem Geschwindigkeitsbegrenzungen verändert werden.
  • Viele neue Straßen werden mit einer Opferdeckschicht gebaut, die dazu konstruiert ist, zu verschleißen und ersetzt zu werden. Die erheblichen Kosten, die mit Straßenreparaturen und Straßenbau einhergehen, erfordern zusätzlich zu den Verkehrsbehinderungen, die von solchen Arbeiten verursacht werden, dass Reparaturen nur ausgeführt werden, wenn sie erforderlich sind. Die Opferschicht sollte weder zu früh ersetzt werden, was zu unnötigen Kosten führt, noch zu spät, wodurch schwerere Beschädigungen an dem Barunterliegenden Aufbau der Straße riskiert werden. Eine genaue Bestimmung des Verkehrsaufkommens auf einem bestimmtem Straßenabschnitt ist deshalb unbedingt erforderlich.
  • Ein weiterer Grund, warum Verkehrsinformationen erforderlich sind, ist das Durchsetzen von Vorschriften und Gesetzen. Es gibt Vorschriften bezüglich zulässigen Maximalgewichten für Lastkraftwagen (LKW), die aus Sorge um die Sicherheit entstanden sind, und auch, um die Schäden zu verringern, die überladene Fahrzeuge am Aufbau der Straße anrichten können. Ein Messwert des dynamischen Fahrzeuggewichts hilft, sicherzustellen, dass sich an solche Vorschriften gehalten wird.
  • Einfache Informationen bezüglich Fahrzeuggeschwindigkeit können verwendet werden, um Geschwindigkeitsbegrenzungen zu überwachen und durchzusetzen.
  • Es kann auch die Notwendigkeit bestehen, Informationen bezüglich der Fahrzeugtypen zu sammeln, die einen bestimmten Straßenabschnitt benutzen. Dies kann dazu dienen, ungeeignete Fahrzeuge wie etwa LKW davon abzuhalten, Landstraßen zu benutzen, oder zukünftige Straßenbauprojekte zu planen. Die Klassifikation von Fahrzeugtypen kann aus einer Bestimmung des dynamischen Fahrzeuggewichts und der Anzahl der Achsen erreicht werden.
  • Es ist klar, dass Informationen bezüglich der Geschwindigkeit, dem Gewicht, dem Aufkommen und der Art von Verkehr alle verwendet werden können, um ein wirksames Straßenverkehrsregelungsprogramm zu unterstützen. Es gibt verschiedene Verfahren, die verwendet werden, um diese Informationen zu erhalten, jedoch haben diese begleitende Probleme.
  • Viele Straßenabschnitte werden von Videokameras überblickt. Bilder von diesen Kameras werden in Zentralstellen eingespeist, die sie analysieren, sodass Informationen bezüglich Fahrzeuggeschwindigkeit und -art und Verkehrsaufkommen bereitgestellt werden. Wegen der Komplexität der Bilder ist es jedoch nicht immer möglich, die Analyse der empfangenen Daten verlässlich zu automatisieren, was bedeutet, dass sie visuell untersucht werden müssen. Es gibt eine Grenze da für, wie viele Bilder auf diese Weise analysiert werden können. Darüber hinaus kann die Qualität der gesammelten Bilder durch Wetterbedingungen beeinflusst sein. Nebel oder Regen können das Sichtfeld der Kameras verschleiern, ebenso können hohe Fahrzeuge das Sichtfeld versperren, und starke Winde können verursachen, dass die Kameras vibrieren. In vielen Ländern werden Kamerasysteme durch Behörden zur Durchsetzung von Gesetzen betrieben, sodass es oft zusätzliche Komplikationen beim Verfügbarmachen der gesammelten Informationen für Behörden gibt, die an der Verkehrsregelung beteiligt sind. Es ist außerdem nicht möglich, das Gewicht eines Fahrzeugs aus einem Videobild zu bestimmen. Die Kosten für den Aufbau eines Videokamerasystems können außerdem hoch sein.
  • Die weitaus größte Mehrheit von neuen Straßen und große Anzahlen von bestehenden Straßen sind mit induktiven Sensoren ausgerüstet. Dies sind Leiterschleifen, die unter der Straßenoberfläche platziert sind. Wenn ein Fahrzeug über den Sensor fährt, ändern die Metallteile des Fahrzeugs, das heißt, der Motor und das Fahrgestell, die Frequenz eines abgeglichenen Schaltkreises, von dem die Leiterschleife ein integrierter Bestandteil ist. Diese Signalveränderung kann erfasst und ausgewertet werden, was ein Maß für die Länge eines darüber fahrenden Fahrzeuges ergibt. Indem zwei Leiterschleifen in geringem Abstand zueinander platziert werden, ist es außerdem möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen. Die Qualität der von Induktionsschleifen gesammelten Daten ist nicht immer hoch, und ihr schadet weiter die Tatsache, dass der Trend bei modernen Fahrzeugen zu weniger Metallteilen geht. Dies führt zu einer geringeren Signaländerung, die schwieriger auszuwerten ist. Obwohl sie billig herzustellen sind, sind induktive Sensoren groß, und als solche verursacht ihr Einbau, insbesondere in bestehende Straßen, signifikante Verkehrsbehinderungen. Damit sind Kosten verbunden. Ein Haupt nachteil bei der Verwendung von Induktionsschleifen für die Verkehrsregelung ist, dass sie nicht im Multiplexbetrieb eingesetzt werden können. Jeder Sensorstandort erfordert sein eigenes Datenerfassungssystem, seine eigene Stromversorgung und Datenkommunikationseinheit. Dies steigert die Kosten des gesamten Sensors signifikant, was dazu führt, dass die Mehrzahl der eingebauten Induktionsschleifen nicht angeschlossen ist, und deshalb keine Daten erfassen kann. Obwohl Induktionsschleifen verwendet werden können, um Fahrzeuge zu zählen, und, wenn sie paarweise eingesetzt werden, Fahrzeuggeschwindigkeiten zu bestimmen, können sie darüber hinaus nicht verwendet werden, um das dynamische Fahrzeuggewicht zu messen. Die Klassifizierung von Fahrzeugen ist folglich nicht möglich.
  • Zwei Verfahren zur Bestimmung des Gewichts von Fahrzeugen, insbesondere LKWs, sind im allgemeinen Gebrauch. Das Fahrzeuggewicht kann mit einer Brückenwaage gemessen werden. Dies ist sehr genau, erfordert aber, dass das Fahrzeug die Autobahn zu einem bestimmten Ort verlässt, an dem die Messung stattfinden kann. Ein alternatives Verfahren ist, zu versuchen, das Gewicht des Fahrzeugs zu vermessen, während es sich in Vorbeifahrt befindet. Gewöhnlich werden piezoelektrische Kabel unter der Straßenoberfläche angeordnet, die ein Signal proportional zum Gewicht des Fahrzeugs erzeugen, während es darüber hinweg fährt. Dieses Verfahren ist praktischer, aber ungenauer als eine Brückenwaage. Wie bei Induktionsschleifensensoren können piezoelektrische Sensoren nicht im Multiplex betrieben werden, sodass jeder ein ähnliches Datenerfassungssystem, eine Stromversorgung und eine Datenkommunikationseinheit benötigt. Die Sensoren sind außerdem teurer und weniger robust, als induktive Schleifensensoren.
  • Um den maximalen Umfang von Informationen bezüglich Verkehr auf einem bestimmten Straßenabschnitt zu erhalten, werden piezoelektrische Sensoren oft paarweise mit Induktionsschleifen eingesetzt.
  • Optische faserinterferometrische Sensoren können verwendet werden, um Druck zu erfassen. Wenn ein Stück optische Faser einem äußeren Druck ausgesetzt wird, wird die Faser deformiert. Diese Deformation verändert die optische Pfadlänge der Faser, was als Phasenänderung des Lichtes erfasst werden kann, das die Faser entlang läuft. Da es möglich ist, sehr kleine Phasenänderungen festzustellen, sind optische Fasersensoren extrem empfindlich für den angelegten Druck. Ein solcher Sensor ist als ein interferometrischer Sensor beschrieben. Diese hohe Empfindlichkeit ermöglicht, dass optische Fasersensoren zum Beispiel in akustischen Unterwassermikrofonen verwendet werden, in denen Schallwellen mit Intensitäten, die einem Druck von 10–4 Pa entsprechen, in der Regel erfasst werden können. Eine solche hohe Empfindlichkeit kann jedoch auch Probleme verursachen. Optische faserinterferometrische Sensoren sind nicht ideal für die Verwendung in Anwendungen geeignet, in denen eine geringe Empfindlichkeit erforderlich ist, z. B. zur Erfassung von großen Differenzdrücken in einer Umgebung mit hohem Hintergrundrauschen. Optische Fasersensoren haben jedoch den Vorteil, dass sie im Multiplex betrieben werden können, ohne auf lokale Elektronik zurückzugreifen. Interferometrische Sensoren können in die Form von verteilten Sensoren gebracht werden, mit einer Länge, die ausreicht, um die Breite einer Fernstraße zu überspannen. Dies steht im Gegensatz z. B. zu Sensoren mit Bragg-Gittern, die als punktförmige Sensoren arbeiten.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verkehrsüberwachungssystem wenigstens eine Sensorstation und ein interferometrisches Abfragesystem, wobei die wenigstens eine Sensorstation eine optische Faser umfasst, die in einer Fernstraße eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das interferometrische Abfragesystem dazu eingerichtet ist, eine optische Phasenänderung der Strahlung zu erfassen, die aus der Faser empfangen wird, wobei sich die optische Phasenänderung aus einer Längenänderung der optischen Faser ergibt, die durch eine Kraft erzeugt wird, die darauf durch ein Fahrzeug aufgebracht wird, das über die Sensorstation fährt.
  • Dies liefert ein verlässliches Low-Cost-Verkehrsüberwachungssystem, das hochgradig gemultiplext werden kann. Fernabfrage ist möglich, folglich sind weder lokale Elektronik noch elektrische Stromversorgung erforderlich.
  • Vorzugsweise umfasst das interferometrische Abfragesystem ein reflektometrisches interferometrisches Abfragesystem, noch mehr wird bevorzugt, dass das interferometrische Abfragesystem ein gepulstes reflektometrisches interferometrisches Abfragesystem umfasst.
  • In einem System, in dem Zeitmultiplex verwendet wird, um einzelne Sensoren zu unterscheiden, ermöglichen reflektometrische und insbesondere gepulste reflektometrische Interferometrie eine sehr effektive Architektur für den Multiplexbetrieb, die mit verteilten Sensoren verwendet werden kann.
  • Alternativ umfasst das interferometrische Abfragesystem ein interferometrisches Abfragesystem mit Rayleigh-Rückstreuung, wobei ein gepulstes interferometrisches Abfragesystem mit Rayleigh-Rückstreuung besonders bevorzugt wird.
  • Ein reflektometrisches System mit Rückstreuung, die nicht nach Rayleigh stattfindet, beruht auf diskreten Reflektoren zwischen Sensoren. Dies sind vergleichsweise teure Komponenten, die die Kosten des Gesamtsystems erhöhen können. Im Gegensatz dazu beruht Rayleigh-Rückstreuung auf der Reflektion von Licht an Inhomogenitäten in der optischen Faser. Dies beseitigt die Notwendigkeit von diskreten Reflektoren, was die Gesamtkosten des Systems verringert. Die Daten, die von einem solchen System gesammelt werden, erfordern jedoch eine komplexere Analyse als ein reflektometrisches Abfragesystem.
  • Vorzugsweise umfasst das System mehrere Sensorstationen, wobei nebeneinanderliegende Stationen durch ein Stück optische Faser miteinander verbunden sind.
  • Das Stück optischer Faser, das nebeneinanderliegende Sensorstationen verbindet, definiert die optische Pfadlänge zwischen nebeneinanderliegenden Sensorstationen. Im Allgemeinen ist die verbindende optische Faser langgestreckt ausgelegt, und auf diese Weise ist die optische Pfadlänge zwischen nebeneinanderliegenden Sensorstationen im Wesentlichen gleich ihrem physikalischen Abstand. Die verbindende optische Faser muss nicht in ihrer vollen Länge ausgelegt sein, wobei in diesem Fall der physikalische Abstand von nebeneinanderliegenden Sensorstationen jeder Abstand bis zur Länge der optischen Faser sein kann, die verwendet wird, um nebeneinanderliegende Sensorstationen zu verbinden.
  • Vorzugsweise beträgt die Länge der optischen Faser, die nebeneinanderliegende Sensorstationen verbindet, zwischen 100 m und 5000 m.
  • Vorzugsweise umfasst jede Sensorstation mehrere faseroptische Sensoren, noch mehr wird bevorzugt, dass jede Sensorstation wenigstens einen faseroptischen Sensor pro Spur der Fernstraße umfasst.
  • Am meisten wird bevorzugt, dass jede Sensorstation wenigstens zwei optische Fasersensoren pro Spur der Fernstraße umfasst, die einen bekannten Abstand zueinander haben.
  • Zweckmäßigerweise beträgt der bekannte Abstand zwischen 0,5 m und 5 m. Der bekannte Abstand bezieht sich auf den physikalischen Abstand der faseroptischen Sensoren und nicht auf die optische Pfadlänge der optischen Faser zwischen jedem Sensor.
  • Dies liefert ein Verkehrsüberwachungssystem, das eingesetzt werden kann, um Verkehr auf jeder Art von Fernstraße zu überwachen, von einer einspurigen Straße bis zu einer vielspurigen Autobahn. Die Sensorstationen können in Intervallen entlang der gesamten Länge der Fernstraße oder nur auf Abschnitten angeordnet werden, auf denen Verkehrsüberwachung entscheidend ist, z. B. an bekannten Staustellen oder Unfallschwerpunkten.
  • Sicherzustellen, dass jede Spur der Fernstraße wenigstens einen faseroptischen Sensor hat, bedeutet, dass einige Verkehrsinformationen unabhängig von dem Teil der Fernstraße, auf dem der Verkehr fließt, gesammelt werden können. Das einfachste System für eine einspurige Fernstraße hat zwei Sensoren, einen für jede Verkehrsrichtung. Obwohl dies Informationen bezüglich Fahrzeuggewicht, Verkehrsaufkommen und Anzahl der Achsen ergibt, kann dies nicht verwendet werden, um ein Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit anzugeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann jedoch bestimmt werden, indem zwei Sensoren, die einen bekannten, kurzen Abstand zu einander haben, pro Spur der Fernstraße angeordnet werden. Es kann bevorzugt werden, mehr als zwei Sensoren pro Spur der Fernstraße anzuordnen, z. B. können drei Sensoren, die in kurzem Abstand zueinander angeordnet sind, verwendet werden, um ein Maß für die Fahrzeugbeschleunigung anzugeben. Eine solche Messung kann an Straßenkreuzungen, Kreiseln und Ampeln nützlich sein.
  • Vorzugsweise umfasst der optische Fasersensor eine empfindliche Faser, die mit einer Hilfsfaser gekoppelt ist; wobei die optische Pfadlänge der empfindlichen Faser derart gewählt ist, dass die Empfindlichkeit des Sensors gering ist; und wobei die optische Pfadlänge der Hilfsfaser größer als die der empfindlichen Faser ist, sodass die gemeinsame optische Pfadlänge der empfindlichen Faser und der Hilfsfaser ausreicht, um zu ermöglichen, dass der Sensor von einem gepulsten interferometrischen Abfragesystem abgefragt wird.
  • Vorzugsweise ist die optische Pfadlänge der Hilfsfaser wenigstens zweimal größer als die der empfindlichen Faser.
  • Die Empfindlichkeit eines faseroptischen Sensors ist im Wesentlichen proportional zur Länge der optischen Faser, die er enthält. Die Länge des empfindlichen Abschnitts ist vorzugsweise kurz, um die Empfindlichkeit des Sensors auf ein Niveau zu verringern, auf dem eine verlässliche Messung der großen Kräfte möglich ist, die mit Fahrzeugverkehr verbunden sind. Ein kurzer Abschnitt optischer Faser kann jedoch mit einem gepulsten interferometrischen System nicht einfach abgefragt werden. Dies liegt daran, dass die minimale Pulslänge durch die Leistungsfähigkeit des optischen Schalters begrenzt ist. Indem eine Hilfsfaser verwendet wird, wird die Gesamtlänge der optischen Pfadlänge des Sensors erhöht, sodass gepulste interferometrisches Abfrage vereinfacht wird.
  • Vorzugsweise ist die empfindliche Faser im Wesentlichen gerade.
  • Vorzugsweise umfassen die empfindliche Faser und die Hilfsfaser Abschnitte einer einzelnen optischen Faser. Dies vereinfacht den Aufbau des Sensors. Alternativ können die empfindliche Faser und die Hilfsfaser zusammengespleißt oder durch irgendeine andere geeignete Einrichtung verbunden werden.
  • Vorzugsweise umfasst der Sensor weiter ein Gehäuse, das wenigstens eine von der empfindlichen Faser und der Hilfsfaser umgibt.
  • Alternativ umfasst der optische Fasersensor einen Wickelkern und eine optische Faser, die auf den Wickelkern gewickelt ist; wobei der Wickelkern im wesentlichen eben ist; und wobei Sensor im wesentlichen ausreichend flexibel ist, sodass er im wesentlichen die Form der Wölbung einer Fernstraße annehmen kann. Dieser Sensortyp ist einfach zu lagern und einzusetzen. Er kann zur Lagerung und für den Transport auf eine Spule gewickelt werden, und abgewickelt und auf die benötigte Länge abgeschnitten werden, wie es erforderlich ist. Dem Sensor zu ermöglichen, sich der Wölbung der Fernstraße anzupassen, in die er eingebaut wird, macht es einfach, sicherzustellen, dass sich der Sensor in einer gleichförmigen Tiefe unter der Oberfläche der Fernstraße befindet. Dies hilft, die Gleichförmigkeit des Ansprechens über die Länge des Sensors zu verbessern.
  • Vorzugsweise umfasst der Wickelkern einen langgestreckten Streifen, der mit zwei Spindeln ausgestattet ist; wobei die Spindeln fest mit derselben Oberfläche des Streifens verbunden sind und in einem Abstand zueinander angeordnet sind; wobei jede Spindel im wesentlichen senkrecht aus der Oberfläche des Streifens hervorsteht; und wobei die optische Faser in Längsrichtung zwischen den Spindeln aufgewickelt ist.
  • Für die Einfachheit der Handhabung und den Einbau wird bevorzugt, dass die Spindeln im Vergleich zur Länge des Streifens kurz sind. Ein typischer Sensor kann einen 3 m langen Streifen mit 5 mm langen Spindeln aufweisen. Dies reicht aus, um die erforderliche Länge optischer Faser aufzuwickeln, und ergibt dennoch einen Sensor, der dünn genug ist, um flexibel zu bleiben.
  • Alternativ umfasst der Wickelkern einen langgestreckten Streifen, und die optische Faser wird in Längsrichtung um die Längsachse des Streifens gewickelt.
  • In noch einer alternativen Konstruktion umfasst der Wickelkern einen langgestreckten Streifen, und die optische Faser ist spiralförmig um die kurze Achse des Streifens gewickelt.
  • Vorzugsweise umfasst der langgestreckte Streifen einen Metallstreifen. Beispiele von geeigneten Metallen umfassende Stähle, Zinnlegierungen, Aluminiumlegierungen.
  • Alternativ enthält der langgestreckte Streifen ein Nichtmetall. Geeignete Nichtmetalle umfassen steife Kunststoffe, wie etwa Perspex und Polyethylen mit hoher Dichte oder manche Verbundwerkstoffe.
  • Der langgestreckte Streifen kann alle geeigneten Abmessungen haben, vorausgesetzt, dass er ausreichend flexibel bleibt, damit er die Form der Wölbung der Fernstraße annehmen kann. Ein typisches Beispiel kann eine Länge von 3 m, eine kurze Achse von 0,02 m und eine Dicke von 0,001 m haben.
  • Vorzugsweise umfasst der optische Fasersensor wenigstens ein teilreflektierendes Element, das an die optische Faser gekoppelt ist. Für einen einzelnen isolierten Sensor wird ein teilreflektierendes Element an jedem Ende des Sensors verwendet. Gewöhnlicher wird jedoch eine Anzahl von Sensoren in Reihe geschaltet, sodass jeder einzelne Sensor nur ein teilreflektierendes Element haben muss. In diesem Fall arbeitet jedes teilreflektierende Element als das erste teilreflektierende Element für einen Sensor und außerdem als das zweite teilreflektierende Element für den vorangehenden Sensor. Die Ausnahme davon ist der letzte Sensor in einer Reihe, der ein zusätzliches abschließendes teilreflektierendes Element erfordert.
  • Im Fall des optischen Fasersensors, der einen empfindlichen Abschnitt und einen Hilfsabschnitt umfasst, ist das teilreflektierende Element vorzugsweise auf dem Hilfsabschnitt des faseroptischen Sensors angeordnet.
  • Zweckmäßigerweise ist das teilreflektierende Element entweder ein faseroptischer X-Koppler, wobei ein Anschluss verspiegelt oder ein Bragg-Gitter ist.
  • Vorzugsweise wird jeder Sensor derart eingesetzt, dass seine längste Abmessung im Wesentlichen in der Ebene der Fernstraße und im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Verkehrsflusses auf der Fernstraße liegt.
  • Vorzugsweise ist die längste Abmessung von jedem Sensor im Wesentlichen gleich der Spurbreite der Fernstraße.
  • Dies hilft, sicherzustellen, dass das Darüberfahren von jedem Fahrzeug auf jedem Teil der Fernstraße von dem System registriert wird.
  • Im Vereinigten Königreich kann die Breite einer Fernstraße von etwa 2,5 m für eine Nebenstraße bis zu ungefähr 3,7 m für eine Autobahn betragen. Andere Teile der Welt können Straßensysteme mit abweichenden Spurbreiten haben.
  • Vorzugsweise wird jeder Sensor unterhalb der Oberfläche der Fernstraße eingebaut.
  • Für den Einsatz in einer bestehenden Straße kann ein dünner Kanal oder eine Rille in die Straße geschnitten werden, um den Sensor unterzubringen. Die Rille kann dann wieder aufgefüllt und die Oberfläche der Straße wiederhergestellt werden. Im Fall einer neuen Straße können die Sensoren offensichtlich einfach während des Straßenbaus in den Aufbau der Straße integriert werden.
  • Es ist möglich, die Sensoren derart einzubauen, dass sie mit der Oberfläche der Fernstraße verbunden sind, statt dass sie darin eingebettet sind, wird aber weniger bevorzugt. Dies kann nützlich sein, wenn das System für eine kurze Zeit an einem bestimmten Ort verwendet wird, bevor es woanders hin verlegt wird. In diesem Fall müssen die eingesetzten Sensoren offensichtlich geschützt werden oder stabil genug sein, um den größeren Kräften widerstehen zu können, die mit Fahrzeugen verbunden sind, die direkt über sie fahren.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Verkehrsüberwachung mehrere Sensorstationen auf einer Fernstraße; den Einsatz von mehreren faseroptischen Sensoren an jeder Sensorstation; die Bildung einer Schnittstelle von jedem optischen Fasersensor mit einem interferometrischen Abfragesystem; das Einsetzen von Zeitmultiplex, sodass das Abfragesystem dazu eingerichtet ist, ein Ausgangssignal von jedem optischen Fasersensor im wesentlichen gleichzeitig zu überwachen; und die Verwendung des Ausgangssignals von jedem optischen Fasersensor zur Ableitung von Daten, die sich auf den Verkehr beziehen, der über jede Sensorstation fährt.
  • Vorzugsweise setzt das Verfahren weiter Wellenlängenmultiplex ein, sodass die Anzahl von faseroptischen Sensoren erhöht wird, für deren Überwachung das Abfragesystem eingerichtet ist.
  • Vorzugsweise setzt das Verfahren weiter Raummultiplex ein, sodass die Anzahl von optischen Fasersensoren erhöht wird, für deren Überwachung das Abfragesystem eingerichtet ist.
  • Vorzugsweise betreffenden die abgeleiteten Daten wenigstens eine der Größen Fahrzeuggeschwindigkeit Fahrzeuggewicht, Verkehrsaufkommen Achsabstand und Fahrzeugklassifizierung.
  • Die Erfindung wird nun, nur als Beispiel, mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 ein Beispiel eines Abschnitts eines Verkehrsüberwachungssystems nach der vorliegenden Erfindung im Einsatz auf einer zweispurigen Fernstraße zeigt;
  • 2 einen längeren Abschnitt eines Verkehrsüberwachungssystems nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine einzelne Sensorstation im Einsatz auf einer sechsspurigen Fernstraße zeigt, die für ein Verkehrsüberwachungssystem nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
  • 4 ein Beispiel eines optischen Fasersensors zeigt, der für die Verwendung in einem Straßenverkehrsüberwachungssystem nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
  • die 5a–d vier weitere Beispiele von optischen Fasersensoren zeigen, die für die Verwendung in einem Straßenverkehrsüberwachungssystem nach der vorliegenden Erfindung geeignet sind;
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines optischen Fasersensors zeigt, der für die Verwendung in einem Straßenverkehrsüberwachungssystem nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
  • 7 einen Querschnitt des Sensors in 6 entlang der Linie A-A zeigt;
  • 8 einen Querschnitt eines alternativ geformten Gehäuses zeigt, das für den Sensor in 6 geeignet ist.
  • 9 zeigt eine grafische Darstellung einer typischen Reaktion eines piezolelektrischen Sensors, wenn ein Fahrzeug darüber fährt.
  • 9a zeigt ein schematisches Diagramm von drei Sensoren, die in Reihe geschaltet sind;
  • 10 zeigt ein schematisches Diagramm eines interferometrischen Abfragesystems, das für die Verwendung in einem Verkehrsüberwachungssystem nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
  • 11 zeigt eine Darstellung der räumlichen Anordnung einer Reihe von Sensorgruppen, die von dem System in 10 abgefragt werden können;
  • 12 zeigt die Abweichung der Zeitverläufe der optischen Signale für die Reihe von Sensorgruppen in 11;
  • 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sensors von dem Typ, der in 6 gezeigt ist, der unter der Oberfläche einer Fernstraße eingesetzt ist;
  • die 14a–e stellen dar, wie ein Sensor unter der Oberfläche einer Fernstraße eingesetzt werden kann; und
  • die 15a–b zeigen die Signale, die für ein Auto und einen LKW aufgenommen wurden, die über einen Sensor von dem Typ fahren, der in 6 gezeigt ist.
  • 1 zeigt einen Abschnitt eines Verkehrsüberwachungssystems im Einsatz auf einer zweispurigen Fernstraße 1. Zwei Sensorstationen 2 sind durch ein Stück optische Faser 3 verbunden gezeigt. In den 1 und 2 ist die optische Faser 3 ausgelegt gezeigt, und folglich ist die physikalische Separierung der Sensorstationen, die durch den Abstand 4 angegeben wird, im wesentlichen gleich der optischen Pfadlänge der optischen Faser 3. Die optische Faser 3 muss nicht vollständig ausgelegt sein, wobei in diesem Fall der physikalische Abstand der Sensorstationen, Abstand 4, geringer als die optische Pfadlänge der optischen Faser 3 sein kann. Ein längerer Abschnitt des Systems, das fünf Sensorstationen 2 zeigt, ist in 2 gezeigt.
  • Jede Sensorstation 2 umfasst vier faseroptische Sensoren 5, die miteinander in Reihe geschaltet und über die optische Faser 6 mit der optischen Faser 3 verbunden sind. An jeder Sensorstation 2 sind die Sensoren 5 in die Fernstraße 1 eingebaut, sodass es zwei Sensoren pro Spur der Fernstraße gibt, die, wie durch den Abstand 7 angegeben, separiert sind. Die Pfeile 8 stellen die Richtung des Verkehrsflusses auf jeder Spur der Fernstraße dar. Jeder Sensor ist derart eingerichtet, dass seine längste Abmessung senkrecht zur Richtung des Verkehrsflusses 8 liegt und im Wesentlichen gleich der Breite einer Spur der Fernstraße ist. Dies stellt sicher, dass ein Fahrzeug, das über eine bestimmte Sensorstation 2 fährt, eine Reaktion von wenigstens einem faseroptischen Sensor 5 unabhängig von seiner Fahrtrichtung oder Position auf der Spur der Fernstraße hervorruft. Wissen über den physikalischen Abstand der Sensoren 7 innerhalb jeder Sensorstation ermöglicht eine Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Alle Sensorstationen sind über die optische Faser 3 mit einer interferometrischen Abfragestation 9 verbunden.
  • In 3 ist eine einzelne Sensorstation 2 im Einsatz als Teil eines Verkehrsüberwachungssystems für eine mehrspurige Fernstraße 10 gezeigt, zum Beispiel eine Autobahn. In diesem Fall werden 12 Sensoren 5 eingesetzt, um sicherzustellen, dass ein Fahrzeug, das auf irgend einer der sechs Spuren 11 der Fernstraße über die Sensorstation fährt, eine Reaktion unabhängig von seiner Fahrtrichtung 8 oder seiner Wahl der Spur 11 hervorruft.
  • Ein erstes Beispiel einer Sensorkonstruktion ist in 4 gezeigt. Der Sender 12 umfasst eine empfindliche Faser 13 und eine Hilfsfaser 14. In diesem Beispiel ist die Hilfsfaser innerhalb eines Gehäuses 15 aufgewickelt gezeigt. Ein teilreflektierendes Element 16 ist mit der Hilfsfaser verbunden. Diese Anordnung ermöglicht, dass ein großes Stück Hilfsfaser in einem kleinen Volumen untergebracht wird, wodurch die Gesamtgröße des Sensors verringert wird. Andere Anordnungen sind offensichtlich möglich, wobei die Hilfsfaser auf eine Spule oder einen Wickelkern gewickelt oder, wenn die Gesamtgröße des Sensors nicht wichtig ist, einfach lang gelassen werden kann. In 4 ist eine Ummantelung 17 um die empfindliche Faser 13 gezeigt. Diese kann von dem Gehäuse 15 für die Hilfsfaser separiert oder darin integriert sein. Die Ummantelung 17 dient dazu, die empfindliche Faser vor Beschädigung zu schützen. Sie kann z. B. ein Metall oder einen Kunststoff enthalten. Die Form des Querschnitts der Ummantelung wird vorzugsweise derart gewählt, dass sie dem Sensor laterale Steifigkeit verleiht.
  • Es ist möglich, wird jedoch weniger bevorzugt, entweder Gehäuse 15 oder Ummantelung 17 oder beide wegzulassen. Dies verringert die Kosten und die Komplexität des Sensors, führt aber zu einem weniger robusten Sensor, der leicht beschädigt werden kann.
  • Bei der Verwendung wird der Sensor auf eine solche Weise eingesetzt, dass die empfindliche Faser 13 sich über die Breite der Spur der Fernstraße erstreckt, die abgefragt werden soll. Die Kräfte, die von einem Fahrzeug ausgeübt werden, das über die empfindliche Faser fährt, erzeugen ein Signal, das von dem Abfragesystem erfasst werden kann. Die Länge der empfindlichen Faser, typischerweise etwa 2 bis 4 m, bedeutet, dass die Empfindlichkeit des Sensors gering ist. Er ist folglich für die Erfassung der großen Kräfte geeignet, die mit dem Darüberfahren von Fahrzeugen verbunden sind. Die Hilfsfaser 14 ist derart angeordnet, dass sie von dem Darüberfahren von Fahrzeugen nicht beeinflusst wird. Dies kann erreicht werden, indem die Hilfsfaser derart angeordnet ist, dass sie sich am Rand der Fernstraße oder zwischen Spuren der Fernstraße befindet. Die Umhüllung der kann dazu eingerichtet sein, die Faser von Schwingungen zu isolieren.
  • Eine zweite Sensorkonstruktion ist in 5 gezeigt. Diese Sensorkonstruktion basiert auf einem dünnen Streifen 18, der gewöhnlich ein Metallstreifen ist. Die optische Faser 19 ist an dem Streifen befestigt, was den Sensor bildet. In 5a ist die optische Faser um zwei Spindeln 20 gewickelt, die an jedem Ende des Streifens befestigt sind. Bei den 5b, 5c und 5d sind die Spindeln weggelassen und die Fasern um den Streifen selbst gewickelt. Die Faser kann längs, 5b, oder schraubenförmig um die kurze Achse des Streifen gewickelt sein, 5c und 5d. In 5d sind in die Kanten des Streifens 18 schmale Einkerbungen eingebracht. Diese sind nützlich, um die optische Faser beim Wickeln örtlich zu fixieren. In allen Beispielen kann die Faser geschützt werden, indem eine dünne Überschichtung mit Epoxid oder Polyurethan aufgebracht wird (nicht gezeigt). Die Verwendung eines dünnen Streifens als Wickelkern liefert Sensoren, die flexibel sind. Dies ermöglicht ihnen, sich an die Wölbung der Fernstraße anzupassen, in die sie eingebaut werden, und ermöglicht ihnen außerdem, dass sie für leichtere Lagerung und leichteren Einbau auf eine Trommel gewickelt werden. Die Modifikation der Sensorkonstruktion, die in 5 gezeigt ist, kann offensichtlich durchgeführt werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der Vereinfachung halber sind in 5 teilreflektierende Elemente weggelassen worden.
  • Ein weiteres Beispiel eines Sensors 22, das in den 5 und 7 gezeigt ist, umfasst eine optische Faser 23, die um einen Stahlstab 24 gewickelt und in einem Gehäuse 25 angeordnet ist. In diesem Beispiel ist die optische Faser 23 ein 50 m-Stück doppelt beschichtete Faser mit hoher numerische Apertur und einem äußeren Durchmes ser von 170 μm (FibreCore SM 1500 – 6.4/80), obwohl andere Längen und Spezifikationen und optische Fasern ebenso verwendet werden können. Der Stahlstab 24 ist ein 3 m-Stück Gewindestange M 12, und die optische Faser ist unter Zusammenwirken mit dem Gewinde gewickelt. Das macht es einfach, die optische Faser gleichmäßig entlang der Stange zu wickeln. Statt der Gewindestange M 12 kann eine Stange ohne Gewinde mit 10 mm Durchmesser verwendet werden, obwohl dies es schwieriger macht, sicherzustellen, dass die Faser gleichmäßig entlang der Stange gewickelt ist. Alternativ kann eine eingearbeitete spiralförmige Kerbe mit mehr Abstand statt eines Gewindes verwendet werden. Offensichtlich können die Abmessungen des Stabes verändert werden, um einen Sensor mit geeigneter Größe für eine gewünschte Anwendung bereitzustellen. Darüber hinaus muss der Stab kein Metallstab sein, geeignete alternative Materialien können Kunststoffe, wie etwa Polyurethan, und Verbundwerkstoffe umfassen. Ein teilreflektierendes Element 16 ist an ein Ende der Faser angekoppelt. Wenn der Sensor isoliert verwendet werden soll, oder wenn er den Endsensor in einer Reihe von Sensoren bildet, dann ist ein zusätzliches teilreflektierendes Element an das andere Ende des Sensors gekoppelt.
  • Um die Empfindlichkeit des Sensors zu verringern, sodass er zur Erfassung großer Kräfte und Drücke geeignet ist, wird ein nachgiebiges Material 26 zwischen dem Stahlstab 24 und im Gehäuse 25 vorgesehen. Dieses Material kann den Großteil aller externen Kräfte absorbieren, die auf den Sensor wirken. Im Gegensatz zum traditionellen optischen Fasersensoren, bei denen hohe Empfindlichkeit an erster Stelle steht, hat diese Sensorkonstruktion absichtlich verringerte Empfindlichkeit, indem ein nachgiebiges Material gewählt wird, das den Großteil aller angelegten Kräfte wirksam absorbiert. Dies bedeutet, dass ein Sensor, der ein stark nachgiebiges Material enthält, wie etwa ein Fett, verwendet werden kann, um größere Kräfte und Drücke zu erfassen, als normalerweise mit existierenden optischen Fasersensoren möglich wäre. Während der Herstellung ist es vorteilhaft, das Gehäuse 25 teilweise mit dem nachgiebigen Material 26 zu füllen, und dann den Stab 24 und die optische Faser darauf zu platzieren. Über dem Stab wird dann mit mehr von dem nachgiebigen Material aufgefüllt. Wie in 7 gezeigt ist, führt dies dazu, dass der Stab vollständig von dem nachgiebigen Material umgeben ist. Eine optionale Kappe 27 kann vorgesehen werden, um den Sensor zu schützen. Dies ist nützlich, wenn für das nachgiebige Material 26 ein weiches Material wie etwa ein Fett gewählt wird. Es kann möglich sein, die Kappe 27 wegzulassen, wenn das nachgiebige Material dazu ausgelegt ist, abzubinden, zum Beispiel ein Epoxydharz.
  • Das Gehäuse 25 ist aus Stahlblech hergestellt, kann aber aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, wie etwa Aluminium, und ist gewöhnlich etwas länger als der Stahlstab 24. Die 6 und 7 zeigen ein Gehäuse mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt. Diese Form gibt dem Sensor mehr laterale Steifigkeit und hilft, einen Typ von Mehrdeutigkeit des Signals zu beseitigen, den man bei piezoelektrischen Sensoren oft antrifft. Diese Signalmehrdeutigkeit ist in 9 dargestellt. Die Kurve 28 der Signalstärke über der Zeit stellt eine typische Reaktion auf ein Fahrzeug dar, das über einen piezoelektrischen Sensor fährt. Es besteht aus zwei Spitzen 29 und 30. Die Hauptspitze 29 wird erzeugt, wenn das Fahrzeug direkt über den Sensor fährt. Es ist dieser Teil des Signals, der nützlich ist. Die zweite, kleinere Spitze 30, die vor der Hauptspitze erzeugt wird, entsteht dadurch, dass die Straßenoberfläche durch das Fahrzeuggewicht hochgedrückt wird, wenn es dort entlang fährt. Dies erzeugt, was manchmal als „Bugwelle" bezeichnet wird, die vor dem Fahrzeug entlang läuft. Die laterale Steifigkeit, die von dem kastenförmigen Quer schnitt des Gehäuses in dem vorliegenden Beispiel geleistet wird, verringert den Effekt der „Bugwelle", was ein Signal ergibt, das ein Fahrzeug darstellt, während es direkt über den Sensor fährt.
  • Ein alternativ geformtes Gehäuse, das ebenso laterale Streitigkeit liefert und folglich den „Bugwellen"-Effekt verringert, ist in 8 gezeigt.
  • Andere alternativ geformte Gehäuse können verwendet werden, z. B. kann das Gehäuse ein zylindrisches Rohr mit einem inneren Durchmesser umfassen, der etwas größer als der Außendurchmesser des Stabes 24 ist. In diesem Fall wird der ringförmige Hohlraum, der sich zwischen den Stab und dem Gehäuse bildet, mit einem nachgiebigen Material gefüllt.
  • In 9a sind drei Sensoren 12, 12' und 12'' in Reihe geschaltet gezeigt. Die Sensoren 12 und 12' haben jeder ein teilreflektierendes Element 16 beziehungsweise 16', die an die optische Faser 13 gekoppelt sind. Bei der Verwendung setzt der Sensor 12 beide teilreflektierende Elemente 16 und 16' ein. Ebenso ist Sensor 12' durch die teilreflektierenden Elemente 16' und 16'' definiert. Sensor 12'' ist ein Endsensor, folglich hat er zwei teilreflektierende Elemente 16'' und 16''', die an die Faser gekoppelt sind.
  • 10 zeigt ein Beispiel eines interferometrischen Abfragesystems. Die Architektur in 10 basiert auf einer reflektometrischen Architektur mit Zeitmultiplex, in die einige zusätzliche Wellenlängen und Raummultiplex integriert sind. Das Licht aus n Halbleiterlasern mit verteilter Rückkopplung (DFB, distributed feedback) 31 wird mit einem Multiplexer für dichten Wellenlängenmultiplex (DWDM, Dense Wavelength Division Multiplex) 32 überlagert, bevor es durch ein In terferometer 33 läuft. Das Interferometer 33 umfasst zwei akustooptische Modulatoren (AOM), die auch als Bragg-Zellen 34 bekannt sind, und eine Verzögerungsspule 35. Pulse mit leicht unterschiedlicher Frequenz steuern die Bragg-Zellen 34, sodass die Lichtpulse, die gebeugt werden, auch diesen Frequenzunterschied haben. Das Ausgangssignal aus dem Interferometer liegt dann in der Form von zwei separaten Abfragepulsen vor. Diese werden durch einen erbiumdotierten Faserverstärker (EDFA, Erbium Doped Fibre Amplifier) 36 verstärkt, und werden dann durch einen zweiten DWDM 38 in n verschiedene Fasern 37 separiert. Jede Faser 37 speist einen 1 × N-Koppler 39. Jeder Koppler 39 teilt das Eingangssignal auf N Fasern 40 auf. In 10 ist jeder Koppler 39 mit vier Ausgangsfasern 40 gezeigt, das heißt, N = 4. N kann, wie erforderlich, größer oder kleiner sein als dies. Es ist außerdem nicht erforderlich, dass alle 1 × N-Koppler 39 denselben Wert für N haben. Jede Faser 40 endet in einem Sensor, einer Gruppe von Sensoren oder in mehreren Gruppen von Sensoren 41. Es ist offensichtlich, dass die Anzahl von einzelnen Sensoren, die von der Architektur in 8 abgefragt werden können, groß kann. In einem typischen System kann n = 8 und N = 4 sein, mit 5 Gruppen aus 8 Sensoren, die an jede Ausgangsfaser 40 angeschlossen sind. Dies liefert ein System, mit dem 1280 einzelne Sensoren abgefragt werden können. Die maximale Anzahl von Sensoren wird durch das optische Leistungsbudget begrenzt, kann aber bis zu mehreren tausend und mehr betragen.
  • Das zurückkommende Licht von den Sensoren wird über Rücklauffasern 43 zu einzelnen Fotoempfängern 42 geleitet. Die Fotoempfänger können einen zusätzlichen Polarisations-Diversitäts-Empfänger enthalten, der verwendet wird, um das Problem von niederfrequenten Signalfluktuationen zu lösen, das durch Polarisationsveränderungen verursacht wird. Dies ist ein Problem, das gewöhnlich bei reflektome trischen Architekturen mit Zeitmultiplex vorkommt. Die elektrischen Signale werden von den Fotoempfänger zu einem Rechner 44 übertragen, der einen Analog-Digital-Wandler 45, eine digitalen Demultiplexer 46, einen digitalen Demodulator 47 und eine Karte für die Steuerung des zeitlichen Ablaufs 48 enthält. Nach der digitalen Signalverarbeitung innerhalb des Rechners kann das Signal als formatierte Daten für Anzeige oder Speicherung extrahiert werden oder über einen Digital-Analog-Wandler (nicht gezeigt) in ein elektrisches Signal zurückgewandelt werden.
  • Der Erfolg der Architektur in 10 hängt kritisch von dem richtigen zeitlichen Ablauf der optischen Signale ab. Dieser wird durch die Verwendung spezieller Längen der optischen Faser innerhalb jedes Sensors, zwischen jedem Sensor, innerhalb einer Gruppe von Sensoren und zwischen jeder Gruppe von Sensoren erreicht. Eine beispielhafte Anordnung ist in 11 gezeigt, wo Gruppen 49 von Sensoren gezeigt sind, wobei jede Gruppe acht einzelne Sensoren 50 umfasst, die durch einen Abstand von 1 km separiert sind. Jeder Sensor 50 umfasst insgesamt 50 m optische Faser, sodass jede Gruppe 49 eine optische Pfadlänge von 400 m hat.
  • Auf den ersten Blick kann das erforderlich erscheinen, Gruppen von Sensoren in genau bekannten und vermessenen Intervallen einzusetzen, z. B. alle 1 km. Dies ist nicht der Fall, da Verzögerungsspulen verwendet werden können, um zu ermöglichen, dass Sensorgruppen näher zusammen eingesetzt werden. Wenn eine Sensorgruppe nicht innerhalb einer vorgegebenen Distanz eingebaut werden kann, dann kann eine wirkungslose Sensorgruppe, die aus 400 m Faserwicklung besteht, verwendet werden, und die nächste Sensorgruppe dann in der Fahrbahn eingesetzt werden. Das Ändern des zeitlichen Ablaufs der Abfragepulse ermöglicht außerdem verschiedene Gruppenabstände, z. B. 500 m, 1 km, 5 km, je nachdem, wie es erforderlich ist.
  • Mit der Verwendung von speziellen Faserlängen, die in 11 definiert sind, ist es möglich, den zeitlichen Verlauf der optischen Signale zu definieren. Dies ist in 12 gezeigt. Diese zeigt, dass eine Abtastrate von ungefähr 41 kHz für jede Sensorgruppe möglich sein sollte. Dies führt zu hoher Dynamik mit einer Messbandbreite von einigen kHz an jedem Sensor.
  • Der Pulszug zu den Sensoren besteht aus einer Reihe von Pulspaaren, wobei die Pulse leicht unterschiedliche Frequenzen haben. An jedem Ende von jedem Sensor befindet sich ein Teilreflektor. Die Pulsseparation zwischen den Pulsen ist derart, dass sie gleich der Durchlaufzeit des Lichts in beide Richtungen durch die Faser zwischen diesen Teilreflektoren ist. Wenn diese Teilreflektoren Pulspaare reflektieren, überlappt sich die Reflektion des zweiten Pulses zeitlich mit der Reflektion von dem ersten Puls von dem nächsten Teilreflektor im Verlauf der Faser.
  • Der Pulszug, der von dem Sensorfeld reflektiert wird, besteht aus einer Reihe von Pulse, von denen jeder ein Trägersignal enthält, das die Differenzfrequenz zwischen den zwei optischen Frequenzen darstellt. Der Erfassungsprozess an der Fotodiode führt zu einer Reihe von heterodynen Pulsen im Zeitmultiplex, von denen jeder einem bestimmten Sensor in dem Feld entspricht. Wenn ein Drucksignal auf einen Sensor einwirkt, verursacht dies eine Phasenmodulation des Trägers in dem reflektierten Puls, der diesem Sensor entspricht.
  • Um das Schema in den 11 und 12 zu implementieren, besteht die Notwendigkeit, Pulse mit genauem zeitlichen Ablauf zu er zeugen, als auch von ausreichend hochentwickelten Demultiplex- und Demodulationsprozessen. Indem ein Rechner verwendet wird, der mit Analog-Digital-Wandlern ausgerüstet ist, und digitale Signalverarbeitung durchführen kann, ist es möglich, alle erforderliche Verarbeitung im digitalen Bereich auszuführen. Dies verbessert Bandbreite und Dynamik im Vergleich zu herkömmlicheren analogen Ansätzen.
  • Die 13 und 14 zeigt ein Beispiel dafür, wie Sensoren unter der Oberfläche einer Fernstraße eingesetzt werden können. Ein Schlitz oder eine Rille 51 wird mit einem Scheibenschleifer in die Oberfläche einer Fernstraße 52 geschnitten. Die Rille, die gewöhnlich etwas länger als der Sensor ist, enthält einen dünneren Abschnitt 53, der als Kanal verwendet wird, um eine herausführende optische Faser 54 unterzubringen. 13 zeigt nur eine herausführende Rille von einem Ende des Sensors, offensichtlich würde eine ähnliche Rille am anderen Ende des Sensors eingebracht, um zu ermöglichen, dass zwei Sensoren miteinander verbunden werden. In Intervallen entlang des Bodens der Rille werden Abstandshalter 55 angeordnet, zweckmäßigerweise etwa alle 0,5 m oder dergleichen. Der Sensor 56 wird dann oben auf den Abstandshaltern 55 eingesetzt. Die Abstandshalter stellen sicher, dass der Sensor nicht direkt mit dem Boden der Rille in Kontakt steht, was dabei hilft, ihn von Schwingungen zu isolieren. Nachdem der Sensor an seinem Platz ist, wird ein Vergussharz 57 in die Rille gegossen, sodass der Sensor vollständig eingekapselt wird. Die Abstandshalter ermöglichen, dass das Vergussharz unter den Sensor fließt. Vorzugsweise wird die Rille leicht mit dem Vergussharz überfüllt, wie in 14d gezeigt ist. Nach einem abschließenden Arbeitsgang, die Oberfläche des Harzes mit der Oberfläche der Fernstraße fluchtend zu schleifen, ist der Sensor für die Verwendung geeignet.
  • Beispiel 1
  • Ein einzelner Sensor von dem Typ, der in 6 gezeigt ist, wurde in einer Fernstraße eingesetzt, wie in den 13 und 14 beschrieben ist. 15a zeigt die Reaktion des Sensors, wenn ein Fahrzeug mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten über ihn gefahren wird; 15 Meilen pro Stunde, 30 Meilen pro Stunde und 55 Meilen pro Stunde, was jeweils durch die Datenkurven 58, 59 beziehungsweise 60 gezeigt ist. Jede Kurve umfasst zwei Spitzen, die den zwei Achsen des Fahrzeugs entsprechen. Der Abstand zwischen den Spitzen stellt den Achsabstand dar, und das Achsgewicht kann als eine Funktion der integrierten Fläche unter jeder Spitze und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet werden. In diesem Beispiel kann das Fahrzeuggewicht abgeleitet werden, da die Fahrzeuggeschwindigkeit bekannt ist. Wie zuvor beschrieben sind wenigstens zwei Sensoren, die durch einen bekannten Abstand separiert sind, erforderlich, um die Geschwindigkeit eines vorbeifahrenden Fahrzeugs zu messen.
  • Beispiel 2
  • 15b zeigt die Daten, die gesammelt wurden, während ein Sattelschleppzug über den Sensor gefahren wurde, der in Beispiel 1 oben verwendet wurde. Die Datenkurven 61 und 62 stellen ein beladenes Fahrzeug beziehungsweise ein unbeladenes Fahrzeug dar. Jede Kurve umfasst vier Spitzen, die den vier Achsen des Fahrzeugs entsprechen. Wiederum wird das Achsgewicht aus der Kenntnis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fläche unter den Spitzen abgeleitet. Da in diesem Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sowohl für den beladenen Versuch als auch den unbeladenen Versuch gleich war, ergibt die numerische Differenz zwischen den Flächen unter den Spitzen jedoch eine direkte Angabe der Gewichtsdifferenz des Fahrzeugs. Diese Gewichtsdifferenz entspricht dem Gewicht der Ladung, die von dem Fahrzeug befördert wird.

Claims (39)

  1. Straßenverkehrsüberwachungssystem, das wenigstens eine Sensorstation (2) und ein interferometrisches Abfragesystem (9) umfasst, wobei die wenigstens eine Sensorstation eine optische Faser (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das interferometrische Abfragesystem dazu eingerichtet ist, eine Änderung der optischen Phase von Strahlung zu erfassen, die von der Faser empfangen wird, wobei sich die Änderung der optischen Phase aus einer Änderung der optischen Pfadlänge der optischen Faser ergibt, die durch eine Kraft erzeugt wird, die darauf durch ein Fahrzeug ausgeübt wird, das über die Sensorstation fährt.
  2. System nach Anspruch 1, bei dem das interferometrische Abfragesystem ein reflektometrisches interferometrisches Abfragesystem umfasst.
  3. System nach Anspruch 2, bei dem das interferometrische Abfragesystem ein gepulstes reflektometrisches interferometrisches Abfragesystem umfasst.
  4. System nach Anspruch 1, bei dem das interferometrische Abfragesystem ein interferometrisches Abfragesystem mit Rayleigh-Rückstreuung umfasst.
  5. System nach Anspruch 4, bei dem das interferometrische Abfragesystem ein gepulstes interferometrisches Abfragesystem mit Rayleigh-Rückstreuung umfasst.
  6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, das mehrere Sensorstationen umfasst, wobei nebeneinanderliegende Sensorstationen durch ein Stück optische Faser miteinander verbunden sind.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die Länge der optischen Faser, die nebeneinanderliegende Sensorstation verbindet, zwischen 100 m und 5000 m liegt.
  8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem jede Sensorstation mehrere optische Fasersensoren umfasst.
  9. System nach Anspruch 8, bei dem jede Sensorstation wenigstens einen optischen Fasersensor umfasst.
  10. System nach Anspruch 8 oder 9, bei dem jede Sensorstation wenigstens zwei optische Fasersensoren umfasst, die voneinander durch einen bekannten Abstand separiert sind.
  11. System nach Anspruch 10, bei dem der bekannte Abstand zwischen 0,5 und 5 m liegt.
  12. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der optische Fasersensor eine empfindliche Faser umfasst, die an eine Hilfsfaser gekoppelt ist; wobei die optische Pfadlänge der empfindlichen Faser derart ist, dass die Empfindlichkeit des Sensors gering ist; und wobei die optische Pfadlänge der Hilfsfaser größer als die der empfindlichen Faser ist, sodass die gemeinsame optische Pfadlänge der empfindlichen Faser und der Hilfsfaser ausreicht, um zu ermöglichen, dass der Sensor von einem interferometrischen Abfragesystem abgefragt wird.
  13. System nach Anspruch 12, bei dem die optische Pfadlänge der Hilfsfaser wenigstens zweimal größer als die der empfindlichen Faser ist.
  14. System nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die empfindliche Faser im Wesentlichen gerade ist.
  15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die empfindliche Faser und die Hilfsfaser Abschnitte einer einzelnen optischen Faser umfassen.
  16. System nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem der optische Fasersensor weiter wenigstens ein teilreflektierendes Element umfasst, das an die optische Faser gekoppelt ist.
  17. System nach Anspruch 16, bei dem das teilreflektierende Element in der Hilfsfaser des optischen Fasersensors angeordnet ist.
  18. System nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das teilreflektierende Element entweder ein faseroptischer X-Koppler mit einem verspiegelten Anschluss oder ein Bragg-Gitter ist.
  19. System nach einem der Ansprüche 12 bis 18, das weiter ein Gehäuse umfasst, das im Wesentlichen wenigstens eine von der empfindlichen Faser und der Hilfsfaser umgibt.
  20. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der optische Fasersensor einen Wickelkern und eine optische Faser umfasst, die auf den Wickelkern gewickelt ist; wobei der Wickelkern im wesentlichen eben ist; und wobei der Sensor ausreichend flexibel ist, sodass er die Form der Wölbung einer Fernstraße im wesentlichen annehmen kann.
  21. System nach Anspruch 20, bei dem der Wickelkern einen langgestreckten Streifen mit zwei Spindeln umfasst; wobei die Spindeln fest an derselben Oberfläche des Streifens befestigt sind und in einem Abstand zueinander angeordnet sind; wobei jede Spindel im wesentlichen senkrecht aus der Oberfläche des Streifens hervorsteht; und wobei die optische Faser in Längsrichtung zwischen den Spindeln gewickelt ist.
  22. System nach Anspruch 20, bei dem der Wickelkern einen langgestreckten Streifen umfasst und die optische Faser in Längsrichtung um die Längsachse des Streifens gewickelt ist.
  23. System nach Anspruch 20, wobei der Wickelkern einen langgestreckten Streifen umfasst und die optische Faser spiralförmig um die kurze Achse des Streifens gewickelt ist.
  24. System nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem der langgestreckte Streifen einen Metallstreifen umfasst.
  25. System nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem der langgestreckte Streifen ein Nichtmetall umfasst.
  26. System nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem der optische Fasersensor weiter wenigstens ein teilreflektierendes Elemente umfasst, das an die optische Faser gekoppelt ist.
  27. System nach Anspruch 26, bei dem das teilreflektierende Element entweder ein faseroptischer X-Koppler mit einem verspiegelten Anschluss oder ein Bragg-Gitter ist.
  28. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die optische Faser in einer Fernstraße eingesetzt ist.
  29. System nach Anspruch 29, bei dem jeder Sensor derart eingesetzt ist, dass seine längste Abmessung im Wesentlichen in der Ebene der Fernstraße und im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Verkehrsflusses auf der Fernstraße liegt.
  30. System nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, bei dem die längste Abmessung von jedem Sensor im Wesentlichen gleich der Breite der Spur der Fernstraße ist.
  31. System nach einem der Ansprüche 28 bis 30, bei dem jeder Sensor unter der Oberfläche der Fernstraße eingebaut ist.
  32. Verfahren zur Überwachung von Verkehr, wobei das Verfahren die Bereitstellung von mehreren Sensorstationen auf einer Fernstraße; das Einsetzen von mehreren optischen Fasersensoren an jeder Sensorstation; das Herstellen einer Schnittstelle von jedem optischen Fasersensor zu einem interferometrischen Abfragesystem, das Einsetzen von Zeitmultiplex, sodass das Abfragesystem dazu eingerichtet ist, ein Ausgangssignal von jedem optischen Fasersensor im wesentlichen gleichzeitig zu überwachen; und das Verwenden des Ausgangssignals von jedem optischen Fasersensor, um Daten abzuleiten, die sich auf den Verkehr beziehen, der über jede Sensorstation fährt.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, das weiter Wellenlängenmultiplex einsetzt, sodass die Anzahl von optischen Fasersensoren erhöht wird, die das Abfragesystem überwachen kann.
  34. Verfahren nach Anspruch 32 oder Anspruch 33, das weiter Raummultiplex einsetzt, sodass die Anzahl von optischen Fasersensoren erhöht wird, die das Abfragesystem überwachen kann.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem sich die abgeleiteten Daten auf die Fahrzeuggeschwindigkeit beziehen.
  36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem sich die abgeleiteten Daten auf das Fahrzeuggewicht beziehen.
  37. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem sich die abgeleiteten Daten auf das Verkehrsaufkommen beziehen.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem sich die abgeleiteten Daten auf den Achsabstand beziehen.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem sich die abgeleiteten Daten auf die Klassifikation von Fahrzeugen beziehen.
DE60223071T 2001-02-15 2002-02-11 Straßenverkehrsüberwachungssystem Expired - Lifetime DE60223071T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0103665 2001-02-15
GBGB0103665.6A GB0103665D0 (en) 2001-02-15 2001-02-15 Road traffic monitoring system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60223071D1 DE60223071D1 (de) 2007-11-29
DE60223071T2 true DE60223071T2 (de) 2008-07-24

Family

ID=9908740

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60223071T Expired - Lifetime DE60223071T2 (de) 2001-02-15 2002-02-11 Straßenverkehrsüberwachungssystem
DE60201126T Expired - Lifetime DE60201126T2 (de) 2001-02-15 2002-02-11 Verkehrsüberwachungssystem
DE60200789T Expired - Lifetime DE60200789T2 (de) 2001-02-15 2002-02-12 Verkehrsüberwachungssystem

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60201126T Expired - Lifetime DE60201126T2 (de) 2001-02-15 2002-02-11 Verkehrsüberwachungssystem
DE60200789T Expired - Lifetime DE60200789T2 (de) 2001-02-15 2002-02-12 Verkehrsüberwachungssystem

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7042369B2 (de)
EP (3) EP1445748B1 (de)
JP (2) JP2004523042A (de)
DE (3) DE60223071T2 (de)
GB (1) GB0103665D0 (de)
WO (2) WO2002065425A1 (de)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003025524A1 (en) * 2001-09-19 2003-03-27 Gebert Ruediger Heinz Weight sensor
GB2389947B (en) * 2002-07-25 2004-06-02 Golden River Traffic Ltd Automatic validation of sensing devices
JP4138523B2 (ja) * 2003-02-18 2008-08-27 いであ株式会社 道路監視システム
GB2406376A (en) * 2003-09-24 2005-03-30 Qinetiq Ltd Surveillance system including serial array of fiber optic point sensors
US7667849B2 (en) 2003-09-30 2010-02-23 British Telecommunications Public Limited Company Optical sensor with interferometer for sensing external physical disturbance of optical communications link
GB0322859D0 (en) 2003-09-30 2003-10-29 British Telecomm Communication
US7245217B2 (en) * 2004-03-06 2007-07-17 Fibera, Inc. Hazard mitigation for railway track intrusions at train station platforms
US7268699B2 (en) * 2004-03-06 2007-09-11 Fibera, Inc. Highway-rail grade crossing hazard mitigation
JP3896465B2 (ja) * 2004-09-17 2007-03-22 国立大学法人東京工業大学 橋梁の特性変化検出システム
GB0421747D0 (en) 2004-09-30 2004-11-03 British Telecomm Distributed backscattering
US7848645B2 (en) 2004-09-30 2010-12-07 British Telecommunications Public Limited Company Identifying or locating waveguides
JP2006144246A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Save Machine Co Ltd ループセンサ埋設用溝部を形成する路面切削工法及び該路面切削工法を用いた交通情報制御システム
GB0427733D0 (en) 2004-12-17 2005-01-19 British Telecomm Optical system
US7142737B1 (en) * 2005-01-12 2006-11-28 Network Integrity Systems Inc. Intrusion detection system for use on single mode optical fiber using a storage register for data
US20060186276A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Fibera, Inc. System for grade crossing accident mitigation
GB0504579D0 (en) 2005-03-04 2005-04-13 British Telecomm Communications system
ATE434774T1 (de) 2005-03-04 2009-07-15 British Telecomm Akustooptische modulatoranordnung
EP1708388A1 (de) 2005-03-31 2006-10-04 British Telecommunications Public Limited Company Verfahren zum Mitteilen von Informationen
EP1713301A1 (de) 2005-04-14 2006-10-18 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Verfahren und Gerät zur Schallübertragung über eine optische Verbindung
EP1729096A1 (de) 2005-06-02 2006-12-06 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Stelle einer Störung in einer optischen Faser
US20070031084A1 (en) * 2005-06-20 2007-02-08 Fibera, Inc. Trafic monitoring system
GB0521713D0 (en) 2005-10-25 2005-11-30 Qinetiq Ltd Traffic sensing and monitoring apparatus
KR100797394B1 (ko) * 2005-12-08 2008-01-28 한국전자통신연구원 노면 설치용 교통정체정보 제공 장치 및 그 방법
EP1826924A1 (de) 2006-02-24 2007-08-29 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Abtastung einer Störung
CA2643345A1 (en) 2006-02-24 2007-08-30 British Telecommunications Public Limited Company Sensing a disturbance
EP1989797B1 (de) 2006-02-24 2011-04-13 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Erfassen einer störung
CA2647173A1 (en) 2006-04-03 2007-10-11 British Telecommunications Public Company Limited Evaluating the position of a disturbance
GB2443661B (en) 2006-11-08 2011-08-31 Polarmetrix Ltd Detecting a disturbance in the phase of light propogating in an optical waveguide
DE102007011232A1 (de) * 2007-03-06 2008-09-11 Siemens Ag Verfahren zum Abfragen eines Messwertes
NL2000697C2 (nl) * 2007-06-11 2008-12-12 Konink Bam Groep Nv Werkwijze voor het aanbrengen van een voorwerp in een wegdek alsmede drukorgaan voor het uitvoeren van de werkwijze.
FR2922352B1 (fr) * 2007-10-15 2009-11-20 Ecole Superieure D Electroniqu Dispositif de detection de la position d'un objet dans une zone et systeme de determination de la position d'un objet dans une zone qui utilise un ou plusieurs de tels dispositifs de detection.
CN101468651B (zh) * 2007-12-27 2011-03-23 同方威视技术股份有限公司 火车车辆信息自动识别方法和系统
WO2012012903A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Universite Laval Pavement stress analysis sensor
US8866638B2 (en) * 2011-05-23 2014-10-21 GM Global Technology Operations LLC Acquisition of travel- and vehicle-related data
US9429463B2 (en) 2013-03-04 2016-08-30 International Road Dynamics, Inc. System and method for measuring moving vehicle information using electrical time domain reflectometry
GB2513399B (en) * 2013-04-26 2017-07-26 Optasense Holdings Ltd Traffic Monitoring
EP2804166A1 (de) * 2013-05-13 2014-11-19 PSS Consultancy & Equipment B.V. Sensorkabel und System
FR3008789B1 (fr) * 2013-07-22 2023-05-12 Commissariat Energie Atomique Procede de caracterisation de parametres mecaniques d'une chaussee
US10365167B2 (en) * 2013-11-08 2019-07-30 United Technologies Corporation Fiber grating temperature sensor
FR3019291B1 (fr) * 2014-03-31 2017-12-01 Institut Francais Des Sciences Et Technologies Des Transp De L'amenagement Et Des Reseaux Dispositif d'acquisition, procede de fabrication de celui-ci, procede de mesure de force
CN104318774B (zh) * 2014-11-09 2016-05-11 应国珍 高速公路移动监控设施
GB201503855D0 (en) * 2015-03-06 2015-04-22 Q Free Asa Vehicle detection
CN105208328B (zh) * 2015-09-06 2018-07-06 浙江省公安厅高速公路交通警察总队宁波支队 一种高速公路移动监控系统
CZ307510B6 (cs) * 2015-09-18 2018-10-31 CROSS ZlĂ­n, a.s. Zařízení pro měření hmotnosti a způsob měření
GB201519202D0 (en) * 2015-10-30 2015-12-16 Optasense Holdings Ltd Monitoring traffic flow
NL2016744B1 (en) * 2016-05-09 2017-11-16 Fugro Tech Bv Fiber-optic based traffic and infrastructure monitoring system
US20180025317A1 (en) * 2016-07-21 2018-01-25 At&T Mobility Ii Llc Facilitating use and management of smart vehicles and smart vehicle infrastructure
CN106441530B (zh) * 2016-08-31 2017-06-16 东南大学 一种基于长标距光纤光栅传感技术的桥梁动态称重方法及动态称重系统
CN106448188B (zh) * 2016-10-29 2018-11-16 浙江大学 基于分布式声传感数据的道路区间双向车流速度估计方法
NL2017957B1 (en) * 2016-12-08 2018-06-19 Fugro Tech Bv Airport monitoring system
JP6846208B2 (ja) * 2017-01-17 2021-03-24 東日本旅客鉄道株式会社 光ケーブルを利用した鉄道制御システム
JP6846209B2 (ja) * 2017-01-17 2021-03-24 東日本旅客鉄道株式会社 光ケーブルを利用した踏切制御システムおよび鉄道制御システム
DE102017210907A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Robert Bosch Gmbh Bodensensorvorrichtung zum Erfassen von Kraftfahrzeugen
BR102017017613B1 (pt) * 2017-08-16 2023-12-26 Velsis Sistemas E Tecnologia Viaria S/A Sistema de monitoramento de pesagem dinâmica e de velocidade de veículos em pista
NL2020873B1 (en) * 2018-05-03 2019-11-12 Fugro Tech Bv Load cell device, sensor system and use of a load cell device.
JP7234616B2 (ja) * 2018-12-13 2023-03-08 セイコーエプソン株式会社 車両検知方法
US11468667B2 (en) * 2019-06-19 2022-10-11 Nec Corporation Distributed intelligent traffic informatics using fiber sensing
US11562646B2 (en) * 2020-04-07 2023-01-24 Nec Corporation Multiple lane real-time traffic monitor and vehicle analysis using distributed fiber sensing
US11619541B2 (en) * 2020-04-14 2023-04-04 Nec Corporation Vehicle speed, direction, and size measurement using temporal distributed fiber optic sensing
US20230274634A1 (en) * 2020-07-28 2023-08-31 Nec Corporation Traffic monitoring apparatus, traffic monitoring system, traffic monitoring method, and storage medium
CN112796249A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 北京科技大学 一种分布式光纤应变传感器的封装填埋结构及方法
BR102021004560A2 (pt) * 2021-03-10 2022-09-20 Velsis Sistemas E Tecnologia Viaria Ltda Sistema de pesagem em movimento para veículos automotores baseado em sensores flexíveis e a fibra ótica
CN113295248B (zh) * 2021-04-28 2022-11-29 广州铁路职业技术学院(广州铁路机械学校) 一种基于分布式光纤监测汽车超载的方法
CN113838300A (zh) * 2021-09-26 2021-12-24 武汉理工大学 一种高速公路突发事故无盲区实时监测与报警系统
CN115410403B (zh) * 2022-04-19 2023-11-10 北京见合八方科技发展有限公司 基于无源感知的公路车辆定位追踪方法、装置及可读介质
FR3135324A1 (fr) 2022-05-06 2023-11-10 Osmos Group Procédé, système et capteur pour surveiller une structure par fibre optique

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2331802A1 (fr) * 1975-11-14 1977-06-10 Thomson Csf Dispositif coupleur optique pour interconnexion de guides de lumiere dans un systeme de transmission optique, et systeme de transmission correspondant
US5026141A (en) * 1981-08-24 1991-06-25 G2 Systems Corporation Structural monitoring system using fiber optics
DE3311524C2 (de) * 1983-03-30 1985-11-14 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Faseroptischer Sensor für Kraft- und Druckmessungen sowie für Überwachungs- und Schutzzwecke
JPH076862B2 (ja) * 1986-04-30 1995-01-30 日本電信電話株式会社 光フアイバ圧力センサ
AU2770189A (en) * 1988-01-06 1989-07-06 Unisearch Limited Use of optical fibre in pressure sensitive transducers
JPH0210232A (ja) * 1988-06-29 1990-01-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ファイバセンサ
JP2521344B2 (ja) * 1989-02-20 1996-08-07 三菱重工業株式会社 踏板装置
US5056884A (en) * 1990-04-10 1991-10-15 Automatic Toll Systems, Inc. Fiber optic load sensing device
FR2673749B1 (fr) * 1991-03-08 1995-06-23 Electronique Controle Mesure Dispositif de detection de passage sur une chaussee, et son procede de pose.
US5194847A (en) * 1991-07-29 1993-03-16 Texas A & M University System Apparatus and method for fiber optic intrusion sensing
US5260520A (en) 1992-04-02 1993-11-09 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Apparatus for weighing and identifying characteristics of a moving vehicle
JP2573837Y2 (ja) * 1992-12-25 1998-06-04 三菱重工業株式会社 車両検知装置
DE4304298A1 (de) * 1993-02-15 1994-08-18 Atlas Elektronik Gmbh Verfahren zum Klassifizieren von einen vorgegebenen Wegpunkt passierenden Fahrzeugen
FR2703451B1 (fr) * 1993-04-02 1995-05-12 Alcatel Cable Dispositif de mesure interférométrique en lumière polarisée.
US5497233A (en) * 1994-07-27 1996-03-05 Litton Systems, Inc. Optical waveguide vibration sensor and method
JPH0949776A (ja) * 1995-08-09 1997-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ケーブルおよび圧力測定システム
JPH102809A (ja) * 1996-06-13 1998-01-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 圧力検出器
JP3528435B2 (ja) * 1996-06-27 2004-05-17 トヨタ自動車株式会社 路上物体検出装置
JPH10148586A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバケーブルの埋設構造
US5913245A (en) * 1997-07-07 1999-06-15 Grossman; Barry G. Flexible optical fiber sensor tapes, systems and methods
JPH11232586A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Omron Corp 車輪間隔算出装置
US6463187B1 (en) * 1998-08-24 2002-10-08 Empirical Technologies Corporation Variable coupler fiberoptic sensor and sensing apparatus using the sensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE60200789T2 (de) 2005-07-21
US20040080432A1 (en) 2004-04-29
EP1445748A2 (de) 2004-08-11
US20040061628A1 (en) 2004-04-01
DE60201126T2 (de) 2005-09-22
DE60200789D1 (de) 2004-08-26
EP1445748A3 (de) 2004-09-01
EP1360672A1 (de) 2003-11-12
US7068186B2 (en) 2006-06-27
JP2004523042A (ja) 2004-07-29
EP1360672B1 (de) 2004-09-01
EP1360673A1 (de) 2003-11-12
JP2004527030A (ja) 2004-09-02
US7042369B2 (en) 2006-05-09
DE60223071D1 (de) 2007-11-29
DE60201126D1 (de) 2004-10-07
WO2002065425A1 (en) 2002-08-22
EP1445748B1 (de) 2007-10-17
WO2002065426A1 (en) 2002-08-22
GB0103665D0 (en) 2001-03-28
EP1360673B1 (de) 2004-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60223071T2 (de) Straßenverkehrsüberwachungssystem
DE60200788T2 (de) Verkehrsüberwachungssystem
EP1952092B1 (de) Gerät zur prüfung der reifenprofiltiefe und -art, der geschwindigkeit und der bodenfreiheit an fahrzeugen während der fahrt
DE69828640T2 (de) Datenerfassungssystem für ein fahrzeug
CH689599A5 (de) Aufnehmer-Anordnung zum Einbau in Fahrbahnen zwecks Erfassung der Gewichte und/oder der fahrdynamischen Reaktionen von Fahrzeugrädern.
DE102015015944A1 (de) Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs hinsichtlich bevorstehender Überholmanöver und Kraftfahrzeug
DE4427892A1 (de) Überwachung des Verunreinigungspegels von Flüssigkeiten
WO2013170394A1 (de) Sensormodul eines wim-systems und messverfahren
DE102008060032A1 (de) Gießspiegelmessung in einer Kokille durch ein faseroptisches Messverfahren
EP2026048A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Lastbestimmung eines in Fahrt befindlichen Fahrzeuges
DE19549003C1 (de) Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung
DE3815152C2 (de)
DE102007028325B4 (de) Ortungsvorrichtung zur Ermittlung der Position von fahrweggebundenen Fahrzeugen
DE102018123654A1 (de) Brückenbasiertes WIM-System
DE102016223230A1 (de) Überwachungsanordnung für Kraftfahrzeuge, Überwachungsverfahren und Kraftfahrzeug
DE19744076A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Reifenprofilmessung
EP1795901A2 (de) Informationseinrichtung für den Führer eines Fahrzeugs
DE3325945A1 (de) Faseroptischer sensor und eine diesen enthaltende sensoreinrichtung
EP1151242B1 (de) Sensor und verfahren zur erfassung von abstandsänderungen
WO2009149971A1 (de) Lagerschale für ein gleitlager sowie vorrichtung und verfahren zum ortsaufgelösten ermitteln der temperatur einer lagerschale in einem gleitlager
DE102022102006B4 (de) Erfassen von Verkehrsaktivitäten mit Schwingungssensoren von einem Fahrzeug aus
DE10252426A1 (de) Abstandsmessvorrichtung
DE10242205B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur räumlich ausgedehnten Erfassung von Betriebszuständen
DE102006046778A1 (de) Faseroptische Sensorvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition