[實用新型]獨立自供能的道路交通監(jiān)控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721319118.6
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN207268904U
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭淇萌;王思聰;張殷楠;呂朝鋒;陳奕聲;葉怡偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: G08G1/02
• 分類號: G08G1/02;H02S10/12;H02N2/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 黃歡娣,邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種獨立自供能的道路交通監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加速時期，道路交通設(shè)施越發(fā)完善。據(jù)交通運輸部統(tǒng)計，截至2017年7月，我國高速公路通車里程已超過13.1萬公里，居世界第一位。交通基礎(chǔ)設(shè)施極大促進了地區(qū)發(fā)展，成為維護國家“一帶一路”戰(zhàn)略部署的重要工具。然而，受駕駛?cè)笋{駛水平素質(zhì)、地形因素決定的道路安全系數(shù)等因素的影響，道路交通安全問題形勢依舊嚴峻：超載、超速問題依舊，而監(jiān)測超載超速的檢測路段密度太低，仍屬于“抽查”的狀態(tài)；若通過傳統(tǒng)方式布設(shè)有線傳感器，由于交通設(shè)施跨度極大的特性，將耗費大量材料，比如傳輸電纜和測量各種參數(shù)的各種探頭，以及各種能源，比如消耗在傳輸線上的電能等。另外，現(xiàn)在的智慧交通技術(shù)逐漸發(fā)展，為了優(yōu)化路網(wǎng)配置，對于交通大數(shù)據(jù)的需求越來越旺盛。得到詳細準確的流量信息將成為道路交通監(jiān)控系統(tǒng)的下一個重要課題。

壓電材料配合接近開關(guān)能很好地解決上面的問題。壓電片是一種電器元件，可以將一定的荷載轉(zhuǎn)化為電壓的形式輸出。若壓電片型號選擇正確，并結(jié)合多種新能源方式，系統(tǒng)還可以實現(xiàn)自發(fā)電，無需外部電源輸入，降低電網(wǎng)負擔。接近開關(guān)常應(yīng)用于工程控制和計數(shù)等功能，計數(shù)精準，在不需要消耗過多能量的基礎(chǔ)上，可以準確、直接地感知車輛數(shù)和通過時間，將其應(yīng)用到車流量統(tǒng)計，具有車型探測準確度高，計數(shù)錯誤率小的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種獨立自供能的道路交通監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用壓電俘能單元、太陽能電池板、風力俘能單元實現(xiàn)自發(fā)電，利用監(jiān)測壓電陣列和接近開關(guān)和記錄載重、車速、車流量等信息，并將信息回傳終端服務(wù)器，以方便工作人員全面掌握路面情況，比如交通擁堵、車輛超速信息等。

本實用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種獨立自供能的道路交通監(jiān)控系統(tǒng)，包括壓電片、接近開關(guān)、無線發(fā)射模塊、整流電路、儲能單元、風力俘能單元、太陽電池板、信號處理單元以及終端服務(wù)器。所述壓電片、接近開關(guān)和壓電片均埋設(shè)于路表，部分壓電片組成壓電檢測單元，所述壓電檢測單元橫跨整個車道，由垂直于道路方向的首級檢測單元和與所述首級檢測單元一端相交呈15-25°的次級檢測單元組成，首級檢測單元和次級檢測單元均由所述壓電片排列而成。所述接近開關(guān)位于車道中間位置，且與首級檢測單元相鄰。其余部分壓電片組成壓電俘能單元。壓電俘能單元、風力俘能單元、太陽能電池板構(gòu)成能量采集單元，分別通過整流電路與所述儲能單元相連；儲能單元與無線發(fā)射模塊、信號處理單元、接近開關(guān)相連，分別進行供電。壓電檢測單元中的每個壓電片以及接近開關(guān)分別與所述信號處理單元相連，信號處理單元通過無線發(fā)射模塊與終端服務(wù)器相連。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型通過三種新能源發(fā)電方式，利用壓電俘能單元的力電耦合特點，將車輛通過壓電俘能單元、太陽能電池板以及風力俘能單元收集到的能量加以利用，實現(xiàn)自發(fā)電供給系統(tǒng)使用，真正實現(xiàn)了系統(tǒng)的獨立自動運行，為綠色無污染的智能化交通設(shè)備提出了全新的解決方案；同時，系統(tǒng)無需全部架設(shè)線纜聯(lián)網(wǎng)，就可獲得路面交通的各種信息，能夠節(jié)省大量線材和其他材料資源；另外，由于其受限制小的特點，設(shè)備可以更加密集的布設(shè)在道路的各個路段，增強了監(jiān)控可視度，進一步提升交通智能化程度，為交通大數(shù)據(jù)提供大量數(shù)據(jù)資源。與現(xiàn)有交通監(jiān)測技術(shù)相比，自發(fā)電系統(tǒng)中利用接近開關(guān)檢測車輛數(shù)，比需要外部供能的紅外檢測系統(tǒng)顯著節(jié)能；系統(tǒng)中不對稱壓電監(jiān)測陣列和接近開關(guān)相互配合，即可獲得路面交通的相關(guān)數(shù)據(jù)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型系統(tǒng)示意圖；

圖2為本實用新型系統(tǒng)立體示意圖；

圖3為接近開關(guān)輸出波形示意圖；

圖4為不對稱壓電監(jiān)測陣列輸出波形示意圖；

圖5為車輛位置信息判斷示意圖；

圖6為計算車輛速度的幾何示意圖；

圖7為接近開關(guān)與不對稱壓電監(jiān)測陣列同時輸出波形實驗模擬示意圖；

圖中壓電俘能單元1，接近開關(guān)2，壓電監(jiān)測單元3，無線發(fā)射模塊4，整流電路5，儲能單元6，風力俘能單元7，太陽能電池板8，信號處理單元9，控制中心10；平行粗實線表示行車道邊界線，虛線表示車輛行駛軌跡，點畫線僅用于標注位置。

具體實施方式