專利名稱：：超微型地埋線圈型固定式交通流量調查設備的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種超微型地埋線圈型固定式交通流量調査設備。它利用地感線圈檢測原理，可實現公路、橋梁、隧道及特殊路段的車流量信息采集，真實有效的反映交通流量數據。
背景技術：
：現有交通流量調查裝置中，有一種是采用傳統的大型地埋線圈，用于檢測公路上的車流量信息和交通流量數據。但這種大型地埋線圈有著一些很嚴重的弊端①由于感生信號極性由車輛的極化方向來決定，而車輛的極化方向不可能絕對一致，其由鋼板的制造、加工甚至車輛受地球磁場的影響等諸多因素決定，因此線圈兩端檢測到的信號極性不一致，后端識別處理困難。②感生信號強度變化很大，車輛通過線圈過程中，信號差值甚至可以達到10000倍，不同車輛在不同情況下通過線圈時，信號最大值和平均值強度差距亦可達到這個水平，再加上前述的極性不一致問題，放大器的設計難度很大，信號在放大過程中極易失真。③由于車輛行駛路線不完全一致，即使是同一輛車反復通過同一個檢測區域，也可能得到不同甚至區別很大的信號。④即使在理想狀態下，信號的強度還是同時取決于兩個參數，車速和車輛的磁場。同一輛車在車速不同的情況下，信號的強度會發生很大的變化。很難將車速和車輛磁場兩個參數分離。⑤不同車輛的磁場參數，與車型之間對應關系不明確，往往同車型的兩部車之間的區別比它們與其他車型的區別還大。即使是在理想狀態下，車速完全一致，也很難找到磁場參數和車型間的關系。⑥通常情況下，信號及其微弱，很容易受到干擾，衰減也很快。⑦線圈檢測范圍較小，小型車輛容易漏檢。另外，傳統大型地埋線圈的電路設計也較復雜。由于這些特點，傳統的微型線圈檢測器很難對車型進行識別，一般都是簡單的設定一個門電路，感生電壓超過預設值即輸出脈沖信號，表示有一輛車通過。而且布線距離不能太長，檢測車道數量也不能太多，以減少衰減和干擾。隨著交調事業的發展，交調工作的要求不斷提高，從原來簡單的指定時段計數模式，發展到全天候、分車型、計車速觀測。超微型線圈一時無法適應這些要求，逐步淡出了這個市場。隨著公路事業和交調事業的發展，在交調自動化領域，當用傳統環線線圈等設備解決了自動化設備的"有"和"無"的問題后，公路部門也開始關注自動化設備對公路的破壞、設備的穩定性和可靠性等相對軟性的指標。在所有的地埋檢測器中，超微型線圈是埋設深度最大的，而且埋入地下的部分結構極為堅固，不易受到車輛碾壓和路面維護的影響。同時，埋設時需要開挖的路面面積很小(每個傳感器只需要一個直徑5CM的小孔)，對路面的破壞遠小于埋設傳統環形線圈。這些特點對需要提高上述對公路的破壞、設備的穩定性和可靠性等軟性的指標的廠商和使用者來說，有著不可多得的優勢。隨著大規模集成電路和新型數字電路的發展，通過使用新式的放大器電路和識別處理器，前述的那些瓶頸慢慢不再成為微型線圈設備應用的障礙。自從進入上世紀90年代以來，歐美等發達國家先后開始了新一代微型線圈設備的開發和運用。
發明內容本實用新型的目的在于克服上述現有
背景技術：
的不足之處，而提供一種超微型地埋線圈型固定式交通流量調査設備。本實用新型的目的是通過如下措施來達到的超微型地埋線圈型固定式交通流量調査設備，它包括電磁探頭、調諧電路、電流源、相位鎖定器、相位比較器、信號放大器，所述電磁探頭與調諧電路連接，調諧電路連接相位鎖定器和相位比較器，電流源連接調諧電路，相位鎖定器與相位比較器連接，其特征在于電磁探頭為超微型地埋線圈，所述每個超微型地埋線圈位于公路上的每個車道的中間，并與同向的超微型地埋線圈串聯連接，每個車道上間隔一定距離安裝有二個超微型地埋線圈，二排串聯連接的超微型地埋線圈分別連接調諧電路；所述信號放大器連接超聲波檢測器，超聲波檢測器連接數據傳輸終端，數據傳輸終端連接因特網，因特網連接數據中心。在上述技術方案中，所述超微型地埋線圈位于公路車道下15厘米。本實用新型超微型地埋線圈型固定式交通流量調査設備具有如下優點①對破壞路面小比較對路面承力結構破壞最嚴重的線槽，安裝傳統線圈共需切割線槽160.5米，安裝超微型線圈只需要切割線槽45.3米，不到傳統線圈的30%。大面積的線槽容易引起路面龜裂和下陷，而安裝微型線圈所需要的圓孔，系小型的獨立結構(直徑僅5厘米)，對路面幾乎無影響。②維護量小傳統線圈受到感應信號強度限制，感應線圈不能大深度埋設，一般距離地面4-6厘米。當路面出現下陷和開裂時，極易受到破壞。統計數據顯示，傳統線圈的年維修率平均為30%。微型地埋線圈則完全不同，由于線圈受力面積小，埋設深，且線圈采取了全固態封裝，外殼堅固(防護等級IP68)，很少受到破壞。③路面維護維修作業影響小隨著經濟的發展，城市道路修護次數越來越密集。在進行道路中修時，通常會對道路進行銑刨和重新罩面作業。傳統的地埋線圈在這種情況下，不是被銑刨作業破壞，就是因為重新罩面導致埋設深度變大，信號微弱無法工作。此時，必須重新切割線槽敷設線圈。通常每個車道需要2000元費用，一個標準的6車道斷面進行線圈重新敷設作業需要花費12000元，而且必須封閉車道6-12小時。而微型地埋線圈則不受此影響，由于埋設深度大，無論是銑刨作業還是罩面作業，均不會對線圈造成物理破壞，不會因此而帶來額外的維護成本。在進行路面大修時，傳統線圈被完全破壞，需要完全重新敷設，成本和時間與中修相當。而微型地埋線圈采用了全固態封裝，外殼防護等級高達IP68(國家防護標準)，完全可以取出再利用，只需重新開挖線槽和打孔就可以再次安裝這些線圈，成本僅為每個車道600元，一個標準的6車道斷面進行線圈重新安裝作業只需要花費3600元。這樣，在一個道路大修周期內，安裝傳統線圈設備由道路修護所造成的維護成本高達24000元，安裝微型線圈由道路修護所造成的維護成本僅有3600元，只相當于傳統線圈的15%。④安裝作業對行車影響小在對一個標準的6車道斷面進行施工作業時，共需切割線槽160.5米，安裝微型線圈只需要切割線槽45.3米，不到傳統線圈的30%。如果使用相同的作業機具，安裝傳統線圈封閉車道的時間超過了安裝微型線圈封閉車道時間的一倍。如果計算一個大修周期內由于維護造成的封閉車道時間，則差距更為明顯，維護傳統線圈共需封閉車道2次，而維護微型線圈只需要封閉車道l次，總需時間只有維護傳統線圈的25%。在任何一個現代化的大都市，公路交通對城市的經濟和社會影響都極其巨大，更短的作業時間能夠使安裝和維護作業對公路交通造成的負面影響降低到最小，并大大減少了可預期的間接經濟損失。圖1為本實用新型檢測電路的方框圖。圖2為現有地埋線圈的埋設示意圖。圖3為本實用新型地埋線圈的埋設示意圖。圖4為本實用新型的系統結構方框圖。圖中1.電磁探頭，2.調諧回路，3.電流源，4.相位鎖定器，5.相位比較器，6.信號放大器，7.超聲波檢測器，8.數據傳輸終端，9.因特網，10.數據中心，11.傳統線圈。具體實施方式以下結合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不構成對本實用新型的限定，同時通過說明本實用新型的優點將變得更加清楚和容易理解。本實用新型超微型地埋線圈型固定式交通流量調查設備，它包括電磁探頭l、調諧電路2、電流源3、相位鎖定器4、相位比較器5、信號放大器6，所述電磁探頭1與調諧電路2連接，調諧電路2連接相位鎖定器4和相位比較器5，電流源3連接調諧電路2，相位鎖定器4與相位比較器5連接，電磁探頭1為超微型地埋線圈，所述每個超微型地埋線圈位于公路上的每個車道的中間，并與同向的超微型地埋線圈串聯連接，每個車道上間隔一定距離安裝有二個超微型地埋線圈，二排串聯連接的超微型地埋線圈分別連接調諧電路2;所述信號放大器6連接超聲波檢測器7，超聲波檢測器7連接數據傳輸終端8，數據傳輸終端8連接因特網9，因特網9連接數據中心10。所述超微型地埋線圈位于公路車道下15厘米。本實用新型微型線圈交通流量信息采集設備采用了如下技術手段(1)、使用了新型的數字式放大電路，該電路采用了正負雙極性電源供電，無論車輛極化方向如何均可以正常的放大信號。(2)、放大器采用極低頻信號直接耦合，恒定倍率的數字式放大器，可以保證感生信號在放大過程中盡可能小的失真。(3)、放大器輸出為數字信號，不易受到干擾，布線帶來的衰減效應也要小的多，可以支持長距離布線和多車道同時檢測。(4)、放大器增益高，單個線圈的檢測范圍達到了常規大型線圈的水平。(5)、在對信號進行檢測時，引入了"上升斜率"參數，"下降斜率"等參數(傳統設備由于放大電路嚴重失真，是不可能對這類與原始波形密切參數進行檢測的)，這些參數表現出與車速密切相關，基本呈線性關系，而車輛通過路線和車輛的種類對其影響不大。(6)、通過徑向布設雙探頭，可以獲得車輛四個通過時間參數，結合斜率參數，可以準確檢測車輛通過檢測區的實時速度，將車速參數和斜率參數代入信號算法內，最終可以得到車輛磁場特征參數。(7)、上述計算出的磁場特征參數，與車輛的類型有密切關系，但是仍然不能與交通部9車型標準一一對應。交通部確定的9個車型是從管理角度出發的。我們在主機內內置了遠遠超過9種的車輛種類參數庫，然后通過映射表將其中若干車輛種類劃歸交通部某一種車型。本實用新型超微型地埋線圈型固定式交通流量調査設備性能參數如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>超微型地埋線圈安裝于路面下方，檢測線圈兩端感生信號。信號放大器接收來自檢測線圈兩端的信號，并對信號進行放大和模數轉換處理，獲得車輛信息。超聲波檢測器收集來自放大器的車輛信息，計算出車輛類型、速度等客戶需要的交通信息。數據傳輸終端通過因特網將交通信息傳輸給客戶(數據中心)。權利要求1、超微型地埋線圈型固定式交通流量調查設備，它包括電磁探頭(1)、調諧電路(2)、電流源(3)、相位鎖定器(4)、相位比較器(5)、信號放大器(6)，所述電磁探頭(1)與調諧電路(2)連接，調諧電路(2)連接相位鎖定器(4)和相位比較器(5)，電流源(3)連接調諧電路(2)，相位鎖定器(4)與相位比較器(5)連接，其特征在于電磁探頭(1)為超微型地埋線圈，所述每個超微型地埋線圈位于公路上的每個車道的中間，并與同向的超微型地埋線圈串聯連接，每個車道上間隔一定距離安裝有二個超微型地埋線圈，二排串聯連接的超微型地埋線圈分別連接調諧電路(2)；所述信號放大器(6)連接超聲波檢測器(7)，超聲波檢測器(7)連接數據傳輸終端(8)，數據傳輸終端(8)連接因特網(9)，因特網(9)連接數據中心(10)。2、根據權利要求1所述的超微型地埋線圈型固定式交通流量調查設備，其特征在于所述超微型地埋線圈位于公路車道下15厘米。專利摘要超微型地埋線圈型固定式交通流量調查設備，它包括電磁探頭(1)、調諧電路(2)、電流源(3)、相位鎖定器(4)、相位比較器(5)、信號放大器(6)，電磁探頭(1)為超微型地埋線圈，信號放大器(6)連接超聲波檢測器(7)，超聲波檢測器(7)連接數據傳輸終端(8)，數據傳輸終端(8)連接因特網(9)，因特網(9)連接數據中心(10)。它克服了現有交通流量檢測裝置對路面破壞大、信號的可靠性差等不足。本實用新型具有對破壞路面小，檢測信號準確等優點。文檔編號G08G1/042GK201229670SQ200820068128公開日2009年4月29日申請日期2008年6月26日優先權日2008年6月26日發明者陶平安申請人:武漢市路安電子科技有限公司