光纤光栅智能交通监测系统
- 来源：烟台勾股通信技术有限公司
- 2008/12/23 14:02:21
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光纤光栅智能交通检测系统能为交通出行提供坚实、完善、准确的数据支持，同时能够完成路面立交桥的健康检测，可以说是一位城市交通的家庭医生。
光纤传感器的智能交通监测系统，由三部分组成：路边系统、中心系统、公众系统。路边系统：实现交通监视、信息提供等任务，可同多个中心之间。中心系统：交通管理中心，提供具交通系统的运行、管理及支持功能。公众系统：公众可通过它获取检测范围内的出行信息。系统结构如图2所示：
负责对下位机、数据库进行管理，主要以两台上位控制机为核心，系统运行时，上位控制计算机1和上位控制计算机2，是互为热备份的，将先启动的计算机设置为主机，后启动的另一台计算机为备份机，通过总线实现与FBG3000的双向通讯。每隔设定时间，主机将采集数据保存，并将数据通过局域网备份到备份机和交通中心的数据库服务器，数据服务器通过数据记录设备，将数据*保存。主机和备份机只动态保存一个月的交通数据。
0anJ G&h+z’E-m 主机工作时，备份机也处于工作状态，不断查询主机是否正常将备份数据送至从机，当超过3个设定时间间隔，主机还未开始备份数据，则认定主机故障，报警并记录该事件，同时转换成主机，等原主机恢复后，再启动成为备份机。以此防治主机故障，保障检测顺利进行。
数据库负责存放路边系统采集的原始数据，和标定数据库。采集数据的保存为今后的相关事件提供数据支持;标定数据库中存放各种车型的前后轮间距、载重标准等，为控制机分析采集到的原始数据提供常用的参数。
光纤光栅FBG传感器路边数据采集系统
路边系统的信息收集原理：通过铺设在路基中的光纤光栅传感器收集车流量、车速、车辆载重的相关数据。光纤光栅埋设在距地面0.5米处，每车道设两个传感器，如图3所示，由于不同车型均有标定的前后轮间距，且前后轮载重不同，当目标车辆通过时，利用光纤光栅应变传感器实时测量路基的应变情况，从波长测量系统可监测到成对出现的信号，信号每出现两次即可判定有一辆车经过，图4为我公司在杭州-千岛湖高速公路上测得的路基应变图，由图中可知，两个传感器同步反映两辆车先后通过时路基的应变情况。
两个应变传感器经过4次碾压（两辆车通过）的应变图之后，测量这两次信号出现的时间间隔，再加上标定数据库中提供的应变-载重参数，可以判断出车辆的型号、载重及前后轮间距，由公式1可得出该车辆的速度：
车速=车辆前后轮间距/车辆前后轮经过传感器的时间间隔 公式
通信原理：路边系统和中心系统之间为实时通讯，采用环状星型通讯方式。路边系统将采集到的路况信息、车辆信息、交通控制状态实时传送到中心系统;中心系统将控制命令、查询命令等实时传送到路边系统。中心与公众用户间的通讯主要是交通信息查询，随机性很大，对实时性要求不高，利用万维网络即可实现。通过这一智能交通监测系统可以实现如下目标：
首先，对各交通要道的车流量进行分析，确定交通需求和相应的出行特征，为解决交通堵塞、提高市民交通出行效率、优化城区规划提供坚实、完善、准确的数据支持，为评价解决交通拥堵措施的可行性提供定量的指标。
其次，对城市道路、立交桥进行长期应变、振动等健康监测项目，分析道路、桥梁的损坏情况和险情评估，对各种越限行为进行警告，及时采取应急措施，为市民出行提供安全保障。
zui后，对城市道路、立交桥的结构进行分析，以便在今后的建设过程中提高路面承载能力。提高路面承载能力一般的做法是增加沥青层的厚度，据国外统计数据，沥青的厚度增加1.3cm，每车道/公里的铺设成本将会增加1万美金，如何在铺设成本与承载能力间寻求平衡，也是本系统可以解决的问题之一。
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