[实用新型]独立自供能的道路交通监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种独立自供能的道路交通监控系统。

背景技术

我国正处于基础设施建设加速时期，道路交通设施越发完善。据交通运输部统计，截至2017年7月，我国高速公路通车里程已超过13.1万公里，居世界第一位。交通基础设施极大促进了地区发展，成为维护国家“一带一路”战略部署的重要工具。然而，受驾驶人驾驶水平素质、地形因素决定的道路安全系数等因素的影响，道路交通安全问题形势依旧严峻：超载、超速问题依旧，而监测超载超速的检测路段密度太低，仍属于“抽查”的状态；若通过传统方式布设有线传感器，由于交通设施跨度极大的特性，将耗费大量材料，比如传输电缆和测量各种参数的各种探头，以及各种能源，比如消耗在传输线上的电能等。另外，现在的智慧交通技术逐渐发展，为了优化路网配置，对于交通大数据的需求越来越旺盛。得到详细准确的流量信息将成为道路交通监控系统的下一个重要课题。

压电材料配合接近开关能很好地解决上面的问题。压电片是一种电器元件，可以将一定的荷载转化为电压的形式输出。若压电片型号选择正确，并结合多种新能源方式，系统还可以实现自发电，无需外部电源输入，降低电网负担。接近开关常应用于工程控制和计数等功能，计数精准，在不需要消耗过多能量的基础上，可以准确、直接地感知车辆数和通过时间，将其应用到车流量统计，具有车型探测准确度高，计数错误率小的优点。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种独立自供能的道路交通监控系统，该系统利用压电俘能单元、太阳能电池板、风力俘能单元实现自发电，利用监测压电阵列和接近开关和记录载重、车速、车流量等信息，并将信息回传终端服务器，以方便工作人员全面掌握路面情况，比如交通拥堵、车辆超速信息等。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：一种独立自供能的道路交通监控系统，包括压电片、接近开关、无线发射模块、整流电路、储能单元、风力俘能单元、太阳电池板、信号处理单元以及终端服务器。所述压电片、接近开关和压电片均埋设于路表，部分压电片组成压电检测单元，所述压电检测单元横跨整个车道，由垂直于道路方向的首级检测单元和与所述首级检测单元一端相交呈15-25°的次级检测单元组成，首级检测单元和次级检测单元均由所述压电片排列而成。所述接近开关位于车道中间位置，且与首级检测单元相邻。其余部分压电片组成压电俘能单元。压电俘能单元、风力俘能单元、太阳能电池板构成能量采集单元，分别通过整流电路与所述储能单元相连；储能单元与无线发射模块、信号处理单元、接近开关相连，分别进行供电。压电检测单元中的每个压电片以及接近开关分别与所述信号处理单元相连，信号处理单元通过无线发射模块与终端服务器相连。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过三种新能源发电方式，利用压电俘能单元的力电耦合特点，将车辆通过压电俘能单元、太阳能电池板以及风力俘能单元收集到的能量加以利用，实现自发电供给系统使用，真正实现了系统的独立自动运行，为绿色无污染的智能化交通设备提出了全新的解决方案；同时，系统无需全部架设线缆联网，就可获得路面交通的各种信息，能够节省大量线材和其他材料资源；另外，由于其受限制小的特点，设备可以更加密集的布设在道路的各个路段，增强了监控可视度，进一步提升交通智能化程度，为交通大数据提供大量数据资源。与现有交通监测技术相比，自发电系统中利用接近开关检测车辆数，比需要外部供能的红外检测系统显著节能；系统中不对称压电监测阵列和接近开关相互配合，即可获得路面交通的相关数据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型系统示意图；

图2为本实用新型系统立体示意图；

图3为接近开关输出波形示意图；

图4为不对称压电监测阵列输出波形示意图；

图5为车辆位置信息判断示意图；

图6为计算车辆速度的几何示意图；

图7为接近开关与不对称压电监测阵列同时输出波形实验模拟示意图；

图中压电俘能单元1，接近开关2，压电监测单元3，无线发射模块4，整流电路5，储能单元6，风力俘能单元7，太阳能电池板8，信号处理单元9，控制中心10；平行粗实线表示行车道边界线，虚线表示车辆行驶轨迹，点画线仅用于标注位置。

具体实施方式