1、超聲波交通量信息采集超聲波交通量信息采集超聲波固定式交通量信息采集設備設備原理介紹超聲波在為人類熟知前，早已經在大自然界中存在了很長的一般時間。動物中如蝙蝠、鯨魚、海豚即是以聲納波作為行進間的導向定位，目前，超聲波已廣用于工業、航海和醫療等用途。超聲波在交調行業的應用始于日本。早期的模擬式超聲波交調儀器既笨重、操作麻煩，而且可識別的車型種類較少；自從出現數字化超聲波系統后，超聲波在交調方面的應用才算進了一大步，不僅探測質量穩定，同時增加了探測結果再處理的可能性，為超聲波成像出現而鋪路。近年來由于計算機工業的大幅進展，帶動了相關產品的研究，硬盤容量的擴大、內存的擴增、中央處理器的升級，使得數據的

2、傳輸及運算加速不少，于是數字化的超聲波成像式交調系統便應運而生了。交通流量采集的數據包括車型、流量和車速三個基本元素，其中，完成了車型識別就可以直接得到流量數據，所以，前臺的檢測設備實際上是完成兩個檢測：車型識別和車速檢測。使用超聲波成像識別車輛，目前最成熟的方法是獲取車輛側向圖像，如下圖所示，這個完全省略了細節，純由高度H和徑向長度L組成的圖像完全能被識別出車型“小客車”。/H普通超聲波成像(二維)的工作方式，主要可分為兩種：第一種為機械式馬達探頭(Mechanicaldevice),由馬達帶動內建超聲波探頭，在既定范圍內以等速掃描，獲取一系列的二維圖像。第二種為磁場定位影像獲取，利用電磁場

3、為探頭所獲取的每一組數據做二維空間定位，再將數據及空間信息合并入數據處理器做運算合成二維圖像。由于交調工作的特點，機械式馬達探頭顯然不可取，復雜而精密的運動部件很難達到室外全天候工作的可靠性要求，而磁場定位式探頭雖然可以滿足可靠性要求，并在部分進口的超聲波交調設備上得到運用，但系統復雜，價格昂貴。超聲波交通流量觀測設備采用了固定式探頭，探頭垂直安裝在路面上方，向路面發射脈沖超聲波，并接收反射回的超聲波，通過測定聲波發射和接收的時間差t,可以計算出路面相對高度h0。h0=V聲速Xt/2當車輛通過該檢測器下方時，路面的相對高度變化為hl,這樣便可計算出該車的高度值H。H=h0-hl通過連續發射超聲

4、波，可以得到一組變化的車輛高度值H1、H2、H3Hn。這樣得到的數據是一組采樣數據，理論上只要獲取每個數據對應的徑向長度數據L,并將采樣間隔時間降低到無窮小，就可以得到受檢車輛精確的徑向二維圖像。如前述，只要將采樣間隔時間降低到無窮小，就可以得到受檢車輛精確的徑向二維圖像。但太小的取樣間隔時間會導致系統復雜度上升，超聲波交通流量觀測子系統采用了先進的聲場重建算法。一巾I完整的2D影像由許多像素組成，而二維聲場的最小單位則是由voxel組成。當一連串的2D數據自探頭獲取來時，在兩組數據的間隙就須由計算機來自動填補，填補本身運用的數學運算采用的是平均法則（內插法）；換言之，圖像中任何一點未知的vo

5、xel數值，將由鄰近兩點已知的像素由內差法決定，填補完成的二維聲場就形成了一幅完整的二維圖像。浙江潤鑫系列超聲波交通流量觀測設備的檢測方式巧妙地運用了受檢物體（車輛）本身處于運動中這一外部條件，大大降低了系統復雜度，與國外同等性能的設備相比，可靠性得到了提高的同時，價格大大降低。,輸出轉換器功率放大器單向脈沖振蕩脈沖寬帶發生器，超聲探頭一檢測器輸出輸出放大器選擇放大器4靈敏增益控制器系統原理框圖觀測站實景-高速公路主要優勢超聲波檢測的特點主要有：依賴車輛外形識別；探頭垂直向下安裝；依賴聲波檢測。由于這些特點，超聲波檢測具備有以下獨特的優勢：(1)探頭與車輛完全不接觸，使用壽命長，完全不破壞路面

6、，幾乎不需要維護保養。路面進行養護不對設備造成影響。根據上海一期工程的實際運行情況看，年維護率低于20%,實際MTBF達到了43800小時，系統維護成本低廉。屎義安裝在橫蹈餡面的如空結構匕與車輛完全不攫觸.探頭工作穩定，使用壽命共(2)探頭垂直向下安裝，每個車道均有自己專門的傳感器，而其他非接觸式設備一般是側向安裝，一個傳感器檢測多條車道。在車輛密度較大的狀況下，使用超聲波檢測器檢測，車輛間不會發生相互遮擋，檢測精度高。遮擋是由于較近的主殖IB塔了傳您過時較運主第的禊料而耳部的傳統非接觸類檢測設備遮擋形成原理示意圖(3)超聲波檢測是通過連續檢測車輛高度來識別車輛，讀入識別模塊的是車輛的徑向外型

7、線圖，與人工判別的依據類似，得出的車型識別結果最接近人工識別結果。(4)設備使用調制超聲波作為檢測介質，常見的干擾因素如光照條件.雨雪.大霧.風沙.城市噪音等均不會對識別造成影響，識別結果準確可信。主要技術指標項目指標檢測流量檢測精度大于等于95%功能流量檢測方式分車道和方向車速檢測精度大于等于90%車型分類方式交通部新9類車型或自定義車型分類精度大于等于90%適用條件安裝環境Q卜大氣壓力50kPa-106kPa相對濕度98%環境溫度-20+65電源容差AC115V-300V,頻率50(14%)Hz設備壽命10年通信功能傳輸方式實時傳輸通訊接口RS232/485,USB,以太網斷點續傳能力具備穩定性結構穩定性抗風能力40米儆來電恢復能力具備M