公路车流调度、车辆事故后车流疏导等交通管理难题长期未得到有效解决,其根源在于缺乏高精度、便捷的车辆检测技术设备;撞船事故、船舶碰撞大浮标事故发生主要是由于缺乏高精度、高可靠性航道环境监测技术设备。主要依靠感应线圈、超声波和视频技术的传统交通监测系统不能完全满足智慧交通管理需要。随着微磁基础传感器研发生产的进一步发展,基于微磁基础传感器技术的交通监测新方案获得重大进展,并在部分领域实际应用。
GC-CHJ2型车辆检测传感器
传统交通监测方式及局限
在车辆检测、航道监测、大浮标防碰撞诸方面,传统监测方式或技术都具有自身局限。
在车辆检测方面,目前常用感应线圈和超声波传感器检测车辆,这一传统技术存在缺陷。比如,在路面上铺设感应线圈采集交通数据,线圈在安装或维护时必须埋入车道,容易使路面受损;施工操作阻碍交通;道路施工时容易损坏线圈;感应线圈易受到冰冻、盐碱或繁忙交通的影响;感应线圈寿命一般为二年,之后要破坏路面,重新铺设等。使用超声波传感器检测车辆,常温下超声波在空气中的传播速度受空气中温度、湿度等因素的影响较大,在不同温度下超声波测距的结果有较大偏差;当风速6级以上时,反射波产生漂移而无法正常检测;探头下方通过的人或物也会产生反射波,易造成误检。
在航道监测方面,常见的航道监测方式有:遥感监测、视频监测、声呐监测等,这些监测方式在极端恶劣天气如暴雨、浓雾、大雪等条件下,很多都会受到严重干扰,甚至不能正常工作。
在大浮标防碰撞方面,目前较先进的一种浮标防碰撞系统,采用AT89S51单片机作为控制器件,通过检测传感器超声波模块,监测浮标周围环境,在有障碍物靠近浮标时,启动并控制电机和螺旋桨,使浮标远离障碍物。但是,一旦浮标电机或螺旋桨系统出现故障,或超声波模块受恶劣天气、海况干扰,碰撞事故就极易发生。
基于微磁基础传感器技术的交通监测原理
磁异常理论表明,当磁探测传感器位置与铁磁性目标的距离大于3倍目标几何尺寸时,可以把铁磁性目标简化成磁偶极子模型,在不考虑地磁背景场情况下,磁场总强度B大小可以由下列公式计算出来:
式中,
μ—磁导率;
m—磁偶极子磁矩;
r—距离;
θ—方位。
它在空间一点 P 产生的磁场 Br分布示意图如下图所示:
由此公式可知,磁感应强度大小与距离成立方衰减关系。
基于微磁基础传感器核心技术的交通监测系统依据磁异常原理,具有较高灵敏度,可以实时在线监测车辆、船舶、大浮标。
基于微磁基础传感器技术的交通监测技术和设备属于国内首创,规避了传统交通监测系统的弱点和不足,可以提供新的交通监测方案,以便交通管理部门、相关人员在不同场景中选择适合其需要的基于地磁场异常信息监测的交通监测设备或者传统交通监测设备。
国创智能微磁基础传感器全方位多功能检测车辆
国外已经在交通运输系统广泛使用微磁传感器,然而国内交通运输系统仍然利用传统感应线圈和超声波传感器,与微磁传感器相比,其使用效能较低,严重制约智慧交通事业发展。国创智能致力于基于微磁基础传感器技术的交通监测新方案的应用开发。以微磁基础传感器为核心元件的交通监测系统研发获得重大进展,部分方案已经投入应用。
地球磁场在几公里之内几乎是恒定的,但大型的铁磁性物体会对地球磁场产生巨大的扰动。微磁传感器可以分辨出地球磁场1/60000的变化,而当车辆通过时对地磁的影响将达到地磁强度的几分之一,因此利用微磁传感器来探测车辆,具有极高的灵敏度。
微磁传感器探测车辆通过时扰动的地球磁场,以此探测车辆。微磁传感器具有诸多优点,包括安装、维修方便,不必封闭车道,当在检测点吊架或侧面安装时不用破坏路面,维修时只需检查微磁传感器即可;检测点不易遭到破坏;不受气候影响;通过对灵敏度的设置可以识别铁磁性物体的大小,判断车辆的类型;对非铁磁性物体没有反应,因此可以有效减少误检、漏报。
实践证明,国创智能基于巨磁阻抗效应而研发出的高灵敏度、高分辨率、高响应速度、抗干扰性强、安装便利的车辆检测器,应用在智慧交通管理系统中,如交通信号控制、视频监控、电子警察、交通流信息采集、停车泊位系统等,能实时检测车辆、速度、车型等重要信息。
国创智能作为一家集科研、生产于一体的高技术企业,从事微磁基础传感器自主研发及生产,不断进行科技创新,致力于微磁基础传感器及相关技术设备国产化。基于微磁基础传感器技术的交通监测新方案可以应用于诸如车辆检测、航道监测、大浮标防碰撞等领域。以国创智能高精度微磁基础传感器技术为核心研发的其他系统和仪器可以广泛应用于金属无损探伤(管道、桥梁、钢丝绳、钢轨等)、组合定位导航、金属异物监测、应力监测、航道管理、医疗检测、地震前兆监测、水下搜救等诸多行业领域,保障生产和生活领域安全,助力经济社会发展。
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