一種主動式紅外探測路面結冰系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于道路監測技術領域，具體來說，涉及到一種主動式紅外探測路面結冰系統。
【背景技術】
[0002]國民經濟的快速增長積極地推動了公路運輸業的發展，我國公路總里程數在逐年迅猛增加，交通量也在逐年猛增。然而近年來，我國道路交通頻繁遭受惡劣天氣的影響，路面結冰現象時有發生，導致路面摩察系數的降低，出現車輛打滑、側滑或車輪空轉。此外，交通量的大幅增加導致某些路段出現嚴重堵塞問題，這些因素都極易引發重大安全事故。因此對于交通管理部門來說，需不斷統計路面結冰情況以及交通量，及時發布交通相關信息，輔助駕駛員出行。
[0003]目前我國道路結冰預警采用的主要措施是道路氣象站監測的方法，但是這些氣象站較少，路面數據采集簡單，只能做大范圍的評估，不能實時監測路面結冰情況。現使用的路面傳感器往往鋪設于路基下面，屬接觸式傳感器，更換和維護較為困難。此外，車流量統計也是實現智慧交通一項重要的參數。因此，發明一種非接觸式的兼顧路面結冰檢測及車流量統計系統是非常有必要的。

【發明內容】

[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種實時、簡易的主動式紅外探測路面結冰系統。
[0005]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述主動式紅外探測路面結冰系統包括供電系統、光源系統、測光系統、微處理系統、信息平臺和預警顯示屏；所述供電系統為光源系統、測光系統、微處理系統以及預警顯示屏提供電源。
[0006]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述供電系統包括供電模塊20 ;所述光源系統包括光源體I和供電外接接口 A7 ;所述光源體I設在安裝架B6上，其包括鹵素光源8和聚焦鏡頭9 ;所述測光系統包括傳感組2、放大電路17、濾波器18和A/D轉化器19 ;所述傳感組2設在安裝架A3上，其包括傳感器A12、傳感器B13和傳感器C15 ；所述傳感組2與放大電路17連接；所述放大電路17包含運算放大器，其與濾波器18相連；所述A/D轉化器19與濾波器18相連；所述微處理系統包含時鐘模塊21、微處理器22、通訊模塊23、數據存儲模塊24 ;所述微處理器22分別與A/D轉化器19、時鐘模塊21、通訊模塊23、數據存儲模塊24以及供電模塊20相連；所述信息平臺與通訊模塊23連接；所述預警顯示屏包括電源接口和信息輸入接口，其電源接口與供電模塊20相連，其信息輸入接口與信息平臺相連。
[0007]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述傳感器A12由光電二極管10與偏振片All組成。
[0008]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述傳感器B13由獨立的光電二極管組成。
[0009]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述傳感器C15由光電二極管14與偏振片B16組成。
[0010]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述供電模塊20包含整流器、電壓轉化芯片和供電外接接口 B。
[0011]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述微處理系統、供電系統、放大電路17、濾波器18以及A/D轉化器19均設在控制柜4中的電路板25上。
[0012]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述控制柜4設在安裝架A3上。
[0013]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述光源體I向路面5發射具有光斑、波長在1000-2000nm的無偏振近紅外光。
[0014]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述傳感器A12、傳感器B13和傳感器C15位于同一高度，具有相同間距和對地傾斜角。
[0015]本實用新型所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統的工作流程為:鹵燈光源以一定角度向路面發射近紅外光，傳感組實時檢測來自路面的反射光強；反射光強經過光電轉化、放大、濾波以及數模轉化后進入微處理器；微處理器按照一定的算法對光強信號進行處理比較，計算出路面的實際狀況；此外，通過統計總反射光強中離散點的數據量可以計算出道路在一段時間內的交通量；然后將這些路面信息通過通訊模塊發到交管部門中的信息平臺，由信息平臺進行決策是否向預警顯示屏發布路面信息。
[0016]與現有技術相比，本實用新型所述的主動式紅外探測路面結冰系統結構簡單可靠，抗干擾性強，檢測精度高，沒有機械運動結構，能夠不分晝夜一直監測路面狀況，統計交通量，實時處理和分析數據，及時發布有關的道路情況，輔助駕駛員選擇合理路線，減少了因道路結冰引起的不利影響，提高了行車安全，為交通運輸管理提供了有力的手段。
【附圖說明】
[0017]圖1:主動式紅外探測路面結冰系統流程圖；圖2:主動式紅外探測路面結冰系統現場布置圖；圖3:光源系統裝置不意圖；圖4:測光系統裝置不意圖；圖5:控制柜電路布置；光源體-1、傳感組_2、安裝架A-3、控制柜-4、路面-5、安裝架B-6、供電外接接口 A-7、齒素光源_8、聚焦鏡頭-9、光電二極管-10、偏振片A-11、傳感器A-12、傳感器B-13、光電二極管-14、傳感器C-15、偏振片B-16、放大電路-17、濾波器-18、A/D轉化器-19、供電模塊-20、時鐘模塊-21、微處理器-22、通訊模塊-23、數據存儲模塊-24、電路板-25。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體的實施例對本實用新型所述的主動式紅外探測路面結冰系統做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。
[0019]實施例1
[0020]一種主動式紅外探測路面結冰系統，所述主動式紅外探測路面結冰系統包括供電系統、光源系統、測光系統、微處理系統、信息平臺和預警顯示屏；所述供電系統由市電供給，為光源系統、測光系統、微處理系統以及預警顯示屏提供電源，其包括電模塊20 ;所述光源系統包括光源體I和供電外接接口 A7 ;所述光源體I設在安裝架B6上，其包括鹵素光源8和聚焦鏡頭9 ;所述測光系統包括傳感組2、放大電路17、濾波器18和A/D轉化器19 ;所述傳感組2設在安裝架A3上，其包括傳感器A12、傳感器B13和傳感器C15 ;所述傳感組2與放大電路17連接；所述放大電路17包含運算放大器，其與濾波器18相連；所述A/D轉化器19與濾波器18相連，其中A/D轉化器19包含高性能的A/D芯片；所述微處理系統包含時鐘模塊21、微處理器22、通訊模塊23、數據存儲模塊24 ;所述微處理器22分別與A/D轉化器19、時鐘模塊21、通訊模塊23、數據存儲模塊24以及供電模塊20相連；所述信息平臺與通訊模塊23連接，主要完成路況信息和控制命令的傳遞；所述預警顯示屏包括電源接口和信息輸入接口，其電源接口與供電模塊20相連，其信息輸入接口與信息平臺相連；所述傳感器A12由光電二極管10與偏振片All組成，用于檢測反射光在TM方向上的光強；所述傳感器B13由獨立的光電二極管組成，按照較高的采集頻率來檢測反射光強；所述傳感器C15由光電二極管14與偏振片B16組成，用于檢測反射光在TE方向上的光強；所述傳感器12和15按照較低的采集頻率進行光強信號的采集；所述供電模塊20包含整流器、電壓轉化芯片和供電外接接口 B ;所述微處理系統、供電系統、放大電路17、濾波器18以及A/D轉化器19均設在控制柜4中的電路板25上；所述控制柜4具有較好的絕緣、抗干擾和密封作用，設在安裝架A3上；所述光源體I向路面5發射具有光斑、波長在1000-2000nm的無偏振近紅外光，為整個監測系統提供主動光源；所述傳感器A12、傳感器B13和傳感器C15位于同一高度，具有相同間距和對地傾斜角。
【主權項】
1.一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述主動式紅外探測路面結冰系統包括供電系統、光源系統、測光系統、微處理系統、信息平臺和預警顯示屏；所述供電系統為光源系統、測光系統、微處理系統以及預警顯示屏提供電源； 所述供電系統包括供電模塊(20);所述光源系統包括光源體(I)和供電外接接口A(7);所述光源體(I)設在安裝架B(6)上，其包括鹵素光源(8)和聚焦鏡頭(9);所述測光系統包括傳感組(2)、放大電路(17)、濾波器(18)和A/D轉化器(19);所述傳感組(2)設在安裝架A (3)上，其包括傳感器A (12)、傳感器B (13)和傳感器C (15);所述傳感組(2)與放大電路(17)連接；所述放大電路(17)包含運算放大器，其與濾波器(18)相連；所述A/D轉化器(19)與濾波器(18)相連；所述微處理系統包含時鐘模塊(21)、微處理器(22)、通訊模塊(23)、數據存儲模塊(24);所述微處理器(22)分別與A/D轉化器(19)、時鐘模塊(21)、通訊模塊(23)、數據存儲模塊(24)以及供電模塊(20)相連；所述信息平臺與通訊模塊(23)連接；所述預警顯示屏包括電源接口和信息輸入接口，其電源接口與供電模塊(20)相連，其信息輸入接口與信息平臺相連。2.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述傳感器A(12)由光電二極管(10)與偏振片A(Il)組成。3.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述傳感器B (13)由獨立的光電二極管組成。4.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述傳感器C(15)由光電二極管(14)與偏振片B(16)組成。5.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述供電模塊(20)包含整流器、電壓轉化芯片和供電外接接口 B。6.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述微處理系統、供電系統、放大電路(17)、濾波器(18)以及A/D轉化器(19)均設在控制柜⑷中的電路板(25)上。7.根據權利要求6所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述控制柜(4)設在安裝架A (3)上。8.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述光源體(I)向路面(5)發射具有光斑、波長在1000-2000nm的無偏振近紅外光。9.根據權利要求1所述的一種主動式紅外探測路面結冰系統，其特征在于，所述傳感器A(12)、傳感器B(13)和傳感器C(15)位于同一高度，具有相同間距和對地傾斜角。
【專利摘要】本實用新型屬于道路監測技術領域，具體來說，涉及到一種主動式紅外探測路面結冰系統。該主動式紅外探測路面結冰系統包括供電系統、光源系統、測光系統、微處理系統、信息平臺和預警顯示屏；所述供電系統由市電供給，為光源系統、測光系統、微處理系統以及預警顯示屏提供電源。與現有技術相比，本實用新型所述的主動式紅外探測路面結冰系統結構簡單可靠，抗干擾性強，檢測精度高，沒有機械運動結構，能夠不分晝夜一直監測路面狀況，統計交通量，實時處理和分析數據，及時發布有關的道路情況，輔助駕駛員選擇合理路線，減少了因道路結冰引起的不利影響，提高了行車安全，為交通運輸管理提供了有力的手段。
【IPC分類】G01V8/10, G08G1/065
【公開號】CN204679658
【申請號】CN201520373455
【發明人】張佳鵬, 賈磊, 周曉旭, 郭曉澎, 白磊, 邵利軍, 曹桂芳, 劉志英, 楊瑩
【申請人】山西省交通科學研究院
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月2日