05-ITS的主要设施.doc

第五章 ITS的主要设施 第一节 ITS设施概述 构成ITS的主要设施，一般有以下部分，见图5.1。各子系统的检测信息直接输入中心计算机，信息显示设施也直接按计算机输出信息显示。 有些子系统如交通信号控制系统，检测信息要通过控制机，转到中心计算机，中心计算机输出指令也通过控制机去操纵信息显示设施。如图5.2所示。 不管哪种子系统，除控制机外，系统设施主要由四部分构成：（1）传感检测设施，（2）信息传输系统，（3）计算机硬件，（4）信息显示终端。 这四部分设施在整个系统中的作用，若与人体作对比，传感检测部分相当于人的眼睛、耳朵等感觉器官，眼、耳分工感知外界环境变化的信息，而传感检测设施在系统中则分工感知交通状况变化的信息；信息传输系统相当于人体的神经系统，神经把感觉器官感知到外界的形状、色彩、音响、温度等信息传递给大脑，而信息传输系统则把检测器测得的信息传给中心计算机；中心计算机软件相当于人体的大脑，大脑判断由神经传来的外界信息，并作出反应，这些反应指令通过神经传输给眼、耳等显示设施，显示感知到的外界声、光信息及传输到手脚等肢体，操纵手脚行动；信息显示终端设施相当于人体的眼睛、耳朵，眼、耳显示看到、听到的事情；终端显示计算机输出的图像、语音和文字信息，或相当于手脚，按计算机发出的操纵指令改变信号灯的灯色、可变情报标牌上的显示内容，控制车辆自动刹车、减速或避让等。 第二节 传感检测设施 传感检测设施在ITS中的重要程度相当于人的眼睛和耳朵，但它被埋在地下或悬在空中，从不休息地默默工作，被称为ITS技术世界的无名英雄。交通工程上早期采用的传感检测设施，主要是用于交通参数自动观测系统和交通信号控制系统的车辆检测器。随着ITS的需要，研究开发了不少符合ITS各子系统要求的各类传感检测设施，同时也开发了不少车辆检测设施。以下主要介绍车辆检测设施。 车辆检测器是ITS中所有检测器的大家族，世界各国已研制生产了各种各样的车辆检测器，供不同需要之用。按照安装地点，可分为地上型和地下型两大类。 1. 地下型检测器 （1）普通环形线圈检测器 环形线圈检测器是最常用的车辆检测器。目前，我国大部分城市的交通信号控制系统就是采用环形线圈检测器。环形线圈检测器由三部分组成：环形线圈、检测单元及引线。 安装环形线圈检测器时，用路面切槽刀按线圈需埋设的形状切割路面，在切好的槽内放入3圈左右电缆，再用填充物填封路槽。线圈尺寸一般用2米×2米。由埋在路面下的导管引出引线，通过接线箱，接到检测单元，检测单元可独自装箱放置在路边，也可做成卡式插件插在控制机内。如下图5.3所示。 环形线圈检测器的工作原理是：检测单元同环形线圈与引线线路组成一个电感电容调谐电路。此电路中的电感主要决定于环形线圈，环形线圈是此电路中的电感元件；电容决定于检测单元中的电容器。电流通过环形线圈时，在其附件形成一个电磁场，此磁场可用磁力线来描述。当车流进入这个磁场时，车身金属中感应出涡流电流，涡流电流使磁场的磁力线减少，环形线圈电感量随之降低，引起电路调谐的频率上升。有些检测器通过提高振荡频率的反馈电路对此作出反应；有些检测器不改变其频率而采用其环形线圈振荡器的相位同参考振荡器互补的方法。此频率的改变或相位的偏移都可成为检测器检测到车辆的一个信号。 （2）改进型车辆检测器 包括：微型线圈车辆检测器、自电源车辆检测器、便携型袖珍电池供电检测器等，这里不作详细介绍，有兴趣的同学可以查阅相关参考资料。 2. 地上型检测器 普通超声波车辆检测器 波聚焦超声波车辆检测器 声响车辆检测器 微波雷达车辆检测器 红外线检测器 光电车辆检测器 视频图像检测系统 第三节 信息传输设施 信息传输设施是信息传输系统发挥功能的必备硬件。信息传输系统也叫信息通讯系统,是通信技术的具体应用。在ITS中，信息传输系统相当于人体的神经系统。ITS技术的提高和发展在很大程度上受信息传输技术发展的影响，譬如，移动通信的发展，特别是掌上电脑（PDA）加上移动通信的功能，大大改变了车载通信与显示的面貌。 ITS的信息传输方式可概括为三类： （1） 中心子系统和路边子系统通信 各类中心子系统与道路等路边子系统及其他中心之间的信息通信，此类通信可采用有线通信。ITS可选用的有线通信设施一般有三种： 电话通信 专用电缆通信 光纤通信 （2） 车－路通信 车辆系统与路边系统的信息通信，简称为“车－路通信”，是运行中的车辆与道路上固定的通信设施之间的通信，不能用有线通信，而须用无线通信；但车辆与路边设施之间的距离较近，可用专用的短程无线通信（DSRC）。 （3） 车－车通信 车辆与车辆之间的通信，简称“车－车通信”，是运行中车辆动体与动体间的通信，必须用无线通信；车辆与中心子系统之间的通信，则可由路