一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法，所述高速公路交通状况监测系统包括多段单模光纤、多个DAS交通流量监控系统、服务器、客户端，本发明专利技术通过利用光纤本身的传感功能来检测路面的振动信号,DAS交通流量监控系统根据接收到的振动信号确定振源的振动位置以及振动强度，然后将振动强度和振动位置在客户端进行可视化显示。本发明专利技术能够对50Km长的路面进行监测，监测距离长，且能够对整个路段上连续时间范围内的连续振源位置进行检测，同时可以检测机动车或非机动车的不同振动强度，得出同一类型的机动车或非机动车的数量。

Monitoring method based on highway traffic condition monitoring system

The invention discloses a method for monitoring the highway traffic monitoring system based on the highway traffic monitoring system comprises a plurality of segments of single-mode fiber, a plurality of DAS traffic monitoring system, server and client, this invention uses optical fiber sensing function itself to detect the vibration signal of the road, traffic flow monitoring system to determine the source of DAS the vibration position and vibration intensity according to the vibration signal received, then the vibration intensity and vibration position display on the client. The invention can monitor the 50Km long road, long distance monitoring, and can detect the location of the source of continuous sections of continuous time range, different vibration strength and can detect motor vehicle or a non motor vehicle, the number of vehicles of the same type or a non motor vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法
本专利技术涉及道路交通监控
，特别是涉及一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法。
技术介绍
随着经济发展，汽车已经成为人类社会必不可少的交通工具。高速公路作为专供汽车分道高速行驶的公路，已经逐步成为交通运输的骨干道路。然而高速公路堵车现象是目前高速公路通行的主要问题。高速公路交通信息化管理成为解决拥堵问题的主要途径，实时、有效的交通信息是交通信息化管理的根本依据。交通信息需要信息采集系统来收集和提取。目前市面上采集交通信息的产品主要有压电、磁感线圈、激光、视频等。可以分为接触式和非接触式两大类。接触式信息采集技术主要包括压电、压力管探测、环行线圈探测和磁力式探测。虽然这些采集技术具有测量精度高，易于掌握的优点，但也存在安装维护困难，使用寿命短，使用成本高，路基下沉、盐碱和冰冻等环境条件下不适用等缺点。非接触式交通信息采集装置包括波频探测和视频探测。红外检测对车型分辨清晰，但受天气的影响很大，而超声检测对于车速和车型的判定准确，但有特殊的安装条件的限制，只能正向顶部安装，只能采集一个车道的信息。微波检测有着安装维护方便、使用寿命长、受天气气候影响小、能同时进行多个车道检测的优点，但侧向安装且需要同时检测多个车道时，存在不能检测单一车辆的速度等缺点。视频探测是利用车辆进入检测区域导致背景灰度变化的原理来进行检测，直观可靠，但受光度，气候条件的影响很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，设计出一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法,该高速公路交通状况监测系统包括多段单模光纤、多个DAS交通流量监控系统、服务器和客户端，所述每个DAS交通流量监控系统均与多段单模光纤通信连接，一个服务器与多个DAS交通流量监控系统通信连接，服务器与客户端通信连接，所述DAS交通流量监控系统包括脉冲发射器、调制解调器、光电探测器和处理器，所述监测方法包括以下步骤：步骤1：脉冲发射器发射光脉冲，光脉冲经调制解调器入射到单模光纤中；步骤2：单模光纤检测被监测路段的振动信号，振源位置的背向散射信号返回至光电探测器；步骤3：光电探测器记录光脉冲和背向散射信号的相位、光脉冲入射单模光纤的时间、背向散射信号入射光电探测器的时间；步骤4：处理器根据光脉冲入射单模光纤的时间和背向散射信号返回至光电探测器的时间计算振源的位置，根据光脉冲与背向散射信号的相位差确定振源的振动强度；步骤5：服务器将振源位置和振动强度数据传输给客户端，客户端显示连续时间范围内的连续振源位置及振源的振动强度，所述同一振动强度的连续振源位置构成的直线为振源轨迹，振源轨迹的斜率为行驶车辆的车速；步骤6：判断客户端上显示的多个振源轨迹的斜率是否超出设定的限值，所述限值包括上限值和下限值，若至少有一个振源轨迹的斜率超出上限值，则发出车辆超速报警信号；若多个振源轨迹的斜率均低于下限值，则减少开放高速收费站点并发出高速堵车报警信号。所述步骤1中脉冲发射器每隔0.5ms发射一束光脉冲，所述光脉冲为高相干的激光脉冲。所述步骤4中计算振源位置的具体公式为：S=（t1-t0）*108m/s，其中S为振源位置，t1为背向散射信号返回至光电探测器的时间，t0为光脉冲入射单模光纤的时间。所述多根单模光纤纵向串联埋设在高速公路路边的微槽内，所述微槽的宽度为1.5-2cm，深度为50-60cm。单模光纤设置在高速公路的单侧或两侧。所述每段单模光纤检测路段的长度为45-50km。本专利技术的积极有益效果：1、本专利技术能够对50Km长的路面进行监测，监测距离长，且能够对整个路段上连续时间范围内的连续振源位置进行检测，连续时间范围内的连续振源位置所构成的直线斜率即为在路段上行驶的车辆车速。2、由于不同车型对路面的振动强度不同，因此可以从客户端上的不同振动轨迹监控高速公路上众多车辆的车速，当大多数车速超出上限值或低于下限值时，可通过客户端提醒工作人员适当的减少或增加高速收费站点的开放个数，能够对高速公路的交通状态进行实时监控，避免发生交通拥堵。3、本专利技术能够根据光脉冲入射单模光纤的时间和背向散射信号返回至光电探测器的时间确定振源的位置，当客户端上显示的不同振动强度的振源位置聚集在某一处时，则可判断该位置发生了交通异常事件，如交通事故或者拥堵等。4、不同类型的机动车、非机动车对路面的振动强度是不同的，同一类型的机动车或非机动车对路面的振动强度是相同的，本专利技术可以检测机动车或非机动车在行驶过程中所引发的振源的振动强度，根据客户端显示器上所显示的不同振动强度的运行轨迹，可以得出同一类型的机动车或非机动车的数量。附图说明图1为本专利技术高速公路交通状况监测方法的流程图。图2为高速公路交通状况监测系统的系统原理框图。图3为DAS交通流量监测系统的电路原理框图。图4为光电探测器接收光脉冲的时刻图。图5为车辆的运行轨迹图。图中标号的具体含义为：1为单模光纤，2为DAS交通流量监控系统，3为服务器，4为客户端，5为高速公路，6为脉冲发射器，7为调制解调器，8为光电探测器，9为处理器。具体实施方式下面结合附图具体说明本专利技术的具体实施方式。参见图2、图3，本专利技术的基于高速公路交通状况监测系统的监测方法，应用高速公路交通状况监测系统对高速公路的交通状况进行监控。该高速公路交通状况监测系统包括多段单模光纤1、多个DAS交通流量监控系统2、服务器3、客户端4，每个DAS交通流量监控系统2均与多段单模光纤1进行通信连接，一个服务器3与多个DAS交通流量监控系统2通信连接。所述单模光纤1用于检测高速公路5的振动信号。所述单模光纤1为一芯单模光纤，采用GYTA53标准地埋通信光缆。每段单模光纤1能够检测45-50km的路面振动情况，同一路面上铺设有多根单模光纤1，多根单模光纤1纵向串联埋设在被监测路段的单侧或两侧路边。路面上的振动信号有多种，主要包括机动车振动信号和非机动车振动信号。所述DAS交通流量监控系统2用于接收单模光纤1检测到的振动信号，根据振动信号确定振源位置和振动强度，并将振源位置和振动强度信息传输给服务器。DAS交通流量监控系统2包括脉冲发射器6、调制解调器7、光电探测器8和处理器9。所述脉冲发射器6用于发射光脉冲，并将光脉冲传输给调制解调器7。调制解调器7将光脉冲光脉冲的频率稳定在2*1014HZ，将光脉冲经光电探测器8传输给单模光纤1。当路面上某一位置产生振动时，会引发单模光纤1上对应的位置振动，那么在该振动位置会产生背向散射信号。光电探测器8用于接收从单模光纤1的振源位置返回的背向散射信号，并记录光脉冲和背向散射信号的相位、光脉冲入射单模光纤的时间、背向散射信号入射光电探测器8的时间，并将光脉冲和背向散射信号的相位信息和时间信息传输给处理器9。处理器9用于根据光脉冲与背向散射信号的相位差确定振源的振动强度，根据背向散射信号入射光电探测器的时间与光脉冲入射单模光纤的时间确定振源位置。所述服务器3用于对多个DAS交通流量监控系统2的数据信息进行处理并传递给客户端4；客户端4用于可视化显示高速公路5的振源位置和振动强度。该高速公路交通状况监测系统，主要利用光纤本身的传感功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法,其特征在于，该高速公路交通状况监测系统包括多段单模光纤、多个DAS交通流量监控系统、服务器和客户端，所述每个DAS交通流量监控系统均与多段单模光纤通信连接，一个服务器与多个DAS交通流量监控系统通信连接，服务器与客户端通信连接，所述DAS交通流量监控系统包括脉冲发射器、调制解调器、光电探测器和处理器，所述监测方法包括以下步骤：步骤1：脉冲发射器发射光脉冲，光脉冲经调制解调器入射到单模光纤中；步骤2：单模光纤检测被监测路段的振动信号，振源位置的背向散射信号返回至光电探测器；步骤3：光电探测器记录光脉冲和背向散射信号的相位、光脉冲入射单模光纤的时间、背向散射信号入射光电探测器的时间；步骤4：处理器根据光脉冲入射单模光纤的时间和背向散射信号返回至光电探测器的时间计算振源的位置，根据光脉冲与背向散射信号的相位差确定振源的振动强度；步骤5：服务器将振源位置和振动强度数据传输给客户端，客户端显示连续时间范围内的连续振源位置及振源的振动强度，所述同一振动强度的连续振源位置构成的直线为振源轨迹，振源轨迹的斜率为行驶车辆的车速；步骤6：判断客户端上显示的多个振源轨迹的斜率是否超出设定的限值，所述限值包括上限值和下限值，若至少一个振源轨迹的斜率超出上限值，则发出车辆超速报警信号；若多个振源轨迹的斜率均低于下限值，则减少开放高速收费站点并发出高速堵车报警信号。...

【技术特征摘要】
1.一种基于高速公路交通状况监测系统的监测方法,其特征在于，该高速公路交通状况监测系统包括多段单模光纤、多个DAS交通流量监控系统、服务器和客户端，所述每个DAS交通流量监控系统均与多段单模光纤通信连接，一个服务器与多个DAS交通流量监控系统通信连接，服务器与客户端通信连接，所述DAS交通流量监控系统包括脉冲发射器、调制解调器、光电探测器和处理器，所述监测方法包括以下步骤：步骤1：脉冲发射器发射光脉冲，光脉冲经调制解调器入射到单模光纤中；步骤2：单模光纤检测被监测路段的振动信号，振源位置的背向散射信号返回至光电探测器；步骤3：光电探测器记录光脉冲和背向散射信号的相位、光脉冲入射单模光纤的时间、背向散射信号入射光电探测器的时间；步骤4：处理器根据光脉冲入射单模光纤的时间和背向散射信号返回至光电探测器的时间计算振源的位置，根据光脉冲与背向散射信号的相位差确定振源的振动强度；步骤5：服务器将振源位置和振动强度数据传输给客户端，客户端显示连续时间范围内的连续振源位置及振源的振动强度，所述同一振动强度的连续振源位置构成的直线为振源轨迹，振源轨迹的斜率为行驶车辆的车速；步骤6：判断客户端上显示的多个振源轨迹的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪泥，菅云峰，周军，
申请(专利权)人：浙江中电智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33