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談公路交通信息技術(shù)

時間:2023-03-28 04:36:21 交通物流畢業(yè)論文 我要投稿
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談公路交通信息技術(shù)

摘要:當今是高速的信息時代,社會對公路交通信息的精確、快速和多方位應用的要求,使得我們現(xiàn)有的技術(shù)方式難以適應,開發(fā)新的公路交通信息技術(shù)勢在必行。目前國內(nèi)已有一些新的車輛信息采集設備開發(fā)并成熟,開發(fā)新的公路交通信息系統(tǒng)軟件技術(shù)上可行。

  關(guān)鍵詞:公路交通;自動檢測;信息技術(shù)

談公路交通信息技術(shù)

  1.概述

  公路交通量調(diào)查是一項十分重要的基礎(chǔ)工作,其調(diào)查所得的數(shù)據(jù)資料是公路規(guī)劃、設計、大中修和養(yǎng)護管理的不可替代的第一手資料,是評估、決策公路交通發(fā)展戰(zhàn)略和總體布局的科學依據(jù),也是經(jīng)濟發(fā)展的一個重要窗口,在規(guī)劃一個經(jīng)濟區(qū)域時,往往離不開交通資料。

  我省是交通量調(diào)查和數(shù)據(jù)計算機處理在全國走得較早的省份之一。目前,我省有干線公路連續(xù)式交通量觀測站15個,間隙式交通量觀測站241個,縣鄉(xiāng)道間隙式交通量觀測站1746個,總觀測里程27677.4公里,其中,國道1779.3公里,省道5095.5公里。二十年來,公路部門為收集公路交通量資料投入了大量的人力和財力,為國民經(jīng)濟的發(fā)展,發(fā)揮了重要作用,特別是為公路交通網(wǎng)的建設,做出了重要貢獻。其觀測手段從原始的手工記數(shù)到機械計數(shù)器,發(fā)展到目前的自動觀測儀器。

  2.公路交通信息技術(shù)的第一次飛躍

  我省公路交通量調(diào)查是從82年開始的,當時車流量不大,國道上日平均最多不過1300~1400輛。改革開放以來,國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,公路交通流量逐年快速上升,使得人工記數(shù)難以招架。有資料表明,我省的幾條國道從1982年到2000年交通流量增長了7~9倍,如果當初的車流量用人工記數(shù)不會有問題,那么,上了5000~6000單個人記數(shù)就比較困難了(除了記數(shù),還得整理每小時的合計數(shù))。上了1萬輛就得兩人一個班,一天24小時分三班要6個人,注意力高度集中,工作非常辛苦。每一個連續(xù)式觀測站是常年累月天天如此,由此可見投入人力財力之多。90年代中期我省引進北京有線電廠率先開發(fā)的TAM自動觀測設備,并開發(fā)和完善了交通量數(shù)據(jù)處理軟件,這就是我們走出困境的第一次飛躍。TAM自動觀測儀器的使用和數(shù)據(jù)計算機處理,解放了煩瑣、枯燥的人工勞作方式,也使得交通量數(shù)據(jù)處理真正走上計算機化。這是一種采用電磁感應原理的裝置,路面下埋設探頭,當汽車從探頭上駛過,切割磁力線,產(chǎn)出感應電流,經(jīng)放大后輸入觸發(fā)器記數(shù)并保存。它的工作過程如下:

  這在當時是比較先進的設備,到目前為止,我省干線公路上的交通量觀測站基本上安裝了這種儀器。如今,車流量繼續(xù)上升,社會對公路交通信息精確、快速和多方位應用的要求,使得我們現(xiàn)有的技術(shù)相形見劣。具體來說,有以下不足:

  1.精度不夠高,不能分車型,難以滿足2個95%精度要求(數(shù)量精度和車型分類精度)

  2.穩(wěn)定性差(受氣候影響較大)

  3.路面深開挖也是一大不足,況且經(jīng)常出故障經(jīng)常挖

  4.不能檢測軸載

  5.數(shù)據(jù)難以迅速匯總

  綜上所述,我們又一次陷入困境、面臨危機,開發(fā)新的信息技術(shù)勢在必行。

  3.公路交通信息技術(shù)一定要有新的飛躍

  發(fā)展大交通,要有大信息。筆者以為,公路交通信息的內(nèi)容要更豐富,應用的范圍應拓寬,手段要計算機化。公路交通信息的綜合應用,除原有交通流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計外,至少,應包括超限運輸管理,養(yǎng)護管理(包括大中修),規(guī)劃、預測等。就車輛數(shù)據(jù)收集來講,目前,國內(nèi)已有一些新的技術(shù)開發(fā)并趨于成熟,這是十分可喜的,使得我們開發(fā)新的信息系統(tǒng)在技術(shù)上完全可能。有一種壓電感應設備,具有高靈敏度和精確度,穩(wěn)定性也好,檢測車輛的工作原理如下:

  設壓電板a、b,它們之間距離為s,當車前右輪觸a時,打開計時器并設時間為t1,當車前左輪觸b時,記下時間為t2,這時可求得車速為 V=S/(t2—t1);同理,當車后左輪觸b時,記時間為t2‘,這時,可測得車輛前后軸距L=V*(t2’—t2);對于多軸車輛或帶掛車輛,可分別測得各軸與第一軸之間軸距,然后給予一一保存。由于車型的軸距是限定的,它的軸載也是有限制的,根據(jù)這些規(guī)定可編制一張信號對照表,存入處理器內(nèi)部,當車輪壓板時,產(chǎn)生電流信號,電流的大小與軸載重量成正比,與車速有關(guān)(可以通過試驗測定)。記錄車輛的左、右、前、后各軸的壓電信號,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和放大,并與對照表進行對比,車輛的總軸載為各軸載的總和,還可換算成標準軸載。車輛經(jīng)過這樣處理后可得到一張檢測報告單:

  這些信息保存在處理器內(nèi)存,通過電纜隨時可傳送到中心計算機。在此技術(shù)上開發(fā)公路交通信息系統(tǒng),可采用Windows操作平臺,MSSQLSERVER.7.0數(shù)據(jù)庫,保持歷年數(shù)據(jù)便于查詢、對比。其優(yōu)勢:

  1.全自動檢測,無須人員值守

  2.自動分車型,自動檢測軸載

  3.不需路面深開挖

  4.精度高、穩(wěn)定性好

5.數(shù)據(jù)匯總迅速

  系統(tǒng)流程圖:

  數(shù)據(jù)流程圖:

  系統(tǒng)功能層次圖

  這個系統(tǒng)應當留有擴展功能的空間。

  4.超限運輸管理簡述

  與發(fā)達國家相比,我國公路和橋梁數(shù)量少,承載能力較低,國家尚缺資金進行大規(guī)摸新建和改建。近年來,汽車工業(yè)的發(fā)展和社會對公路運輸需求的推動,大噸位汽車逐年增多。由于大型車以及貨車超載導致的高軸載質(zhì)量的破壞作用,一些地區(qū)的水泥路面破損相當嚴重,油路嚴重龜裂網(wǎng)裂,一些橋梁嚴重損壞,公路、橋梁的使用壽命大大縮短,這種現(xiàn)象越演越烈。運輸部門由于超載所取得的經(jīng)濟效益遠遠不能補償公路管理部門在公路、橋梁養(yǎng)護和改造方面多支出的費用,這種偏面追求運輸效益,反而損壞了社會的總體效益,同時嚴重制約了經(jīng)濟發(fā)展。

  超限運輸對路面的影響主要通過軸載來反映,許多國家的公路部門,對汽車軸載質(zhì)量與路面強度及使用壽命的關(guān)系,作了許多專門研究和試驗,提出了著名的“四次方法則”,用公式表示K=(P/P.)

  4式中:P任一軸載質(zhì)量

  P.標準軸載質(zhì)量(100KN或60KN)

  KP對路面的作用次數(shù)換算成P.對路面的作用次數(shù),也可稱為破壞系數(shù)

  根據(jù)交通部2號令、《公路法》和有關(guān)對超限運輸?shù)奶幜P規(guī)定,自2000年4月起,在全省范圍主要公路干線上設點,對超限車輛進行卸貨、收取賠(補)償費等,對情節(jié)惡劣的進行罰款處理。目前使用的是一種人工操作的稱重的儀器,整個工作流程如下:

  其特點:

  1.干預公路正常通行較多

  2.動用人員多,效率低

  3.慢速稱重(小于5公里/小時)

  采用新的壓電感應設備后,自動判定超限和測定超限數(shù)額,對于超限車輛,系統(tǒng)自動打開攝像機,攝入超限車輛圖像并通知前方做好超限處理準備。工作流程如下:

  該系統(tǒng)優(yōu)勢:

  1.不干預公路車輛正常行駛

  2.稱重迅速、準確

  3.人工介入少,效率高

  5.交通流量統(tǒng)計簡述

  本功能對公路交通量的日報、月報、年報、車型分類、混合折算、高峰小時排列等等進行統(tǒng)計處理,內(nèi)容與現(xiàn)在使用的軟件處理報表相似,這些報表報送交通部或提供給有關(guān)部門做進一步分析研究。

  6.公路養(yǎng)護簡述

  公路養(yǎng)護計劃、經(jīng)費安排的主要依據(jù)是在現(xiàn)有道路條件下交通流量的狀況,特別是汽車軸載量,汽車流量大、噸位大的道路,要求更多的經(jīng)費用于養(yǎng)護。

  7.規(guī)劃預測簡述

  通過對歷年交通量的對比,可以得出它的增長率,以此,又可預測幾年后的交通流量。它的數(shù)學模型:

  xn=x1(1+a)n

  a=n√xn/x1—1

  式中:a某階段年平均交通量增長率

  xn某階段最末年年平均日交通量(輛/d)

  x1某階段第一年年平均日交通量(輛/d)

  n某階段的計算年度

  交通量的預測對規(guī)劃一條公路的可行性研究或設計它的技術(shù)等級時非常重要。對于超限嚴重的情況,在設計道路等級時要充分考慮這一點,一般來說,等級要高一些,否則,由于超限車輛對路面的破壞,使得新建公路很快就損壞,造成重大經(jīng)濟損失。

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