Устройство для измерения характеристик транспортного потока

 

Изобретение относится к устройствам для определения параметров транспортных потоков, позволяет повысить информативность устройства путем выделения типов транспортных средств, их подсчета, определения числа осей в каждом транспортном средстве и осевой нагрузки на дорожное полотно за счет измерения и выделения основной полезной информации в реальном масштабе времени в зависимости от изменения характеристик транспортного потока и изменения формируемых датчиком сигналов. Из сигнала, получаемого на выходе вибропреобразователя 1 при прохождении транспортным средством контрольного сечения, с помощью усилителя 2 переменного тока и фильтра 3 выделяется информативная часть, на основании характеристик которой (зависят от типа транспортного средства, количества осей и скорости движения) ключевой элемент 5, пороговые элементы 7 и 8, задатчики 15 и 16 уровней, триггер 12 и формирователь 13 импульсов формируют импульсы с параметрами, адаптированными к характеристикам транспортного потока, которые управляют работой других элементов и обеспечивают измерения в реальном масштабе времени с высокой точностью. После выпрямления и сглаживания с помощью выпрямителя 4 и усилителя 14 постоянного тока пороговыми элементами 9 - 11 и задатчиками 17 - 19 уровней из сигнала выделяется полезная информация. Эта информация фиксируется блоком сумматоров 20 в виде общего числа транспортных средств и их осей и интенсивности движения тяжелых транспортных средств. 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (И) (я)s G 08 G 1/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТС - транслортные средстба

Ри,1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4658621/24 (22) 31.01.89 (46) 07.07.91. Бюл. N. 25 (71) Усть-Каменогорский строительно-дорожный институт (72) В.Н.Береза, А.П.Парамзин и С,Б.Рудиков (53) 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 855718, кл. G 08 G 1/01. 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к устройствам для определения параметров транспортных потоков, позволяет повысить информативность устройства путем выделения типов транспортных средств, их подсчета, определения числа осей в каждом транспортном средстве и осей нагрузки на дорожное полотно за счет измерения и выделения основной полезной информации в реальном масштабе времени в зависимости от изменения характеристик транспортного потока и изменения формируемых датчиком сигналов. Из сигнала, получаемого на выходе

1661818 вибропреобразователя 1 при прохождении транспортным средством контрольного сечения, с помощью усилителя 2 переменного тока и фильтра 3 выделяется информативная часть, на основании характеристик которой (зависят от типа транспортного средства, количества осей и скорости движения) ключевой элемент 5, пороговые элементы 7 и 8, задатчики 15 и 16 уровней, триггер 12 и формирователь 13 импульсов формируют импульсы с параметрами, адап-. тированными к характеристикам транспортного потока, которые управляют работой

Изобретение относится к устройствам для определения параметров транспортных потоков, например интенсивности, скорости, типа и направления движения транспортных средств, и может быть ис- 5 пользовано в автоматизированных системах управления дорожным движением и аппаратуре исследования транспортных потоков.

Цель изобретения — повышение инфор- 10 мативности устройства.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 — блок-схема формирователя импульсов; на фиг.3 — блок-схема расширителя импульсов; на фиг.4 — временные диаг- 15 раммы работы устройства, Устройство для измерения характеристик транспортно?о потока содержит виброизмерительный преобразователь 1, усилитель 2 переменного тока, фильтр 3, 20 выпрямитель.4, ключевые элементы 5 и 6, пороговые элементы 7 — 11, триггер 12, формирователь 13 импульсов, усилитель 14 постоянного тока, задатчики 15 — 19 уровня и блок 20 сумматоров. 25

Формирователь 13 импульсов содержит расширители 21 и 22 импульсов, элементы

НЕ 23 и И вЂ” НЕ 24. Расширитель 21 импульсов содержит генератор 25 тактовых импульсов, делитель 26 частоты, ключевой 30 элемент 27, схему 28 сравнения, ключевой элемент 29, счетчики 31 и 31 импульсов, триггер 32 и дифференцирующее звено 33, Расширитель 22 импульсов устроен аналогично расширителю 21 импульсов, но 35 имеет ббльший коэффициент расширения исходной длительности импульсов t>.

В качестве виброизмерительного преобразователя 1 применен, например, малогабаритный электродинамический 40 сейсмоприемник, устанавливаемый в твердое дорожное покрытие на глубину, напридругих элементов и обеспечивают измерение в реальном масштабе времени с высокой точностью. После выпрямления и сглаживания с помощью выпрямителя 4 и усилителя 14 постоянного тока пороговыми элементами 9 — 11 и задатчиками 17 — 19 уровней из сигнала выделяется полезная информация. Эта информация фиксируется блоком сумматоров 20 в виде общего числа транспортных средств и их осей и интенсивности движения тяжелых транспортных средств, 4 ил. мер, 2 — 4 см в углубление и фиксируемый там с помощью бетонной смеси. Сейсмоприемник может размещаться как рядом с проезжей частью, например, на расстоянии

20 — 100 см, так и непосредственно в колее движения контрольного сечения дороги.

Устройство работает следующим образом.

Ф

При прохождении транспортным средством контрольного сечения, в котором ус-, тановлеи вибропреобразователь 1, в дорожном полотне создаются механические колебания, которые воспринимаются вибропреобразователем 1, преобразуются в электрический сигнал — напряжение и уси-. ливаются усилителем 2. После выделения полезной (информативной) области частот фильтром 3 сигнал имеет вид, изображенный на временной диаграмме (фиг,4,1) Исследованиями установлено, что сигнал формы А (большей амплитуды и большей крутизны фронтов импульсов напряжения) появляется при проезде более тяжелого транспортного средства, а сигнал формы B — более легкого транспортного средства. Изменение скорости транспортных средств также влияет на форму сигнала: при проезде с большей скоростью общая длительность сигнала уменьшается и крутизна фронтов импульсов возрастает. Количество осей транспортного средства определяет число наибольших значений сигнала одной полярности (Смакс и

/ /

Омакс, Смакс и D макс для двухосных rpaHc портных средств).

Пороговые Элементы 7 и 8 срабатывают на уровнях напряжения U1s и Оы. Напря>кение U>s устанавливается, например, в диапазоне (0,3 —.0,4), t/teм«, где Ug„« минимальная амплитуда импульса С при проезде легкового автомобиля; U>g= (1,3- 1,5" "U>g, В результате на выходе триггера

1661818

12 формируется импульс длительностью ti, обратно пропорциональной крутизне переднего фронта импульса С (или С ) и пропор1 циональной общей длительности сигнала А (или В) (фиг.4.2).

Расширители 21 и 22 формирователя 13 из импульса tt формируют два импульса положительной полярности длительностью t2 (фиг,4.3) и сз, причем

t2 K1 с1 сз К2 t1 ° где К1 и К2 — коэффициенты деления частоты генераторов 25 делителями 26 и K2 > К1;

К1 и К2 выбраны так, чтобы величина с2 несколько превышала длительность первого импульса С (или С ), а величина t3 не1 сколько превышала общую длительность

15 сигнала А (или В). Разность уровней

ЛО= U1g- О15,тактовая частота импульсов генераторов 25 и их скважность выбраны из условия, чтобы первый импульс С (или С ),с максимальной амплитудой располагался (во временной области) внутри интервала

Таким образом, формирователем 13 формируется в виде соответствующего импульса на первом выходе интервал измерения t2, в течение которого открыт для прохождения сигнала второй ключевой элемент 6, а время измерения и выделения основной полезной информации для счета автомобилей и их классификации по типам изменяется в реальном времени в зависимости от изменения характеристик потока и изменения формируемых вибропреобразователем 1 электрических сигналов, чем достигается большая точность измерения. На втором выходе формирователя 13 (фиг.4.9) формируется инвертированный импульс длительностью t4=i3-t1, сдвинутый относительно начала импульса t< на величину его 40 длительности t> и поступающий на управля.ющий вход первого ключевого элемента 5 для его зэпирания на время с4 и исключения влияния неинформативной части сигнала на процесс измерения, при этом величина t4 также изменяется (адаптируется) в зависимости от изменения длительности всего сигнала и скорости его изменения.

Положительная часть напряжения Оз после выпрямителя 4 усиливается, частично сглаживается усилителем 14 (фиг.4.4) и поступает в виде напряжения О14 на первый вход порогового элемента 9, на второй вход которого поступает от задатчика 17 уровня напряжение Uty, а на выходе (фиг,4.6) формируются импульсы Оя, число которых пропорционально количеству ° осей транспортного средства. Эти импульсы суммируются блоком 20 сумматоров и их число свидетельствует а транспортной (oceвой) нагрузке на дорожное полотно, определяющей его износ.

На выходе второго ключевого элемента

6 (фиг.4,5) в течение времени с2 формирует-ся импульс Ug, имеющий максимум, пропорциональный амплитуде импульса С (или С ) с вибропреобразователя 1. Импульс U12 поступает на первые входы пороговых элементов 10 и 11, где сравнивается с заданными уровнями напряжений Uia и Ощ задатчиков

18 и 19 уровней, при этом Ut и О2 имеют такие значения, которые позволяют выделять или все типы транспортных средств (на уровне О1в), или только более тяжелые транспортные средства — грузовые, автобусы (на уровне U1g). Импульсные сигналы О1л и Ut t (фиг.4(7) и(8))с выходов пороговых элементов 10 и 11 поступают на второй и третий входы блока 20 сумматоров, где их число свидетельствует об общем количестве транспортных средств, прошедших через контрольное сечение, и аб объеме движения более тяжелых транспортных средств— при непрерывном суммировании, а также об общей интенсивности движения и интенсивности движения более тяжелых транспортных средств — при суммировании за период времени, например, 1 ч.

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристик транспортного потока, содержащее датчик, выход которого соединен с входом усилителя переменного тока, выход которого соединен с входом фильтра, выход которого подключен к входу выпрямителя, выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, первый зэдатчик уровня, первый сумматор, выход которого является выходом устройства, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информатйвности устройства, в него введены два ключевых элемента, пять пороговых элементов, четыре задатчика уровня, триггер и формирователь импульсов, два сумматора, которые образуют вместе с первым сумматором блок сумматоров, датчик выполнен в виде виброизмерительного и реобрэзователя, выход фильтра подключен к информационному входу первого ключевого элемента, выход которого соединен с первыми входами первого и второго пороговых элементов, выходы первого и второго задатчиков уровня соединены с вторыми входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, выход которого соединен с входом фоомировэтеля импульсов, выход усилителя постоянного ока соединен с информационным входсм второго

1661818 ключевого элемента и первым входом третьего порогового элемента, выход которого соединен с первым входом блока сумматоров, первый выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом 5 второго ключевого элемента, выход которого соединен с первыми входами четвертого и пятого пороговых элементов, выходы которых подключены-соответственно к второму и третьему входам блока сумматоров, второй и третий выходы которого являются выходами устройства, второй выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом первого ключевого элемента, выходы третьего, четвертого и пятого задатчиков уровня соединены соответственно с вторыми входами третьего, четвертого и пятого пороговых элементов.

1661818

Ю

7) в)

u)

Составитель Е.Оленин

Редактор А.Козориз Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 2127 Тираж 323 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101