葉庭宏 王藝儒 官子昂 黎杰昕
(西華大學(xué),四川 成都 610039)
智能運(yùn)輸系統(tǒng)是一種集成先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟件控制系統(tǒng)的智能交通系統(tǒng),使地面交通系統(tǒng)具有范圍大、方位全的特點(diǎn),并能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確、高效地發(fā)揮運(yùn)輸作用的智能交通管理系統(tǒng)。ITS是現(xiàn)代交通系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展方向,與傳統(tǒng)的交通管理系統(tǒng)相比,一個(gè)最顯著的區(qū)別為:服務(wù)對象不同。傳統(tǒng)交通管理系統(tǒng)的服務(wù)對象為道路本身,以完善道路設(shè)施、增強(qiáng)道路運(yùn)輸水平為主要手段來進(jìn)行交通系統(tǒng)管理;而ITS服務(wù)對象為系統(tǒng)整體的聯(lián)系過程,將人、車、路、環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮,并利用先進(jìn)的智能技術(shù)將其進(jìn)行信息整合,用以解決現(xiàn)代交通擁堵以及交通附帶等問題[1]。20世紀(jì)90年代,各國開始統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施智能交通系統(tǒng),如今智能交通系統(tǒng)已經(jīng)十分成熟,西方各國應(yīng)用實(shí)踐的例子不少,我國在此領(lǐng)域也涉足較早,1996年中日智能運(yùn)輸系統(tǒng)展示會在中國北京舉辦,推動了我國ITS技術(shù)的發(fā)展[2]。
傳感器是一種將感受到的信息變成可輸出信號的一種檢測裝置。國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-2005對傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。敏感元件即直接感受被測量變化的器件,轉(zhuǎn)換元件即為將敏感元件所感受到的被測量轉(zhuǎn)換成適宜傳輸和測量的電信號器件。圖1為傳感器部件分布圖。
敏感元件、轉(zhuǎn)換元件能實(shí)現(xiàn)傳感器定義中的2種功能,是傳感器的核心部件。但部分傳感器的敏感元件有時(shí)與轉(zhuǎn)換元件兩者合為一體,例如熱電偶、壓力傳感器等,由于敏感元件的性質(zhì),直接可將被測量轉(zhuǎn)化為電信號。
傳感器的性能影響傳感器的品質(zhì),傳感器的評價(jià)方法多種多樣,可根據(jù)以下傳感器參數(shù)進(jìn)行評價(jià),詳細(xì)見表1。
表1 傳感器性能參數(shù)表
在智能運(yùn)輸系統(tǒng)各級控制系統(tǒng)終端均為計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)只能接收數(shù)字信號,并對其進(jìn)行運(yùn)算控制,所以在面對位移、溫度、壓力等非數(shù)字信號時(shí),計(jì)算機(jī)將不能對其進(jìn)行識別運(yùn)算,達(dá)不到“智能化”的效果。傳感器的核心作用可以解決上述問題,作用具體如下:①感知位移、溫度、壓力等非數(shù)字信號;②將感知信號轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識別的數(shù)字信號。
傳感器在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用無處不在,根據(jù)傳感器本身的特點(diǎn)和作用,傳感器技術(shù)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)中的作用十分關(guān)鍵。紅外線傳感器、環(huán)形線圈檢測器、超聲波傳感器、微波交通檢測器、壓電傳感器等各類傳感器在交通運(yùn)輸中運(yùn)用十分廣泛[3]。
智能運(yùn)輸系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有利基礎(chǔ),智能運(yùn)輸系統(tǒng)的首要條件即為對實(shí)時(shí)的交通信息進(jìn)行準(zhǔn)確采集,準(zhǔn)確的信息采集、轉(zhuǎn)換、分析使之為整個(gè)交通系統(tǒng)共享,是交通運(yùn)輸系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)效果的關(guān)鍵,傳感器即為交通的信息采集裝置。當(dāng)今ITS采用交通狀態(tài)動態(tài)實(shí)時(shí)分享,更需要傳感器的檢測性能。