CN104916141A - 一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，包括：利用两排地磁传感器获取经过车辆的实时行驶速度和车辆长度；根据车辆长度判别车辆的车型，根据车辆的车型判断车辆是否属于禁限车型，若车辆属于禁限车型则进入下一步；计算车辆经靠近匝道入口处的地磁传感器到达升降式限高架所需的时间T₁，以及升降式限高架的升降杆下降到禁限高度所需的时间T₂；若T₁≥T₂，则控制升降式限高架的升降杆下降，同时发送预警信号；否则，控制升降式限高架的升降杆不动作，返回第2步。本发明提高了升降式限高架在升降过程中的安全性，避免车辆撞上升降式限高架的升降杆，更加智能化，减少管理人员的工作强度。

Description

一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法

技术领域

本发明涉及道路交通管理和控制技术领域，尤其是一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法。

背景技术

升降式限高架是城市快速路高架桥为防止超载超限违禁车辆驶入高架，影响交通安全的一种新型限高控制设备，相比较传统的固定式限高架具有灵活性高的特性，但是由于升降式限高架是一种新型设备，在智能化和安全性考虑上存在一定的缺陷。目前，大多数升降式限高架都是人为控制的，到设定的禁限时间，控制杆件会按照恒定的速度进行下降，但是在控制杆件下降的这一段时间内，如果有大型超高车辆驶入，则会发生碰撞事故，存在一定的安全隐患，因此，需要研发出专门针对升降式限高架的智能升降限高控制方法。

地磁传感器是利用地磁磁场变化信息进行实时车辆检测的传感器，是一个基于磁力感应的低功耗无线电通讯装置，安装于车道中间。地磁传感器可以实时返回车辆经过传感器的地磁信号变化，将信号变化曲线进行处理可以得出路段密度、速度、流量等交通参数。地磁传感器可以实时回传检测返回车辆的ID、时间、车间距、车速、车长、车型、车辆在传感器上占有的时间等原始数据，这些数据是升降自动控制方法的基础数据源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用安装在车道上的地磁传感器信息进行升降式限高架的自动智能升降控制，提高升降式限高架在升降过程中的安全性的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)在即将进入入口匝道的路面上并排安装两排地磁传感器；

(2)到达设定的禁限时间后，利用两排地磁传感器获取经过车辆的实时行驶速度v₁和车辆长度L；

(3)根据车辆长度L判别车辆的车型，根据车辆的车型判断车辆是否属于禁限车型，若车辆属于禁限车型则进入下一步；

(4)计算车辆经靠近匝道入口处的地磁传感器到达升降式限高架所需的时间T₁，以及升降式限高架的升降杆下降到禁限高度位置处所需的时间T₂；

(5)若T₁≥T₂，则控制升降式限高架的升降杆下降，同时发送预警信号；否则，控制升降式限高架的升降杆不动作，返回第2步。

在所述两排地磁传感器中，靠近匝道入口处的地磁传感器为第二地磁传感器，非靠近匝道入口处的地磁传感器为第一地磁传感器，第一地磁传感器和第二地磁传感器前、后布置，且二者之间间距S₃的范围为1米至1.2米，第二地磁传感器与匝道入口处布置的升降式限高架之间的地面间距范围为20至36米。

根据车辆长度信息判别车辆的车型是指，在得到车辆长度信息的基础上，根据下表表1得到车辆的高度：

表1

车型	车长(m)	车高(m)
			微型车	3.5	1.8
小型车	4.8	2.0
			轻型车	7.0	2.6
中型车	9.0	3.2
			大型客车	12.0	3.2
铰接客车	18.0	3.2
			大型客车	10.0	4.0
铰接货车	16.5	4.0

在得到车辆高度后，对照设定的升降式限高架禁限高度，若车辆高度高于等于禁限高度，则该车辆属于禁限车型。

所述车辆经靠近匝道入口处的第二地磁传感器到达升降式限高架所需的时间T₁的计算公式如下：

$T_1=\frac{S_1}{v_1}$

其中，S₁是第二地磁传感器至升降式限高架的地面距离，单位为m；v₁是驶入车辆的实时行驶速度，单位为m/s；

所述升降式限高架的升降杆下降到禁限高度位置处所需的时间T₂的计算公式如下：

$T_2=\frac{S_2}{v_2}$

其中，S₂是升降式限高架升降杆上止点到下止点之间的距离，单位为m；v₂是升降式限高架升降杆匀速下降的速度，单位为m/s。

若T₁≥T₂，发送预警信号的同时，提醒管理人员有车辆闯入，并发送指令到视频监控设备进行录像；若T₁＜T₂，也发送指令到视频监控设备进行录像。

根据第一地磁传感器和第二地磁传感器的间距S₃，通过地磁传感器实时提取经过车辆的车辆ID数据、车辆从进入第一个地磁传感器感应区域到进第二个地磁传感器感应区域之间的时间差t₁，得到驶入车辆的实时行驶速度v₁＝S₃/t₁；通过车辆实时行驶速度v₁和车辆从进第一个地磁传感器感应区域到出第一个地磁传感器感应区域的时间差t₂,得到车辆的长度L＝v₁*t₂。

所述升降式限高架升降杆匀速下降的速度v₂的计算公式如下：

$v_2=\frac{\mathrm{n\π}{D}^2}{240}$

其中，n是限高架升降电动机的转速，单位为r/min；D是限高架升降机构卷筒的直径，单位为m。

由上述技术方案可知，本发明的优点如下：第一，与现有技术相比，本发明利用地磁传感器准确获取的车辆实时速度和车辆长度信息，去判断车辆的车型和车辆高度，若车辆属于禁限类型车辆，则计算该车辆到达升降式限高架的时间，从而判断是否控制升降式限高架的升降杆下降，若车辆不属于禁限类型车辆，则不对该车辆到达升降式限高架的时间进行计算，进行下一辆车是否属于禁限车辆的判断，提高了升降式限高架在升降过程中的安全性，避免车辆撞上升降式限高架的升降杆；第二，本发明利用安装在入口匝道处的地磁传感器就能实现升降式限高架的自动智能升降控制，成本低；第三，本方法安全性高，更加智能化，减少管理人员的工作强度，节约时间，并且具有较好的应用前景。

附图说明

图1为第一地磁传感器、第二地磁传感器的安装位置示意图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，包括：(1)在即将进入入口匝道的路面上并排安装两排地磁传感器；(2)到达设定的禁限时间后，利用两排地磁传感器获取经过车辆的实时行驶速度v₁和车辆长度L；(3)根据车辆长度L判别车辆的车型，根据车辆的车型判断车辆是否属于禁限车型，若车辆属于禁限车型则进入下一步；(4)计算车辆经靠近匝道入口处的地磁传感器到达升降式限高架4所需的时间T₁，以及升降式限高架4的升降杆3下降到禁限高度位置处所需的时间T₂；(5)若T₁≥T₂，则控制升降式限高架4的升降杆3下降，同时发送预警信号；否则，控制升降式限高架4的升降杆3不动作，返回第2步。

如图1所示，在所述两排地磁传感器中，靠近匝道入口处的地磁传感器为第二地磁传感器2，非靠近匝道入口处的地磁传感器为第一地磁传感器1，第一地磁传感器1和第二地磁传感器2前、后布置，且二者之间间距S₃的范围为1米至1.2米，第二地磁传感器2与匝道入口处布置的升降式限高架4之间的地面间距范围为20至36米，在这里，所述地面间距范围是指第二地磁传感器2与匝道入口处布置的升降式限高架4升降杆3垂直到地面上的线或点之间的距离。

如图2所示，根据车辆长度信息判别车辆的车型是指，在得到车辆长度信息的基础上，根据下表表1得到车辆的高度：

表1

车型	车长(m)	车高(m)
			微型车	3.5	1.8
小型车	4.8	2.0
			轻型车	7.0	2.6
中型车	9.0	3.2
			大型客车	12.0	3.2
铰接客车	18.0	3.2
			大型客车	10.0	4.0
铰接货车	16.5	4.0

在得到车辆高度后，对照设定的升降式限高架4禁限高度，若车辆高度高于等于禁限高度，则该车辆属于禁限车型。

如图2所示，所述车辆经靠近匝道入口处的第二地磁传感器到达升降式限高架4所需的时间T₁的计算公式如下：

$T_1=\frac{S_1}{v_1}$

其中，S₁是第二地磁传感器2至升降式限高架4的地面距离，单位为m；v₁是驶入车辆的实时行驶速度，单位为m/s；

所述升降式限高架4的升降杆3下降到禁限高度位置处所需的时间T₂的计算公式如下：

$T_2=\frac{S_2}{v_2}$

其中，S₂是升降式限高架4升降杆3上止点到下止点之间的距离，单位为m；v₂是升降式限高架4升降杆3匀速下降的速度，单位为m/s。

若T₁≥T₂，发送预警信号的同时，提醒管理人员有车辆闯入，并发送指令到视频监控设备进行录像，在这里发送预警信号是指升降杆3上安装的黄色闪光灯点亮；若T₁＜T₂，也发送指令到视频监控设备进行录像。

根据第一地磁传感器1和第二地磁传感器2的间距S₃，通过地磁传感器实时提取经过车辆的车辆ID数据、车辆从进入第一个地磁传感器感应区域到进第二个地磁传感器感应区域之间的时间差t₁，得到驶入车辆的实时行驶速度v₁＝S₃/t₁；通过车辆实时行驶速度v₁和车辆从进第一个地磁传感器感应区域到出第一个地磁传感器感应区域的时间差t₂,得到车辆的长度L＝v₁*t₂。在这里，第一地磁传感器1和第二地磁传感器2都安装在车道路面的正中间，二者的感应区域都是以地磁传感器为圆心的1.5米半径的圆周范围内。

所述升降式限高架4升降杆3匀速下降的速度v₂的计算公式如下：

$v_2=\frac{\mathrm{n\π}{D}^2}{240}$

其中，n是限高架升降电动机的转速，单位为r/min；D是限高架升降机构卷筒的直径，单位为m。

综上所述，本发明利用地磁传感器，能够实时获取即将驶入升降式限高架4车辆的车型信息和速度信息，通过计算车辆到达限高架的时间，判别车辆车型是否存在安全隐患，升降杆3下降时间和车辆预计达到时间是否冲突，来确定升降控制策略，进而实现升降式限高架4的自动控制。

Claims (7)

1.一种基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)在即将进入入口匝道的路面上并排安装两排地磁传感器；

(2)到达设定的禁限时间后，利用两排地磁传感器获取经过车辆的实时行驶速度v₁和车辆长度L；

(3)根据车辆长度L判别车辆的车型，根据车辆的车型判断车辆是否属于禁限车型，若车辆属于禁限车型则进入下一步；

(4)计算车辆经靠近匝道入口处的地磁传感器到达升降式限高架所需的时间T₁，以及升降式限高架的升降杆下降到禁限高度位置处所需的时间T₂；

(5)若T₁≥T₂，则控制升降式限高架的升降杆下降，同时发送预警信号；否则，控制升降式限高架的升降杆不动作，返回第2步。

2.根据权利要求1所述的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，其特征在于：在所述两排地磁传感器中，靠近匝道入口处的地磁传感器为第二地磁传感器，非靠近匝道入口处的地磁传感器为第一地磁传感器，第一地磁传感器和第二地磁传感器前、后布置，且二者之间间距S₃的范围为1米至1.2米，第二地磁传感器与匝道入口处布置的升降式限高架之间的地面间距范围为20至36米。

3.根据权利要求1所述的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，其特征在于：根据车辆长度L判别车辆的车型是指，在得到车辆长度L的基础上，根据下表表1得到车辆的高度：

表1

车型 车长(m) 车高(m) 微型车 3.5 1.8 小型车 4.8 2.0 轻型车 7.0 2.6 中型车 9.0 3.2 大型客车 12.0 3.2 铰接客车 18.0 3.2 大型客车 10.0 4.0

铰接货车 16.5 4.0

在得到车辆高度后，对照设定的升降式限高架禁限高度，若车辆高度高于等于禁限高度，则该车辆属于禁限车型。

4.根据权利要求1所述的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，其特征在于：所述车辆经靠近匝道入口处的第二地磁传感器到达升降式限高架所需的时间T₁的计算公式如下：

$T_1=\frac{S_1}{v_1}$

其中，S₁是第二地磁传感器至升降式限高架的地面距离，单位为m；v₁是驶入车辆的实时行驶速度，单位为m/s；

所述升降式限高架的升降杆下降到禁限高度位置处所需的时间T₂的计算公式如下：

$T_2=\frac{S_2}{v_2}$

其中，S₂是升降式限高架升降杆上止点到下止点之间的距离，单位为m；v₂是升降式限高架升降杆匀速下降的速度，单位为m/s。

5.根据权利要求1所述的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，其特征在于：若T₁≥T₂，发送预警信号的同时，提醒管理人员有车辆闯入，并发送指令到视频监控设备进行录像；若T₁＜T₂，也发送指令到视频监控设备进行录像。

6.根据权利要求2所述的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，其特征在于：根据第一地磁传感器和第二地磁传感器的间距S₃，通过地磁传感器实时提取经过车辆的车辆ID数据、车辆从进入第一个地磁传感器感应区域到进第二个地磁传感器感应区域之间的时间差t₁，得到驶入车辆的实时行驶速度v₁＝S₃/t₁；通过车辆实时行驶速度v₁和车辆从进第一个地磁传感器感应区域到出第一个地磁传感器感应区域的时间差t₂,得到车辆的长度L＝v₁*t₂。

7.根据权利要求4所述的基于地磁检测的升降式限高架智能升降限高控制方法，其特征在于：所述升降式限高架升降杆匀速下降的速度v₂的计算公式如下：

$v_2=\frac{\mathrm{n\π}{D}^2}{240}$

其中，n是限高架升降电动机的转速，单位为r/min；D是限高架升降机构卷筒的直径，单位为m。