基于交通氣象環(huán)境監(jiān)測的高速公路可變限速系統(tǒng)研究
發(fā)布時間：2020-12-15 23:52
大霧、雨雪和路面積水、結(jié)冰、積雪等惡劣氣象條件往往會對交通安全造成十分嚴(yán)重的負(fù)面影響。高速公路行車速度快,駕駛員易疲勞,惡劣的氣象條件下,往往會使高速車輛發(fā)生嚴(yán)重的交通事故。而我國長期以來高速公路限制車速基本上是靜態(tài)的,車速管理方式單一,不能有效適應(yīng)惡劣氣象條件下的動態(tài)車速管理的需求。為合理確定大霧、雨雪、道路積水、結(jié)冰、積雪等惡劣氣象條件下高速公路安全限速,并給駕駛?cè)颂峁┳畲罂山邮艿陌踩俣?本文提出了基于交通氣象環(huán)境監(jiān)測的高速公路可變限速系統(tǒng)。在氣象參數(shù)采集中,本文利用能見度測量原理和路面狀態(tài)測量原理。能見度測量原理依據(jù)為Koschmieder定律。根據(jù)該定律,測量氣象能見度其實質(zhì)就是測量大氣水平消光系數(shù),而大氣中光的衰減主要有散射和吸收引起。因此在工程上可以近似認(rèn)為消光系數(shù)和散射系數(shù)相等,通過測量出散射系數(shù),再通過Koschmieder定律反演出大氣能見度數(shù)值�；�1064nm和1550nm波段的后向強度隨入射角度變化以及單波長原理性的研究,這兩種波段后射能量的空間分布與干燥、結(jié)冰和積水等幾種路面狀態(tài)具有一定的關(guān)系�；诖�,路面狀態(tài)檢測使用一種雙波長探測方法,該方法原理簡單,可行...
【文章來源】：陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
l非埋入式路面氣象狀態(tài)傳感器151
第２章能見度及路面狀態(tài)檢測原理??狀態(tài)信息是道路氣象信息也是道路交通安全預(yù)警中非常關(guān)鍵的組成部分［２４］。??路面氣象狀態(tài)傳感器通常可以分為埋入式和非埋入式，見圖２－１，０－２。目前非埋入??式傳感器大多采用各種光學(xué)方法，比如紅外光譜法［２２］。埋入式的傳感的技術(shù)路線??比較多。??圖２－２埋入式路面氣象狀態(tài)傳感器Ｗ??Ｆｉｇ．２－２．Ｂｕｒｉｅｄ?ｒｏａｄ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｗｅａｔｈｅｒ?ｓｅｎｓｏｒ??本文選用非接觸式遙感技術(shù)設(shè)備測量公路路面干燥、給水、結(jié)冰、積雪等狀況??［６］。傳感器采用遙感技術(shù)，避免了對道路的破壞，從而不會因為安裝道路氣象站引??起的對交通的干擾。??目前，高速公路上實際使用的路面氣象狀態(tài)傳感設(shè)備基本以國外產(chǎn)品為主。進(jìn)??口產(chǎn)品高昂的價格導(dǎo)致設(shè)備安裝數(shù)量不足，另一方面，現(xiàn)有產(chǎn)品存在著誤判率較高??的問題，其性能也不能滿足實際使用的需求。針對這一現(xiàn)狀，為適應(yīng)公路路面狀況??實時監(jiān)測的需求，西安光機所研制出一款性價比高、測量準(zhǔn)確、維護(hù)方便的路面狀??況監(jiān)測設(shè)備，開辟路面狀況監(jiān)測技術(shù)的新途徑。??２．２．１工作原理??光學(xué)方法當(dāng)中的一個重要理論思路是利用紅外光譜來測量路面狀態(tài)。作為一??種多功能的測量方法
??狀況，也可以測量高速公路路面積水和積雪厚度。圖２－３顯示了水的吸收光譜。目??前，基于紅外光譜法的非接觸式路面氣象狀態(tài)傳感器所用的光譜探測設(shè)備大都是??色輪加紅外ＣＣＤ相機，如圖２－４所示。道路表面在積水和結(jié)冰時，其紅外反射光??譜有一定的差異，因此我們能夠通過對比道路表面在積水和結(jié)冰時的紅外反射光??譜特征，來區(qū)分出道路表面的積水和結(jié)冰狀態(tài)［２５］。此外，通過對高速公路路面紅外??吸收量值的測量，我們也可以計算出高速公路路面水膜的厚度［６］。??６?１０ＩＨ）０?ｃｍ＇１?１００Ｃ?ｃｍ?＊?１＃埃牐悖恚???１０?ｃｍ－＇??廣１０?￣ｗｊ…＊?！?＿?????ｒ?＊??Ｊ１Ｄ：?＼?Ｉ?ｆｔ．…八…八?…????４?ｊ．??Ｉ?一．ｄ—艮―：?ｚｘｉｚｒ??＾?ｌ?……一ｉ—ｘ???ｔ．．．?１．?．?．｜｜／?—．：——－ｔＬｌ?，??Ｖ?Ｂｉ：?１?１１）?１?Ｈｉ?ｌ??１?二?＼?Ｉｐ??二．…ｉｔ??■．…??１０Ｕ?ｆｌｍ?１Ｑ０Ｃ?Ｆｉｍ?１Ｃ?ｉｉｍ?１０＃牐酰椋簦??１ｍｍ??Ｗａｖｃｌｅｎ＾ｔｒｔ??圖２－３水的吸收光譜Ｗ??Ｆｉｇ．２－３．Ｗａｔｅｒ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ??紅外光譜測量的方法優(yōu)點在于：作為一種遙感測量方法，其傳感器采取非埋入??式的安裝方法
本文編號：2919121
【文章來源】：陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
l非埋入式路面氣象狀態(tài)傳感器151
第２章能見度及路面狀態(tài)檢測原理??狀態(tài)信息是道路氣象信息也是道路交通安全預(yù)警中非常關(guān)鍵的組成部分［２４］。??路面氣象狀態(tài)傳感器通常可以分為埋入式和非埋入式，見圖２－１，０－２。目前非埋入??式傳感器大多采用各種光學(xué)方法，比如紅外光譜法［２２］。埋入式的傳感的技術(shù)路線??比較多。??圖２－２埋入式路面氣象狀態(tài)傳感器Ｗ??Ｆｉｇ．２－２．Ｂｕｒｉｅｄ?ｒｏａｄ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｗｅａｔｈｅｒ?ｓｅｎｓｏｒ??本文選用非接觸式遙感技術(shù)設(shè)備測量公路路面干燥、給水、結(jié)冰、積雪等狀況??［６］。傳感器采用遙感技術(shù)，避免了對道路的破壞，從而不會因為安裝道路氣象站引??起的對交通的干擾。??目前，高速公路上實際使用的路面氣象狀態(tài)傳感設(shè)備基本以國外產(chǎn)品為主。進(jìn)??口產(chǎn)品高昂的價格導(dǎo)致設(shè)備安裝數(shù)量不足，另一方面，現(xiàn)有產(chǎn)品存在著誤判率較高??的問題，其性能也不能滿足實際使用的需求。針對這一現(xiàn)狀，為適應(yīng)公路路面狀況??實時監(jiān)測的需求，西安光機所研制出一款性價比高、測量準(zhǔn)確、維護(hù)方便的路面狀??況監(jiān)測設(shè)備，開辟路面狀況監(jiān)測技術(shù)的新途徑。??２．２．１工作原理??光學(xué)方法當(dāng)中的一個重要理論思路是利用紅外光譜來測量路面狀態(tài)。作為一??種多功能的測量方法
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本文編號：2919121
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