专利名称：监控交通的装置和方法
技术领域：
本发明一般上涉及监控交通的装置和方法，具体上涉及通过磁探测来感应运输工具移动的装置和方法。
背景技术：
现时大部分的通讯往来都涉及于一种共享行车路系统上使用自主驱动的运输工具。为有效地规划行车路的翻新和重建，并提高安全水平，交通监控确实变得非常重要。故此，现时有多种控制系统用来监察不同类型的交通流和达至多种不同的目的。有些系统的基础是视觉监控，但这些系统非常昂贵，也容易耗损和损坏。此外，这些系统也需要先进的图像分析来进行自动监控。另一种常用于计算交通量的系统把弹性软管放置于行车路上，以在一部运输工具经过时监测软管内的压力变化。上述处理手段的其中一项缺点在于例如它们都容易损坏和耗损，不太可能当作永久处理手段。而且，架设装备时，特别是在极繁忙的行车路上架设装备时，也可能产生危险，并需要大量人手操作。磁力感应器也用于探测运输工具。一种简单的处理手段是在行车路面涂层内设置一圈导电材料。当一部运输工具经过时，运输工具会干扰地磁场，从而使埋在行车路面下的那一圈导电材料产生电磁感应。电磁圈方法的一项缺点是其需要在安装时对行车路面涂层构成相对大规模的影响，而且，若电磁圈距离行车路面的位置相对浅，在一般行车路面涂层磨损后电磁圈便可能损坏。另外，当行车路翻新时，电磁圈的确可能破坏翻新设备，因此需要事先拆除。此外，一些现有技术中的交通感应器系统的基础是不同种类的磁力仪。已公告的美国专利申请2005/0190077和2006/0132298披露了运输工具感应器所用的方法和仪器。 一个使用磁阻效应的磁力感应器靠近行车路设置，用来在一部运输工具经过时感应磁通量的变化。磁力感应器在行人道上一个运输工具感应器节点内。每当运输工具经过，磁力感应器的状态都会被纪录下来，结果会被估算和编码，然后传送至一媒介进行无线接收。此系统的一项缺点是运输工具节点一般设置于行人道上近行车路的那一边，该位置的磁场变化相对微弱。另外，此系统也难以分辨平排行车线的行车状况，而运输工具感应器节点也容易损坏。美国专利号5，877，705披露了一种交通分析方法和其仪器。一个磁力感应器埋在路面下，并通过实质的导体和一部数据收集计算机连接或通过射频连接与一个居中路边接收器连接。实质连接在安装时会造成问题，因为其对路面涂层会构成大规模影响，严重干扰交通。无线电接口能克服这个问题，但为了减少电能消耗，使感应器可用电池操作，就需要在例如30米之内便设置一路边接收器，结果需要设置多个路边接收器，增加了成本和损坏的机会。美国专利5，880，682披露了一种交通控制系统，其基础是埋于柏油路面下的磁力感应器。感应器以电池操作，并与位于路边的一个接收器通讯连接。此系统是准备与例如一个交通控制信号灯一同使用的，该位置对路边接收器的需求不是十分殷切。但作为暂时性处理手段或提供予多个交通量计算位置时，对路边接收器的需求便产生昂贵的花费，而且一般上都需要为路边接收器提供电力。已公告的美国专利申请US 2002/0177942披露了一种无线行车路监测系统。行车路内的一种无线交通感应系统使用了感应器来测量例如小巧、廉价和耐用的运输工具经过时的速度。感应器包括一个无线传送器，其结构可使之安装于一条行车路面下面。现有技术的交通监控探测器一个普遍的问题是它们不太适合灵活及/或间歇性的使用。
发明内容
本发明的一个目的是提供更适合灵活及/或间歇性使用的运输工具探测器和提供交通信息的方法。本发明根据所附专利权利要求中的装置和方法来实现上述目的。根据本发明的第一方面，以一般的说法来说，一个运输工具探测器包括一个运输工具感应器配置来感应一部运输工具造成的干扰和连接所述运输工具感应器的一个数码化仪器。所述数码化仪器的配置使之把来自运输工具感应器的一道信号编码，以成为一道数码表述。所述运输工具探测器也包括一个连接所述数码化仪器并配置成储存数码表述的内存、一条天线和一个连接所述内存和所述天线的传送器。所述运输工具探测器也包括一个配置为控制所述运输工具感应器、所述数码化仪器、所述内存和所述传送器操作的控制器。所述运输工具探测器设有一壳体容纳所述运输工具感应器、所述数码化仪器、所述内存、所述传送器和所述控制器。所述运输工具探测器也包括一枚驱动所述运输工具感应器的电池、所述传送器和一个接收器。所述壳体为所述运输工具感应器、所述数码化仪器、所述内存、所述传送器和所述控制器提供防物理性损毁和防潮保护，从而使所述壳体可以放置于地面下。不过，所述天线设置于壳体外，并与壳体保留一段距离，从而使所述天线可放置于一块行车路面涂层内。所述控制器的配置使之在一预设的静止时段期间关闭所述传送器、所述接收器及/ 或所述运输工具感应器，并于静止时段结束时启动所述传送器和所述接收器和传送一道要求进一步指示的请求。根据本发明第二方面，一种提供交通信息的方法包括感应一部运输工具造成的干扰、把干扰信号通过数码化转化为一道数码表述、储存所述数码表述并通过无线电信号把信号传送至一个交通监控节点。感应步骤、数码化步骤和储存步骤于放置在地面下的一个装置进行，而传送步骤则包括提供信号，使其经过一段距离传送给埋于一块行车路面涂层内的一条天线。感应干扰、传送信号和接收信号的实施步骤在一预设的静止时段期间终止， 传送信号并传送一道要求进一步指示的请求步骤在静止时段结束时实施。由于运输工具探测器可使用现存的公用流动通讯网络直接作为其通讯介体，本发明的一种好处在于它改善了运输探测器使用上的灵活性。本发明的其它好处将针对本发明不同的特性于下面的具体实施方式
中作出进一步的阐述。
本发明连同其进一步的目的和好处可参照以下连同附图的描述获得最好的理解， 其中图IA是一幅方块图，其示出了现有技术中运输工具探测器系统的实施例；
图IB是一幅方块图，其示出了本发明一个运输工具探测器系统一部分的一个实施例；图2是一幅示图，其示出本发明一个运输工具探测器系统的一个实施例中的讯息流；图3是本发明一种方法的一个实施例的一幅步骤流程图；图4是本发明一种交通监控方法的一个实施例中的一幅步骤流程图；图5是本发明一个运输工具探测器系统的一个实施例的一幅方块图；图6是图5中一个微型处理器的一个实施例的一幅方块图；图7是图5中一个无线电单元件的一个实施例的一幅方块图；图8A-E的多幅示图示出了本发明的运输工具探测器其天线和充电配置的几种可行的实施例。
具体实施例方式在所有附图中，相似或对应的组件会使用相同的参考编码。探测经过的一部运输工具对地磁场造成的变化时，如何相对于该运输工具的行车路线放置探测器是很重要的。如果探测器放置于行车路边，探测器便难以分辨不同行车线或不同方向的交通情况。放置探测器用来探测运输工具的最有利位置是高于或低于运输工具的行车路线。把运输工具探测器架设于路面交通之上不但昂贵，而且复杂，只有在例如使用精密的光学探测时，才会成为一个现实的选择方案。对于大部分系统而言，探测器优选放置于路面交通之下。其中一种选择是把探测器放置于行车路面涂层上或涂层的表面内。但此位置非常容易令探测器耗损或损坏。除非把车轮道设计成位于探测器旁，否则运输工具总有直接碾过探测器的风险，对它们造成极大的机械压力，并造成耗损。在可能下雪的气候中，路面更经常被刮破，进而增加探测器损坏的风险。探测器即使被某些保护罩覆盖，另外一些缺点仍然存在。由于行车路的耗损一般上都相对严重，保护罩要相对厚才能抵抗这些正常的耗损。此外，行车路也因为耗损而偶尔需要重铺，而道路重铺的常见做法是拆除残留的行车路面涂层的最顶层部分，使路面变得平坦，并使其适合重铺。若路面涂层内设有运输工具探测器，探测器和筑路机器都可能会被损坏。此问题的解决方法是把探测器深埋于路面下，防止探测器与筑路机器接触。图IA 便示出了这种情况。根据图示，一个运输工具探测器10埋于一块行车路面涂层60下面或深埋于一块行车路面涂层60内，但探测器10仍足够接近路面，使之仍可在一部运输工具经过行车路面涂层60上面时进行探测。运输工具探测器10和任何外部控制系统的通讯连接可通过不同方式配置，例如通过电缆或通过无线电通讯。在多数情况中，为了提供了一种灵活的系统，无线电通讯是人们最乐于采用的方法。在这种系统的已知技术中，运输工具探测器10设有一条内置天线或于其外表面上设有一条天线。探测器10通过其天线与相对接近行车路的一个存取点51通讯连接3。为减低无线电传送的所需电能，并于泥土内尽量缩短传送距离6，与存取点51之间的距离一般都有限定。现有技术提及的最长距离是30米。由于存取点51需要接近运输工具探测器10，它们一般都只能服务一个或几个在限定地域内的探测器10，而限定地域一般距离存取点少于100米或几百米，导致系统的费用高昂。此外，存取点51 —般需要在路边安装电力设备。另一种选择是与较远的存取点例如一基站50通讯连接2，但泥土内的传送距离5 以至总距离都会增加，导致所需的传送电能较高，且通常不能兼容电池驱动的运输工具探测器10。通过低能耗方法使一个运输工具探测器在一个合适的探测位置实现远程无线电连接，便可增加运输工具探测器以间歇性方式使用时的灵活性和合适性。电能需求限定可通过不同方法获取。根据本发明，无线电连接的电能需求对总电能需求构成很大影响。减少无线电连接其电能需求的方法之一是提供一种传送能耗低的无线电连接，实现方法是相对一基站或通讯连接系统内运输工具探测器所准备通讯连接的其它存取点设置一条无线电功能处于良好状态的天线。另一种方法是提供一种操作方案来减少无线电连接以至传送器和接收器处于活跃状态的时刻。最优选的方法是结合上述两种方法。图IB示出在相似的情况下本发明的一个运输工具探测器10。运输工具探测器10 把大部分部件包含于一壳体49内，但天线12则离开壳体49某段距离，并通过一条电缆11 与壳体连接。天线12与壳体之间的距离足够长，使前者可放置于行车路面涂层60内，而且一般上接近行车路面涂层60的表面。行车路面涂层60的表面和天线12之间的距离比天线12和壳体49之间的距离小，优选为显著地小。换言之，行车路面涂层60的表面和天线 12之间的距离与天线12和壳体49之间的距离比率小于1，优选为小于1/3，最优选为小于 1/10。通过天线12，运输工具探测器10可与一相对遥远的基站50通讯连接，而且，因为通过泥土的传送路径短，传送的所需电能相对适度。此外，天线12和电缆11可以制造成不太坚固的机械结构，使之与例如筑路机器接触时不会对其造成损坏。图2示出一种运输工具探测器10的系统。多个运输工具探测器10与一基站50 (或多个基站)通讯连接1。基站52是一蜂窝式通讯连接系统59的一部分，并与一核心网络 52连接。核心网络52通过使用例如不同的互联网58连接进一步与其它固定或移动通讯连接系统或网络连接。一个交通监控节点70可通过例如一互联网连接与核心网络52连接。 因此，每一个运输工具探测器10都有机会与交通监控节点70连接。使用一蜂窝式通讯连接系统的基站与运输工具探测器直接进行通讯连接有几项优点。运输工具探测器的安装简单。在一个实施例中，运输工具探测器只需通过例如在行车路面钻一个洞，放入运输工具探测器，再把洞填平，并同时把天线留在行车路面涂层内， 便可置于地面下。因为运输工具探测器由电池驱动，所以不用在接近运输工具探测器的位置加设存取点，也不需要安装任何电力设施。此外，运输工具探测器也没有可见的外露部分可使之损坏。即使运输工具探测器需要在某段时刻处于静止状态，也不必把它拆除或保护其免被耗损。是根据蜂窝式通讯连接网络的制式搜寻一条蜂窝式通讯连接网络的随机存取通道，以建立第一道接触。在步骤223，一条启动讯息通过蜂窝式通讯连接网络传送至一交通监控节点，以汇报该具某一识别码的运输工具探测器已在操作状态，并可一并汇报附加信息如运输工具探测器的大约位置和可使用的感应器硬件等等。启动讯息可以数据包形式提供，如通过使用GPRS (通用分组无线服务)功能。交通监控节点利用已接收的信息于监控系统内装配运输工具探测器，并发出接收回条。步骤2M接收该回条。此时，运输工具探
7测器已准备好操作。步骤221至2M可于实际地把运输工具探测器放入地下之前或之后进行。当运输工具探测器放置于行车路下面其拟放置的位置并准备操作时，一道请求命令讯息便于步骤225被发送至交通监控节点。在步骤226，交通监控节点用指令为运输工具探测器拟于未来的操作提供回复。运输工具探测器接收到的这些指令可包括测量命令，例如指定一个测量时段及测量种类，或包括一道要求其静止直至某一预设时刻的简单命令。 在另一个实施例中，这些指令也可以在启动讯息的接收回条中已包含在内。接收到的指令会在步骤227中被检查是否包含立即静止的命令。如没有，则继续进行步骤231。运输工具探测器若收到要求其静止直至某一预设时刻的命令，处理程序会于步骤 228继续。在该步骤中，运输工具探测器的大部分处理程序都会止息，而对应的部件则优选与电源中断连接。换言之，感应干扰、执行信号数码化、储存数码表述、传送信号和接收信号都会在一预设的静止时段内停止操作。优选的情况是只有促使处理程序再次重新启动的功能和系统时钟才会保持接电和活跃。只要静止命令仍然生效，运输工具探测器的静止状态仍会持续，直至一预设时刻，这样便排除了任何与外界互动的需要。因此，此阶段的能耗可以十分小。取决于具体应用，静止时段的长度分别可以很大，可以从几分钟到几年不等。在这时段内，外界的部件均不能与运输工具探测器通讯接触。抵达那预设时刻时，运输工具探测器便于步骤2 开始被重新启动。在本实施例中，只有传送器和接收器在开始时被重新启动，其它只涉及测量和汇报的部件则仍然未被启动。在步骤230，运输工具探测器的通讯连接部件，即传送器和接收器，与蜂窝式通讯连接系统连接，与此步骤类同的是一初步处理程序，其优选为启动搜寻蜂窝式通讯连接系统的一条随机存取通道，以建立第一道接触。这时候，运输工具探测器已准备好接收新指示，处理程序会返回步骤225，在静止时段结束后传送执行进一步指示的请求。若于步骤227已确认无需执行立即静止的命令，反之要执行另一些测量命是根据蜂窝式通讯连接网络的制式搜寻一条蜂窝式通讯连接网络的随机存取通道，以建立第一道接触。在步骤223，一条启动讯息通过蜂窝式通讯连接网络传送至一交通监控节点，以汇报该具某一识别码的运输工具探测器已在操作状态，并可一并汇报附加信息如运输工具探测器的大约位置和可使用的感应器硬件等等。启动讯息可以数据包形式提供，如通过使用 GPRS (通用分组无线服务)功能。交通监控节点利用已接收的信息于监控系统内装配运输工具探测器，并发出接收回条。步骤2M接收该回条。此时，运输工具探测器已准备好操作。 步骤221至2M可于实际地把运输工具探测器放入地下之前或之后进行。当运输工具探测器放置于行车路下面其拟放置的位置并准备操作时，一道请求命令讯息便于步骤225被发送至交通监控节点。在步骤226，交通监控节点用指令为运输工具探测器拟于未来的操作提供回复。运输工具探测器接收到的这些指令可包括测量命令，例如指定一个测量时段及测量种类，或包括一道要求其静止直至某一预设时刻的简单命令。 在另一个实施例中，这些指令也可以在启动讯息的接收回条中已包含在内。接收到的指令会在步骤227中被检查是否包含立即静止的命令。如没有，则继续进行步骤231。运输工具探测器若收到要求其静止直至某一预设时刻的命令，处理程序会于步骤 228继续。在该步骤中，运输工具探测器的大部分处理程序都会止息，而对应的部件则优选与电源中断连接。换言之，感应干扰、执行信号数码化、储存数码表述、传送信号和接收信号都会在一预设的静止时段内停止操作。优选的情况是只有促使处理程序再次重新启动的功能和系统时钟才会保持接电和活跃。只要静止命令仍然生效，运输工具探测器的静止状态仍会持续，直至一预设时刻，这样便排除了任何与外界互动的需要。因此，此阶段的能耗可以十分小。取决于具体应用，静止时段的长度分别可以很大，可以从几分钟到几年不等。在这时段内，外界的部件均不能与运输工具探测器通讯接触。抵达那预设时刻时，运输工具探测器便于步骤2 开始被重新启动。在本实施例中，只有传送器和接收器在开始时被重新启动，其它只涉及测量和汇报的部件则仍然未被启动。在步骤230，运输工具探测器的通讯连接部件，即传送器和接收器，与蜂窝式通讯连接系统连接，与此步骤类同的是一初步处理程序，其优选为启动搜寻蜂窝式通讯连接系统的一条随机存取通道，以建立第一道接触。这时候，运输工具探测器已准备好接收新指示，处理程序会返回步骤225，在静止时段结束后传送执行进一步指示的请求。若于步骤227已确认无需执行立即静止的命令，反之要执行另一些测量命令，则处理程序会于步骤231继续。在该步骤中，负责测量和处理测量数据的部件例如感应器，数码化仪器和内存等等会接电和启动，并根据已接收的测量指示感应干扰、执行信号数码化和储存数码表述。在某一实施例中，为了节省电池的电能，运输工具探测器会在测量时段与蜂窝式通讯连接系统中断连接，甚至把传送器和接收器也关掉，而其它实施例则仍可维持与蜂窝式通讯连接系统的连接。步骤232会进行测量，步骤233则把测量结果向交通监控节点汇报。若运输工具探测器在测量时段期间与蜂窝式通讯连系统中断连接，运输工具探测器必须先启动传送器和接收器并再次与蜂窝式通讯连系统连接，才能执行汇报。测量的种类以至其方式以及汇报的时间均优选地早被测量命令指定。若测量时间长以致内存被填满，则优选安排额外的汇报。步骤234检查测量是否继续进行。若有更多的测量命令，处理程序会返回步骤232，并可能再次使传送器和接收器中断连接和关闭。在某一实施例中，若测量的活跃度极低，例如在夜晚，涉及测量的部件在不使用时可调较至一闲置状态。该闲置状态减少了所需电能，但涉及测量的部件可以很快地恢复至一活跃状态。通过设置一个能耗极低的附加警示感应器，如震动感应器，便可通过该感应器启动一程序使涉及测量的部件在一部运输工具接近时从闲置状态恢复过来。若于步骤234时断定在最新收到的信息中不再包含测量命令，处理程序便转而在步骤235中继续。在该步骤中，涉及测量的部件和测量的处理会停止操作和接电。处理程序之后会在步骤236中继续。该步骤负责检查在最新的信息中有没有包含任何与终止测量相关的静止命令。若包含了这种指明了一个预设终结时刻的静止命令，处理程序便会于步骤228中继续，以执行另一段静止时段。若没有收到静止命令，处理程序转而返回步骤225 以请求进一步指示。运输工具探测器负责通过自身来从新启动，使其处于静止状态时的能耗极低，但缺点是外界不能干预这种静止状态。不过，由于静止状态的节能效果极佳，运输工具探测器可以相对频密地启动来侦测是否需要进行测量，纵然多数请求的回复都只是新一道的静止命令而已。上述流程图只是一个例子展示运输工具探测器的操作原理可以如何实践。任何熟悉相关技术的人士都应理解，数之不尽的其它可能的变化型事实上仍然存在，其中讯息的种类可以不同。例如可事先确认已接收的命令是否只包含一道命令，即一道测量命令或一道静止命令，并由此在某程度上简化流程，但也可能使流程变慢，也可能需要更多信号指示。此外，测量和汇报方式也可以通过例如与启动执行相关的方式被界定，只有测量的时间才会被接收的信息所确定。更进一步的方法是界定多个以静止时段相间的测量时段，这样便进一步减少请求和命令之间通讯连接的需求。在极端的例子中，所有对将来操作的指示都在启动时执行，除了汇报测量结果外，便不需要其它通讯连接，只要通过蜂窝式通讯连接系统或通过例如把运输工具探测器放置好之前为运输工具探测器的一个内存提供相关信息，便可执行这样的一种初始指示。在另一些纵然不是现在被视为优选的实施例中，运输工具探测器也可以装配成通过外部媒介启动。其中一种可能方法是使运输工具探测器在静止时段期间不完全和蜂窝式通讯连接系统中断连接，从而使例如不同种类的传呼信号仍能与之通讯联系。但这些方法多数都需要较高能耗，因此会缩短电池寿命。图5的一幅方块图示出了根据本发明一个实施例的一种交通监控系统。如上所述，运输工具探测器10设有一壳体49，其中已包括大部分功能。壳体49可以为壳体49内的部件提供防止物理性的损坏和防潮保护。相反，天线12的设置位置与壳体49保持一段距离，但通过一条电缆11与之连接，从而可以把天线12埋于一块行车路面涂层内。运输工具探测器10的核心部分是一个微型处理器20。微型处理器20与两个运输工具感应器14连接15。在本实施例中，运输工具感应器是磁力仪13，连接方法是通过相应的增幅器16。在本实施例中，磁力仪13是双轴磁力仪，但也可视乎被请求的信息种类用上其它类型的磁力仪或磁力仪配置。运输工具感应器14配置为感应一部运输工具造成的干扰，例如对地磁场造成的干扰。在其它实施例中运输工具感应器可以是例如震动感应器， 声音感应器或无线射频识别阅读器等其它类型。在本实施例中，运输工具探测器10包括两个运输工具感应器14，但在其它实施例中，运输工具感应器14的数目视乎例如特定的应用而有所不同，但最少需要设置一个运输工具感应器14。附加的运输工具感应器14或是多余的设备，或用作测量运输工具引发的各种不同类型的读数。若感应器14放置于不同的位置上，使其指向运输工具拟行走的方向，则可更易获取速度信息。各个运输工具感应器14 可以是同一类型或不同类型的。例如说，一个磁力仪13可以和一个无线射频识别阅读器结
I=I O运输工具感应器14向包括一个数码化仪器的处理器20提供测量信号。数码化仪器的配置是为了把运输工具感应器的信号编码，使之变成数码表述。信号的数码表述之后便储存于一个连接数码化仪器的内存18内。微型处理器20也连接一个系统时钟22和一个警示感应器25，而这些部件都是主要负责保持可靠的系统时间和使运输工具感应器从闲置状态恢复过来的部件。微型处理器20也连接由一个传送器和一个接收器组成的无线电单元件40。无线电单元件40优选使用GSM (全球移动通讯系统)及/或GPRS制式进行通讯连接。此外，无线电单元件40也和天线连接。微型处理器20包括一控制器、其设置为控制运输工具感应器、数码化仪器、内存及传送器的操作，并进一步与一个温度感应器26连接， 从而弥补测量时出现的温度变化。一般是一枚电池的一个电源30为运输工具探测器10的所有部件提供电源。一个电压适配器观负责为运输工具探测器10内的不同部件提供控制得宜的电压。多个可调控开关四设置于温度感应器沈、运输工具感应器14、内存18、警示感应器25和无线电单元件
1040的电源线。这些可调控开关四独立由微型处理器20的控制器控制，以在静止时段期间使部件中断连接，只有微型处理器20本身、系统时钟22和警示感应器25会保持接电。运输工具探测器10通过一例如是GSM基站的基站50与一个交通监控节点70与一个交通监控节点70通讯连接，在本实施例中，其也通过互联网58连接。在本实施例中， 交通监控节点70由一个负责与运输工具探测器通讯连接的数据收集服务器72组成。一般而言，数据收集服务器72发送测量指示并接收测量汇报。数据收集服务器72与一个储存汇报数据的数据储存器74连接。一个分类机75与数据储存器74连接并处理其中的数据，以提供例如经过的运输工具数目或在采用更精密的分析方法时得出例如运输工具的类型等信息。这样的评估结果会在一个显示显像监测器78上显示，或通过一个数据输出器76 输出至其它计算机系统。数据收集服务器72在其它实施例中可有其它的装配方式。例如说，数据收集服务器可以装配成具有多个通讯服务器的一个分布式系统，其中比如说，一个通讯服务器负责实际的数据收集，另一个则负责分类，第三个则负责数据评估，而这些通讯服务器之间的通讯连接也可以通过互联网或其它类型的通用通讯系统来进行。在交通监控节点70的其它实施例中，有些部件可不设置，例如监测器及/或数据输出器76。图6示出了图5中一个微型处理器20的一个实施例。微型处理器20由一个连接至不同运输工具感应器14的数码化仪器15组成，也设有一个内置内存M来储存小量数据。较大的数据量则由内存18(图幻来储存。此外，微型处理器也设有一个控制器沈在一预设静止时段期间关闭运输工具感应器、数码化仪器、内存、警示感应器和无线电单元件 (传送器和接收器)，并在静止时段结束时启动无线电单元件(传送器和接收器)以传送要求进一步指示的请求。控制器26进一步配置成在收到测量指示时为运输工具感应器、数码化仪器、内存和警示感应器提供电源。在本实施例中，控制器沈也负责控制数码表述由内存传送至交通监控节点。正如之后的详述，数码表述优选为运输工具感应器提供的信号其完整信号形状的数码表述。微型处理器20也包括一个重新启动单元件23，其于静止时段结束时负责使运输工具探测器或其部件重新启动，因此，重新启动单元件23与接通一可靠时间的系统时钟连接。重新启动单元件23优选为起码有一部分与微型处理器20的其它功能分开，使不带有重新启动功能的部分可以在静止时段期间关闭，或起码调较至低能耗状态。 在其它实施例中，当静止的微型处理器20其整体能耗极低，微型处理器20作为一整体仍可在静止时段保持可操作状态。图6所示的不同部件一般都会在机件上合并为一体，图中的方块只显示功能上的分别而已。图7的方块图示出了图5中一个无线电单元件40的一个实施例。无线电单元件 40包括一个传送器42和一个接收器44，两者共享一条天线。在本实施例中，微型处理器的控制器负责控制这些部件的操作。本发明的一个运输工具探测器一般在完成铺设行车路面涂层后才放置于测量位置。一般的程序是把路面涂层钻出一个洞，如有需要，可钻至路面涂层下与路面涂层保持一段距离。优选的洞直径刚好可让壳体通过。洞的深度决定了壳体位于路面涂层下的位置，并可通过谨慎的配置在测量的敏感度和保护其免受损坏之间取得良好的折衷方案。洞的优选深度目前被认为在200-300mm这范围之内。之后，用优选为洞内横向的相同物料把洞填平， 换言之，路面涂层下的区域所填入的物料与行车路支撑层的物料相同或相似。在路面涂层的位置内，填入洞内的物料尽可能与路面涂层的物料相似。填入洞内的物料优选与行车路面涂层的物理性质相似。天线拟埋置的位置在这些填料内。图8A示出了一个运输工具探测器10的一个实施例。如早前所述，优选为圆柱状的一个壳体49包含了大部分部件。在本实施例中为一天线圈31的天线12与一电缆11连接。天线优选为半波长天线。壳体49 放置于钻洞的洞底。把洞填平时，天线12仍然留在路面涂层内。设置运输工具探测器单元件有利定位设置，图8B便示出了这样的实施例。天线 12埋置于行车路面涂层内其拟埋置的位置前已放置在一个容器39内，而该容器也已经填入了与行车路面涂层的物理性质相似的物料。可用的物料例子包括柏油、浙青或环氧树脂。 容器12通过物理方式与壳体49连接。钻洞的深度与整个图8B所示的装置高度相同。整个装置放置于洞底，并确保运输工具探测器10的顶部不会突出行车路面涂层外。运输工具探测器和洞壁之间的圆柱状狭缝由例如修补道路细微破损的物料填补。填入物料的容器一般都比洞的容量小很多，而且一般可以使用更昂贵的物料。因此在填补狭缝后，容器39便组成了行车路面涂层的一部分。在另一个实施例中，容器39和壳体49之间可填入另一填料，该填料可以带有减震性质，以减少路面涂层中产生的震荡直接传送至下面的壳体49。天线的类型可以不同。图8A和图8B的实施例使用了一种天线圈31。相反，图8C 示出一个运输工具探测器10的一个实施例，其中所设的天线12是位于一块弹性塑料基片 32的弯曲状天线。由于本发明的技术效果一般不是由实际选用的天线决定，故本发明也可以使用其它不同的天线。如早前所述，运输工具探测器的天线设置于行车路面涂层内。可是，路面涂层不是永存不朽的，一般都会耗损和磨蚀。若探测器设置于这样一个运输工具会经过的位置，行车路面涂层会逐渐磨掉，最后天线会露出路面。此过程也会因为例如在冬季使用刮路机来清除冰雪而加剧。因此，天线可能会损坏，最后可能不能再正常操作。在图8D的实施例中，一个运输工具探测器10包括多条天线12，而该实施例用了天线圈31作为天线的范例。多条天线12都设置于壳体49外。每条天线和壳体49的距离设计成可使多条的天线12放置于一块行车路面涂层内的不同深度。它们也可设置于一个类似图8B中的一个预制成型的容器内，以帮助天线的定位设置。这样的结构使路面磨蚀至最高一层的天线时可把该天线弃掉，然后可转而使用下一条天线继续操作。为了较好地决定天线的终止操作，每条天线的电缆优选设有一尖状弓状物33，其最顶部在主天线之上，从而使尖状弓状物33先于天线被磨蚀，由此便可以在任何时候都放心地操作天线，直至尖状弓状物33被磨蚀掉。设有多条天线时，运输工具探测器应优选为可自行选择使用哪一条天线。因此， 运输工具探测器优选被配置成可以决定相对基站而言，哪一条天线的无线电状态最好。在众多配备合适可用的连接来进行传送操作的天线中，置顶的可操作天线一般都是无线电状态最好的那一条，因此要支配那一条无线电状态最好的天线为运输工具探测器进行传送操作。在运输工具探测器中，支配工作优选由控制器执行，因此，控制器的配置使之从众多的天线中找出一条相对基站而言无线电状态最好的天线，并支配那条天线进行传送操作。上述实施例也适合路面涂层被重涂的道路。当残留的路面涂层最顶层被削掉以弄平路面并使路面适合重铺，可能会令一条或多条天线损坏，但涂层的其余部分仍可能有一条可操作的天线。天线不太坚固的结构也确保筑路机器不会损坏。铺设了新一层涂层后， 便可使用可操作的天线继续进行通讯连接。一个小缺点是天线会因此埋在全新铺设的路面顶层涂层内，使传送电能需要略为增加，但效果总好过一条运输工具探测器的软管中设置的一条天线。运输工具探测器的能耗是设计装置时的限制条件之一。由于装置在某些应用中只需进行间歇性测量，再加上最新的电池技术，装置的寿命可超过10年。不过，装置越经常使用，传送的数据越多，电池的寿命便会越短。图8E是包括一个充电配置的一个运输工具探测器10的实施例。一个正导电体35和一个负导电体36从壳体49伸出至行车路面涂层拟置顶的部分。正导电体35的末端在行车路面涂层的顶部构成了一正连接点37，负导电体36的末端也在行车路面涂层的顶部构成了一负连接点38。正导电体35和负导电体36 优选设置于一个容器34内，该容器由可磨蚀的物料制成，并与行车路面涂层的物理性质相同，若装置设有包含天线的容器，容器34也可以与之结合，以达至有益效果。若路面涂层被磨蚀，容器34和导电体35、36都会照样被磨蚀，使一正连接点37和一负连接点38总会构成于行车路面顶部。若需为运输工具探测器的电池充电，正连接点37和负连接点38可连接一电源。若使用例如一太阳能电池作为电源，连接甚至可以是永久的。壳体49内的控制器因此便可以在导电体之间探测到电压，并启动充电程序。某些实施例可取决于运输工具探测器的状态来进行电池充电，在另一实施例中，电池充电可完全独立于装置的其它功能来加以控制。在进一步的实施例中，天线附近的位置或起码与路面涂层接触的位置可包含一温度测量仪。温度测量仪可包含于例如与包含充电导电体相同的容器34内，及/或包含于与在内模铸有天线的相同容器内。温度测量仪之后便可连接运输工具探测器的温度感应器以得出更可靠的路面温度。在计算交通量的应用中经常要能够分辨不同的运输工具。使用以磁力仪为基础的感应器进行的临床实验所测量出来作为时间函数的磁像包含了很多详细数据。在大部分已知技术中以磁力仪为基础进行测量的系统都会把数据大量压缩，以减少要传送的数据量。 但大量数据会因为数据被压缩而流失。为了从运输工具经过探测器时产生的磁性记号感应到尽可能详细的信息，运输工具探测器优选放置于运输工具的行车路线正下方。在一般的道路上，感应器便应放置在拟供车轮走过的车轮道之间。感应器位置的深度也是重要的。根据本发明，感应器应放置于路面涂层下，这样做主要是为了防止磨蚀和损坏，但若把运输工具探测器放得太深，道路的材料便会使测量出来的磁剖面图变得衰减。因此，运输工具探测器现时被视为优选的放置位置是在路面下最多20cm。基于同样的有利原因，实际操作的感应器部件也放置于壳体的顶部，与此同时，举例说，电池和控制器可放置于壳体的底部。根据上述原则放置感应器便可以测量出非常准确的磁像。除了经过探测器的运输工具数量，甚或相关的运输工具长度，连车轮轴的数目和一般涉及运输工具的重量、速度、 长度和行走方向的运输工具“磁质量”也可以探测得到。在本发明的优选实施例中，运输工具感应器所测量出来的详细数据会把测量出来的干扰信号其完整信号形状转化为数码表述储存在运输工具探测器的一个数据储存器内。 当测量完毕，这些完整信号形状的数码表述会传送至交通监控节点。交通监控节点把个别感应器的原信号形状收集于一储存库。由于提供庞大的计算功率时不必遵从节能措施，信号形状的高等分析可因此实现。储存库也可以输出原始数据，以作外部分析。据意见认为， 以更具能源效益的方式处理信号在一定程度上能抵销传送增多的数据量时所需的电能。此外，存取完整信号形状也开拓了自动化交通监控的全新应用。模式识别的常规程序现时发展得非常迅速，部分原因是现有的处理功率更高，但成本却相对低。此外，通过使用神经网络的方法也可建立自学系统，改善例如运输工具的等级分类等等。据认为，现时的技术已经可以分辨一辆私人轿车、一辆拖有一挂车的私人轿车、一辆二轴货车、一辆拖有一挂车的二轴货车、一辆三轴货车和一辆拖有一挂车的三轴货车。此外，据认为，速率判定现时的准确度已可以达至高于2. 5km/h的水平。上述各实施例应理解为本发明的几个示例。熟悉有关技术的人士都会理解到，各实施例只要不偏离本发明的领域，都可以有各种不同的修改，组合和置换，特别是在技术许可的情况下，不同实施例中不同部分的处理方案都可以在其它装配中互相组合。本发明的领域由所附权利要求界定。
权利要求
1.运输工具探测器(10)，其包括一个运输工具感应器(14)配置来感应一部运输工具造成的干扰； 一个数码化仪器(22)，其连接所述运输工具感应器(14)，并配置为把来自运输工具感应器(14)的一道信号编码，使之成为一道数码表述； 一个内存(18、M)，其连接所述数码化仪器(22)，并配置为储存所述数码表述； 一条天线(12)；一个传送器(42)，其连接所述内存(18、24)和所述天线(12)； 一个控制器(沈)，其配置为控制所述运输工具感应器(14)、所述数码化仪器(22)、所述内存(18、24)和所述传送器02)的操作；一枚电池(30)，以驱动所述运输工具感应器(14)、所述传送器0 和接收器G4)；及一个壳体G9)，以容纳所述运输工具感应器(14)、所述数码化仪器(12)、所述内存 (18、24)、所述传送器(42)和所述控制器(26)；所述壳体0 为所述运输工具感应器(14)、所述数码化仪器0 、所述内存(18、24)、 所述传送器0 和所述控制器06)提供防物理性损毁和防潮保护，从而容许所述壳体 (49)放置于地面下； 其特征在于所述天线(12)设置于所述壳体G9)外，并与所述壳体G9)保留一段距离，从而使所述天线(1 放置于一块行车路面涂层(60)内；所述控制器06)的配置使之在一预设的静止时段期间关闭所述传送器(42)、所述接收器04)和所述运输工具感应器(14)当中最少一个，并于静止时段结束时启动所述传送器G2)和所述接收器04)和传送一道要求进一步指示的请求。
2.如权利要求1所述的运输工具探测器，其特征在于一个接收器G4)连同所述传送器0 配置为与一个蜂窝式通讯连接网络(59)通讯连接。
3.如权利要求2所述的运输工具探测器，其特征在于所述蜂窝式通讯连接网络(59) 提供一道随机存取通道。
4.如权利要求2或3所述的运输工具探测器，其特征在于所述控制器06)配置为通过所述蜂窝式通讯连接网络(59)控制与一个交通监控节点(70)之间的通讯连接。
5.如权利要求1至4任何一项所述的运输工具探测器，其特征在于所述控制器06) 配置为在接收到测量指示时驱动所述运输工具感应器(14)。
6.如权利要求1至5任何一项所述的运输工具探测器，其特征在于其包括于所述壳体G9)外并与所述壳体G9)保留一段距离的位置设置众多条天线(12)，从而容许所述众多条天线(12)放置于一块行车路面涂层(60)的不同深度内。
7.如权利要求6所述的运输工具探测器，其特征在于所述控制器06)配置为判定相对于所述蜂窝式通讯连接网络的一基站而言，所述众多条天线(12)中哪一条的无线电状态最好，并支配所述传送器0 使用所述可操作的天线中位置最高的一条来进行传送操作。
8.如权利要求1至7任何一项所述的运输工具探测器，其特征在于最少一条天线 (12)设置于一个容器(39)内，后者所填入的物料与所述天线(1 拟埋置的一块行车路面涂层的物理性质相似。
9.提供交通信息的方法，其包括以下步骤 感应(210) —部运输工具造成的干扰；把所述干扰的信号通过数码化(21 转化为一道数码表述； 储存(214)所述数码表述；以及通过无线电信号(1)把信号传送(216、23；3)至一个交通监控节点(70)； 所述感应步骤(210)、数码化步骤(21 和储存步骤(214)于放置在地面下的一个装置进行；所述传送步骤(216、23；3)包括提供信号，使其经过一段距离传送给埋于一块行车路面涂层(60)内的一条天线(12)，其特征在于以下的进一步步骤所述感应干扰、传送信号和接收信号的实施步骤在一预设的静止时段期间终止0 )；以及所述传送信号(23 并传送(22 —道要求进一步指示的请求步骤在所述静止时段结束时实施。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于从所述交通监控节点(70)接收信号的进一步步骤、所述传送(2化)步骤、所述接收(226)步骤乃根据一个蜂窝式通讯连接系统制式来进行。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于其步骤包括启动以下步骤通过在所述蜂窝式通讯连接系统的一条随机存取通道中传送一道请求，从而传送(22 —道要求进一步指示的请求。
12.如权利要求9至11任何一项所述的方法，其特征在于其步骤包括根据已接收的测量指示重新启动所述感应(23 干扰的步骤。
13.如权利要求9至12任何一项所述的方法，其特征在于所述传送信号033)的步骤包括把提取出来的所述数码表述传送至所述交通监控节点(70)；而所述数码表述是所述测量出来的干扰信号其完整信号形状的数码表述。
全文摘要
一个运输工具探测器(10)，其包括一个运输工具感应器(14)配置来感应一部运输工具造成的干扰和一个微型处理器(20)的一个数码化仪器连接所述运输工具感应器(14)。所述运输工具探测器(10)进一步包括连接所述数码化仪器并配置为储存数码表述的一个内存、一条天线(12)和一个无线电单元件(40)的一个传送器。所述微型处理器(20)也包括配置为控制所述运输工具感应器(14)和所述传送器操作的一个控制器。所述运输工具探测器设有一个壳体(49)容纳所述运输工具感应器(14)、所述数码化仪器、所述内存、所述传送器和所述控制器。所述壳体(49)提供防物理性损毁和防潮保护，从而使所述壳体可放置于地面下。所述天线(12)设置于所述壳体(49)外，并与所述壳体(49)保留一段距离，从而使所述天线(12)可放置于一块行车路面涂层内。
文档编号G08G1/042GK102369561SQ201080014199
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月29日 优先权日2009年5月28日
发明者卡尔·奈尔维尔, 帕特里克·索德伯格, 弗雷德里克·泽特格伦, 戴维·库兰德 申请人:森西比公司