[实用新型]两两式无空等道路红绿灯传感装置

说明书

本实用新型属于交叉路口行车调度的传感装置，它可对通过车辆进行检测，需要时便会发出信号。本实用新型，不包括处理传感器发来信号的控制器。

目前交叉路口的红绿灯控制大多是时间间隔式的，它不能根据道路上具体的行车情况来调度，而是按时间t₁，使红绿灯间隔亮出来调度的。即使有些先进地区采用了电视收录各路段的行车情况来调节时间t₁，但是，这些方法都只能使空等车的比例小一点，却不能完全消除这种空等车现象（即本道红灯时，前面横道上却无车通过），因为交叉路口上通过车辆的时间间隔是无序的，即使有人进行外围通过车辆的编序试验，但总的来讲还是收效甚微。因为每次编序就是流通时间上的损失。另外，车辆在进行中的速度也是任意变化的。所以，若要完全消除空等车的现象，必须象人工指挥一样，对交叉路口中任一路口每一次来车作出按排。如果靠人工指挥，日晒雨淋，从早到晚，如此繁忙地指挥是难以胜任的。只有依靠一种传感装置，用它发送交叉路口行车状况的信号，从而使相配的控制器合理地亮出红绿灯。

为了寻找红绿灯控制适用的传感装置，国外最近二年内提出了许多方案，这些方案大体分为光电传感；红外传感；微波传感；压力式传感。例欧州专利EP88－267－032就是其中的一例，但是这些方案都只适用于专用道路。对于中国国情，及国外的普通车道来说，上述方案都是不适用的，因为这些传感装置大多不能区分机动车和非机动车和人，即非机车和人经过时也要作为车辆信号发出，因此只能在机动车专用车道上使用。唯有英国专利88－2203－876做得较好，它既能实现上述区分，还能识别行车方向。因为要做到无空等调度，传感器必须能识别出谁是要求过道口的车，谁是已过道口的车，而要做到这一点，目前最好的方式是辨认路口行车的方向。

本实用新型的目的：1、能够将路面上经过的机动车和非机动车及人区分出来，即只有机动车经过时才发出信号。2、能够正确发出“有车待通”和“通车结束”两大基本信号。

本实用新型关于机动车与非机动车和人的区分是这样实现的：见图1、这是弹性橡胶制成的传感带，带内上下设有导电体（4），中间也以橡胶（5）间隔。当上下导电体接上交流电源（6）时，上下导电体就成了一只电容器，中间的橡胶就是电容介质，因为上下导电体的间隔可因受压大小变化、实际这是一只可变电容器。由于传感带铺设在路面上，汽车经过时，车轮滚过传感带，传感带就受车辆的重力而压缩，使得上下导电体，即电容器的极板间距减小，电容量就加大，使得输出端（2）的信号电流量提高，以至能够推动电子控制器内 的开关，作出红绿灯的调度。这里电容量的加大变化有公式C＝ (es)/(4πKd) 证明。式中C－－电容量；π、e、K－－常数，d－－极板间距，S－－极板相对面积。可见被压缩的极板面积越大电容量越大，被压缩的极板间的距离越小，电容量越大。电容量加大可 使电流加大的说法有公式XC＝ 1/(2πfc) 证明。式中XC－－电容对电流的阻抗，π－－常数，f－－频率，C－－电容量。该公式表明电容量越大，对电流的阻力越小。这两个公式是电学中的基础知识，早已在实践中普遍使用，本实用新型也是利用这两个原理将机动车重量大、轮胎着地面积大的特征反应出来，以此实现机动车和非机动车、人的区别。当人和非机动车经过传感带时，因为重量轻，传感带压缩不够，电容量达不到要求，输出的电流太小，全被电阻（1）阻挡，输出端（2）没有电信号发出。所以非机动车和人经过时不会发出信号。即使有些体重大的人骑自行车，或载重量大的三轮车和手推车，它们的重力压缩接近机动车对传感带的压缩，但是它们轮胎的着地面积明显小于机动车轮胎的着地面积，它们只能使传感带内小面积的极板减小距离。而上述公式表明极板面积S与电容量是正比的，所以它们产生的电容量还是明显的小于机动车滚过时产生的电容量，它们发出的信号电流还是不能越过电阻（1），因此不会向控制器发出信号。总之，非机动车与机动车的区分是通过压力和面积两个因素来实现的。

关于准确发出“有车待通”和“通车结束”这两大基本信号，