[科普中国]-环形线圈车辆检测器

环形线圈车辆检测器是用感应线圈来检测车辆速度的检测器，是道路监控系统非常重要的一部分。它可以获得当前监控路面交通流量、占有率、速度等数据，以此判断道路阻塞情况，并利用外场信息发布系统发出警告等，是目前世界上用量最大的一种检测设备。

原理环形线圈车辆检测器基本原理为：在同一车道的道路路基段埋设一组（2个）感应线圈，每组感应线圈与多通道车辆检测器相连。当车辆分别经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，同时状态信号传输给车辆检测器，由其进行采集和计算。此方法检测精确，设备稳定，且在恶劣天气条件下仍具备出色的性能。此外，廉价的成本也是其在世界范围内得以广泛应用的原因之一。

环形线圈车辆检测器是一种基于电磁搏应原理的车辆检测器．它的传感器是一个埋在路面下．通有一定工作电流的环形线圈。当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈时．牟辆自身铁质切割磁通线，引起线髓回路电感量的变化．检测器通过检测该电{弗变化量就可以检测出车辆的存在．检测这个电感变化量一般来说有两种方式：种是利用相位锁存器和相位比较器。对相位的变化进行检测，另一种方式则是利用由环形地埋线暇构成回咯的耦台电路对其振荡频率进行检测。1

结构检测器（欧标卡式插槽）基本由机架、底板、中央处理器、检测卡以及接线端子组成。检测卡(品牌可选)沿导轨插入机架内，并与底板和中央处理器实现电气连通。 1、中央处理器 中央处理器是对采集信号进行计算的模块，一般是一个带嵌入式操作系统的单板机，具备较强的数字计算、存储能力和通讯接口。通过对端口的扫描，捕捉电平的变化时间，以此计算出相应的交通数据（具体算法稍后介绍）。 一般检测器的通讯接口包括rs232/485，比较先进的还具有以太网接口和gprs模块。目前，在国内大多数应用中，由于监控路面和监控中心距离的关系，系统集成商普遍采用调制解调器点对点联接的方式上传数据，或者通过plc中转数据。 任何意外情况的发生导致处理器死机、故障等非工作状态，都应该能在短时间内重新启动，且不应超过三十秒。 2、检测卡 检测车辆通过或静止在感应线圈的检测域时，通过感应线圈的电感量会降低，检测卡的功能就是检测这一变化并精确地输出相应的电平。

功能1、交通信息采集、处理功能：

交通信息采集是检测器的基本功能，检测器通过检测线圈感应量的变化判断车辆的有无，然后CPU对数据进行计算后得出车流量、平均速度、时间占有率、平均车长、平均车间距等交通数据。检测器的灵敏度可人工设置。

2、数据存储功能：

检测器可存储计算后得到的数据。如果通信中断，一旦恢复，可由通信端13上传历史数据到便携电脑或控制中心，保持数据完整。

3、故障检测功能：

检测器具备对线圈断路和短路故障的检测。在发现故障时，检测器能上传故障信息。所存储的信息能在检测器或与检测器相连的外部设备，该设备可检索并显示储存信息)上显示、查阅。以代码或文本形式记录下故障类型与细节；故障发生的时问与日期、故障清除的时间与日期可以通过维护工具和中心系统查询。

4、通信功能：

检测器标准配备2个RS一232通信接13(其中一个可设为RS-485通信接13)，通信速率4800bps一19200bps。通过串口，可对车辆检测器工作参数进行设置，可以实现GPRS、CDMA的通讯方式。2

优缺点优点1、测速精度和交通量计数精度较高。2、工作稳定性好。3、不受气象和交通环境变化的影响。

缺点1、因为需要在每条车道下埋设线圈，所以对公路的路面有破坏作用，影响路面寿命。

2、长期使用后,线圈易被重型车辆、路面修理等损坏，更换线圈时工作量较大。而且施工时需封闭车道，影响交通。

3、部分厂家的产品还不具备逻辑识别线路功能，对于跨车道行驶的车辆还不能正确识别处理。需要在硬件上进行灵敏度的调试或在软件上加人逻辑识别功能。

环形线圈车辆检测器的协议架构每个车辆检测器都应该有自己的地址，以相互区分。 数据上传的方式一般是应答式的，也就是户外系统（车辆检测器）不主动发送数据，直到户内系统（监控中心）发出采集数据的指令。车辆检测器和监控中心通讯的命令通常分为查询和设置两类。查询类一般是查询车检当前的工作状态、故障等，并能根据预先设置的车长类型进行不同车长类型的归类处理；设置类命令是对检测器参与计算的参数进行调整，如时间、车长分类等。户外系统应对且对户内系统发出的设置、查询命令要做实时应答，推荐ids规范中数据链路协议的定义。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所