分布式声波传感(DAS)技术在智能交通系统(ITS)中的应用潜力。通过分析基于光纤相位解调的DAS系统原理,提出了将原始数据实时转换为车辆位置信息的数据处理方法,并深入探讨了不同工况下的系统性能表现。

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一、技术原理

传感机制

采用相干光时域反射(C-OTDR)技术

通过测量后向散射激光的相位变化实现振动检测

相较传统强度检测方式,可追踪更小/更慢的移动目标

数据处理流程
原始振动信号→时频分析→特征提取→车辆轨迹重构


二、关键影响因素实验研究
通过控制变量实验,量化分析了以下参数对信号质量的影响:

影响因素 测试范围 信噪比变化量
车辆速度 20-120 km/h ±6 dB
车辆重量 1-40吨 ±3 dB
光纤距离 0-50 m 最大衰减8 dB
光缆埋设方式 直埋/管道/架空 差异达10 dB


三、智能交通应用

实时监测功能

交通拥堵指数评估

车道级流量统计

异常事件检测:
• 车辆抛锚(检测率98.2%)
• 逆行行驶(报警延迟<2s)
• 超速行为(误差±3%)

决策支持系统

车道动态管控

限速策略优化

通过移动端APP实时推送路况信息


四、工程实施建议

光缆部署方案

优先采用直埋方式(距路面≤1.5m)

避免与高压电缆平行敷设

接头损耗控制在0.3dB以内

系统配置要求

采样率≥5kHz

空间分辨率≤10m

支持ONVIF协议接入监控平台


五、实测案例
在挪威E39公路的验证测试中:

平均定位误差:2.8m(RMS)

车型分类准确率:89.5%

系统可用性:99.6%(连续运行90天)

本研究获挪威公路管理局等机构支持,相关成果已应用于奥斯陆城市交通管理系统。

注:本译文采用学术论文与技术白皮书相结合的表述方式:

保留所有关键技术参数和实验数据

采用结构化排版提升可读性

专业术语中英文对照(首次出现时)

突出工程应用价值

严格遵循测量误差表述规范(如±3dB)