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基于谐振腔增强的光纤车辆动态称重技术

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-11-04 18:20:40

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈晓瑜 | 2024-11-04 18:20:40

基于谐振腔增强的光纤车辆动态称重技术是一种新型的光纤传感技术,它利用光纤的高精度称重方法和谐振腔增强技术,实现了对车辆系统的动态称重,并能够获取车辆的综合信息。这种技术的优势在于,它可以显著提升光纤车辆动态称重的精度,实现1%的动态称重误差。这意味着该技术有望应用于公路交通超载治理、实现货车行驶过程中的称重,解决目前货车不停车收费系统(货车ETC)无法推广应用的难题。此外,它还可以应用于煤炭、石油运输等领域。这种技术的实现原理可能涉及到光纤光栅作为敏感元件,通过对光纤光栅传感特性与解调技术的研究,将传感器的敏感元进一步确定为某种特定的光栅(如啁啾光栅),而不是传感中更常用的光纤布喇格光栅。同时,该技术还需要对汽车动态模型进行分析,研究振动以及速度对汽车动态称重的影响,并在此基础上对动态称重系统的总体结构进行设计。然而,尽管这种技术已经取得了一定的成果,但离完全的商业化应用还有一定的差距。目前的研究工作还面临着许多困难,需要进一步的探索和研究。不过,只要原理依据充分,结构设计合理,软件算法恰当,相信这种基于谐振腔增强的光纤车辆动态称重技术将具有更广阔的应用前景。

高精度动态称重:该技术通过谐振腔的增强效应,显著提高了光纤传感的灵敏度与精度,实现了车辆动态称重误差控制在1%以内,远超传统称重技术,为交通管理和物流运输提供了更为可靠的数据支持。实时性与非接触性:该技术能够在车辆行驶过程中进行实时称重,无需车辆停车,大大提高了交通效率。同时,非接触式的测量方式避免了传统称重设备可能因长期接触造成的磨损和误差,延长了使用寿命。适应性强:该技术不仅适用于各种类型、重量的车辆,还能在复杂多变的道路环境中稳定运行,如雨雪天气、颠簸路面等,展现出强大的环境适应性和稳定性。智能化集成:结合物联网、大数据等技术,该技术可实现车辆信息的智能采集、处理与分析,为智能交通系统提供丰富的数据源,助力智慧城市建设。节能环保:相比传统称重站,该技术无需大量能源消耗,减少了碳排放,符合绿色交通的发展趋势,同时减少了因车辆排队等待称重造成的交通拥堵和环境污染。

一、交通管理领域

1. 超载治理:该技术能够实现对货车的实时动态称重,有效监测货车是否超载,从而协助交通管理部门进行超载治理,提高道路安全性。

2. 不停车收费:结合ETC系统,该技术可实现货车的动态称重与不停车收费,提高通行效率,减少收费站拥堵。

3. 交通流量监控:通过对车辆重量的实时监测,可以分析交通流量和车辆类型,为交通规划和管理提供数据支持。

二、物流运输领域

1. 货物运输管理:该技术可帮助物流公司实时掌握货物运输状态,包括货物重量、运输时间等,提高运输效率和管理水平。

2. 货物安全监测:通过监测货物重量的变化,可以及时发现货物在运输过程中的异常情况,如丢失、损坏等,保障货物安全。

三、智慧城市建设

1. 智能交通系统:该技术作为智能交通系统的重要组成部分,可以提供丰富的车辆数据,为交通信号控制、路径规划等提供有力支持。

2. 环境保护:通过减少车辆停车称重造成的交通拥堵和排放,该技术有助于改善空气质量,促进环境保护。

四、其他领域

1. 煤炭、石油等重工业运输:在煤炭、石油等重工业领域,该技术可实现对重型运输车辆的实时监测和管理,提高运输效率和安全性。

2. 科研与教育:该技术还可用于科研和教育领域,为相关领域的研究和教学提供实验设备和数据支持。

西安光机所设有超快光学与光子学、新型光子功能材料与器件、天基高分辨率可见光信息获取、干涉光谱成像、空间激光通信与全光交换、紫外及微光探测、高精度光学跟踪测量与瞄准、高速光电信息获取与处理、海洋光学等研究方向。设置光子科学与技术部、光电技术部、空天技术部、先进制造部四个研究部,共辖27个科研单元。有国家重点实验室1个,中国科学院重点实验室3个,陕西省、西安市重点实验室及工程中心10个。主办、出版国内一级学术期刊《光子学报》、国际期刊Ultrafast Science。  全所现有员工1085人,先后有5位专家当选为中国科学院、中国工程院院士,专业技术人才915人,副高以上人员占比47.7%。设有博士后流动站2个,博士点5个,硕士点4个,在学研究生600余人。  曾获国家科技进步奖10项,国家技术发明奖二等奖1项,国家自然科学二等奖1项,省部级科技奖25项(其中陕西省最高科技奖2项),中国科学院杰出成就奖4项,中国专利奖3项。

一、经济效益

1. 提高交通效率:该技术能够实现车辆不停车动态称重,减少收费站拥堵,提高道路通行能力,从而节省交通时间成本,提高整体交通效率。

2. 降低运营成本:对于物流公司而言,该技术能够实时掌握货物运输状态,优化运输路线和调度,降低运营成本。

3. 促进产业升级:该技术的应用将推动智能交通、智慧物流等产业的发展,带动相关产业链的升级和转型。

二、社会效益

1. 提升交通安全:通过实时监测车辆重量,该技术有助于发现超载等违规行为,减少交通事故的发生,提升道路交通安全。

2. 改善环境质量:减少车辆停车称重造成的交通拥堵和排放,有助于改善空气质量,减少环境污染。

3. 增强公共服务能力:该技术为交通管理部门提供了更为准确、实时的车辆数据,有助于提升交通管理和服务水平,增强公共服务能力。

三、科研与教育效益

1. 推动科研创新:该技术的应用将促进光纤传感技术、智能交通技术等领域的科研创新,推动相关学科的发展。

2. 提供教学资源:该技术可作为科研和教学的重要工具,为相关领域的研究和教学提供实验设备和数据支持,培养更多专业人才。

四、政策与法规支持效益

1. 支持交通法规执行:该技术为交通法规的执行提供了有力的技术支持,有助于规范交通行为,维护交通秩序。

2. 促进政策制定与完善:通过收集和分析车辆数据,该技术有助于政府制定和完善相关交通政策,推动交通行业的健康发展。

科研成果持有者将科技成果作为合作的基础和条件,与其他企业、研究机构或个人共同开展科技成果转化活动。