考虑到车辆的行驶安全,以及现代城市交通的立体化趋势,对车辆的载货高度是有所限制的。载货过高的车辆往往容易损坏立交桥、隧道等交通设施,影响电源、通讯线路等城市命脉以及照明设施。所以,车辆高度的监控对城市交通的管理是个必不可少的环节。然而,许多大中城市都架设电车线路,而电车的两根集电杆往往超过一般限高(4.5m)。所以,实际要求限制普通车辆的高度,而又能让电车这类“必须超高”的车辆通行。本系统就是针对该实用课题要求开发研制的,并有效地解决了实际工程应用中遇到的各种干扰问题。
2 系统设计方案
2.1 检测超高车辆的原理
利用光学方法,在道路上方的标准高度处设置横向光路。普通车辆对光路无影响,而超高车辆经过时必然切割光路,给出一阻挡脉冲信号,此信号可作为差别车辆是否超高的依据,将其转换成电信号后便于处理和控制。
2.2 电车检测原理
电车外形最具有特征的是两根“辫子”形状的集电杆,但超高车辆形式千变万化,完全有可能出现具有类似“辫子”的超高车辆,所以,以判断车辆外形模式区分电车并不可靠。电车的根本特征在于靠供电线路供给能量,驱动直流电机运行。在电车线路上安装传感器,必须在可靠获取信号的同时能承受大的冲击力,又能耐受恶劣环境。经反复试验,得到较理想的电车传感器,其原理如图1所示。电车滑过绝缘板时,电车电机暂时与供电线路脱离,这时依靠惯性车辆仍保持一定速度。当其导轨轮搭上金属块时,由于直流电机转子并未停止转动,在金属块上得到一电压信号,该电压与供给电机电压方向相反,不妨称其为反电动势。该反电动势可作为判断是否有电车的信号。利用该信号给出电车信息,并屏蔽掉相应的电车超高信号。

图1 电车传感器原理图
3 检测系统实际组成结构和抗干扰设计
3.1 检测系统组成结构
主要分超高车辆检测、电车检测和单片机控制系统等功能模块。
3.1.1 超高车辆检测系统构成 主要分光发射部分和光接收部分。两部分分别放置道路两端,构成道路上空的横向光路。
光发射部分包括半导体激光器和相应的伺服系统(稳压电源、制冷器)、调制电路、光学镜头组等。考虑到仪器的可靠和寿命,光源用半导体激光器(LD),工作波长810nm,具有优良的大气穿透能力。而且LD可以电调制,调制方便,长期运作稳定。光学系统包括光束整圆棱镜和准直透镜。原理框图如图2。 
图2 激光发射系统
光接收部分包括了光电转换与相应信号前期处理部分,以及为提高系统整体性能的抗干扰设计。其原理框图如图3。 
图3 激光接收系统
3.1.2 电车检测系统构成 主要包括电车传感器和相应的信号处理电器。传感器安装于电车线路上,通过其上的金属块引出电车经过时直流电动机的反电动势信号。将传感器直接采集的强电信号转换成TTL逻辑电平,即是处理电路的功能[1]。基本的思路为:电车的导轨轮从接上传感器的金属块开始,到滑离金属块,得到反电动势信号基本为一脉冲形式,该信号电压辐值很高,达上千伏,不能直接送至后续开关电路,必须先经积分电路缓冲,降低电压,同时波形得到初步整形。用该较规整的波形送至开关电路,从而判断出电车信号的有无。并进一步整形信号,将较规范的脉冲信号送至后续控制电路。电路框图如图4: 
图4 电车信号处理电路框图
实际操作中为提高捕捉电车信号的正确率,在电车线路正、负线都安装传感器,利用二极管的单向导通性保证信号分别送至相应的处理电路。不过,因为电车线路的感应,平时传感器上保持一定的电压(200—300V),所以要注意二极管的






