CN110232839A - 一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***及方法 - Google Patents

一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及交通安全技术领域，具体涉及一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***及方法；包括失控车辆判断***、失控车辆诱导***和控制决策***；当车辆进入工作区域后，监控设施对行经车辆的车速及运行状态进行实时监测；失控车辆判断***根据监测数据判断车辆是否失控；若车辆处于失控，控制决策***控制失控车辆诱导***工作进行诱导失控车辆；感应装置感应到车辆已驶离诱导区域，则自动降落，完成失控车辆的诱导，本发明结合山区高速公路特有的紧急避险车道和较为成熟的可升降路桩技术进行设计，可升降诱导桩设置警示灯和网面不仅有效的增强了诱导结构的导向性还具有缓冲能力，而且结构简单，安装维护方便，具有很强的创造性。

Description

一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***及 方法
技术领域
本发明涉及交通安全技术领域，具体涉及一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***及方法。
背景技术
高速公路对区域经济的发展起着至关重要的作用，但在方便区域经济建设的同时也伴随着一系列交通事故的产生，交通事故率一直居高不下，经常造成极为严重的人员伤亡和经济损失，在山区高速公路长大下坡路段尤为明显。就发生“1103兰州南特大交通事故”的长下坡路段来说，大型载重货车极易在此长大下坡路段出现制动失效，导致车辆失控，即使在路侧设置了紧急避险车道，大多数驾驶员也可能因为惊慌失措而忽视了紧急避险车道的存在，另外还有部分驾驶员担心紧急避险车道的可靠性，害怕造成车毁人亡，就算看到了紧急避险车道也不敢使用，最终导致严重交通事故的发生。如何合理且有效的诱导失控车辆司机使用紧急避险车道已经成为保证失控车辆脱离危险的关键。为此，我们提出了一种针对山区高速长下坡路段的失控车辆诱导装置及***。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***及方法，本发明的目的在于诱导山区高速公路长大下坡路段的失控车辆正确使用紧急避险车道，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，包括失控车辆判断***、失控车辆诱导***和控制决策***；所述失控车辆判断***通过陀螺仪测算车辆的横摆角速度和车身各方向加速度，当数据超过阈值，发送控制信号和所测量的数据至所述控制决策***；
所述控制决策***由监控设施、感应设施、信息决策中心、存储服务器及信息传输设备组成，用于中央控制、数据存储和检测；
所述失控车辆诱导***由可升降诱导桩结构、路侧紧急避险车道、路侧辅助设施和感应控制***组成，用于对失控车辆的诱导。
优选的，所述可升降诱导桩结构包括安装桩、伸缩桩、弹性网***和警示机构，所述安装桩预埋设于高速公路两侧，所述伸缩桩活动设置于所述安装桩内，并可在安装桩内做上下运动，所述弹性网***一端与所述伸缩桩顶部相连，另外一端与所述安装桩的顶部边缘相连，所述警示机构设置在所述伸缩桩的顶端。
优选的，所述弹性网***包括弹性加强筋、网面和安装结构，所述警示机构包括警示灯和密封盖，所述安装桩和伸缩桩表面均设有滑槽，所述网面滑动设置于所述滑槽内，所述网面上下的加强筋通过所述安装结构与所述伸缩桩顶部和所述安装桩的顶部边缘相连；所述警示灯设置在所述伸缩桩的顶端，所述密封盖设置在所述警示灯的顶端。
优选的，所述密封盖的直径等于所述安装桩埋设时所挖的安装洞直径，所述安装桩通过法兰固定在所述安装洞内，所述警示灯外接电源，所述安装桩内设有MCU集成单元，所述MCU集成单元用于控制所述伸缩桩的上升和下降，所述MCU集成单元设有无线信号接收端。
优选的，所述监控设施包括电子警察及视频监控***，感应设施包括车速监测***、GPS定位***、车辆行驶轨迹检测***，所述失控车辆判断***使用所述监控设施的数据，并进行数据判断分析。
优选的，所述信息决策中心由交通指挥中心及智能交通指挥中心组成，所述交通指挥中心由交通管理人员管控现场，作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能交通指挥中心介入事件，作为事件决策者，完成失控车辆的诱导。
优选的，所述失控车辆判断***中，首先建立汽车二自由度模型，其中m为汽车总质量，β为汽车质心侧偏角，r为横摆角速度，为横摆角加速度，Fyf和Fyr分别为前、后轮的侧向力，vy和vx分别是汽车横向和纵向速度，为汽车横向加速度，Iz为车身转动惯量，ΔMz是外部提供的横摆力矩，通过转向***和制动***提供，lf、lr分别是前后轴到汽车重心的距离；
根据牛顿力学定律，其计算方式如下：
一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法，所述诱导方法使用上述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，所述诱导方法包括以下步骤：
S1当车辆进入工作区域后，监控设施对行经车辆的车速及运行状态进行实时监测；
S2失控车辆判断***根据S1中的监测数据判断车辆是否失控；
S3若车辆处于失控，控制决策***控制失控车辆诱导***工作进行诱导失控车辆；
S4感应装置感应到车辆已驶离诱导区域，则自动降落，完成失控车辆的诱导。
优选的，所述S3中，感应***实时感应失控车辆运行轨迹，根据车辆位置选择性的调动诱导桩结构，避免诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。
优选的，所述S3中，交通指挥中心作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能指挥中心介入事件，作为事件决策者，决定是否需要启用车辆诱导***。
本发明的有益效果为：
本发明结合山区高速公路特有的紧急避险车道和较为成熟的可升降路桩技术进行设计，布设诱导桩时采用渐变设计，避免了失控车辆正面冲撞诱导设施导致的危险情况。采用感应控制方式，根据失控车辆的运行轨迹及位置判断诱导桩结构是否需要启用，减小了诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。可升降诱导桩设置警示灯和网面不仅有效的增强了诱导结构的导向性还具有一定的缓冲能力，而且结构简单，安装维护方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法步骤原理图；
图2是一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法的原理示意图；
图3是本发明实施例的失控车辆诱导原理图；
图4是本发明实施例的失控车辆诱导***原理图；
附图4中的标号分别代表：
1、法兰；2、安装桩；3、伸缩桩；4、电源；5、警示灯；6、密封盖；7、弹性加强筋；8、网面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开如图3所示的失控车辆诱导的***，当车辆进入工作区域后，监控设施对行经车辆的车速及运行状态进行实时监测，判断车辆是否失控，感应***实时感应失控车辆运行轨迹，根据车辆位置选择性的调动诱导桩结构，避免诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。所述监控设施包括电子警察及视频监控***，感应设施包括车速监测***、GPS定位***、车辆行驶轨迹检测***。所述信息决策中心由交通指挥中心及智能交通指挥中心组成，所述交通指挥中心主要是由交通管理人员管控现场，作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能指挥中心介入事件，作为事件决策者，决定是否需要启用诱导装置，若需要进行诱导，智能指挥中心发送指令到可升降诱导桩设备控制器，可升降诱导桩升起，待感应装置感应到车辆已驶离诱导区域，则自动降落，由此完成失控车辆的诱导。
失控车辆判断***中，首先建立汽车二自由度模型，其中m为汽车总质量，β为汽车质心侧偏角，r为横摆角速度，为横摆角加速度， Fyf和Fyr分别为前、后轮的侧向力，vy和vx分别是汽车横向和纵向速度，为汽车横向加速度，Iz为车身转动惯量，ΔMz是外部提供的横摆力矩，通过转向***和制动***提供，lf、lr分别是前后轴到汽车重心的距离；
根据牛顿力学定律，其计算方式如下：
如图4所示失控车辆诱导***由可升降诱导桩结构、路侧紧急避险车道、路侧辅助设施和感应控制***组成，用于对失控车辆的诱导。
可升降诱导桩结构包括安装桩、伸缩桩、弹性网***和警示机构，所述安装桩预埋设于高速公路两侧，所述伸缩桩活动设置于所述安装桩内，并可在安装桩内做上下运动，所述弹性网***一端与所述伸缩桩顶部相连，另外一端与所述安装桩的顶部边缘相连，所述警示机构设置在所述伸缩桩的顶端。
弹性网***包括弹性加强筋、网面和安装结构，所述警示机构包括警示灯和密封盖，所述安装桩和伸缩桩表面均设有滑槽，所述网面滑动设置于所述滑槽内，所述网面上下的加强筋通过所述安装结构与所述伸缩桩顶部和所述安装桩的顶部边缘相连；所述警示灯设置在所述伸缩桩的顶端，所述密封盖设置在所述警示灯的顶端。
密封盖的直径等于所述安装桩埋设时所挖的安装洞直径，所述安装桩通过法兰固定在所述安装洞内，所述警示灯外接电源，所述安装桩内设有MCU集成单元，所述MCU集成单元用于控制所述伸缩桩的上升和下降，所述MCU集成单元设有无线信号接收端。
可升降诱导桩结构工作时，MCU集成单元接受到控制决策***的控制信号，同时控制伸缩桩向上运动带动弹性加强筋拉动网面向上运动，网面在滑槽内移动，同时警示灯工作照明起到警示作用，密封盖脱离安装洞，若此时失控车辆刹车不及，可由网面进行拦截防止造成人员伤亡，若此时失控车辆可以控制方向，则根据警示灯指示方向进行安全诱导进入应急车道。
路侧紧急避险车道为山区高速公路长下坡路段常有的一种容错性的工程设施，它通过将失控车辆的动能转化为势能和内能完成车辆的拦截，避免交通事故的发生。所述路侧辅助设施包括路侧可变信息板和路侧交通标志，所述路侧可变信息板和可变交通标志由信息中心控制，用来发布周边路段道路状况，当监控设施监测到有车辆失控时，所述路侧可变信息板将提供“此路段有车辆失控，车牌号：×××××，请谨慎驾驶，远离失控车辆”“车牌号：×××××车辆已失控，请远离此车”“谨慎驾驶，保持车距！”“前方紧急避险车道处减速慢行，请远离失控车辆，注意可升降路桩”等此类安全提示信息，所述交通标志主要包括紧急避险车道预告标志、可变限速标志、事故多发提示标志、操作行为提示标志和路况提示标志等常见的交通标志，用以提示驾驶员的驾驶行为和周围路况信息。
实施例2
本实施例公开如图1所示的一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法，包括以下步骤：
S1当车辆进入工作区域后，监控设施对行经车辆的车速及运行状态进行实时监测；
S2失控车辆判断***根据S1中的监测数据判断车辆是否失控；
S3若车辆处于失控，控制决策***控制失控车辆诱导***工作进行诱导失控车辆；
S4感应装置感应到车辆已驶离诱导区域，则自动降落，完成失控车辆的诱导。
S3中，感应***实时感应失控车辆运行轨迹，根据车辆位置选择性的调动诱导桩结构，避免诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。交通指挥中心作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能指挥中心介入事件，作为事件决策者，决定是否需要启用车辆诱导***。
其原理图如图2所示，当车辆进入工作区域后，监控设施对行经车辆的车速及运行状态进行实时监测，判断车辆是否失控，感应***实时感应失控车辆运行轨迹，根据车辆位置选择性的调动诱导桩结构，避免诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。所述监控设施包括电子警察及视频监控***，感应设施包括车速监测***、GPS定位***、车辆行驶轨迹检测***。所述信息决策中心由交通指挥中心及智能交通指挥中心组成，所述交通指挥中心主要是由交通管理人员管控现场，作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能指挥中心介入事件，作为事件决策者，决定是否需要启用诱导装置，若需要进行诱导，智能指挥中心发送指令到可升降诱导桩设备控制器，可升降诱导桩升起，待感应装置感应到车辆已驶离诱导区域，则自动降落，由此完成失控车辆的诱导。
本发明结合山区高速公路特有的紧急避险车道和较为成熟的可升降路桩技术进行设计，布设诱导桩时采用渐变设计，避免了失控车辆正面冲撞诱导设施导致的危险情况。采用感应控制方式，根据失控车辆的运行轨迹及位置判断诱导桩结构是否需要启用，减小了诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。可升降诱导桩设置警示灯和网面不仅有效的增强了诱导结构的导向性还具有一定的缓冲能力，而且结构简单，安装维护方便。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，包括失控车辆判断***、失控车辆诱导***和控制决策***；所述失控车辆判断***通过陀螺仪测算车辆的横摆角速度和车身各方向加速度，当数据超过阈值，发送控制信号和所测量的数据至所述控制决策***；
所述控制决策***由监控设施、感应设施、信息决策中心、存储服务器及信息传输设备组成，用于中央控制、数据存储和检测；
所述失控车辆诱导***由可升降诱导桩结构、路侧紧急避险车道、路侧辅助设施和感应控制***组成，用于对失控车辆的诱导。
2.根据权利要求1所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述可升降诱导桩结构包括安装桩、伸缩桩、弹性网***和警示机构，所述安装桩预埋设于高速公路两侧，所述伸缩桩活动设置于所述安装桩内，并可在安装桩内做上下运动，所述弹性网***一端与所述伸缩桩顶部相连，另外一端与所述安装桩的顶部边缘相连，所述警示机构设置在所述伸缩桩的顶端。
3.根据权利要求2所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述弹性网***包括弹性加强筋、网面和安装结构，所述警示机构包括警示灯和密封盖，所述安装桩和伸缩桩表面均设有滑槽，所述网面滑动设置于所述滑槽内，所述网面上下的加强筋通过所述安装结构与所述伸缩桩顶部和所述安装桩的顶部边缘相连；所述警示灯设置在所述伸缩桩的顶端，所述密封盖设置在所述警示灯的顶端。
4.根据权利要求3所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述密封盖的直径等于所述安装桩埋设时所挖的安装洞直径，所述安装桩通过法兰固定在所述安装洞内，所述警示灯外接电源，所述安装桩内设有MCU集成单元，所述MCU集成单元用于控制所述伸缩桩的上升和下降，所述MCU集成单元设有无线信号接收端。
5.根据权利要求1所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述监控设施包括电子警察及视频监控***，感应设施包括车速监测***、GPS定位***、车辆行驶轨迹检测***，所述失控车辆判断***使用所述监控设施的数据，并进行数据判断分析。
6.根据权利要求1所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述信息决策中心由交通指挥中心及智能交通指挥中心组成，所述交通指挥中心由交通管理人员管控现场，作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能交通指挥中心介入事件，作为事件决策者，完成失控车辆的诱导。
7.根据权利要求1所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述失控车辆判断***中，首先建立汽车二自由度模型，其中m为汽车总质量，β为汽车质心侧偏角，r为横摆角速度，为横摆角加速度，Fyf和Fyr分别为前、后轮的侧向力，vy和vx分别是汽车横向和纵向速度，为汽车横向加速度，Iz为车身转动惯量，ΔMz是外部提供的横摆力矩，通过转向***和制动***提供，lf、lr分别是前后轴到汽车重心的距离；
根据牛顿力学定律，其计算方式如下：
8.一种针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法，所述诱导方法使用如权利要求1-6所述的任意一项针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导***，其特征在于，所述诱导方法包括以下步骤：
S1当车辆进入工作区域后，监控设施对行经车辆的车速及运行状态进行实时监测；
S2失控车辆判断***根据S1中的监测数据判断车辆是否失控；
S3若车辆处于失控，控制决策***控制失控车辆诱导***工作进行诱导失控车辆；
S4感应装置感应到车辆已驶离诱导区域，则自动降落，完成失控车辆的诱导。
9.根据权利要求8所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法，其特征在于，所述S3中，感应***实时感应失控车辆运行轨迹，根据车辆位置选择性的调动诱导桩结构，避免诱导桩结构对正常行驶车辆的干扰。
10.根据权利要求8所述的针对山区高速公路长下坡路段的失控车辆诱导方法，其特征在于，所述S3中，交通指挥中心作为事故主要决策者，若交通指挥中心无人应答，则智能指挥中心介入事件，作为事件决策者，决定是否需要启用车辆诱导***。
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