CN101483003A - 高速公路护栏网防翻越报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种高速公路护栏网防翻越报警系统，由检测报警单元及监控接警中心等组成。检测报警单元采用振动探测传感器，检测对高速公路护栏网翻越所产生的振动和其它干扰信息，获取振动信号，所获取的信号经放大、滤波后送入单片机处理单元，由单片机中的ADC进行采集和分析，利用模糊识别的方法与所储存的数据库信息进行比较分析，滤除掉干扰信号，从而准确检测对高速公路护栏网翻越时所产生的报警信息，现场发出报警声示警并通过线缆平台将报警信息传送到监控接警中心。本发明应用于高速公路护栏网以防止人员翻越，对保护高速公路的安全运营，减少无关人员翻越具有积极的作用，不仅能使高速公路更加通畅，还能预防翻越人员产生生命危险，减轻高速大队定岗执勤的工作强度。

Description

高速公路护栏网防翻越报警系统

技术领域

本发明属于安全防范技术领域，特别是涉及一种高速公路护栏网防翻越报警系统。

背景技术

随着我国高速公路里程的增加，高速公路不可避免的需要穿越一些村庄，沿途的一些村庄被高速公路分割成两半，造成两边人员往来的不便，又由于人们对交通法规的意识淡薄，就有人为图方便，竟不顾自身生命安全去翻越高速公路护栏网，同时也危及在高速公路正常行驶的车辆及其驾乘人员的生命财产安全，由此酿成的悲剧屡见不鲜。例如在宁通高速公路仪征服务区附近，就屡次发生人员翻越，宁通高速大队不得不采取定岗执勤的举措，并告诉大家，这种行为也属于交通违章行为。

目前周界防范的产品种类繁多，但大部分都是适用于平地和直线的防穿越产品，适用于复杂地形的产品造价昂贵而且防范区域和距离有限，不适合应用于超长距离又地形复杂的高速公路。因此，为了防止翻越高速公路护栏网，保护翻越者和高速公路车辆及其驾乘人员的安全，防止破坏护栏网，提高高速公路通行能力，降低高速交警的工作强度和管理成本，发明一种低造价的适用于超长距离和复杂地形的高速公路护栏网防翻越报警系统就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速公路护栏网防翻越报警系统，由检测报警单元、监控接警中心及供电与报警信号传输线缆平台组成。

对高速公路护栏网的翻越及破坏过程必然伴随振动、冲击等物理特征产生，本发明的报警单元安装于高速公路护栏网的立柱上，在一定距离范围内，依靠安装于检测报警单元内部的振动探测传感器，感受到对高速公路护栏网的翻越或破坏所产生的振动和其它干扰信息，获取振动信号。振动探测传感器的种类繁多，对拾取微弱信号比较灵敏的有加速度传感器、压电晶体式振动传感器、锑化铟薄膜磁阻式振动传感器等等，本发明选用较廉价易得的高灵敏度压电晶体式振动传感器，其灵敏度在2000pC/g以上，所获取的信号经放大、滤波后送入信号处理单元；信号处理单元可使用单片机，由单片机对信号进行A/D转换、采集、分析和处理，利用模糊识别的方法与所储存的数据库信息进行比较分析，进一步滤除掉干扰信号，从而进行准确的报警；信号处理单元也可直接采用运放进行信号强度的比较、延时、从而对翻越或破坏过程进行报警，这种方法不需要单片机，但报警灵敏度稍低、监控范围较小，其成本也较低；当信号处理单元检测出报警信号时，由现场报警声单元6发出报警声示警以阻吓翻越人员和提醒现场执勤人员。

由于高速公路护栏网的特殊情况：高速公路护栏网是一个半开放的系统，所需要监护的区域距离超长又地形极为复杂，设计一个尽可能低成本的解决方案就成为高速公路护栏网防翻越报警系统的最佳选择。为了尽量降低报警系统的成本，不但检测报警单元要做到成本低、体积小、强度高，其供电方式以及检测报警单元和监控接警中心的信号传输的线缆平台也要安全、简单、可靠、成本低。

在高速公路上视野较宽阔，监控接警中心不必采用常见的每一个检测报警单元都独立报警显示、而可以采用若干个相邻检测报警单元为一个报警防区的报警显示方式，每一个防区的检测报警单元以4至6个为宜，每个报警防区中的所有检测报警单元并联在一起工作，这样做可以降低报警系统的成本，并且便于现场安装。报警防区的供电方式以及报警防区和监控接警中心的信号传输：监控接警中心通过供电与报警信号线缆平台往每一个报警防区下行输送24伏直流电压，同时监控着报警防区的工作电流，即电源线也作为报警防区往监控接警中心传送报警信息的上行通路；为了尽量提高传送距离，检测报警单元设计工作于较高的电压(24伏)和低静态电流状态下；当检测报警单元报警时，现场发出报警声，此时由于其工作电流会明显变大，监控接警中心感受到该报警防区的电流变大时即获知报警，并显示报警的防区和发出报警声；供电与报警信号线缆平台仅仅只需两根导线，每个报警防区中的所有检测报警单元并联在一起工作。

本发明的报警方式有两种：高速公路护栏网防翻越报警系统现场发出报警声示警以阻吓翻越人员和提醒现场执勤人员，即现场报警方式；同时通过供电与报警信号线缆平台将报警信息传送到监控接警中心，监控接警中心发出报警声并显示该报警防区，两种报警方式构成一个完整的报警系统。

本发明应用于高速公路护栏网以防止人员翻越，对保护高速公路的安全运营，减少无关人员翻越具有积极的作用，不仅能使高速公路更加通畅，还能预防翻越人员产生生命危险，减轻高速大队定岗执勤的工作强度。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之整体构成示意图；

图2本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之检测报警单元结构示意图；

图3本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之监控接警中心结构示意图；

图4本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之检测报警单元示例电路一原理图；

图5本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之检测报警单元示例电路二原理图；

图6本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之监控接警中心示例电路原理图。

具体实施方式

1、图1是本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之整体构成示意图，由检测报警单元1和监控接警中心2组成，采用若干个相邻检测报警单元为一个报警防区的报警显示的方式，每个监控接警中心可同时监控多个防区，每个防区可有多个并联工作的检测报警单元；监控接警中心通过供电与报警信号线缆平台12往每一个报警防区下行输送24伏直流电压，同时监控着报警防区的工作电流，即电源线也作为报警防区往监控接警中心传送报警信息的上行通路；为了尽量提高传送距离，检测报警单元设计工作于较高的电压(24伏)和低静态电流状态下，检测报警单元的静态工作电流约2毫安，当检测报警单元报警时，现场发出报警声，此时由于其工作电流会明显变大，监控接警中心感受到电流变大时即获知报警，发出报警声并指示报警的防区；供电与报警信号线缆平台仅仅只需两根导线，每个报警防区中的所有检测报警单元并联在一起工作。

2、图2是本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之检测报警单元结构示意图，即图1中的检测报警单元1，由振动探测传感器3，滤波放大单元4，信号处理单元5，现场报警声单元6所组成。振动探测传感器3获取振动信号；滤波放大单元4对所获取的信号放大、滤波后送往信号处理单元5；信号处理单元5若使用单片机其原理图如图4所示，由单片机对信号进行A/D转换、采集、分析和处理，利用模糊识别的方法与所储存的数据库信息进行比较分析，进一步滤除掉干扰信号，从而进行准确的报警；信号处理单元5也可直接采用运放进行信号强度的比较、延时，从而对翻越过程进行报警，其原理图如图5所示，这种方法不需要单片机，但报警灵敏度稍低、监控范围较小、其成本也较低；当信号处理单元判断出报警信号时，由现场报警声单元6发出报警声示警以阻吓翻越人员和提醒现场执勤人员。

3、图3是本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之监控接警中心结构示意图，即图1中的监控接警中心2，由监控接警中心总电源7，监控接警中心报警声单元8，报警防区电源9，报警防区输出电流判断电路10，报警防区输出电流短路保护电路11所组成。每一路报警防区包含有一组报警防区电源9、报警防区输出电流判断电路10、报警防区输出电流短路保护电路11，多路即形成报警防区输出电压DCoutl至DCoutn，通过传送报警防区的工作电源及传递报警信息的供电与报警信号线缆平台12和报警防区的检测报警单元联系在一起。交流市电AC220V经监控接警中心总电源7输出约33伏直流电压以供给所有的报警防区电源9；报警防区电源9对总电源7进行稳压滤波；报警防区输出电流判断电路10监控着每一路报警防区的工作电流，当感受到电流变大时，即指示报警防区，同时使监控接警中心报警声单元8发出报警声；报警防区输出电流短路保护电路11用于防止供电与报警信号线缆平台12发生短路；供电与报警信号线缆平台12往每一个报警防区下行输送24伏直流电压，同时监控着报警防区的工作电流，即电源线也作为报警防区往监控中心传送报警信息的上行通路；每一个监控接警中心可控制多个报警防区，即可输出多路能监控报警防区工作电流的输出电压DCoutl至DCoutn，每一个报警防区只需通过供电与报警信号线缆平台12的两根导线即能和监控接警中心联网，每个报警防区中的所有检测报警单元并联在一起工作。

4、图4是本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之检测报警单元示例电路一原理图，采用单片机对信号进行处理：T1对应图2中的振动探测传感器3；双运放IC1中的IC1-a对传感器所获取的信号进行放大，IC1-b对放大后的信号进行滤波，对应图2中的滤波放大单元4；IC2是带ADC(模/数转换)的单片机，IC2及其外围元件对应图2中的信号处理单元5，对信号进行采集和分析，利用模糊识别的方法与所储存的数据库信息进行比较分析，进一步滤除掉干扰信号，并在报警时输出一分钟左右的高电平以通过三极管Q1驱动警号；警号SP及其外围元件对应图2中的现场报警声单元6，警号可采用市场上常见的摩托车警号的方式，稍加改制以适合24V电压，加上直流电压即能发出报警声示警以阻吓翻越人员和提醒现场执勤人员；IC3采用微功耗稳压IC(如：HT7105等)，以HT7105为例，其本身的静态电流仅为4-5微安；检测报警单元的静态工作电流可控制在2毫安左右，报警时约100毫安，现场报警声持续时间约一分钟。

5、图5是本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之检测报警单元示例电路二原理图，采用运放对信号进行处理：T1对应图2中的振动探测传感器3；四运放IC1中的IC1-a对传感器所获取的信号进行放大，IC1-b对放大后的信号进行滤波，对应图2中的滤波放大单元4；四运放中的IC1-c进行信号强度的比较、IC1-d进行延时以在报警时输出一分钟左右的高电平以通过三极管驱动警号，从而对翻越过程进行报警，对应图2中的信号处理单元5；警号SP及其外围元件对应图2中的现场报警声单元6，警号可采用市场上常见的摩托车警号的方式，稍加改制以适合24V电压，加上直流电压即能发出报警声示警以阻吓翻越人员和提醒现场执勤人员；IC2采用微功耗稳压IC(如：HT7105等)，以HT7105为例，其本身的静态电流仅为4-5微安；检测报警单元的静态工作电流可控制在2毫安左右，报警时约100毫安，现场报警声持续时间约一分钟。

6、图6是本发明高速公路护栏网防翻越报警系统之监控接警中心示例电路原理图，这里仅给出一个最基本的应用电路：变压器BT、整流桥BR1和电解C1构成降压整流滤波电路，输出约33伏直流电压，对应图3中的监控接警中心总电源7；IC1/C3/C4/C5构成稳压滤波电路，输出24伏直流电压，对应图3中的报警防区电源9；Q1/R2构成输出电流判断电路，Q1使用大功率PNP三极管，通过改变R2的阻值可以改变Q1导通的阈值，比如当R2为20欧姆时，输出电流大于30毫安则使Q1导通，当某一路检测报警单元报警时，现场发出报警声，此时由于检测报警单元工作电流明显变大，该报警防区的工作电流明显变大，R2上的压降增大使Q1导通并使LED得电发光，指示报警防区，同时通过R4使Q0导通以驱动警号SP在监控接警中心发出报警声，由于检测报警单元的现场报警声持续时间约一分钟，监控接警中心的LED指示报警防区和报警声持续时间也约为一分钟，Q1/R2/R3/R4/LED对应图3中的报警防区输出电流判断电路10；警号SP可采用市场上常见的摩托车警号的方式，稍加改制以适合24V电压，由Q0驱动加上直流电压即能发出报警声以提醒监控接警中心的执勤人员，SP/R1/C2/Q0对应图3中的监控接警中心报警声单元8；自恢复保险丝B1用于防止输出电源线发生短路，对应图3中的报警防区输出电流短路保护电路11，当每一个报警防区的检测报警单元为5个时B1可选用60伏500毫安的PTC，如PTC X60X050。每一个监控接警中心可控制多个报警防区，可输出多路能监控报警防区工作电流的输出电压DCoutl至DCoutn，每一个报警防区只需通过供电与报警信号线缆平台的两根导线即能和监控接警中心联网。

当然，还可以从Q1的集电极引出信号通过锁存器锁存以使LED长亮和警号SP长响，报警解除后再以人工的方式复位；还可以通过单片机存储报警防区和报警时间，并由LCD显示，以便执勤人员事后可以查阅；还可以具有当输出电源线发生短路或断路时都会报警，以防止线缆平台被破坏等等；这些方法都和通用的报警器所采用的方法相同，就不在这里赘述了。

Claims (4)

1、高速公路护栏网防翻越报警系统，它包括有：

-一个用于获取高速公路护栏网振动信息的检测报警单元(1)，

-一个用于对监控接警中心提供工作电源的监控接警中心总电源(7)，

-一个用于在获取到报警信号后发出声报警的监控接警中心报警声单元(8)，

-一个用于对检测报警单元提供工作电源的报警防区电源(9)，

-一个用于对报警防区输出电流进行判断的报警防区输出电流判断装置(10)，

-一个用于对报警防区输出电流提供短路保护的报警防区输出电流短路保护装置(11)，

-一套用于传送报警防区的检测报警单元的工作电源及传递报警信息的线缆平台(12)。

2、根据权利要求1所述的高速公路护栏网防翻越报警系统，其特征在于：所述的线缆平台可同时用于下行传送报警防区的检测报警单元的工作电源及上行传递报警信息。

3、根据权利要求1所述的高速公路护栏网防翻越报警系统，其特征在于：所述的报警防区由多个检测报警单元组成。

4、根据权利要求1所述的高速公路护栏网防翻越报警系统，所述的报警防区输出电流判断装置由电阻R2R3R4、发光二极管LED、三极管Q1组成，其特征在于：所述的三极管Q1和电阻R2构成的输出电流判断电路，通过改变R2的阻值可以改变Q1导通的阈值。

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