CN103132471A

CN103132471A - 一种活塞式可变道路限速控制装置

Info

Publication number: CN103132471A
Application number: CN2013100389250A
Authority: CN
Inventors: 石建军; 刘亚飞; 曹静; 赵煜; 李华阳; 徐潞
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-06-05
Also published as: WO2014117420A1; US20160312416A1; US9689121B2

Abstract

一种活塞式可变道路限速控制装置，涉及到交通、机械和电子领域。本发明包括在道路车道上安装的活塞式限速垄机构装置（1），车辆行驶速度检测装置（2），限速控制器（3）、限速显示屏（4）和电源（5）五部分；活塞式限速垄机构装置（1）、车辆行驶速度检测装置（2）分别和限速控制器（3）相连；限速控制器（3）分别和限速显示屏（4）、电源（5）相连；当通过的车辆行驶速度低于车道限速时，活塞式限速垄机构装置被压下，车辆平稳通行；当通过的车辆行驶速度高于车道限速时，活塞式限速垄机构装置保持适度隆起，使超速车辆产生明显且安全的颠簸；本发明设计醒目隆起的限速装置视觉警示和超速颠簸反馈作用于驾驶人，通过驾驶行为控制实现车辆限速通行控制。

Description

一种活塞式可变道路限速控制装置

技术领域：

本发明涉及交通、机械和电子领域，是一种在道路交通系统中应用的机电一体化控制装置。该装置通过视觉警示和车辆颠簸作用于驾驶员，约束其按照限速要求驾车行驶。

背景技术：

限制机动车辆在道路上的行驶速度，是安全驾驶车辆、减少交通事故、保障交通安全的常用交通管理手段。随着交通控制的快速发展和智能交通技术的广泛应用，限制机动车辆在某些道路上的行驶速度逐渐成为调节道路出入口流量、路段交通通行能力、均衡路网流量的重要控制手段。

在目前技术中，限制车辆行驶速度常用方法是设置动、静态限速交通禁止标志、施画路面减速提示标线、安装减速垄等。限速交通标志和路面减速提示标线只能起到限速提示作用，限速控制能力较弱。减速垄是安装在路面上隆起的金属或橡胶硬构件垄台，对所有通行的车辆产生不舒适的颠簸震动，使车辆无法快速通行，达到减速行驶的目的。减速垄只能对车辆起到强行减速通行作用，并不能实现限速控制。在道路上设置减速垄，不但会产生噪音污染还会增加尾气的排放量，造成不必要的环境污染，还存在潜在安全问题：当通过车辆速度较快时，减速垄会对车辆产生较大颠簸震动，严重时可对汽车、乘客和货物造成较大的损害，甚至引发交通事故。减速垄不适大范围应用，且无法应用到交通控制中。

在交通管理与控制中，车辆限速控制是通过对驾驶员驾驶行为有效约束实现的。本发明根据驾驶员行为特点，通过机电一体化的控制装置实现对超速驾驶行为控制，在保障交通安全的同时，还可实现对交通流量的有效调节。

发明内容

针对道路交通安全、智能交通管理与控制对限速行驶控制的需求，本发明提供了一种安装在路面上的活塞式限速控制装置。装置可手动设置车辆行驶限速控制值，也可由交通控制系统通过通信网络自动设置。在醒目视觉警示和限速提示的同时，本发明装置可使非超速车辆平稳通行，超速车辆安全颠簸通行，实现对车辆的限速控制。

一种活塞式可变道路限速控制装置，包括在道路车道上安装的活塞式限速垄机构装置1，车辆行驶速度检测装置2，限速控制器3，限速显示屏4和电源5；活塞式限速垄机构装置1、车辆行驶速度检测装置2分别和限速控制器3相连；限速控制器3分别和限速显示屏4、电源5相连。

本装置由多个独立的活塞式限速垄机构装置1组成，在每个活塞式限速垄机构装置1中，垄台6在初始状态下突出于道路的表面，在垄台6的外表面覆盖有用于警示的黑黄相间的橡胶带14，其中活塞9、活塞杆7和流体缸8位于垄台6下方，垄台6通过活塞杆7与位于封闭流体缸8中的活塞9相连，活塞杆7和流体缸8契合处安装有胶质密封圈10，活塞9上安装有活塞环11，流体缸8侧面的流体进出口I19和流体进出口II20通过管道17与泵15相连，流体缸8与底部的固定底座23相连，流体缸8、流体管17和泵15中充满流体22，活塞9在流体22的作用下运动，泵15通过限速控制器3与电源5相连；车辆行驶速度检测装置3通过无线信号接收器16与限速控制器3相连；

限速显示屏4的值可通过人工或限速控制系统通过网络进行修改。

垄台6的高度可控制；垄台6抬起的时间和持续时间可控，实现对超速车辆的前轮颠簸，或后轮颠簸，或单轮颠簸控制。

所述限速控制装置与活塞式限速垄机构装置1之间有填充物24，活塞式限速垄机构装置1顶部粘着有海绵缓冲层18，活塞式限速垄机构装置1固定在底座23上，底座23与地面连接的部分设置了钢防护层12，底座23通过销钉13与钢防护层12相连。

活塞式限速垄机构装置1中的流体缸8采用钢体材料，流体缸8、流体管17与泵15形成完全封闭的系统。

活塞式限速垄机构装置1中垄台6的抬起高度可控制，垄台6对车辆的颠簸可分为前轮颠簸、后轮颠簸和单轮颠簸。

车辆行驶速度检测装置2采用地感线圈测速，地感线圈车辆行驶速度检测装置由螺纹密封盖，检测器板，高效电池组、外壳和信号接收器组成。

当车辆通过本发明车辆行驶速度检测装置2中地感线圈时，检测器板可实时测出通过车辆的车速，通过信号接收器16将实测到车速传递给限速控制器3中的输入电路，经由中央处理单元判断是否超速。当车辆速度超过本发明设置的速度时，限速控制器3切断电源5，流体缸8中活塞9下部的流体21将活塞9顶住，从而使得垄台6不被压下，通过车辆会有明显的颠簸；当车辆以正常速度通过本发明时，限速控制器3接通电源5为泵15提供适当电流，流体缸8中活塞9下方的流体21从流体进出口II20通过与流体进出口I19相连的泵15进入流体缸8上部，垄台6可被压下，车辆会平稳通过，无明显颠簸；通过限速控制器3可控制垄台6的抬起高度，并对车辆实现前轮颠簸、后轮颠簸及单轮颠簸。

本发明可以获得如下有益效果：

本发明中的限速装置在外形设计上采用醒目抗碾压橡胶覆盖凸起垄台样式，对驾驶员构成常规减速垄视觉效果。表面覆盖的抗碾压橡胶采用黑黄相间颜色配置，警示视觉效果强，限速控制装置内部填充有海绵填充物，可以防止石砾，垃圾以及雨水等进入装置内部，增加装置的可使用性。限速装置内部的钢防护层和活塞式限速垄机构装置顶部的海绵缓冲层可以在车辆通过本装置时缓冲对垄台的冲击，使装置持久耐用。限速控制器则可以根据车辆的实时车速控制垄台抬起一定高度，起到颠簸效果，同时可控制垄台抬起高度实现车辆前轮颠簸、后轮颠簸、单轮颠簸。限速显示屏可根据安全需要或交通量控制要求，通过交通管理者或通信网络实时更改车道限速。本发明的优点在于对超速行驶的车辆起到颠簸效果，否则车辆平稳通过，显示屏可动态显示道路限速，提醒驾驶员减速慢行，注意安全，既警示告知超速驾驶员限速要求，又减少了对正常速度通过车辆的冲击，减少对车辆损害及对环境的污染，降低车辆通过产生的噪音，体现了限速设施中的安全和人性化设计。

附图说明

图1活塞式限速垄机构装置图

图2活塞式限速垄机构装置正面视图

图3活塞式限速垄机构装置背面视图

图4活塞式限速垄机构装置剖面图

图5道路行车方向示图

图6限速控制器结构图

图7车辆行驶速度检测装置结构图

图中1-活塞式限速垄机构装置，2-车辆行驶速度检测装置，3-限速控制器，4-限速显示屏，5-电源，6-垄台，7-活塞杆，8-流体缸，9-活塞，10-胶质密封圈，11-活塞环，12-钢防护层，13-销钉，14-橡胶带，15-泵，16-信号接收器，17-流体管，18-海绵缓冲层，19-流体进出口I，20-流体进出口II，21-路基，22-流体，23-底座，24-填充物。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明附图均为示意图，参照图1、图2、图3、图4。

本发明包括在道路车道上安装的活塞式限速垄机构装置1，车辆行驶速度检测装置2，限速控制器3、显示屏4和电源5；活塞式限速垄机构装置1、车辆行驶速度检测装置2分别和限速控制器3相连；限速控制器3分别和显示屏4、电源5相连。

每一车道安装三个活塞式限速垄机构装置1。

在活塞式限速垄机构装置1中，垄台6在初始状态下突出于道路的表面，在垄台6的外表面覆盖有用于警示的黑黄相间的橡胶带14，其中活塞9、活塞杆7和流体缸8位于垄台6下方，垄台6通过活塞杆7与位于封闭流体缸8中的活塞9相连，活塞杆7和流体缸8契合处安装有胶质密封圈10，活塞9上安装有活塞环11，流体缸8侧面的流体进出口I19和流体进出口II20通过流体管17与泵15相连，泵15通过限速控制器3与电源5相连。车辆行驶速度检测装置2通过无线信号接收器16与限速控制器3相连；

活塞式限速垄机构装置1中垄台6的抬起高度可控制，对不同超速行驶的车辆产生相同颠簸效果，多个活塞式限速装置组合控制，使垄台6对车辆的颠簸可实现前轮颠簸、后轮颠簸和单轮颠簸。

所述的限速控制装置内部有填充物24，活塞式限速垄机构装置1顶部粘着有海绵缓冲层18，活塞式限速垄机构装置1与地面连接的部分设置了钢防护层12，活塞式限速垄机构装置1通过底座23与钢防护层1固定，钢防护层12通过销钉13固定在路基21中，可缓冲对活塞机构装置1的冲击，增加本装置的使用寿命。

限速显示屏4的值可通过人工或网络进行修改，限定通过车辆的车速，警示驾驶员减速行驶，注意安全。

由图5、图6、图7可知，当车辆通过本发明车辆行驶速度检测装置2中的地感线圈时，地感线圈中的检测器板检测出通过车辆的车速，通过信号接收器将检测的车速传递给限速控制器中的通信模块，输入电路采集传输的数据，同时输入电路采集限速显示屏中的数据，并将采集到的车速和限速值寄存在存储器中，中央处理器读取存储器中数据并进行处理，通过输出电路将判断是否接通外部电源。当车辆速度超过本发明设置的速度时，限速控制器3切断电源5，流体缸8中活塞9下部的流体22将活塞9顶住，从而使得垄台6不被压下，通过车辆会有明显的颠簸；当车辆以正常速度通过本发明时，限速控制器3接通电源5为泵15提供适当电流，流体缸8中活塞9下方的流体22从下出口20通过与上出口19相连的泵15进入流体缸8上部，垄台6可被压下，车辆会平稳通过，无明显颠簸；通过限速控制器3可对车辆实现前轮颠簸、后轮颠簸及单轮颠簸，并可控制垄台6的抬起高度。既警示超速驾驶员减速，又减少了对正常速度通过车辆的冲击，减少对车辆损害，体现了限速设施中的人性化设计。

限速装置安装方法：将本发明装置横向安装在城市道路中，根据道路宽度确定需要安装的活塞式限速垄机构装置的数量及长度，本发明表面覆盖有橡胶带，使其与道路中应用的减速垄具有相同或更强烈的视觉效果，提示驾驶员减速慢行，注意安全。

根据上述设计思路，可按以下例子进行安装：

例如，对一个3.5ｍ宽度的车道，沿车流方向横置三个活塞式限速垄机构装置，选择安装1150mm×350mm垄台。限速装置内部的钢防护层长宽根据活塞式限速垄机构装置确定，通过销钉固定在路基中，限速单元可独立安装。每个车道均安装车辆行驶速度检测装置、限速控制器和车道限速显示屏等。当测速装置判断到达车辆没有超速，该车压过活塞式限速机构装置时，垄台被压下与道路平面持平，车辆平稳通过；当到达车辆超速时，活塞式限速垄机构装置流体缸中的流体将活塞顶住，使车辆通过感觉到明显的颠簸。车辆通过后限速控制装置继续监测到达车辆，循环往复。

Claims

1.一种活塞式可变道路限速控制装置，其特征在于：包括在道路车道上安装的活塞式限速垄机构装置（1），车辆行驶速度检测装置（2），限速控制器（3），限速显示屏（4）和电源（5）；活塞式限速垄机构装置（1）、车辆行驶速度检测装置（2）分别和限速控制器（3）相连；限速控制器（3）分别和限速显示屏（4）、电源（5）相连。

2.根据权利要求1所述的活塞式可变道路限速控制装置，其特征在于：本装置由多个独立的活塞式限速垄机构装置（1）组成，在每个活塞式限速垄机构装置（1）中，垄台（6）在初始状态下突出于道路的表面，在垄台（6）的外表面覆盖有用于警示的黑黄相间的橡胶带（14），其中活塞（9）、活塞杆（7）和流体缸（8）位于垄台（6）下方，垄台（6）通过活塞杆（7）与位于封闭流体缸（8）中的活塞（9）相连，活塞杆（7）和流体缸（8）契合处安装有胶质密封圈（10），活塞（9）上安装有活塞环（11），流体缸（8）侧面的流体进出I（19）和流体进出II（20）通过管道（17）与泵（15）相连，流体缸（8）与底部的固定底座（23）相连，流体缸（8）、流体管（17）和泵（15）中充满流体（22），活塞（9）在流体（22）的作用下运动，泵（15）通过限速控制器（3）与电源（5）相连；车辆行驶速度检测装置（3）通过无线信号接收器（16）与限速控制器（3）相连。

3.根据权利要求1所述的活塞式可变道路限速控制方法，其特征在于：限速显示屏（4）的值可通过人工或限速控制系统通过网络进行修改。

4.根据权利要求1所述的活塞式可变道路限速控制方法，其特征在于：垄台（6）的高度可控制；垄台（6）抬起的时间和持续时间可控，实现对超速车辆的前轮颠簸，或后轮颠簸，或单轮颠簸控制。

5.根据权利要求1所述的道路限速控制装置，其特征在于：所述限速控制装置与活塞式限速垄机构装置（1）之间有填充物（24），活塞式限速垄机构装置（1）顶部粘着有海绵缓冲层（18），活塞式限速垄机构装置（1）固定在底座（23）上，底座（23）与地面连接的部分设置了钢防护层（12），底座（23）通过销钉（13）与钢防护层（12）相连。