CN105096634A - 一种适合于高速公路的智能型路障系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合于高速公路的智能型路障系统，用于交通技术领域。它包括路障装置、设置在路撞装置上的信号采集和传送系统以及设置在车辆上的信息显示和控制系统；所述路障装置包括塑料壳和底座，所述底座上设置有塑料壳，塑料壳外设置有橡胶套；所述塑料壳上端设置有信号采集和传送系统的信号箱；所述底座下面设置有电子控制装置；所述底座上还固定有荧光带。高速公路施工人员把一对本发明路障装置并排放在出现故障路段的开始处，通过信号采集和传送系统以及设置在车辆上的信息显示和控制系统来有效提供维修路段的具体实时信息，为驾驶员的行车提供实时的信息显示和变道指导，提高了安全性，方便了驾驶员，减少交通事故。

Description

一种适合于高速公路的智能型路障系统

技术领域

本发明属于机械技术领域，尤其涉及一种适合于高速公路的智能型路障系统。

背景技术

随着社会和经济发展，我国现有的公路网和公路条件很难满足经济发展的需要，近几年，中国高速公路建设已进入飞速发展阶段，每年都以几千公里的速度增长，我国现有高速公路总里程到2014底已有10.4万公里，位居世界第一，已成为国内最主要的陆地运输方式。近几年中国汽车行业也在快速发展，汽车数量每年成指数级增长，汽车质量和配置上也有很大的改进，现在汽车速度相比于以前速度有了很大的提升，且在配置上有很大的提升，现在基本每辆车都配备GPS定位导航系统。

随着高速公路里程数的增长，每年不可避免的都会出现一定比例的路面损毁与维修，经常出现某高速公路局部维修，很多情况从三车道变成两车道甚至一车道。目前，维修车道主要由一般的路障围住，一般都是司机在白天开到维修路段附近(一般在100m以内)才发现前方路段维修，同时需要进行调速调道处理，众所周知，高速公路行驶的车辆一般都在100km/h以上，在短时间内调速调道很容易出现交通事故，尤其在晚上，能见度很低的情况下，留给司机调速调道的时间和距离就更短，更容易造成交通事故。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的是提供一种适合于高速公路的智能型路障系统。

本发明的方案如下：

一种适合于高速公路的智能型路障系统，包括路障装置、设置在路撞装置上的信号采集和传送系统以及设置在车辆上的信息显示和控制系统；

所述路障装置包括塑料壳和底座，所述底座上设置有塑料壳，塑料壳外设置有橡胶套；所述塑料壳上端设置有信号采集和传送系统的信号箱；所述底座下面设置有电子控制装置；所述底座上还固定有荧光带；

所述信号箱里设置的信号采集和传送系统包括用于检测前方过来车辆距离的高频电磁波发射装置，通过倍频合成单元对频率源的采集，进行耦合处理，然后依次通过功率放大器、环形器、合成器、功率放大器、滤波器、混频器、低通、中放电路和解调器把信号输出；所述倍频合成单元和混频器连接；所述环行器上设置有天线；

所述设置在车辆上的信息显示和控制系统包括设置在车辆上的中央处理器以及和中央处理器连接的GPS定位导航系统，中央处理器上还设置有高频电磁波发射系统和低频电磁波发射系统，用于接收从路障装置上发送的信息；中央处理器上还连接有控制面板，控制面板上带有显示屏和控制旋钮，用于显示车辆相对与路障装置的位置和距离信息，以及所处的高速车道信息。

所述倍频合成单元对频率源进行采集，然后经过耦合处理后可依次通过单片机、电调移相器和电调衰减器处理后和合成器连接。

所述塑料壳采用聚丙烯PP材料；所述橡胶套采用聚氨酯材料。

所述路障装置的高度为1.2-1.5m。

本系统具有如下优点与有益效果：通过设置的路障装置，可以检测和传递维修路段信息，同时把相关信息叠加在车辆内置的GPS定位导航系统的地图上，驾驶员看起来非常方便，而且信息更新速度块，信息准确率高，对驾驶员来说非常实用，可以大大降低高速公路某段临时封闭施工引起的交通事故，为驾驶员的安全行车又添了一份保障。

附图说明

图1为本发明路障结构示意图；

图2为本发明信号采集和传送系统示意图；

图3为本发明信息显示和控制系统示意图；

图4为本发明路障系统使用时示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明；

如图1至图4所示，一种适合于高速公路的智能型路障系统，包括路障装置、设置在路撞装置上的信号采集和传送系统以及设置在车辆上的信息显示和控制系统；

所述路障装置包括塑料壳2和底座4，所述底座4上设置有塑料壳2，塑料壳2外设置有橡胶套1；所述塑料壳2上端设置有信号采集和传送系统的信号箱5；所述底座4下面设置有电子控制装置3；所述底座4上还固定有荧光带6。

所述信号箱5里设置的信号采集和传送系统包括用于检测前方过来车辆距离的高频电磁波发射装置，通过倍频合成单元13对频率源12的采集，进行耦合14处理，然后依次通过功率放大器15、环形器16、合成器17、功率放大器15、滤波器18、混频器19、低通、中放电路20和解调器21把信号输出；所述倍频合成单元13和混频器19连接；所述环行器16上设置有天线25；高频电磁波发射装置通过向车辆来流方向发射高频电磁波，其中高频电磁波是由频率源为100MHz高相噪晶体振荡器，经二倍频成为200MHz信号，然后再分为两路分别经8倍频和9倍频成为1600MHz本振信号(用于接收端作为本振使用)和1800MHz的载波发射信号。1800MHz发射信号经功率放大器15和环形器16发射出去，发射功率大于27dB。接收端含有从环行器16中接收数据的信号和发射端泄露的信号，它们通过合成器与发射端耦合并移相的信号进行合成从而在很大程度上抵消了泄露信号，增强了隔离度。高频电磁波遇到车辆，反射回来，高频电磁波接收装置通过接收电磁波的时间差，来计算出车辆在来流方向的具体位置。根据具体路况和天气情况而定，设置所要预警路段的，一般设置在车辆来流方向300m-500m，硬件系统一般设置为1s-2s更新一下数据，这也要根据具体情况而定。

所述设置在车辆上的信息显示和控制系统包括设置在车辆上的中央处理器7以及和中央处理器7连接的GPS定位导航系统10，中央处理器7上还设置有高频电磁波发射系统8和低频电磁波发射系统9，用于接收从路障装置上发送的信息；中央处理器7上还连接有控制面板11，控制面板11上带有显示屏和控制旋钮，用于显示车辆相对与路障装置的位置和距离信息，以及所处的高速车道信息。GPS定位导航系统10一般由无线电发射和接收装置组成，其中高精度全球GPS定位导航系统可以精确地确定路障所放的位置(一般定位精度在±1米以内)，这样路障可以自动识别某条高速公路某段某一条或者几条车道封闭，此套路障装置一般是成对使用，两个路障并排放，两个路障根据位置差，把这数据传给中央处理器7，中央处理器算出一车道还是几车道封闭。系统内置很多套智能算法，主要根据高频电磁波接收装置传来的数据，有很多电磁波是被静止物体反射回来的，所以软件系统中需内置算法，滤除这些由静止物体反射回来的电磁波的干扰，确定哪些由移动车辆反射回来的电磁。同时，要根据高精度全球GPS定位导航系统所提供的位置和地图信息，确定计算时所要补偿的参数，因为电磁波在空间都以直线传播，根据反射回来的电磁波时间差只能计算出车辆离路障装置的直线距离，必须通过相应的补偿参数和算法才能把车辆在地图中所在高速公路的具体位置确定下来。同时，中央处理器根据设定预警路段的长度来去除预警路段以外的车辆。软件系统预警路段内每辆车的具体位置在地图中标出来，同时加上封闭路段的信息，形成一张有车辆和封闭路段情况的地图，并且这张地图信息1s-2s更新一次。所绘的地图信息通过低频电磁波发射装置发射出去，其中低频信号采用200MHz的电磁波信号通过天线发射出去，一般在车辆来流方向10km内的车辆都会收到地图信息，这张地图信息叠加在车辆内置的GPS定位导航系统的地图上，驾驶员看起来非常方便，进而有效的避免因高速公路某段封闭引起的交通事故，为驾驶员的安全行车又添了一份保障。

所述倍频合成单元13对频率源12进行采集，然后经过耦合14处理后可依次通过单片机24、电调移相器22和电调衰减器23处理后和合成器17连接。

所述塑料壳2采用聚丙烯PP材料；所述橡胶套1采用聚氨酯材料,一旦路障被高速行驶的车辆撞到，弹性橡胶材料有效的减小车辆的瞬间冲击力。

所述路障装置的高度为1.2-1.5m,这样保证路障高于一般车辆底盘的高度，在被撞时，避免路障被车轮碾压而造成仪器损伤。

比如：某条由东向西的高速公路在某段出现路面损毁问题，需要封闭中间车道进行修补，需要封闭路段的长度为50m，在中间行驶的车辆需要绕道行驶。

如图3所示，高速公路施工人员需把一对本发明路障装置并排放在出现故障路段的开始处，这样便于路障装置准确的确定出现问题的路段所在具体位置，并且自动识别是哪条道或者哪几条道出现需要封闭，同时在带电子控制装置3的控制面板上输入需要封闭的路段长度，路障系统会根据设置的长度以路障放置的位置为起点在地图中标示封闭的路段，路障装置排放完毕后，其他位置需要放置路障标示的，可以排放现在市面上常用普通路障来标示封闭的路段。

根据具体的天气和路段情况可以在电子控制装置3的控制面板上来设置路障系统的一些参数，如白天能见度很好的情况很好的条件下，预警路段具体可以设置相对近一些，一般设置在300m-400m，如果是夜晚、雨雪天和大雾天能见度很低的情况下，一般预警路段具体设置远一点，一般设置在400m-500m，同时还要根据具体的路段情况，如果道路相对较直且较平坦，可以预警路段长度可以设置短一点，如果路段有急弯、陡坡之类的，预警路段长度可以设置相对较长些，根据具体情况而定，建议预警路段设置较长些，这样对于驾驶员朋友来说安全系数更高，本实施例预警路段设置为车辆来流方向500m。

本套路路障系统首先根据高频电磁波遇到车辆后反射回来的电磁波的时间差，同时结合具体的地图信息，算出车辆的具体位置，具体计算方法如下，电磁波在空间传播速度为光速3×108m/s,假如是直道，车辆距离智能路障系统的距离就为时间差乘以光速，如果有一定弧度，智能路障系统会根据自导的距离补偿算法，得出一个近似的系数，然后乘以根据时间差算出的车辆距离智能路障系统的直线距离，从得到车辆的距离智能路障系统的真实距离。

最终，通过低频无线电发射装置会把图3含有封闭路段信息、来流方向车辆信息的地图信息发给来流方向的车辆，并且每秒地图跟新一次。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适合于高速公路的智能型路障系统，包括路障装置、设置在路撞装置上的信号采集和传送系统以及设置在车辆上的信息显示和控制系统；

所述路障装置包括塑料壳和底座，所述底座上设置有塑料壳，塑料壳外设置有橡胶套；所述塑料壳上端设置有信号采集和传送系统的信号箱；所述底座下面设置有电子控制装置；所述底座上还固定有荧光带；

所述信号箱里设置的信号采集和传送系统包括用于检测前方过来车辆距离的高频电磁波发射装置，通过倍频合成单元对频率源的采集，进行耦合处理，然后依次通过功率放大器、环形器、合成器、功率放大器、滤波器、混频器、低通、中放电路和解调器把信号输出；所述倍频合成单元和混频器连接；所述环行器上设置有天线；

所述设置在车辆上的信息显示和控制系统包括设置在车辆上的中央处理器以及和中央处理器连接的GPS定位导航系统，中央处理器上还设置有高频电磁波发射系统和低频电磁波发射系统，用于接收从路障装置上发送的信息；中央处理器上还连接有控制面板，控制面板上带有显示屏和控制旋钮，用于显示车辆相对与路障装置的位置和距离信息，以及所处的高速车道信息。

2.根据权利要求1所述的一种适合于高速公路的智能型路障系统，其特征在于：所述倍频合成单元对频率源进行采集，然后经过耦合处理后可依次通过单片机、电调移相器和电调衰减器处理后和合成器连接。

3.根据权利要求1所述的一种适合于高速公路的智能型路障系统，其特征在于：所述塑料壳采用聚丙烯PP材料；所述橡胶套采用聚氨酯材料。

4.根据权利要求1所述的一种适合于高速公路的智能型路障系统，其特征在于：所述路障装置的高度为1.2-1.5m。