CN105887709B - 一种自适应智能公路减速带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应智能公路减速带，包括设置在公路路面上的车速/车重检测带、液压电磁阀控制模块和高度可调减速带，车速/车重检测带的输出端与液压电磁阀控制模块的输入端相连，液压电磁阀控制模块的输出端与高度可调减速带的输入端相连。与现有技术相比，本发明的有益效果是：既能对超速车辆进行速度限制，又能对于绝大多数未超速的汽车，实现无害高速通过，从而降低对未超速的车辆的损害，减少环境噪声，提高公路的通行效率。

Description

一种自适应智能公路减速带
技术领域
本发明属于物联网和道路交通领域，涉及将物联网技术应用于道路交通中车速的监测和控制，尤其涉及一种自适应智能公路减速带。
背景技术
车辆超速行驶一直是导致道路交通事故发生的主要原因之一。车辆超速不仅极易导致交通事故的发生，而且还会增加事故的严重程度。车速每降低10％，道路交通事故可降低37％。
目前，道路减速带是欧美各国应用最广、效果最好的交通速度控制设施之一。减速带是在公路特殊路段的行车道上设置的某种凸起设施，当汽车以较高车速通过其上时会产生剧烈的机械振动，促使车辆驾驶人员降低车速。因此，减速带作为一种强化型的道路安全交通设施，对遏制交通事故的发生发挥了重要作用。
然而，传统的减速带不仅会对车辆造成一定程度的损害，而且会产生大量的环境噪声，引起噪声污染。对于道路中绝大多数未超速车辆，这种损害是不必要的。
为了解决该问题，人们开始研究智能公路减速带，即根据车速动态调整减速带的高度，提高或降低减速效果。对于未超速的车辆，减速带高度调节至与公路齐平，使车辆可以无害通过。2010年，福州大学提出了基于雷达测速仪的智能公路减速带。这种方案成本较高，而且无法对车辆的类型进行判别，因此无法精确判断车辆是否超速，难以推广使用。
发明内容
本发明需要解决的问题是针对上述基于雷达测速仪的智能公路减速带，成本较高，且无法对车辆的类型进行判别，无法精确判断车辆是否超速，难以推广使用的不足，而提供一种不仅可以计算出车速，而且可以判断车辆的类型，从而根据交通法规精确确定车辆是否超速，并根据车辆的类型和速度，合理调整减速带的高度自适应智能公路减速带。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种自适应智能公路减速带，包括设置在公路路面上的车速/车重检测带、液压电磁阀控制模块和高度可调减速带，车速/车重检测带的输出端与液压电磁阀控制模块的输入端相连，液压电磁阀控制模块的输出端与高度可调减速带的输入端相连；
所述的车速/车重检测带，用于检测经过其上的车辆的重量及速度，并将检测到的信号传送个给液压电磁阀控制模块；
所述的液压电磁阀控制模块，用于接收车速/车重检测带传送的信号，并根据该信号控制高度可调减速带进行升降；
所述的高度可调减速带，通过液压电磁阀控制模块的控制，凸出路面或与路面保持齐平。
车速/车重检测带包括外腔体、内腔体、气压强传感器、压力传感器、弹簧、嵌入式系统、无线收发模块和出气口；
外腔体的上端面敞口，内腔体套接于外腔体内，内腔体可在外腔体内上下往复移动；
弹簧设于内腔体的下端面与外腔体的下底面之间；
压力传感器，设于内腔体的上端面，用于检测车速/车重检测带上开过的车辆的重量；
气压强传感器设于外腔体的下底面，用于检测外腔体和内腔体之间的空腔内的气体压强；
出气口设于外腔体下部的侧壁上；
压力传感器、气压强传感器分别将检测到的信号传给嵌入式系统，嵌入式系统对接收到的信号进行计算，得出判断结果，嵌入式系统通过无线收发模块将判断结果传送出去。
车速/车重检测带的检测方法是：当车辆高速冲击车速/车重检测带时，内腔体首先在车辆的冲击下，高速向下运动，使外腔体和内腔体之间的空腔内的气压急剧增加，气压强传感器测出最高气压强P1，P1的数值与车辆的质量m和速度v成正比，即P1＝A·m·v，其中，A是相关的比例常数，具体数值通过实验获得；
当内腔体与公路齐平时，车辆压过压力传感器，此时，压力传感器测出压力值P2为车辆重量，可根据公式P2＝m·g进行推算，其中，g是常数重力加速度；
综合气压强传感器和压力传感器的读数，即可计算出车辆的速度v＝g·P1/A·P2。
车速/车重检测带设置于高度可调减速带前进方向的后方。
当无外部压力时，内腔体的上端面与公路表面齐平。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明可以根据车辆的重量和速度，动态调整高度可调减速带的高度，既能对超速车辆进行速度限制，又能对于绝大多数未超速的汽车，实现无害高速通过，从而降低对未超速的车辆的损害，减少环境噪声，提高公路的通行效率。
(2)可以通过车辆的重量判别车辆的类型。实现对车辆是否超速的精确判断，装置结构简单，成本低廉。
(3)车速/车重检测带与高度可调减速带通过无线信号连接，便于装置安装。
附图说明
图1是本发明的自适应智能公路减速带的结构示意图；
图2是车速/车重检测带的结构示意图。
其中，1、车速/车重检测带，2、高度可调减速带，3、液压电磁阀控制模块，4、出气口，5、气压强传感器，6、压力传感器，7、弹簧，8、外腔体，9、内腔体，10、嵌入式系统，11、无线收发模块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种自适应智能公路减速带，包括设置在公路路面上的车速/车重检测带1、液压电磁阀控制模块3和高度可调减速带2，车速/车重检测带1的输出端与液压电磁阀控制模块3的输入端相连，液压电磁阀控制模块3的输出端与高度可调减速带2的输入端相连；
所述的车速/车重检测带1，用于检测经过其上的车辆的重量及速度，并将检测到的信号传送个给液压电磁阀控制模块3；
所述的液压电磁阀控制模块3，用于接收车速/车重检测带1传送的信号，并根据该信号控制高度可调减速带2进行升降；
所述的高度可调减速带2，通过液压电磁阀控制模块3的控制，凸出路面或与路面保持齐平。
车速/车重检测带1包括外腔体8、内腔体9、气压强传感器5、压力传感器6、弹簧7、嵌入式系统10、无线收发模块11和出气口4；
外腔体8的上端面敞口，内腔体9套接于外腔体8内，内腔体9可在外腔体8内上下往复移动；
弹簧7设于内腔体9的下端面与外腔体8的下底面之间；
压力传感器6，设于内腔体9的上端面，用于检测车速/车重检测带1上开过的车辆的重量；
气压强传感器5设于外腔体8的下底面，用于检测外腔体8和内腔体9之间的空腔内的气体压强；
出气口4设于外腔体8下部的侧壁上，用于平衡外腔体8的腔内和腔外的气压；
压力传感器6、气压强传感器5分别将检测到的信号传给嵌入式系统10，嵌入式系统10对接收到的信号进行计算，得出判断结果，嵌入式系统10通过无线收发模块11将判断结果传送出去。
车速/车重检测带1的检测方法是：当车辆高速冲击车速/车重检测带1时，内腔体9首先在车辆的冲击下，高速向下运动，使外腔体8和内腔体9之间的空腔内的气压急剧增加，气压强传感器5测出最高气压强P1，P1的数值与车辆的质量m和速度v成正比，即P1＝A·m·v，其中，A是相关的比例常数，具体数值通过实验获得；
当内腔体与公路齐平时，车辆压过压力传感器6，此时，压力传感器6测出压力值P2为车辆重量，可根据公式P2＝m·g进行推算，其中，g是常数重力加速度；
综合气压强传感器5和压力传感器6的读数，即可计算出车辆的速度v＝g·P1/A·P2。
车速/车重检测带1设置于高度可调减速带2前进方向的后方。
当无外部压力时，内腔体9的上端面与公路表面齐平。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明可以根据车辆的重量和速度，动态调整高度可调减速带的高度，既能对超速车辆进行速度限制，又能对于绝大多数未超速的汽车，实现无害高速通过，从而降低对未超速的车辆的损害，减少环境噪声，提高公路的通行效率。
(2)可以通过车辆的重量判别车辆的类型。实现对车辆是否超速的精确判断，装置结构简单，成本低廉。
(3)车速/车重检测带与高度可调减速带通过无线信号连接，便于装置安装。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种自适应智能公路减速带，其特征在于：包括设置在公路路面上的车速/车重检测带、液压电磁阀控制模块和高度可调减速带，车速/车重检测带的输出端与液压电磁阀控制模块的输入端相连，液压电磁阀控制模块的输出端与高度可调减速带的输入端相连；
所述的车速/车重检测带，用于检测经过其上的车辆的重量及速度，并将检测到的信号传送个给液压电磁阀控制模块；
所述的液压电磁阀控制模块，用于接收车速/车重检测带传送的信号，并根据该信号控制高度可调减速带进行升降；
所述的高度可调减速带，通过液压电磁阀控制模块的控制，凸出路面或与路面保持齐平；
车速/车重检测带包括外腔体、内腔体、气压强传感器、压力传感器、弹簧、嵌入式系统、无线收发模块和出气口；
外腔体的上端面敞口，内腔体套接于外腔体内，内腔体可在外腔体内上下往复移动；
弹簧设于内腔体的下端面与外腔体的下底面之间；
压力传感器，设于内腔体的上端面，用于检测车速/车重检测带上开过的车辆的重量；
气压强传感器设于外腔体的下底面，用于检测外腔体和内腔体之间的空腔内的气体压强；
出气口设于外腔体下部的侧壁上；
压力传感器、气压强传感器分别将检测到的信号传给嵌入式系统，嵌入式系统对接收到的信号进行计算，得出判断结果，嵌入式系统通过无线收发模块将判断结果传送出去。
2.根据权利要求1所述的自适应智能公路减速带，其特征在于：车速/车重检测带的检测方法是：当车辆高速冲击车速/车重检测带时，内腔体首先在车辆的冲击下，高速向下运动，使外腔体和内腔体之间的空腔内的气压急剧增加，气压强传感器测出最高气压强P1，P1的数值与车辆的质量m和速度v成正比，即P1＝A·m·v，其中，A是相关的比例常数，具体数值通过实验获得；
当内腔体与公路齐平时，车辆压过压力传感器，此时，压力传感器测出压力值P2为车辆重量，可根据公式P2＝m·g进行推算，其中，g是常数重力加速度；
综合气压强传感器和压力传感器的读数，即可计算出车辆的速度v＝g·P1/A·P2。
3.根据权利要求1所述的自适应智能公路减速带，其特征在于：车速/车重检测带设置于高度可调减速带前进方向的后方。
4.根据权利要求1所述的自适应智能公路减速带，其特征在于：当无外部压力时，内腔体的上端面与公路表面齐平。
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