CN107886771A - 一种高速公路汽车防追尾自动控制系统 - Google Patents

一种高速公路汽车防追尾自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高速公路汽车防追尾自动控制系统，包括检测装置、中央处理器，其特征在于还包括减速装置，所述减速装置和所述检测装置数量相同，一一对应地分布在高速公路上，所述检测装置用于获取车辆速度，所述中央处理器与所述检测装置和所述减速装置进行通信，并根据所述检测装置获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险；若存在追尾风险，则控制所述减速装置工作。本发明中，通过设置减速装置，对有发生追尾风险的车辆进行主动干预降低其相对速度，有效降低了追尾事故的发生概率。

Description

一种高速公路汽车防追尾自动控制系统
技术领域
本发明涉及交通安全领域，尤其涉及一种高速公路汽车防追尾自动控制系统。
背景技术
追尾是最为常见的一种道路交通事故形态，根据中国交通管理部门的统计，追尾事故大约占到道路交通事故总量的30％，每年由于追尾造成的人员伤亡和财产损失数以亿计，发生追尾事故的主要原因有：车速过高导致车辆制动距离变长、驾驶员觉醒度低下或者疲劳驾驶导致司机反应速度变慢，目前，为了预防追尾，高速公路上多采用显示屏提醒或者声音提醒的模式，且提醒对象是针对所有过往车辆，并没有一套主动式的、针对性的预防系统。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高速公路汽车防追尾自动控制系统，通过减速装置对车速进行强制降低，给司机提供更长的反应时间和制动时间，大大降低了追尾发生概率，其具体采用的技术方案如下：
一种高速公路汽车防追尾自动控制系统，包括检测装置、中央处理器和减速装置，所述减速装置和所述检测装置数量相同，一一对应地分布在高速公路上，所述检测装置用于获取车辆速度，所述中央处理器与所述检测装置和所述减速装置进行通信，并根据所述检测装置获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险；若存在追尾风险，则控制所述减速装置工作；
其中所述减速装置包括相对设置的安装板(305)，所述安装板上分别安装有第一传动轴(308)、中间转轴(312)、第二传动轴(310)、角轴(306)和过渡转轴(314)，所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)分别与所述安装板(305)上对应的圆孔形成转动配合，所述角轴(306)位于所述安装板(305)上端两个角落上，所述中间转轴(312)位于所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)之间，所述过渡转轴(314)设置在所述安装板(305)上部，所述过渡转轴(314)分别位于所述第一传动轴(308)与所述中间转轴(312)之间、相邻所述中间转轴(312)之间和所述第二传动轴(310)与所述中间转轴(312)之间，所述第一传动轴(308)上固设有第一传动履带轮(309)，所述第二传动轴(310)固设有第二传动履带轮(311)，所述中间转轴(312)上转动设置有中间转动履带轮(313)，所述角轴(306)上转动设置有履带角轮(307)，所述过渡转轴(314)上转动设置有过渡履带轮(315)；所述第一传动履带轮(309)、所述第二传动履带轮(311)、所述中间转动履带轮(313)和所述履带角轮(307)外部套设有减速履带(316)，所述减速履带(316)内侧齿均与所述第一传动履带轮(309)、所述第二传动履带轮(311)、所述中间转动履带轮(313)、所述过渡履带轮(315)和所述履带角轮(307)外圆齿相啮合；所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)伸出到所述安装板(305)一侧，所述第一传动轴(308)一端固设有第一传动轮(318)，所述第二传动轴(310)一端固设有第二传动轮(321)，所述第一传动轮(318)和所述第二传动轮(321)通过传动链(322)连接到双连传动轮(320),所述双连传动轮(320)固定在驱动电机(319)输出轴上。
优选的，还包括固定装置，所述固定装置包括角落支架(302)和电机支架(303)，所述电机支架(303)位于所述角落支架(302)之间，所述角落支架(302)上设置有角落支撑板(304)，所述角落支撑板(304)的数量为4个，两两相对设置，所述角落支撑板(304)支撑所述安装板(305)，所述安装板(305)的数量为2个，相对设置在所述角落支撑板(304)上，所述驱动电机(319)固定在所述电机支架(303)上。
优选的，所述固定装置置于安装坑301内。
优选的，所述减速履带(316)上表面与所述高速公路路面相平齐，所述减速履带(316)上表面设置有若干防滑凸条(317)，所述第一传动轴(308)、所述中间转轴(312)、所述第二传动轴(310)、所述角轴(306)和所述过渡转轴(314)各自相互独立转动且相互之间不发生干涉。
优选的，所述检测装置置于其相对应的所述减速装置前方，所述中央处理器根据所述检测装置获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险为，根据相邻检测装置获取到的前、后车辆的速度值进行判断；当后车速度大于前车速度时，所述中央处理器控制后车对应的减速装置反转，使后车减速。
优选的，所述中央处理器接收所述相邻检测装置获取到的前、后车辆的速度值后，计算后车速度与前车速度的速度差值，所述减速装置反转速度与所述速度差值正相关。
优选的，所述检测装置包括微波测速装置或者雷达测速装置或者激光测速装置。
优选的，所述减速装置和所述检测装置均匀设置在所述高速公路上。
优选的，还包括提示模块，所述中央处理器控制所述提示模块和所述减速装置同时工作。
优选的，所述提示模块包括语音提示模块或者显示提示模块。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：本发明提供的高速公路汽车防追尾自动控制系统，通过检测装置对车辆和车速进行检测，中央处理器根据检测结果控制减速装置工作，当存在追尾风险时，减速装置强制降低后车车辆速度，从而提供给后车司机更多的反应时间和制动时间，大大降低了追尾发生概率。
附图说明
图1是一种高速公路汽车防追尾自动控制系统的框图；
图2是一种高速公路汽车防追尾自动控制系统的减速装置的结构图；
图3是一种高速公路汽车防追尾自动控制系统减速装置的正视图；
图4是一种高速公路汽车防追尾自动控制系统减速装置的局部放大图；
图5是一种高速公路汽车防追尾自动控制系统的安装图。
图中：1-中央处理器、2-检测装置、3-减速装置、301-安装坑、302-角落支架、303-电机支架、304-角落支撑板、305-安装板、306-角轴、307-履带角轮、308-第一传动轴、309-第一传动履带轮、310-第二传动轴、311-第二传动履带轮、312-中间转轴、313-中间转动履带轮、314-过渡转轴、315-过渡履带轮、316-减速履带、317-防滑凸条、318-第一传动轮、319-驱动电机、320-双连传动轮、321-第二传动轮、322-传动链、5-驶离传感器。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
请参考图1，一种高速公路汽车防追尾自动控制系统，包括中央处理器1、检测装置2和减速装置3，所述减速装置3和所述检测装置2数量相同，一一对应地分布在高速公路上，所述检测装置2用于获取车辆速度，所述中央处理器1与所述检测装置2和所述减速装置3进行通信，并根据所述检测装置2获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险；若存在追尾风险，则控制所述减速装置3工作；
其中，减速装置3的结构图参考附图2-4，包括相对设置的安装板(305)，所述安装板上分别安装有第一传动轴(308)、中间转轴(312)、第二传动轴(310)、角轴(306)和过渡转轴(314)，所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)分别与所述安装板(305)上对应的圆孔形成转动配合，所述角轴(306)位于所述安装板(305)上端两个角落上，所述中间转轴(312)位于所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)之间，所述过渡转轴(314)设置在所述安装板(305)上部，所述过渡转轴(314)分别位于所述第一传动轴(308)与所述中间转轴(312)之间、相邻所述中间转轴(312)之间和所述第二传动轴(310)与所述中间转轴(312)之间，所述第一传动轴(308)上固设有第一传动履带轮(309)，所述第二传动轴(310)固设有第二传动履带轮(311)，所述中间转轴(312)上转动设置有中间转动履带轮(313)，所述角轴(306)上转动设置有履带角轮(307)，所述过渡转轴(314)上转动设置有过渡履带轮(315)；所述第一传动履带轮(309)、所述第二传动履带轮(311)、所述中间转动履带轮(313)、所述过渡履带轮(315)和所述履带角轮(307)外部套设有减速履带(316)，所述减速履带(316)内侧齿均与所述第一传动履带轮(309)、所述第二传动履带轮(311)、所述中间转动履带轮(313)和所述履带角轮(307)外圆齿相啮合；所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)伸出到所述安装板(305)一侧，所述第一传动轴(308)一端固设有第一传动轮(318)，所述第二传动轴(310)一端固设有第二传动轮(321)，所述第一传动轮(318)和所述第二传动轮(321)通过传动链(322)连接到双连传动轮(320)，所述双连传动轮(320)固定在驱动电机(319)输出轴上。
该系统的工作过程为，当检测装置获取到前、后车辆的速度值后，将车速发送至中央处理器，中央处理器根据接收到的车速进行追尾风险判断，如果存在追尾风险，中央处理器控制后车所处的减速装置3中的驱动电机319转动，双连传动轮320通过传动链322带动第一传动轮318和第二传动轮321转动，第一传动履带轮309与第二传动履带轮311带动减速履带316转动，转动方向与车辆行驶的方向相反，我们称之为减速装置反转；减速履带316上的防滑凸条317移动，从而对进入减速履带316上的车辆进行减速，降低了后车与前车的相对速度，从而降低追尾概率。当汽车驶离减速履带后，中央处理器1控制减速装置3中的驱动电机319停止转动。
本系统的减速装置3通过第一传动履带轮309和第二传动履带轮311对减速履带316进行传动，中间转动履带轮313对中部的减速履带316提供支撑，设置有履带角轮307，可以保证安装坑301路面与减速履带316上表面进行良好的过渡，不形成较大的凹缺、影响车辆行驶，设置有过渡履带轮315，可以对第一传动履带轮309和中间转动履带轮313之间形成的凹缺、相邻中间转动履带轮313之间形成的凹缺、第二传动履带轮311和中间转动履带轮313之间形成的凹缺进行一个填补，保证减速履带316上表面水平性较好，不存在较大起伏，保证车辆安全减速；本发明结构简单，效果好，运行平稳可靠，减速效果明显，可以进行广泛推广和应用，尤其对于桥梁式高速公路，只需在每段路面浇筑过程中，嵌入1个或多个减速装置，即能有效防止追尾；对于隧道式高速公路，在隧道开挖过程中，只需进一步挖掘嵌入减速装置的安装坑即可；不会给高速公路建设带来过多的设计难点。
在一个具体实施例中，减速装置3的具体安装方式如图5所示，安装坑301底面上设置有角落支架302和电机支架303，电机支架303位于角落支架302之间，角落支架302上设置有角落支撑板304，角落支撑板304的数量为4个，两两相对设置，角落支撑板304上端设置有安装板305，安装板305的数量为2个，相对设置在角落支撑板304上，安装板305上安装有第一传动轴308、中间转轴312、第二传动轴310、角轴306和过渡转轴314，第一传动轴308和第二传动轴310分别与安装板305上对应的圆孔形成转动配合，角轴306位于安装板305上端两个角落上，中间转轴312位于第一传动轴308和第二传动轴310之间，过渡转轴314设置在安装板305上部，过渡转轴314分别位于第一传动轴308与中间转轴312之间、相邻中间转轴312之间和第二传动轴310与中间转轴312之间，第一传动轴308上固设有第一传动履带轮309，第二传动轴310固设有第二传动履带轮311，中间转轴312上转动设置有中间转动履带轮313，角轴306上转动设置有履带角轮307，过渡转轴314上转动设置有过渡履带轮315；所述第一传动履带轮309、第二传动履带轮311、中间转动履带轮313和履带角轮307外部套设有减速履带316，减速履带316内侧齿均与第一传动履带轮309、第二传动履带轮311、中间转动履带轮313和履带角轮307外圆齿相啮合；所述第一传动轴308和第二传动轴310伸出到安装板305一侧，第一传动轴308一端固设有第一传动轮318，第二传动轴310一端固设有第二传动轮321，所述电机支架303上的驱动电机319输出轴上固设有双连传动轮320，双连传动轮320分别与第一传动轮318和第二传动轮321通过传动链322相连接；中央处理器1与驱动电机319电连接；所述减速履带316上表面与高速公路路面相平齐，减速履带316上表面设置有若干防滑凸条317，所述第一传动轴308、中间转轴312、第二传动轴310、角轴306和过渡转轴314各自相互独立转动且相互之间不发生干涉。
本实施例中，如图5所示，箭头方向表示汽车行驶方向，检测装置2置于其相对应的所述减速装置3前方，所述中央处理器1根据所述检测装置2获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险为，根据相邻检测装置(检测装置2和检测装置2’)获取到的前、后车辆的速度值进行判断；当后车速度大于前车速度时，所述中央处理器1控制后车对应的减速装置3反转，使后车减速。本实施例中，在汽车存在追尾风险时，减速装置2主动介入、降低后车的相对速度，大大降低了追尾事故发生的几率。
在一个实施例中，优选的，所述减速装置3的转速可控，具体为根据前后车的速度差值控制所述减速装置的转速。本实施例中，中央处理器接收所述相邻检测装置获取到的前、后车辆的速度值后，计算后车速度与前车速度的速度差值，所述减速装置反转速度与所述速度差值正相关，即后车速度与前车速度差值越大，减速装置反转速度越大，后车相对前车的相对速度越小，追尾风险越低。
需要说明的是，检测装置至少包括2个功能，一是对车辆进行检测，判断是否有车辆欲驶入减速装置；二是对欲驶入减速装置的车辆进行测速。检测装置包括微波测速装置或者雷达测速装置或者激光测速装置，也可以包括其它测速装置，本发明对检测装置的具体实现方式不作限定。
关于高速行车安全，国际上通用“3秒原则”，即，利用前车和后车通过同一位置的时间差确定跟车距离，这3秒钟一般包括人为反应时间1.5秒和制动时长1.5秒，在限速100km/h的高速中，行车安全间距为100m，通过本发明提供的高速公路汽车防追尾自动控制系统，在存在追尾风险时，减速装置反转，使后车减速，给后车司机提供更多的时间进行反应和制动，大大减低了追尾概率。
在一个实施例中，本发明提供的高速公路汽车防追尾自动控制系统运用在限速100km/h的隧道或危险路段中，假设该隧道或路段长度为S，在该长度上等间距地安装N个检测装置和减速装置，中央处理器只要能实现根据前后车速度控制减速装置工作即可，可以该隧道或路段共用一个，也可以两两共用一个，本发明对此不作限定。本实施例中，假设共有N个检测装置(T1、T2……TN，编号沿车辆行驶方向依次递增)、N个减速装置和一个中央处理器，N个检测装置将车道长度S等分为N-1段，每段长度为L＝S/(N-1)，本实施例中，L为安全行车间距100m，在检测装置后方设置有相应的减速装置(D1、D2……DN)。本实例中，系统按设定的采样周期，周期性地工作。在某个采样周期时，关注第k(2≤k≤N)个检测装置Tk、以及第(k-1)个检测装置Tk-1获取到的车辆情况，若这2个检测装置都检测到有车辆，则分别测出车辆的当前车速，记Tk获取到的车辆速度为Vk、Tk-1读取到的车辆速度为Vk-1，Tk、Tk-1分别将Vk、Vk-1发送给中央控制器，中央控制器计算2个速度的差值，得到ΔV＝Vk-Vk-1；
若ΔV<0，即Vk<Vk-1，中央控制器令主动式减速装置Dk-1反转，从而降低Dk-1处车辆的速度，在下一个采样周期，再次判断，若发现还是有ΔV<0，则提高Dk-1反转的速度；若发现不再满足ΔV<0(即ΔV≥0)，则控制减速装置Dk-1停止工作，不再反转。
在另一个实施例中，为了确定减速装置工作的停止条件，设置驶离传感器5，驶离传感器5与中央传感器相互通信，当驶离传感器5检测到车辆已经驶离减速装置后，中央处理器控制减速装置停止工作；驶离传感器可以是压力传感器或者地磁传感器。
优选的，在上述实施例中，除了利用减速装置主动对车辆进行降速，还包括提示模块，中央处理器控制所述提示模块和所述减速装置同时工作，即强制给车辆减速的同时也提醒司机存在追尾风险，从而提供双重降低追尾风险的方式，减速装置对车辆进行减速后，司机能更为精确的获取提示模块发出的提示信息。在一个实施例中，提示模块包括语音提示模块或者显示提示模块，减速装置对车辆进行减速后，司机更容易看到显示提示模块发出的提示或者更容易听到语音提示模块发出的提示，进一步降低了追尾发生风险。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速公路汽车防追尾自动控制系统，包括检测装置、中央处理器，其特征在于还包括减速装置，所述减速装置和所述检测装置数量相同，一一对应地分布在高速公路上，所述检测装置用于获取车辆速度，所述中央处理器与所述检测装置和所述减速装置进行通信，并根据所述检测装置获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险；若存在追尾风险，则控制所述减速装置工作；
其中所述减速装置包括相对设置的安装板(305)，所述安装板上分别安装有第一传动轴(308)、中间转轴(312)、第二传动轴(310)、角轴(306)和过渡转轴(314)，所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)分别与所述安装板(305)上对应的圆孔形成转动配合，所述角轴(306)位于所述安装板(305)上端两个角落上，所述中间转轴(312)位于所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)之间，所述过渡转轴(314)设置在所述安装板(305)上部，所述过渡转轴(314)分别位于所述第一传动轴(308)与所述中间转轴(312)之间、相邻所述中间转轴(312)之间和所述第二传动轴(310)与所述中间转轴(312)之间，所述第一传动轴(308)上固设有第一传动履带轮(309)，所述第二传动轴(310)固设有第二传动履带轮(311)，所述中间转轴(312)上转动设置有中间转动履带轮(313)，所述角轴(306)上转动设置有履带角轮(307)，所述过渡转轴(314)上转动设置有过渡履带轮(315)；所述第一传动履带轮(309)、所述第二传动履带轮(311)、所述中间转动履带轮(313)和所述履带角轮(307)外部套设有减速履带(316)，所述减速履带(316)内侧齿均与所述第一传动履带轮(309)、所述第二传动履带轮(311)、所述中间转动履带轮(313)、所述过渡履带轮(315)和所述履带角轮(307)外圆齿相啮合；所述第一传动轴(308)和所述第二传动轴(310)伸出到所述安装板(305)一侧，所述第一传动轴(308)一端固设有第一传动轮(318)，所述第二传动轴(310)一端固设有第二传动轮(321)，所述第一传动轮(318)和所述第二传动轮(321)通过传动链(322)连接到双连传动轮(320),所述双连传动轮(320)固定在驱动电机(319)输出轴上。
2.根据权利要求1所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，还包括固定装置，所述固定装置包括角落支架(302)和电机支架(303)，所述电机支架(303)位于所述角落支架(302)之间，所述角落支架(302)上设置有角落支撑板(304)，所述角落支撑板(304)的数量为4个，两两相对设置，所述角落支撑板(304)支撑所述安装板(305)，所述安装板(305)的数量为2个，相对设置在所述角落支撑板(304)上，所述驱动电机(319)固定在所述电机支架(303)上。
3.根据权利要求2所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述固定装置置于安装坑301内。
4.根据权利要求3所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述减速履带(316)上表面与所述高速公路路面相平齐，所述减速履带(316)上表面设置有若干防滑凸条(317)，所述第一传动轴(308)、所述中间转轴(312)、所述第二传动轴(310)、所述角轴(306)和所述过渡转轴(314)相互独立转动且相互之间不发生干涉。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述检测装置置于其相对应的所述减速装置前方，所述中央处理器根据所述检测装置获取到的车辆速度值判断车辆是否存在追尾风险为，根据相邻检测装置获取到的前、后车辆的速度值进行判断；当后车速度大于前车速度时，所述中央处理器控制所述后车对应的减速装置反转，使后车减速。
6.根据权利要求5所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述中央处理器接收所述相邻检测装置获取到的前、后车辆的速度值后，计算后车速度与前车速度的速度差值，所述减速装置反转速度与所述速度差值正相关。
7.根据权利要求6所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述检测装置包括微波测速装置或者雷达测速装置或者激光测速装置。
8.根据权利要求7所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述减速装置和所述检测装置均匀设置在所述高速公路上。
9.根据权利要求8所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，还包括提示模块，所述中央处理器控制所述提示模块和所述减速装置同时工作。
10.根据权利要求9所述的高速公路汽车防追尾自动控制系统，其特征在于，所述提示模块包括语音提示模块或者显示提示模块。
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