CN109024389B - 基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，主要涉及信息技术和交通技术领域。包括潮汐车道，道路通行方向可变；监控系统，所述监控系统包括现场检测部分和网络数据部分，通过现场检测部分和网络数据部分获得的道路交通数据均反馈至控制系统；隔离系统，具有能够在潮汐车道两侧行车线之间移动位置的隔离结构；控制系统，设置基站，对一个或多个潮汐车道的隔离系统进行控制，所述控制系统包括电源模块、PLC模块、无线通信模块、手动控制模块，一旦拥堵状况超过预定的上限阀值，即启动自动变道操作，或手动控制操作。本发明的有益效果在于：将会显著的提高变道的及时性、安全性，使交通管理更加顺畅高效。

Description

基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统

技术领域

本发明涉及信息技术和交通技术领域，具体是基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统。

背景技术

许多的双向隧道在使用中，随着使用时间段的不同，在单侧的行使方向的交通流量存在明显的规律。例如每天早晨进城方向交通流量大，反向流量小；而晚上则是出城方向的流量大。这种集中的交通流量情况给道路带来了极大的压力，经常是造成交通拥堵的主要原因。如果能够根据这种随时间段行使方向和流量之间的明显规律，结合大数据等信息技术实现对交通行驶方向的适应性控制，将会给解决这种交通问题提供极好的思路。

然而，在单洞双向隧道中，仅仅使用交通指示牌指示，配合道路交通规定进行管理控制，是非常危险的，因为隧道中的可见度相比户外差，且为封闭的行驶路线，一方面容易发生交通事故，另一方面一旦发生事故，在封闭的环境内很容易发生事故的二次扩大，以及难以疏散和解决的情况。故在双向隧道内进行潮汐变道控制，必须保证变道前后相向行驶的车辆的行驶安全，提高车道行驶方向的易于分辨性，加强对向车道之间的隔离效果，并要注意变道过程中的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，它将会显著的提高变道的及时性、安全性，解决因早晚车流量压力方向不同而造成的交通拥堵问题，使交通管理更加顺畅高效。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，包括：

潮汐车道，所述潮汐车道为设置于隧道内双向车道之间的可变车道，所述潮汐车道的道路通行方向可变；

监控系统，所述监控系统包括现场检测部分和网络数据部分，

所述网络数据部分通过互联网无线通讯技术，对基于GPRS网络获得的潮汐车道及附近的交通道路情况信息，进行数据接入和实时更新，

所述现场检测部分包括多个安装在潮汐车道所在路段上的流量检测器和测速仪，所述流量检测器用于监测潮汐车道所在路段的车流量，所述测速仪用于检测潮汐车道所在路段的车速，

通过现场检测部分和网络数据部分获得的道路交通数据均反馈至控制系统；

隔离系统，所述隔离系统包括固定顶架、轨道架、直线滑轨、丝杠、滑台、套座、插板、插杆、限位架、立柱、适应支杆、角轮、隔离带、拦挡杆，所述固定顶架为与隧道洞顶顶壁相适应的弧形架，所述固定顶架用于沿隧道延伸方向固定安装在隧道顶壁，所述轨道架固定在固定顶架上，所述直线滑轨和丝杠均安装在轨道架的首尾两端，所述直线滑轨和丝杠的长度方向与潮汐车道的宽度方向相对应，所述直线滑轨上设有与其相配合的滑块，所述丝杠通过电机驱动且设有与其相配合的丝母，同一端的所述滑块和丝母均固定在滑台上，所述套座的顶端固定在滑台上，所述套座为底端开口的管型筒座，所述套座的侧壁上前后对称的设有条形口，所述插板与套座的内腔相适应，所述插板能够插入套座内，所述插杆的顶端固定在插板底面上，所述限位架对称的铰接在插杆的顶端，所述限位架与插杆之间安装有扭簧，所述限位架为H型，所述限位架的外端设有滚轮，所述插板的底面上设有能够使限位架相对插杆的展开角度不大于90度的垫块，所述立柱的顶端固定在插杆的底端，所述适应支杆的顶部与立柱的底部滑动连接，且二者之间安装有直线弹簧，所述角轮安装在适应支杆的底端，所述隔离带设置于两端的所述立柱之间，所述拦挡杆的一端铰接在立柱上，所述拦挡杆的转动通过电力驱动，所述拦挡杆上安装有红色交通指示灯，

所述轨道架的轴线处沿长度方向安装有多个距离传感器或摄像头，用于检测潮汐车道上是否存在车辆，并将数据反馈至控制系统；

控制系统，设置基站，对一个或多个潮汐车道的隔离系统进行控制，所述控制系统包括电源模块、PLC模块、无线通信模块、手动控制模块，

所述PLC模块用于对监控系统获得的道路交通数据进行处理，获得潮汐车道及附近路段的车流量及平均车速，对交通拥堵状况进行判断，一旦拥堵状况超过预定的上限阀值，即启动自动变道操作，变道步骤包括：

(1.1)通过PLC判断需要启动变道操作后，启动变道前潮汐车道入口一端的拦挡杆上的红色信号灯，并使此拦挡杆自竖直方向转动为能够拦住车辆驶入潮汐车道的水平方向，对驶入车辆进行管制；

(1.2)通过PLC对距离传感器或摄像头获取的信息进行处理，判断潮汐车道上是否还行使有车辆，当判断潮汐车道上无车辆后，启动丝杠转动，使隔离系统平移，同时启动拦挡杆自水平方向转动为竖直方向，并拢到立柱上，此时红色交通信号灯保持通路；

(1.3)隔离系统移动到潮汐车道的另一侧行车线上后，红色信号灯断路，丝杠停止转动，变道操作结束。

所述手动控制模块用于人工控制变道操作，变道步骤包括：

(2.1)观察道路交通情况，当需要进行变道操作时，启动变道前潮汐车道入口一端的拦挡杆上的红色信号灯，并使此拦挡杆自竖直方向转动为能够拦住车辆驶入潮汐车道的水平方向，对驶入车辆进行管制；

(2.2)确定潮汐车道上无车辆后，启动丝杠转动，使隔离系统平移，同时启动拦挡杆自水平方向转动为竖直方向，并拢到立柱上，此时红色交通信号灯保持通路；

(2.3)隔离系统移动到潮汐车道的另一侧行车线上后，红色信号灯断路，丝杠停止转动，变道操作结束。

所述隔离带包括网架、柔性警戒带、护栏中的一种。

所述隔离带包括安装架、边隔离带、连接隔离带，所述安装架用于固定安装在立柱上，所述安装架上沿高度方向设有若干个插套，所述插套为沿高度方向延伸的圆管形，所述边隔离带的一端设有倒L形插销，所述插销与插套相配合使用，所述连接隔离带的首尾分别与同侧的边隔离带滑动连接。

所述立柱内沿其长度方向设有减重孔和插槽，所述插槽居中设置且用于使适应支杆插入，且所述适应支杆能够在插槽内上下滑动，所述直线弹簧安装在适应支杆与插槽之间，所述减重孔沿插槽中心对称分布。

所述插板与插杆之间设有加强筋。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

本系统适用于单洞双向隧道的潮汐车道变道管理。通过监控系统，基于大数据的支持以及现场监控下，能够随时获得隧道内及周围的道路交通情况，准确判断和启动变道操作，并能够为进一步的研究道路交通规律提供基础数据，通过足够的信息积累，能够形成针对此路段的预案，进一步提高交通管理水平。所受控制系统，能够根据监控系统输入的交通信息情况进行判断，有序、安全、及时的启动变道操作。变道操作前先启动红色信号灯，禁止车辆通行，并通过拦挡杆将即将驶入的车辆拦下，避免即将变道的潮汐车道再驶入车辆。通过判断潮汐车道上没车后，即将隔离系统从潮汐车道的一侧沿着直线滑轨移动到潮汐车道的另一侧，确保变道前及变道中潮汐车道上无人无车，保证变道安全。且通过控制系统实时判断，能及时快速的做出反应，避免人为控制时的滞后问题。通过隔离系统，能够对来往车辆提供显著的隔离警示，让驾驶员一眼就能够明确道路的行驶方向，有效分隔对向行驶车辆，保证隧道行车安全。

总之，使用本系统进行交通控制，将会显著的提高变道的及时性、安全性，解决因早晚车流量压力方向不同而造成的交通拥堵问题。同时可摆脱人工的控制，解决了先拥堵、报警、再处理的滞后问题，使交通管理更加顺畅高效。

附图说明

附图1是本发明隔离系统的俯视角度结构示意图。

附图2是本发明隔离系统的仰视角度的结构示意图。

附图3是本发明隔离系统的侧视图。

附图4是本发明实施例隔离柱总成的示意图。

附图5是本发明附图4的主视图。

附图6是本发明附图5的B-B剖视图。

附图7是本发明附图5的C-C剖视图。

附图中所示标号：

1、固定顶架；2、轨道架；3、直线滑轨；4、丝杠；5、滑台；6、套座；7、条形口；8、插板；9、插杆；10、限位架；11、立柱；12、适应支杆；13、角轮；14、拦挡杆；15、滚轮；16、垫块；17、红色交通指示灯；18、安装架；19、边隔离带；20、连接隔离带；21、插套；22、插销；23、减重孔；24、插槽；25、加强筋。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

实施例：基于计算机信息技术控制的隧道双洞潮汐车道管控系统，包括：

潮汐车道，所述潮汐车道为设置于隧道内双向车道之间的可变车道，所述潮汐车道的道路通行方向可变；

监控系统，所述监控系统包括现场检测部分和网络数据部分，

所述网络数据部分通过互联网无线通讯技术，对基于GPRS网络获得的潮汐车道及附近的交通道路情况信息，进行数据接入和实时更新，

所述现场检测部分包括多个安装在潮汐车道所在路段上的流量检测器和测速仪，所述流量检测器用于监测潮汐车道所在路段的车流量，所述测速仪用于检测潮汐车道所在路段的车速，

通过现场检测部分和网络数据部分获得的道路交通数据均反馈至控制系统；

隔离系统，所述隔离系统包括固定顶架1、轨道架2、直线滑轨3、丝杠4、滑台5、套座6、插板8、插杆9、限位架10、立柱11、适应支杆12、角轮13、隔离带、拦挡杆14，所述固定顶架1为与隧道洞顶顶壁相适应的弧形架，所述固定顶架1用于沿隧道延伸方向固定安装在隧道顶壁，用于较好的固定，所述轨道架2固定在固定顶架1上，所述直线滑轨3和丝杠4均安装在轨道架2的首尾两端，所述直线滑轨和丝杠4的长度方向与潮汐车道的宽度方向相对应，为隔离装置的左右移动约束行程轨迹，所述直线滑轨上设有与其相配合的滑块，所述丝杠4通过电机驱动且设有与其相配合的丝母，同一端的所述滑块和丝母均固定在滑台5上，所述套座6的顶端固定在滑台5上，所述套座6为底端开口的管型筒座，所述套座6的侧壁上前后对称的设有条形口7，所述插板8与套座6的内腔相适应，所述插板8能够插入套座6内，所述插杆9的顶端固定在插板8底面上，所述插板8与插杆9之间设有加强筋25，所述限位架10对称的铰接在插杆9的顶端，所述限位架10为H型，所述限位架10与插杆9之间安装有扭簧，所述扭簧用于使限位架10展开为水平，所述限位架10的外端设有滚轮15，方便在限位架10插入套座6时减小阻力，方便人们操作。所述插板8的底面上设有能够使限位架10相对插杆9的展开角度不大于90度的垫块16，使限位架10不能够上翻，而最多保持在平展的状态，所述立柱11的顶端固定在插杆9的底端，所述适应支杆12的顶部与立柱11的底部滑动连接，且二者之间安装有直线弹簧，所述立柱11内沿其长度方向设有减重孔23和插槽24，所述插槽24居中设置且用于使适应支杆12插入，且所述适应支杆12能够在插槽24内上下滑动，所述直线弹簧安装在适应支杆12与插槽24之间，所述减重孔23沿插槽24中心对称分布。有利于减轻配种，保持装置的稳定性。所述角轮13安装在适应支杆12的底端，所述隔离带设置于两端的所述立柱11之间，所述隔离带包括安装架18、边隔离带19、连接隔离带20，所述安装架18用于固定安装在立柱11上，所述安装架18上沿高度方向设有若干个插套21，所述插套21为沿高度方向延伸的圆管形，所述边隔离带19的一端设有倒L形插销22，所述插销22的销头为圆柱形，所述插销22与插套21相配合使用，所述变隔离带设有三个隔离板，所述隔离板上刷有反光图层和反光标识，用于隧道内反光提醒和提示行驶路线，所述连接隔离带20的首尾分别与同侧的边隔离带19滑动连接。所述连接隔离带20为与变隔离带的隔离板相适应的套壳，所述连接隔离带20的两端分别套在同侧的隔离板上，所述连接隔离带20上分布有格栅孔，用于减重，并能够清楚的了解边隔离带19的位置关系。

结合上述结构，使得本装置具有方便拆装的优势。由于所有交通设施一方面长期暴露在户外，且结合交通事故的影响，使得交通设施要考虑方便维护的情况。不能存在设备安装好后，因为某交通事故，或设备损坏，成了鸡肋，反而影响交通。故通本设计采用快速拆装的方式：

其中，套座6固定在滑台5上，形成对整个隔离组件的左右移动控制，由于贴近隧道顶部，日晒雨淋的影响极少，且不直接面对交通事故，且考虑到整个装置的稳定性和牢固性，套座6与轨道架2、固定顶架1、丝杠4、直线滑轨3一同安装在隧道顶部，平时不拆卸。

插板8、限位架10、插杆9、立柱11、适应支杆12和角轮13组成一个单独的组件，为隔离柱总成。安装时先下压立柱11，使插板8插入套座6，此时限位架10收到套座6侧壁向下的压迫收起，一起进入套座6。转动立柱11使限位架10自条形口7穿出即可安装完成。拆卸时将立柱11上提，使限位架10收起后再转动到无条形口7的位置，将其取下即可。拆装非常的便捷，且连接稳定，特别适用于本方案。所述适应支杆12既能够方便安装和拆卸过程，又能够适应移动中底面的起伏变化，设计非常合理。

同理下面的关于隔离带的设计，也是基于上述情况，根据现场情况，隔离带也可以使用常见的可伸缩的柔性隔离带，造价成本低廉。本方案中为了对轻微事故进行安全遮挡和隔离，优选使用固定结构的隔离总成。同时也兼顾的安装的便利性。将隔离柱总成插装到套筒内后，将边隔离带19的插销22插入插套21中，即可完成边隔离带19的固定，然后再将用于连接二者的连接隔离带20套在二者中间，并利用常见的固定方式进行固定即可，也可使其在两头的边隔离带19之间具有一定的活动量，有利于实现变道时的轻微差异。同时，由于插销22和插套21也为圆形截面，具有一定的铰接适应能力，不但方便安装和拆卸时调整边隔离架的角度，方便套入连接隔离带20，还有利于适应变道时的轻微差异。

所述拦挡杆14的一端铰接在立柱11上，所述拦挡杆14的转动通过电力驱动，所述拦挡杆14上安装有红色交通指示灯17，

所述轨道架2的轴线处沿长度方向安装有多个摄像头，用于检测潮汐车道上是否存在车辆，并将数据反馈至控制系统；

控制系统，设置基站，对一个或多个潮汐车道的隔离系统进行控制，所述控制系统包括电源模块、PLC模块、无线通信模块、手动控制模块、显示模块(显示器，用于人工监控查看)，

所述PLC模块用于对监控系统获得的道路交通数据进行处理，获得潮汐车道及附近路段的车流量及平均车速，对交通拥堵状况进行判断，一旦拥堵状况超过预定的上限阀值，即启动自动变道操作，变道步骤包括：

(1.1)通过PLC判断需要启动变道操作后，启动变道前潮汐车道入口一端的拦挡杆14上的红色信号灯，并使此拦挡杆14自竖直方向转动为能够拦住车辆驶入潮汐车道的水平方向，对驶入车辆进行管制；

(1.2)通过PLC对距离传感器或摄像头获取的信息进行处理，判断潮汐车道上是否还行使有车辆，当判断潮汐车道上无车辆后，启动丝杠4转动，使隔离系统平移，同时启动拦挡杆14自水平方向转动为竖直方向，并拢到立柱11上，此时红色交通信号灯保持通路；

(1.3)隔离系统移动到潮汐车道的另一侧行车线上后，红色信号灯断路，丝杠4停止转动，变道操作结束。

所述手动控制模块用于人工控制变道操作，变道步骤包括：

(2.1)观察道路交通情况，当需要进行变道操作时，启动变道前潮汐车道入口一端的拦挡杆14上的红色信号灯，并使此拦挡杆14自竖直方向转动为能够拦住车辆驶入潮汐车道的水平方向，对驶入车辆进行管制；

(2.2)确定潮汐车道上无车辆后，启动丝杠4转动，使隔离系统平移，同时启动拦挡杆14自水平方向转动为竖直方向，并拢到立柱11上，此时红色交通信号灯保持通路；

(2.3)隔离系统移动到潮汐车道的另一侧行车线上后，红色信号灯断路，丝杠4停止转动，变道操作结束。

Claims (4)

1.基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，其特征在于，包括：

潮汐车道，所述潮汐车道为设置于隧道内双向车道之间的可变车道，所述潮汐车道的道路通行方向可变；

监控系统，所述监控系统包括现场检测部分和网络数据部分，

所述网络数据部分通过互联网无线通讯技术，对基于GPRS网络获得的潮汐车道及附近的交通道路情况信息，进行数据接入和实时更新，

所述现场检测部分包括多个安装在潮汐车道所在路段上的流量检测器和测速仪，所述流量检测器用于监测潮汐车道所在路段的车流量，所述测速仪用于检测潮汐车道所在路段的车速，

通过现场检测部分和网络数据部分获得的道路交通数据均反馈至控制系统；

隔离系统，所述隔离系统包括固定顶架、轨道架、直线滑轨、丝杠、滑台、套座、插板、插杆、限位架、立柱、适应支杆、角轮、隔离带、拦挡杆，所述固定顶架为与隧道洞顶顶壁相适应的弧形架，所述固定顶架用于沿隧道延伸方向固定安装在隧道顶壁，所述轨道架固定在固定顶架上，所述直线滑轨和丝杠均安装在轨道架的首尾两端，所述直线滑轨和丝杠的长度方向与潮汐车道的宽度方向相对应，所述直线滑轨上设有与其相配合的滑块，所述丝杠通过电机驱动且设有与其相配合的丝母，同一端的所述滑块和丝母均固定在滑台上，所述套座的顶端固定在滑台上，所述套座为底端开口的管型筒座，所述套座的侧壁上前后对称的设有条形口，所述插板与套座的内腔相适应，所述插板能够插入套座内，所述插杆的顶端固定在插板底面上，所述限位架对称的铰接在插杆的顶端，所述限位架为H型，所述限位架与插杆之间安装有扭簧，所述限位架的外端设有滚轮，所述插板的底面上设有能够使限位架相对插杆的展开角度不大于90度的垫块，所述立柱的顶端固定在插杆的底端，所述适应支杆的顶部与立柱的底部滑动连接，且二者之间安装有直线弹簧，所述角轮安装在适应支杆的底端，所述隔离带设置于两端的所述立柱之间，所述拦挡杆的一端铰接在立柱上，所述拦挡杆的转动通过电力驱动，所述拦挡杆上安装有红色交通指示灯，

所述轨道架的轴线处沿长度方向安装有多个距离传感器或摄像头，用于检测潮汐车道上是否存在车辆，并将数据反馈至控制系统；

控制系统，设置基站，对一个或多个潮汐车道的隔离系统进行控制，所述控制系统包括电源模块、PLC模块、无线通信模块、手动控制模块，

所述PLC模块用于对监控系统获得的道路交通数据进行处理，获得潮汐车道及附近路段的车流量及平均车速，对交通拥堵状况进行判断，一旦拥堵状况超过预定的上限阀值，即启动自动变道操作，变道步骤包括：

(1.1)通过PLC判断需要启动变道操作后，启动变道前潮汐车道入口一端的拦挡杆上的红色信号灯，并使此拦挡杆自竖直方向转动为能够拦住车辆驶入潮汐车道的水平方向，对驶入车辆进行管制；

(1.2)通过PLC对距离传感器或摄像头获取的信息进行处理，判断潮汐车道上是否还行使有车辆，当判断潮汐车道上无车辆后，启动丝杠转动，使隔离系统平移，同时启动拦挡杆自水平方向转动为竖直方向，并拢到立柱上，此时红色交通信号灯保持通路；

(1.3)隔离系统移动到潮汐车道的另一侧行车线上后，红色信号灯断路，丝杠停止转动，变道操作结束；

所述手动控制模块用于人工控制变道操作，变道步骤包括：

(2.1)观察道路交通情况，当需要进行变道操作时，启动变道前潮汐车道入口一端的拦挡杆上的红色信号灯，并使此拦挡杆自竖直方向转动为能够拦住车辆驶入潮汐车道的水平方向，对驶入车辆进行管制；

(2.2)确定潮汐车道上无车辆后，启动丝杠转动，使隔离系统平移，同时启动拦挡杆自水平方向转动为竖直方向，并拢到立柱上，此时红色交通信号灯保持通路；

(2.3)隔离系统移动到潮汐车道的另一侧行车线上后，红色信号灯断路，丝杠停止转动，变道操作结束。

2.根据权利要求1所述基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，其特征在于：所述隔离带包括网架、柔性警戒带、护栏中的一种。

3.根据权利要求1所述基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，其特征在于：所述隔离带包括安装架、边隔离带、连接隔离带，所述安装架用于固定安装在立柱上，所述安装架上沿高度方向设有若干个插套，所述插套为沿高度方向延伸的圆管形，所述边隔离带的一端设有倒L形插销，所述插销与插套相配合使用，所述连接隔离带的首尾分别与同侧的边隔离带滑动连接。

4.根据权利要求1所述基于计算机信息技术控制的隧道双线潮汐车道管控系统，其特征在于：所述立柱内沿其长度方向设有减重孔和插槽，所述插槽居中设置且用于使适应支杆插入，且所述适应支杆能够在插槽内上下滑动，所述直线弹簧安装在适应支杆与插槽之间，所述减重孔沿插槽中心对称分布。

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