CN112942169A - 道路养护作业声光警示系统及方法 - Google Patents

道路养护作业声光警示系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路养护作业声光智能警示系统及方法，所述系统包括声光报警防撞桩和车辆探测器。当公路道路养护人员对道路进行养护时，在养护区域布置声光报警防撞桩和车辆探测器，当有车辆高速行驶接近探测器时，离车辆最近的探测器会发出报警信号，声光报警桩会启动并报警，当车辆离施工区域越近时，声光报警桩会以高频率声光报警提醒施工区域人员“有车辆驶过注意安全”，当车辆逐渐远去时，声光报警会逐渐减低。这样可以有效的提示养护人员注意安全及驾驶员减速慢行，避免了交通事故的发生。

Description

道路养护作业声光警示系统及方法
技术领域
本发明涉及道路养护技术领域，尤其涉及一种道路养护作业声光警示系统及方法。
背景技术
目前，公路隧道进行养护作业时，由于照明昏暗、地理环境等因素，养护人员的工作环境时刻存在危险，传统的方式是在养护作业前后方摆放带有反光标的防撞桩，反光标能起到提醒驾驶员前方谨慎驾驶的作用，但是却无法对作业人员起到提示作用，当作业人员意识到有车时，车辆已经很近了，如果作业不当，惨剧的发生就无法避免了。
因此，亟需一种新的道路养护作业声光警示系统及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种道路养护作业声光警示系统，其特征在于：所述系统包括若干个车辆探测器、若干个声光报警防撞柱和控制单元，所述车辆探测器用于探测目标区域道路沿线是否有车辆经过并将探测信息发送至控制单元，所述控制单元用于接收所述车辆探测器的信息并根据所述信息来控制声光报警防撞柱的工作状态；
所述车辆探测器设置于目标工作区域的道路沿线上用于感应是否有车辆经过，所述车辆探测器沿道路沿线按预设的间隔设置，所述声光报警防撞柱按照预设间距设置于目标区域边界处。
进一步，所述车辆探测器包括6个车辆探测器，分别是车辆探测器1、车辆探测器2、车辆探测器3、车辆探测器4、车辆探测器5和车辆探测器6，车辆探测器1设置于来车方向距离目标区域3倍预设距离的道路边，车辆探测器2设置于来车方向距离目标区域2倍预设距离的道路边，车辆探测器3设置于来车方向距离目标区域1倍预设距离的道路边，车辆探测器4设置于车辆驶离目标区域方向1倍预设距离的道路边，车辆探测器5设置于车辆驶离目标区域方向2倍预设距离的道路边，车辆探测器6设置于车辆驶离目标区域方向3倍预设距离的道路边。
进一步，所述控制单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三级管Q1、三级管Q2、三级管Q3、三级管Q4、三级管Q5、三级管Q6、三级管Q7、晶闸管SCR1、晶闸管SCR2、晶闸管SCR3、电容C1和光耦G1；
三极管Q1的集电极与电源连接，三极管Q1的发射极与声光报警防撞柱的蜂鸣器的电源端连接，三极管Q1的发射极与声光报警防撞柱的发光二极管LED1的阳极连接，蜂鸣器的接地端经电阻R1与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C1的一端与电阻R2和电容C2的集电极的公共连接点连接，电容C1的另一端接地，发光二极管LED1的阴极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极经电阻R6接地，三极管Q3的基极与电容C1和电阻R2的公共连接端连接，三极管Q2的基极与电阻R6和三极管Q3的发射极的公共连接点连接，晶闸管SCR1的阳极与电源连接，晶闸管SCR1的阴极与三极管Q1的基极连接，晶闸管SCR1的门极与车辆探测器1的输出端连接，三极管Q6的发射极与电阻R2和电阻R3的公共连接点连接，三极管Q6的集电极与晶闸管SCR2的阳极连接，晶闸管SCR2的阴极与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与电阻R2和电阻R3的公共连接点连接，三极管Q4的发射极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q6的基极与车辆探测器4的输出端连接，晶闸管SCR2的门极与车辆探测器2的输出端连接，三极管Q7的发射极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q7的集电极与晶闸管SCR3的阳极连接，三极管Q7的基极与车辆探测器5的输出端连接，晶闸管SCR3的阴极与三极管Q5的基极连接，晶闸管SCR3的门极与车辆探测器3的输出端连接，三极管Q5的集电极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q5的发射极接地，光耦G1的三极管集电极与电源连接，光耦G1的三极管的发射极接地，光耦G1的发光二极管的阳极与车辆探测器6的输出端连接，光耦G1的发光二极管的阴极接地。
进一步，所述三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5为NPN型三极管，所述三极管Q2、三极管Q6和三极管Q7为PNP型三极管。
进一步，所述目标区域表示道路养护作业区域。
相应地，本申请还提供一种道路养护作业声光警示方法，所述方法适用于权利要求1-5任一所述系统，其特征在于：
在目标区域边界设置声光报警防撞柱；
在目标区域来车方向和车俩驶离方向设置车辆探测器；
将车辆探测器的输出端接入控制单元，同时将控制单元的输出端于上光报警防撞柱连接；
将控制单元、车辆探测器和声光报警防撞柱连接电源。
本发明的有益技术效果：本申请对道路来车进行实时监测，当车辆高速通过声光报警桩时，声光报警将由缓变急，当车辆驶离时，声光报警将由急变缓，与传统的带有反光标的防撞桩相比，提高了警示作用，降低了作业人员的危险系数。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的电路原理结构示意图。
图1中1-车辆、2-声光报警防撞柱、3-车辆探测器1、4-车辆探测器2、5-车辆探测器3、6-车辆探测器4、7-车辆探测器5、8-车辆探测器6和9-目标工作区域。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明：
本发明提供一种道路养护作业声光警示系统，其特征在于：如图1所示，在本实施例中，箭头所指的方向为行车方向的一个实施例，所述系统包括若干个车辆探测器、若干个声光报警防撞柱和控制单元，所述车辆探测器用于探测目标区域道路沿线是否有车辆经过并将探测信息发送至控制单元，所述控制单元用于接收所述车辆探测器的信息并根据所述信息来控制声光报警防撞柱的工作状态；
所述车辆探测器设置于目标工作区域的道路沿线上用于感应是否有车辆经过，所述车辆探测器沿道路沿线按预设的间隔设置，所述声光报警防撞柱按照预设间距设置于目标区域边界处。所述声光报警防撞柱的预设距离为10米-20米，本领域技术人员可根据实际需要来选择合适的距离。
所述目标区域表示道路养护作业区域。道路养护作业声光智能警示系统包括声光报警防撞桩、车辆探测器组成和控制单元，系统布设简单，仅需在施工区域周边设置声光报警防撞桩，所述声光报警防撞柱和车辆探测器采用现有产品，如感应线圈探测器，或者红外探测器，本领域技术人员可根据工程实际需要来选购。车辆探测器用于主动识别行进车辆，并将来车报警信号通过各级探测器传输至控制单元，并由控制单元控制智能声光报警防撞桩的工作状态，最终由智能声光报警防撞桩进行报警。
上述技术方案对道路来车进行实时监测，当车辆高速通过声光报警桩时，声光报警将由缓变急，当车辆驶离时，声光报警将由急变缓，与传统的带有反光标的防撞桩相比，提高了警示作用，降低了作业人员的危险系数。
在本实施例中，选用的声光报警防撞桩每次使用后可以及时充电，在使用过程中可以实时查询报警桩电量。
在本实施例中，所述车辆探测器包括6个车辆探测器，分别是车辆探测器1、车辆探测器2、车辆探测器3、车辆探测器4、车辆探测器5和车辆探测器6，车辆探测器1设置于来车方向距离目标区域3倍预设距离的道路边，车辆探测器2设置于来车方向距离目标区域2倍预设距离的道路边，车辆探测器3设置于来车方向距离目标区域1倍预设距离的道路边，车辆探测器4设置于车辆驶离目标区域方向1倍预设距离的道路边，车辆探测器5设置于车辆驶离目标区域方向2倍预设距离的道路边，车辆探测器6设置于车辆驶离目标区域方向3倍预设距离的道路边。所述预设距离为200米。上述技术方案用于探测道路沿线的来车和车辆驶离的实时状态，并经实时状态信息传输至控制单元。
在本实施例中，如图2所示，所述控制单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三级管Q1、三级管Q2、三级管Q3、三级管Q4、三级管Q5、三级管Q6、三级管Q7、晶闸管SCR1、晶闸管SCR2、晶闸管SCR3、电容C1和光耦G1；其中，K1表示车辆探测器1的输出端，K2表示车辆探测器2的输出端，K3表示车辆探测器3的输出端，K4表示车辆探测器4的输出端，K5表示车辆探测器5的输出端，K6表示车辆探测器6的输出端。
三极管Q1的集电极与电源连接，三极管Q1的发射极与声光报警防撞柱的蜂鸣器的电源端连接，三极管Q1的发射极与声光报警防撞柱的发光二极管LED1的阳极连接，蜂鸣器的接地端经电阻R1与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C1的一端与电阻R2和电容C2的集电极的公共连接点连接，电容C1的另一端接地，发光二极管LED1的阴极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极经电阻R6接地，三极管Q3的基极与电容C1和电阻R2的公共连接端连接，三极管Q2的基极与电阻R6和三极管Q3的发射极的公共连接点连接，晶闸管SCR1的阳极与电源连接，晶闸管SCR1的阴极与三极管Q1的基极连接，晶闸管SCR1的门极与车辆探测器1的输出端连接，三极管Q6的发射极与电阻R2和电阻R3的公共连接点连接，三极管Q6的集电极与晶闸管SCR2的阳极连接，晶闸管SCR2的阴极与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与电阻R2和电阻R3的公共连接点连接，三极管Q4的发射极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q6的基极与车辆探测器4的输出端连接，晶闸管SCR2的门极与车辆探测器2的输出端连接，三极管Q7的发射极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q7的集电极与晶闸管SCR3的阳极连接，三极管Q7的基极与车辆探测器5的输出端连接，晶闸管SCR3的阴极与三极管Q5的基极连接，晶闸管SCR3的门极与车辆探测器3的输出端连接，三极管Q5的集电极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q5的发射极接地，光耦G1的三极管集电极与电源连接，光耦G1的三极管的发射极接地，光耦G1的发光二极管的阳极与车辆探测器6的输出端连接，光耦G1的发光二极管的阴极接地。
所述三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5为NPN型三极管，所述三极管Q2、三极管Q6和三极管Q7为PNP型三极管。
其工作原理如下：
当车辆驶入时，车辆探测器1输出高电平，使晶闸管SCR1导通，三极管Q1导通，三极管Q2导通，三极管Q3截止，蜂鸣器开始声音警示有车辆驶入，电容C1开始充电，电感电容C1的电压使Q3导通时，发光二极管开始发光，发光提示有车辆驶入，当三极管Q3导通后三极管Q2截止，即声音和光亮为互锁模式，当C1放电完成后，三极管Q3截止，三极管Q2导通，如此往复，实现声音和光亮交替警示；
当车辆距离目标工作区域越来越近时，车辆探测器2和测量探测器3会依次探测到车辆，并促使晶闸管SCR2和SCR3依次导通，使三极管Q4和三极管Q5依次导通，三极管Q4导通后电阻R3被短路，三极管Q5导通后电阻R4被短路，根据RC电路充放电时间计算公式τ＝RC，电阻阻值越小充放电时间越小，通过电阻R3和电阻R4的短路来减小三极管Q2的集电极端的电阻阻值的大小，从而缩短充放电时间，即加快了声音和光亮的警示频率，实现车辆驶入的警示频率由缓变急，工作人员可根据频率来判断车辆距离目标区域的距离；
当车辆驶离时，车辆探测器3和车辆探测器4依次探测到车辆，输出高电平，促使三极管Q6截止，三极管Q6截止使晶闸管SCR2断电截止，三极管Q4截止，电阻R3接入电路，同理，车辆探测器4探测到车辆后，输出高电平，促使三极管Q7截止，三极管Q7截止使晶闸管SCR3断电截止，三极管Q5截止，电阻R4接入电路，根据RC电路充放电时间计算公式τ＝RC，电阻阻值越小充放电时间越小，通过电阻R3和电阻R4的接入电路来增加三极管Q2的集电极端的电阻阻值的大小，从而延长充放电时间，即放缓了声音和光亮的警示频率，实现车辆驶入的警示频率由急变缓，工作人员可根据频率来判断车辆距离目标区域的距离；
当车辆探测器6探测到车辆后，光耦G1导通，晶闸管SCR1截止，三极管Q1截止，即声音和光亮均停止。
当车辆驶离后，车辆探测器6输出低电平，光耦G1截止，控制单元进入初始模式。
上述技术方案，当公路道路养护人员在该区域进行养护时，车辆探测器可以对高速来车进行实时监测，当车辆高速通过声光报警防撞桩时，声光报警将由缓变急，当车辆驶离时，声光报警将由急变缓，与传统的带有反光标的防撞桩相比，显著的提高了警示作用，降低了作业人员的危险系数。
相应地，本发明还提供一种道路养护作业声光警示方法，所述方法适用于权利要求1-5任一所述系统，其特征在于：
在目标区域边界设置声光报警防撞柱；
在目标区域来车方向和车俩驶离方向设置车辆探测器；
将车辆探测器的输出端接入控制单元，同时将控制单元的输出端于上光报警防撞柱连接；
将控制单元、车辆探测器和声光报警防撞柱连接电源。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种道路养护作业声光警示系统，其特征在于：所述系统包括若干个车辆探测器、若干个声光报警防撞柱和控制单元，所述车辆探测器用于探测目标区域道路沿线是否有车辆经过并将探测信息发送至控制单元，所述控制单元用于接收所述车辆探测器的信息并根据所述信息来控制声光报警防撞柱的工作状态；
所述车辆探测器设置于目标工作区域的道路沿线上用于感应是否有车辆经过，所述车辆探测器沿道路沿线按预设的间隔设置，所述声光报警防撞柱按照预设间距设置于目标区域边界处。
2.根据权利要求1所述道路养护作业声光警示系统，其特征在于：所述车辆探测器包括6个车辆探测器，分别是车辆探测器1、车辆探测器2、车辆探测器3、车辆探测器4、车辆探测器5和车辆探测器6，车辆探测器1设置于来车方向距离目标区域3倍预设距离的道路边，车辆探测器2设置于来车方向距离目标区域2倍预设距离的道路边，车辆探测器3设置于来车方向距离目标区域1倍预设距离的道路边，车辆探测器4设置于车辆驶离目标区域方向1倍预设距离的道路边，车辆探测器5设置于车辆驶离目标区域方向2倍预设距离的道路边，车辆探测器6设置于车辆驶离目标区域方向3倍预设距离的道路边。
3.根据权利要求2所述道路养护作业声光警示系统，其特征在于：所述控制单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三级管Q1、三级管Q2、三级管Q3、三级管Q4、三级管Q5、三级管Q6、三级管Q7、晶闸管SCR1、晶闸管SCR2、晶闸管SCR3、电容C1和光耦G1；
三极管Q1的集电极与电源连接，三极管Q1的发射极与声光报警防撞柱的蜂鸣器的电源端连接，三极管Q1的发射极与声光报警防撞柱的发光二极管LED1的阳极连接，蜂鸣器的接地端经电阻R1与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C1的一端与电阻R2和电容C2的集电极的公共连接点连接，电容C1的另一端接地，发光二极管LED1的阴极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极经电阻R6接地，三极管Q3的基极与电容C1和电阻R2的公共连接端连接，三极管Q2的基极与电阻R6和三极管Q3的发射极的公共连接点连接，晶闸管SCR1的阳极与电源连接，晶闸管SCR1的阴极与三极管Q1的基极连接，晶闸管SCR1的门极与车辆探测器1的输出端连接，三极管Q6的发射极与电阻R2和电阻R3的公共连接点连接，三极管Q6的集电极与晶闸管SCR2的阳极连接，晶闸管SCR2的阴极与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与电阻R2和电阻R3的公共连接点连接，三极管Q4的发射极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q6的基极与车辆探测器4的输出端连接，晶闸管SCR2的门极与车辆探测器2的输出端连接，三极管Q7的发射极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q7的集电极与晶闸管SCR3的阳极连接，三极管Q7的基极与车辆探测器5的输出端连接，晶闸管SCR3的阴极与三极管Q5的基极连接，晶闸管SCR3的门极与车辆探测器3的输出端连接，三极管Q5的集电极与电阻R3和电阻R4的公共连接点连接，三极管Q5的发射极接地，光耦G1的三极管集电极与电源连接，光耦G1的三极管的发射极接地，光耦G1的发光二极管的阳极与车辆探测器6的输出端连接，光耦G1的发光二极管的阴极接地。
4.根据权利要求3所述道路养护作业声光警示系统，其特征在于：所述三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4和三极管Q5为NPN型三极管，所述三极管Q2、三极管Q6和三极管Q7为PNP型三极管。
5.根据权利要求1所述道路养护作业声光警示系统，其特征在于：所述目标区域表示道路养护作业区域。
6.一种道路养护作业声光警示方法，所述方法适用于权利要求1-5任一所述系统，其特征在于：
在目标区域边界设置声光报警防撞柱；
在目标区域来车方向和车俩驶离方向设置车辆探测器；
将车辆探测器的输出端接入控制单元，同时将控制单元的输出端于上光报警防撞柱连接；
将控制单元、车辆探测器和声光报警防撞柱连接电源。
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