CN204178560U - 提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够广泛应用于各类道路公路，通用性强，同时占用空间小、价格低廉，容易安装和使用、操作简单、价格低廉的提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置。它包括设置在管路旁的机架，设置在机架上的单片机，与单片机电连接的显示器，在机架上固定有用于测量风速和风向的传感器，传感器与单片机电连接。本实用新型通过对公路横风条件下的实时风速、风向等信息的收集和处理，发布及时的安全信息，用以引导驾驶人员进行正确的操作，提高行驶车辆的安全性。

Description

提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置

技术领域

本实用新型是一种提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置，具体地说，是一种对横风影响下的敏感地带进行风力风速采集、处理并按照不同天气、不同车型下进行限速信息发布的安全引导装置，属于交通安全保障领域。

背景技术

在横风条件下，公路上行驶车辆的安全性受到很大的影响。而随着公路建设的不断加快，汽车数量的大幅增加，横风带来的危害性日益明显。

目前，我国的高速公路的限速标准是由各地交通行政主管部门根据《公路法》、《公路工程技术标准》、《道路交通安全法》等规定，并综合考虑当地气候等各种因素而设定的，但由于天气的多变性，现行限速标准已无法适用于恶劣的天气状况，而且道路上仅仅通过设置横风标志牌或者临时发布的方法，其时效性和安全性都无法得到保障。

国内外部分地区和城市已建或在建气象灾害预警系统，但对横风条件下的机动车预警并很少专门研究。目前，国内尚未见一款负责针对横风条件下的机动车预警系统及产品。国内关于横风预警的系统一般都是集成开发，与气象站协同开发，造价高昂，一般都是20万以上的价格，难以在普通道路上推广。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够广泛应用于各类道路公路，通用性强，同时占用空间小、价格低廉，容易安装和使用、操作简单、价格低廉的提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置。

本实用新型所述的提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置，包括设置在管路旁的机架，设置在机架上的单片机，与单片机电连接的显示器，在机架上固定有用于测量风速和风向的传感器，传感器与单片机电连接。

上述的引导装置，所述单片机为MSP430F149单片机，所述传感器为RS485通讯型风速传感器和JL-FS2风向传感器；显示器为LCD12864液晶显示器。

上述的引导装置，风速传感器的输出端经分压与单片机的P6.0引脚相连，风向传感器的输出端经分压后与单片机的P6.1引脚相连。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过对公路横风条件下的实时风速、风向等信息的收集和处理，发布及时的安全信息，用以引导驾驶人员进行正确的操作，提高行驶车辆的安全性。具体地说，本实用新型设置在公路旁，能够准确并实施检测出该段道路的风速、风向信息，并通过显示器显出，帮助驾驶员根据显示信息能够合理控制车速，安全行驶。当然，进一步的，本实用新型可以根据风速、风向、车辆的行驶风向（道路的方向）等信息计算出小客车、大货车及大客车三种车型的安全行驶限速值，并送至显示器显示，给驾驶员提供更加直观的信息，使得驾驶员一目了然。本实用新型通过对路面状况、天气情况、横风大小及横风方向的实时信息进行收集和处理，计算出安全的行车速度并将至发布，及时提醒驾驶人员调整操作状态，减轻横风带来的危害。本实用新型是一种具有横风道路气象预警功能的设备，可以在各种风向下使用，其通用性强，能较为广泛应用于受横风影响的各种路段，同时占用空间小、价格低廉，容易安装，操作简单。

附图说明

图1是引导装置总体框图；

图2是引导装置结构图；

图3引导装置中单片机的原理图；

图4是风速传感器的原理图；

图5是风向传感器的原理图；

图6是显示器的原理图；

图7是按键部分的原理图；

图8是引导装置工作的流程图。

具体实施方式

参见图2所示引导装置，包括与单片机1、风速传感器2、风向传感器3、支架4、显示器5、温湿度传感器等，风速传感器2与风向传感器3固定在水平的架杆上，显示器5固定在支架最上方。单片机固定在支架中部。另外，各零部件的电路连接图参见图3-7。

风速传感器直接得到风速值；引导装置根据风向传感器测得实际的风向计算出风向与车辆行驶方向的夹角。采用MSP430系列芯片集成的单片机进行数据的采集，计算，显示等功能。

显示器显示天气、道路以及车辆安全车速三方面信息，天气方面信息包括风速、风向、天气、湿度4种信息；道路方面信息包括路面类型、转弯半径、路段横坡、摩阻系数4种信息；安全车速信息包括小客车、大货车、大客车3种典型车型的保持公路限速值不变|、将计算结果作为安全车速、当前状况公路需“禁止通行”3种信息。

参见图8，整个操作过程如下：

1)开机启动后，系统进行初始化。此时进行模式选择，通过键盘按键选择晴天、雨天、雪天、冰冻等不同天气的路面摩阻系数，不同的摩阻系数可以通过led灯的暗灭来判断。道路的限速值可通过键盘按键预设，也可直接在程序中赋值，因为特定的路段限速值一定。此处我们设置在高速公路环境下，小轿车限速120km/h，大货车限速80km/h，大客车限速100km/h。

2)模式选择完成后，主程序跳入中断后，开始采集风速传感器和风向传感器输入的电压信号，接着通过单片机计算处理后得到侧滑力和抗侧滑力，并判断两个力的大小，若侧滑力小于等于抗侧滑力时，说明车辆不会侧滑，故应保持原先设定的限速值不变。但随着风力的增大，侧滑力大于抗侧滑力时，此时设定一个限速值，使得侧滑力和抗侧滑力保持相等。也就是解一个一元方程。因为在程序设定中没有解方程的功能，所以我们利用for语句进行循环求解，使得侧滑力和抗侧滑力的差值最小时，记录下当前速度值，即为安全的限速值。

3）此处路面及常见车型的基本参数选取参考《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）以及《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）包括以下内容：

a、路面摩阻系数：晴天为0.6，雨天为0.4，雪天为0.28，冰冻天气下的结冰路面为0.18；

b、转弯半径R=1000m，路段纵坡为3%（此处为设计时速为120km/h的高速公路环境下）

c、车型分为小客车，大货车，大客车。

本实用新型是一套有针对性，实用价值高的安全保障设施。该设备可以对行驶在横风敏感地带（桥梁、垭口以及山区等横风密集地区）的车辆进行天气以及安全车速值等信息的预测。通过测得的风速、风向实时数据，传输给控制单片机，由它判断当前限速值是否满足行车安全，若不满足则进行安全车速的计算，并发布合理的安全限速。

Claims (3)

1.提高车辆在风力下行驶安全性的引导装置，其特征是：包括设置在公路旁的机架，设置在机架上的单片机，与单片机电连接的显示器，在机架上固定有用于测量风速和风向的传感器，传感器与单片机电连接。

2.如权利要求1所述的引导装置，其特征是：所述单片机为MSP430F149单片机，所述传感器为RS485通讯型风速传感器和JL-FS2风向传感器；显示器为LCD12864液晶显示器。

3.如权利要求2所述的引导装置，其特征是：风速传感器的输出端经分压与单片机的P6.0引脚相连，风向传感器的输出端经分压后与单片机的P6.1引脚相连。