CN209103526U - 一种用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置，包括发音器，发音器与声音同步控制器连接，车辆检测器与声音同步控制器连接，声音同步控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器通过网关控制器与信息管控平台连接，环境传感器通过网关控制器与信息管控平台连接。通过声音对驾驶员进行诱导警示，确保车辆安全行驶，避免恶劣环境下恶性连环相撞事故的发生。避免因大雾或弯道而导致的灯光盲区，以及灯光对司机产生的视觉麻木现象，通过针对不同路况产生的不同的声音控制策略和定向的发音装置，实现最大化的有效警示。

Description

一种用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置

技术领域

本实用新型涉及的在雾、雪、暴雨、风沙等恶劣天气时，可以给车辆进行诱导的一种用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置。

背景技术

随着目前公路交通的发展，公路安全也显得日益重要，尤其是在雾、雪、暴雨、风沙等恶劣天气时，能见度减弱，会使驾驶人员的视野变得模糊不清，不仅影响驾驶人员的安全，也影响到周围其他交通参与者的安全，目前，因为雾、雪、暴雨、风沙等恶劣天气而产生交通事故，给国家和人民生命财产造成了重大的损失。对于上述恶劣天气，现在采用的方法大多为封道、禁止通行等，而封路禁行不仅影响道路运输，还会给人们的出行带来不便。

目前大部分公路是通过发光诱导的方式，对车辆的行驶车速与安全行车距离进行引导，但是在雾天条件下，雾对光通量和目标场景对比度的减弱，造成雾天能见度的下降。能见度的下降直接影响驾驶员的视觉感知能力，使驾驶员对空间位置、速度等信息的获取产生障碍或偏差，致使驾驶员的判断和操作出现失误，从而引发道路交通事故，因此单纯靠灯光无法实现对驾驶员的高效诱导。在其他恶劣条件下，比如雨雪会导致路面湿滑，刹车距离增加，追尾事故频发。而现有的灯光诱导方案对雨、雪、积水等大雾以外的状况效果甚微。因此亟需一种全面的、安全的、有效的解决方案，确保车辆安全行驶，避免恶劣环境下恶性连环相撞事故的发生。

发明内容

本实用新型针对上述的不足，提出了一种用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置，通过声音对驾驶员进行诱导警示，确保车辆安全行驶，避免恶劣环境下恶性连环相撞事故的发生。避免因大雾或弯道而导致的灯光盲区，以及灯光对司机产生的视觉麻木现象，通过针对不同路况产生的不同的声音控制策略和定向的发音装置，实现最大化的有效警示。

本方案的具体技术如下：一种用于公路恶劣环境的发音诱导装置，包括发音器，用于控制发音器发声的声音同步控制器；用于检测有无车辆通过的车辆检测器；用于控制发音器声音强度的声音强度控制器；用于控制发音器发声频率的发音频率控制器；用于收集、统计公路路面状况并发出控制信息的信息管控平台；用于向声音强度控制器和发音频率控制器传递信息的信息传递控制器；用于向信息传递控制器和信息管控平台传递信息的网关控制器；用于监测公路环境状况的环境传感器；所述的发音器与声音同步控制器连接，车辆检测器与声音同步控制器连接，声音同步控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器通过网关控制器与信息管控平台连接，环境传感器通过网关控制器与信息管控平台连接。其中信息传递控制器、声音强度控制器、声音频率控制器、声音同步控制器、发音器以及车辆检测器均作为现场设备，安装在公路两侧；信息管控平台，负责收集各种路面状况信息，并进行统计，根据预案进行对现场控制。环境传感器，布置在事故易发路段，用于检测恶劣天气状况。包括路面湿滑度、积水厚度、结冰厚度、积雪厚度、能见度等各种路面状况，并将各种信息通过网关控制器或者网络发送给信息管控平台。网关控制器，布置在控制路段，主要负责对现场设备进行控制，并将环境传感器获得的路面状况信息传送到信息控制平台；发声频率控制器，改变声音频率，实现不同声调的声音对应不同路面状况，根据路面状况恶劣程度对应声调。声音强度控制器，通过控制发声持续时间与发声器结构精密配合，形成对外声音的定向控制与响度控制。共分为2种模块，依次控制不同模块发声，同时结合结构上不同声腔对应不同的音孔，实现不同声响的组合。车辆检测器，通过红外对射，检测车辆通过。

发音器包括设置在发音器壳体内的第一发音模块和第二发音模块，第一发音模块和第二发音模块并列设置，第一发音模块包括固定在发音器壳体上的第一底盖和第一前罩，在第一底盖朝向第一前罩的一侧设置第一震动片，在第一震动片和第一前罩之间的隔板上设置第一发音模块音孔；第二发音模块包括固定在发音器壳体上的第二底盖和第二前罩，在第二底盖朝向第二前罩的一侧设置第二震动片，在第二震动片和第二前罩之间的隔板上设置第二发音模块音孔。这样可以只使用一个发音模块发音，也可以使两个发音模块同时发音，达到不同的出音效果。

发音诱导方法如下：1)根据路面状况确定当前的路面状况等级，确定发音等级信息；2)将发音等级信息发送到整个路段的声音诱导装置；3)检测有无车辆通过，如果有则进入步骤4)，如果没有则重复步骤3)；4)根据当前的发音等级对应的安全距离a，使车辆后方距离a内的声音诱导装置发出声音报警；5)车辆行驶距离d后，则使车辆所在位置后方距离a内的发音诱导装置发出声音报警，车辆后方距离a+d到车辆后方距离a之间的发音诱导装置停止发出声音报警。此处的发音诱导装置为现场设备，这样就可以根据路面状况取定不同的发音等级，使发音不同，达到提醒驾驶员的目的。

在步骤1)之前先在道路上设置发音诱导装置，并且发音诱导装置成对设置，每一对分别设置在道路的两侧，且相邻两对发音诱导装置的间距为c， 20m≤c≤30m。发音诱导装置设置在20米到30米的范围，这样可以与目前公路两侧设置护栏网立柱匹配，便于进行安装，同时这样的距离设置，也便于驾驶人员听到声音。

路面状况等级分为三个等级，依次为1级、2级、3级，其中1级的安全距离a1为60m，2级的安全距离a2为80m，3级的安全距离为100m。其中的1级为轻度恶劣环境，2级为中度恶劣环境，3级为重度恶劣环境，所以设置的安全距离逐级递增，这样还可以建议相应的车速，如1级建议车速不超过80km/H，2级建议车速不超过60km/H，3级建议车速不超过40km/H。

路面状况等级为1级时，发音频率为2HZ，在完整周期T内，发声时间占50％,即ton＝0.5T；关闭时间为toff＝0.5T；路面状况等级为2级时，发音频率为5HZ，在完整周期T内，发声时间占60％,即ton＝0.6T；关闭时间为 toff＝0.4T；路面状况等级为3级时，发音频率为10HZ，在完整周期T内，发声时间占80％,即ton＝0.8T；关闭时间为toff＝0.2T。这样使得频率不同，会对驾驶员产生不同警示作用。

所述步骤2)中，将信息发送到每个声音诱导装置时，将发音诱导装置按ID号进行分类，分为主动转发者与监听者两类，主动转发者负责信息转发，监听者只负责监听各种信息参数，如果自己处于1+n*5(n＝1,2,3……)位置，则为主动转发者，否则即为监听者，主动转发者按照波浪线式循环向前进行信息转发，将携带信息依次转发给下一个主动转发者，并且主动转发者也将信息发送给本主动转发者和下一个主动转发者之间的监听者；如果转发一次，则主动转发者消失变为监听者，如此往复，直到所有发音诱导装置收到信息。网关控制器与信息传递控制器通过433无线方式进行通信，所以网关控制器将信息发送到所有信息传递控制器，这样信息传递控制器之间进行信息传递，减少了网关控制器的设置数量，节省了相应的成本，这样就可以在某一个路段设置一个网关控制器即可。

由此可见，本技术方案与现有技术相比，具有实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的电气图。

图2为发音器的结构示意图。

图3为信息传递的示意图。

图4为声音诱导时间段t1的示意图。

图5为声音诱导时间段t2的示意图。

图中，1为发音器壳体，2为第一底盖，3为第一前罩，4为第一震动片， 5为第一发音模块音孔，6为第二发音模块音孔，7为第二前罩，8为第二底盖，9为第二震动片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明

如图所示，本实用新型的用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置，包括：发音器，用于控制发音器发声的声音同步控制器；用于检测有无车辆通过的车辆检测器；用于控制发音器声音强度的声音强度控制器；用于控制发音器发声频率的发音频率控制器；用于收集、统计公路路面状况并发出控制信息的信息管控平台；用于向声音强度控制器和发音频率控制器传递信息的信息传递控制器；用于向信息传递控制器和信息管控平台传递信息的网关控制器；用于监测公路环境状况的环境传感器。其中发音器与声音同步控制器连接，车辆检测器与声音同步控制器连接，声音同步控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器通过网关控制器与信息管控平台连接，环境传感器通过网关控制器与信息管控平台连接，环境传感器也可以通过网络与信息管控平台连接，这样便于进行环境传感器的设置安装。工作时，环境传感器采集各种路况信息(包括路面湿滑度、积水厚度、结冰厚度、积雪厚度、能见度等各种路面状况)，反馈给信息管控平台，信息管控平台根据路面状况，根据预案将发音频率、声音强度、安全距离a等信息发送给网关控制器。网关控制器将各种参数通过433无线下发给信息传递控制器，信息传递控制器将信息下发至整个路段的所有现场设备。每个现场设备的发音频率控制器与声音强度控制器接收信息并将参数保留，进入准备状态，不发声。车辆检测器可以通过红外对射，检测车辆通过，当车辆检测器检测到车辆通过后，通知声音同步控制器，由声音同步控制器启动发音器，进行声音诱导。

从图2中可以看出，本实用新型的发音器包括设置在发音器壳体内的第一发音模块和第二发音模块，第一发音模块包括固定在发音器壳体1上的第一底盖2和第一前罩3，在第一底盖2朝向第一前罩3的一侧设置第一震动片4，在第一震动片4和第一前罩3之间的隔板上设置第一发音模块音孔5；第二发音模块包括固定在发音器壳体1上的第二底盖8和第二前罩7，在第二底盖8朝向第二前罩7的一侧设置第二震动片9，在第二震动片9和第二前罩7之间的隔板上设置第二发音模块音孔6。

基于上述装置的用于公路恶劣环境的发音诱导方法，包括步骤如下：1) 根据路面状况确定当前的路面状况等级，确定发音等级信息；2)将发音等级信息发送到整个路段的声音诱导装置；3)检测有无车辆通过，如果有则进入步骤4)，如果没有则重复步骤3)；4)根据当前的发音等级对应的安全距离a，使车辆后方距离a内的声音诱导装置发出声音报警；5)车辆行驶距离d后，则使车辆所在位置后方距离a内的发音诱导装置发出声音报警，车辆后方距离a+d到车辆后方距离a之间的发音诱导装置停止发出声音报警。

在步骤1)之前先在道路上设置发音诱导装置，并且发音诱导装置成对设置，每一对分别设置在道路的两侧，且相邻两对发音诱导装置的间距为c， 20m≤c≤30m，本实施例中设置距离为20m。

路面状况等级分为三个等级，依次为1级、2级、3级，其中1级的安全距离a1为60m，2级的安全距离a2为80m，3级的安全距离为100m。其中的1级为轻度恶劣环境，2级为中度恶劣环境，3级为重度恶劣环境，所以设置的安全距离逐级递增，这样还可以建议相应的车速，如1级建议车速不超过80km/H，2级建议车速不超过60km/H，3级建议车速不超过40km/H。其中，路面状况等级为1级时，发音频率为2HZ，在完整周期T内，发声时间占50％,即ton＝0.5T；关闭时间为toff＝0.5T；路面状况等级为2级时，发音频率为5HZ，在完整周期T内，发声时间占60％,即ton＝0.6T；关闭时间为 toff＝0.4T；路面状况等级为3级时，发音频率为10HZ，在完整周期T内，发声时间占80％,即ton＝0.8T；关闭时间为toff＝0.2T。

发音时，当路面状况等级为1级时，可以设定第一发音模块单独作用发声，声音频率控制器和声音强度控制器根据路面状况控制第一震动片4的震动幅度，第一震动片4震动产生声音，声音一部分通过发音器壳体1、第一发音模块音孔5、第一前罩3传出，另一部分先通过发音器第一底盖2返音之后，再通过发音器壳体1、第一发音模块音孔5、第一前罩3传出。路面状况等级为2级时，设定第二发音模块单独作用发声,声音频率控制器和声音强度控制器根据路面状况控制第二震动片9的震动幅度，第二震动片9震动产生声音，声音一部分通过发音器壳体1、第二发音模块音孔6、第二前罩7 传出，另一部分先通过第二底盖8返音之后，再通过发音器壳体1、第二发音模块音孔6、第二前罩6传出。

路面状况等级为3级时，设定第一发音模块和第二发音模块共同发声, 声音频率控制器和声音强度控制器根据路面状况控制第一震动片4和第二震动片9的震动幅度，第一震动片4和第二震动片9同时震动产生声音，声音模块的声音一部分通过发音器壳体1、第一发音模块音孔5、第一前罩603 传出，另一部分先通过第一底盖2返音之后，再通过发音器壳体1、第一发音模块音孔5、第一前罩3传出,第二发音模块的声音一部分通过发音器壳体 1、第二发音模块音孔6、第二前罩7传出，另一部分先通过第二底盖8返音之后，再通过发音器壳体1、第二发音模块音孔6、第二前罩7传出,两者同时发音产生不同的出音效果。

从图3可以看出，将信息发送到每个声音诱导装置时，将发音诱导装置按ID 号进行分类，分为主动转发者与监听者两类，主动转发者负责信息转发，其中的为主动转发者1、6、11、16……。当1号信息控制器发送时，433无线会覆盖2，3，4，5，6，……(覆盖数量取决于433无线发送距离)。然后6号信息控制器继续主动发送，会将信息传送到7，8，9，10，11，12，13……，然后11号信息控制器继续主动传递至14,15,16,17,18……，然后16号信息控制器再继续主动传递给17,18,19,20,21,22……,如此一直往后传，一直到整段路所有信息传递控制器都收到命令参数。

上述步骤4对应的时间段t1，步骤5对应的时间段t2，从图4和图5中可以看出，时间段t1:当路面状况为1级时，启动1级声音控制策略，各设备准备就绪。当车辆经过同步控制器10-11与同步控制器10-12设备时，车辆检测模块触发声音同步控制器10动作，按照表1-声音1级控制策略，安全距离为60米，则在60米范围的同步控制器(10-5)--(10-12)均同步发声。时间段t2:当车辆前行d，即20米时，车辆到达10-13与10-14处时，车辆检测模块检测到车辆经过，则通知声音同步控制器10-13与声音同步控制器10-14，然后10-14通过433无线发出开启声音命令，此时(10-7)-(10-14)均同步发声，同时声音同步控制器10-5与声音同步控制器10-6收到10-14命令后，将声音关闭。

本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置，其特征在于：

包括

发音器，

用于控制发音器发声的声音同步控制器；

用于检测有无车辆通过的车辆检测器；

用于控制发音器声音强度的声音强度控制器；

用于控制发音器发声频率的发音频率控制器；

用于收集、统计公路路面状况并发出控制信息的信息管控平台；

用于向声音强度控制器和发音频率控制器传递信息的信息传递控制器；

用于向信息传递控制器和信息管控平台传递信息的网关控制器；

用于监测公路环境状况的环境传感器；

所述的发音器与声音同步控制器连接，车辆检测器与声音同步控制器连接，声音同步控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器分别与声音强度控制器和发音频率控制器连接，信息传递控制器通过网关控制器与信息管控平台连接，环境传感器通过网关控制器与信息管控平台连接。

2.根据权利要求1所述的用于公路恶劣环境下行车安全的发音诱导装置，其特征在于：发音器包括设置在发音器壳体内的第一发音模块和第二发音模块，第一发音模块包括固定在发音器壳体上的第一底盖和第一前罩，在第一底盖朝向第一前罩的一侧设置第一震动片，在第一震动片和第一前罩之间的隔板上设置第一发音模块音孔；第二发音模块包括固定在发音器壳体上的第二底盖和第二前罩，在第二底盖朝向第二前罩的一侧设置第二震动片，在第二震动片和第二前罩之间的隔板上设置第二发音模块音孔。