高速公路防連續撞車系統的製作方法

2023-11-04 04:54:07 1

專利名稱：高速公路防連續撞車系統的製作方法
技術領域：
本發明是涉及高速道路交通安全的一種裝置。在高速公路上能有效預防 連續追尾撞車事故的發生。為了不可重來的生命、減少損失構建節約型社會發 明本系統。同時提高高速公路的利用率及高速公路的管理水平。
背景技術：
高速公路行車速度髙、單向行駛、 一般沒有障礙物影響，所以快捷方便、 為我們的生活生產帶來了巨大的便利，但是髙速公路上行駛的車輛由於行車速 度高，加上路面狀況、能見度、車輛自身等因素影響易引發生交通事故。目前 的高速公路是若前面行駛的車輛已經發生意外，道路被佔據阻塞(按規定要設 置警示標誌，但是事故車輛上的司乘人員沒有作到或者因為其他原因如受傷等 根本作不到或者來不及)，而後面的正在高速行駛狀態下的車輛還不清楚前面的 道路已經被佔據堵塞，不能高速通過或者高速通過時易發生追尾撞車而造成事 故。更有勝者，當車流量大、行車速度高、路面有雨雪冰、能見度低等因素的 綜合作用的時候，有時幾輛、幾十輛甚至上百輛汽車連續追尾相撞。究其原因 是後續的車輛行駛速度高慣性大，又不能及時發現被阻塞地點，當發現被阻塞 地點的時候，剎車已經來不及了；所以造成多車連續追尾相撞，使得意外事故 進一步擴大、道路進一步堵死，多車連續相撞，造成人員傷亡財產損失。如果 在距阻塞地點的適當位置設置警告提示信號燈(簡稱警示燈下同)，利用電子技 術及時點亮警示燈，告訴後續跟進高速行駛車輛的司機，減速緩行，到達阻塞 點的時候就可以及時剎車或者緩慢通過，就可以避免意外事故的進一步擴大， 拯救廣大人民群眾的生命財產。同時較遠行駛的車輛由於警示燈沒有被點亮，仍然可以繼續正常行駛，提高高速公路的利用率。以此為基礎發明設計出了高 速公路阻塞示警裝置(俗名高速公路防連續追尾撞車系統)。用於替代現有 的人工放置瞀示標誌，提高高速公路運行的安全。

發明內容
本裝置解決其技術問題所採用的技術方法是在高速公路上每隔適當的距
離(如300M)安裝一盞警示燈，每相鄰的三盞燈用電線連接到前方(道路行車 的方向) 一定距離(如卯OM)內的每一開關上，利用電子技術用自動或者手 動啟動阻塞發生檢測開關的方式，當道路阻塞時，開關給出開燈信號，相應 的三盞警示燈被一直被點亮(手動復位後熄滅)，警示司機前方已經發生了道路 阻塞，注意減速緩行、避免事故的發生。示警燈示警示意圖(圖l)。
一、 示警燈1、警示燈要求；可選用市面上任何沒有內部控制電流的 可以用直流電點亮的交通信號燈(最好選用黃色燈光)。作用是點亮時警示 要減速緩行。
2、設置示瞀燈在高速公路上每隔適當的距離(如300M)安裝一盞警 示燈，每相鄰的三盞燈用電線連接到前面(道路行駛的方向)一定距離(如900M) 相應的每一個阻塞發生檢測開關上。當道路阻塞時，開關給出開燈信號，相應 的三盞警示燈被一直被點亮(手動復位後熄滅)，警示司機減速緩行、避免事故 的發生。
二、 示警燈控制電原理為了達到有信號後一直點亮以至到阻塞被排除後
手動復位熄滅的目的，除了用信號燈作光源外，還需要在信號燈的電源上加控
制電路。控制圖如圖2。
說明1、電源根據警示用的信號燈6 (下稱警示燈)的要求選擇。警示燈最好選用直流電、節能的。好處是安全、可控矽的要求低、容易布線。直流電源 的作用是防止電流過零而示警燈自動熄滅。
2、 可控矽4可以選擇雙向的(根據警示信號燈的工作電壓、電流選擇)，控 制極接出8，是作為連接檢測開關的，是開起警示燈的信號控制總線。
3、 復位開關3 (長閉)是用來切斷電源的，當道路正常時使警示燈熄滅(復 位)。可選用市面上允許通過電流大於瞀示燈的要求、按壓型(按下斷開電流松 開接通)的即可。當交通道路恢復正常時手動按下斷電，警示燈熄滅。放開後 通電(由於可控矽的作用警示燈處於熄滅狀態)，等下一次撞擊檢測開關檢測發 出信號時將燈點亮。
4、 電阻10和自檢開關構成可控矽啟動的另一個迴路，用來自檢(檢測自身 是否正常，電阻10根據可控矽要求選擇)。
5、 電阻5、 13、保險管2、電容7都是起保護作用的。值根據實際需要選擇。
6、 二極體12是用來防止信號混串的。
7、 由於該元件少、電路簡單可以直接用一小片電路板按電原理圖的要求， 組裝在一起、安裝在警示燈盒子內。也可以單獨設盒子。但是都需要考慮高速 公路是露天的環境，需要防水防潮。
三、警示燈與撞擊檢測開關連接(總線方式)布線原理如圖3。
說明1、用二適當直流電源其一直流電源(根據警示燈選擇如電壓為36V 允許電流為10A)為警示燈的電源、另一直流電源(電壓、電流根據可控矽的 要求選擇如8V允許電流2A)為系統的撞擊檢測開關的電源，用電線引出。二 電源的地並接一起、正極分別引出。可以選用交流變直流電源，也可以用電池 組、太陽能電池。
2、將警示燈接入到圖3的警示燈(3)的位置上，警示燈的控制電路按極性
5要求接入圖3的(4)。
3、 控制線可控矽控制極引出腳與撞擊開關之間的連接線；圖3中的未標 注的連線。接法每兩盞警示燈之間為一段、在每一段內的適當的位置上(如 防護欄)裝撞擊檢測開關(間隔適當的距離如50M—個，理論上可以裝任意多 個)接入撞擊開關的電源線，撞擊開關的引出腳全部並接在一起(即用一根線 把同一段內的撞擊檢測開關的引出腳連在一起)，接入到其後(汽車行駛方向為 前)的三盞警示燈(每一盞的不同接腳)上。由於二極體的隔離作用，其後的 第四盞警示燈因為沒接不會點亮。這樣警示燈的分布距離就是警示的範圍。如 以100KM/小時行駛的車輛、在每警示燈間隔距離為300M、從第一盞點亮的 警示燈到達撞擊點需要的時間約為20 30秒;可以根據需要進行調整;由於遠處 的警示燈不亮，車輛仍然可以正常行駛。二警示燈之間理論上可以接入任意多 個檢測開關，實際可以根據需要設定。每一個檢測開關可以控制多個警示燈而 不相互幹擾。
4、 由於高速公路是單向行駛、雙側結構，考慮到安裝、使用方便，建議每 方向安裝雙路(即行駛方向的左右兩側都安裝)共四路。
5、 圖中僅僅畫出了單側單方向的四盞警示燈，其他類推。
四、撞擊檢測開關(下簡稱檢測開關)它包含電路、定量型加速度檢測開 關(下稱加速度檢測開關)和手動啟動開關幾部分；原理是檢測開關安裝在 高速道路的適當位置 <如護欄)上。當碰撞發生時，檢測開關安裝的位置因撞 擊而被加速，檢測開關內的加速度檢測開關檢測加速度，當加速度達到或者超 過一定值(如5m/秒平方)則加速度開關接通，給出控制開燈信號，通過接線
點亮警示燈，告訴後續車輛司乘人員，前方道路已經發生阻塞，需要減速緩行， 以免發生撞車。如果撞擊輕微、加速度沒有達到指定值，此時檢測開關不會自動打開，警示燈不會自動點亮，此時如果不影響交通、沒有危險，其他車輛可 以繼續行駛，和正常一樣；如果影響交通、有危險，則要就近手動按壓一下撞 擊檢測開關上的開關(常開)按鈕，手動點亮警示燈(替代放置警示牌)，告訴後 續車輛減速，以免發生撞車。
加速度檢測開關是用來檢測高速公路的周圍如護欄是否被撞擊的，其原理 是利用一個懸掛的帶電的金屬小球，受到一定強度的撞擊後，小球會保持原 有的慣性保持靜止，而他的外壁會隨著護欄一起運動，當運動的加速度達到或 者超過一定的值(如5m/秒平方)而發生接觸，此時相當於開關閉合，將控制信 號傳出。
為了能在沒有撞擊、或者輕微撞擊、但是道路卻被阻塞，撞擊檢測開關也能 打開警示燈告警，加一個手動啟動開關，用手動方式使警示燈亮起。電原理圖 如圖4。
說明1、手動復位開關是手動告警開關4 (常開)用按下接觸(電路接通)， 鬆開自動復位(電路斷開)型開關。可以選擇市場上適當的型號(1A 12V以上) 即可。
2、加速度檢測開關3:原理是撞擊瞬間(如加速度大於5m/秒平方)電路接 通，沒有撞擊(通常情況下)或者輕微撞擊保持斷開。示意圖如圖5。
撞擊檢測開關(器件)應用電路板為基版材料，然後在上面焊接上電子元件 的方式，通過跳線接通內部線路、製成小盒。同時還應該把進出線路的接腳制 成接線柱以便布線。同時還應該考慮露天環境(橡膠套保護)、方便手動、安裝 等因素。
其中固定板2、彈性金屬絲4、金屬小球3三者之間要緊密固定且要在腔 體的正中，固定在防護欄上時要保證金屬小球在下。彈性鋼絲的彈性強度、金屬小球的質量、金屬小球與圓筒的間隙、彈性鋼絲的長度要合適(可以根據加 速度定律和彈性形變公式計算確定，也可以通過實驗確定)，否則達不到檢測撞 擊的目的，或者短路、誤報。


圖1是高速公路被阻塞後，警示燈點亮示意圖
該裝置由一下幾部分組成示警燈、示警燈控制開關、連接線路、阻 塞發生檢測開關、直流電源(二組電源)組成。
其中l一代表警示燈未點亮；2—代表警示燈被點亮。
圖2是警示燈控制電原理圖；其中
l一電源正2—保險管3—復位開關(長閉)4—可控矽5—保護電阻6—警示燈 7 一保護電容8—可控矽控制極(多個、接開關)9一自檢開關(常開)10—限流電阻11 一電源地12 —二極體(4隻構成4個控制極)13—限流電阻。
圖3是警示燈、控制電路、碰撞檢測開關之間的連接圖；其中
l-2—警示燈電源正3—警示燈4一警示燈的控制部分5—撞擊檢測開關6 一7—撞擊檢測開關電源正。 圖4是撞擊檢測開關電原理圖；其中
l一2、撞擊檢測開關正電源3—加速度檢測開關(常開) 4一手動啟動開關(常開)5—控制信號引出線6—保險管 圖5是撞擊檢測開關的加速度檢測開關結構圖其中
1 —、 一定強度的圓筒形不鏽鋼外殼2—圓形塑料封蓋、同時也是4和3的 支撐架，和l構成封閉盒子。3、金屬小球4、彈性鋼絲7—、 6—出入引接腳 5—固定板(電路板)8—焊接點。
具體實施例方式
按照以上的方法製作器材、連接電路，在高速公路的每方向安裝雙路(即行 駛方向的左右兩側都安裝，按照圖3連接、延續至整條高速公路)共四路，就可以構成距離阻塞地點適當距離的警示裝置，避免連續撞車。當然，它的使用 需要事先要讓司乘人員了解1、當警示燈點亮時，距離道路阻塞點已經不遠了，
需要減速緩行；2、當道路被阻塞時，如果警示燈沒有被點亮，就近在護欄上找 到撞擊檢查開關，按下開關點亮警示燈。替代人工放置警示標誌。3、道路正常 後按一下警示燈上的復位開關一熄滅警示燈。
另外，以此裝置為基礎可以方便的建立高速公路更高級的快速救助系統、快 速故障處理系統等，從而提髙管理水平，更好的為祖國建設服務。
權利要求
1、高速公路道路阻塞電子示警。
2、 高速公路道路阻塞總線型控制分段示警。
3、 高速公路道路碰撞檢測、警示燈控制。
4、 定量型加速度檢測開關。
全文摘要
該發明是在高速公路上事先安裝警示燈，當高速公路發生阻塞時，距阻塞地點警示燈利用電子技術及時點亮，告訴後續跟進高速行駛車輛的司機，減速緩行，到達阻塞點的時候就可以及時剎車或者緩慢通過，就可以避免連續撞車。同時較遠行駛的車輛由於警示燈沒有被點亮，仍然可以繼續正常行駛，提高高速公路的利用率。以此為基礎發明了高速公路阻塞示警裝置(俗名高速公路防連續追尾撞車系統)。用於替代現有的人工放置警示標誌，提高高速公路運行的安全水平。
文檔編號G08G1/16GK101604483SQ20081004803
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月13日 優先權日2008年6月13日
發明者柯賢發 申請人:柯賢發