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        高速公路防追尾報(bào)警系統(tǒng)

        2018-02-07 03:00:18文山東省東營市第一中學(xué)王基諾
        發(fā)明與創(chuàng)新 2018年6期
        關(guān)鍵詞:發(fā)射器接收器欄桿

        文山東省東營市第一中學(xué) 王基諾

        每到節(jié)假日,高速公路上多車連環(huán)追尾事故時有發(fā)生。車輛在高速公路上出現(xiàn)突發(fā)狀況時,若能及時將信息傳達(dá)到前、后方的車輛,使車輛及時減速避讓,就能避免追尾事故的發(fā)生。

        一、設(shè)計(jì)目的

        高速公路上的車輛突然停止行駛時,報(bào)警系統(tǒng)立即啟動,將報(bào)警信息傳達(dá)給前、后方1 000米至2 000米遠(yuǎn)的車輛,避免追尾事故發(fā)生。

        二、設(shè)計(jì)思路

        1.激光網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)

        以三車道為例,每車道3.75m,內(nèi)、外側(cè)欄桿距離約為12m。

        圖1 高速公路防追尾報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖

        (1)在內(nèi)側(cè)欄桿上安裝10個激光發(fā)射器,間距6m。

        (2)激光發(fā)射器發(fā)出的激光是平行的,且順著行駛方向斜照到外側(cè)欄桿上。如果有車輛經(jīng)過,激光不會照射到車窗內(nèi)。

        第一個激光發(fā)射器的激光照在外側(cè)欄桿上的位置處于第六個激光發(fā)射器的正對面,被平面鏡反射后,再照在內(nèi)側(cè)欄桿上,其位置處于第十個激光發(fā)射器往前6米處。再依此規(guī)律繼續(xù)反射,共反射31次后照射在內(nèi)側(cè)欄桿上,在此處安裝一個激光接收器接收信號。其余9個依此類推。第一個激光發(fā)射器與第十個激光接收器的距離正好是1000m。

        (3)用25×25mm的玻璃平面鏡反射激光。為避免淋雨后影響反射效果,可加裝一個外殼。在入射光線方向上伸出一個長度10cm、直徑15mm的管子,在反射光線方向也有同樣的管子。(4)在10個激光接收器處設(shè)置下一組的10個激光發(fā)射器,其余均類推。(5)激光發(fā)射器功率為5W,激光為紅色,塑料外殼密封防水。(6)沿欄桿布設(shè)兩條電線,分別接電源正極和負(fù)極。

        (7)此設(shè)計(jì)在公路上形成對角線為6m×2.4m的菱形光路監(jiān)測網(wǎng)。

        高速公路允許行駛的最長車身是18m,此設(shè)計(jì)能確保18m車身的汽車在此組路段內(nèi)行駛時,不會始終擋住某一路激光,也能確保車身長2.5m、車寬1.5m的汽車在此組路段內(nèi)任何位置都能擋住至少一路激光。

        (8)每個激光接收器將信號送到控制器時,只要有一路信號被遮擋時間達(dá)到2s,控制器就控制LED燈組發(fā)光報(bào)警。一旦信號接通,報(bào)警信號立即取消。

        2.聲音監(jiān)測系統(tǒng)

        汽車發(fā)生追尾時的聲音比正常行駛時的聲音大得多。

        在內(nèi)側(cè)欄桿上每隔100m安裝一個小話筒,每個話筒與其控制器相連,控制器實(shí)時分析信號。一旦有汽車發(fā)生碰撞,控制電路檢測出該信號后,馬上控制LED燈組發(fā)光,從而起到報(bào)警作用。

        圖2 數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)原理圖

        3.報(bào)警系統(tǒng)

        (1)報(bào)警控制器控制本組和前組、后組的LED同時發(fā)光報(bào)警。一旦汽車向內(nèi)側(cè)發(fā)生交通事故影響另一側(cè)時,對另一側(cè)汽車也同樣起到報(bào)警作用。

        (2)一組激光網(wǎng)對應(yīng)一組20個并聯(lián)的LED,間距50m。LED安裝在內(nèi)側(cè)欄桿上表面。

        (3)控制器發(fā)出的信號使LED閃爍發(fā)光,更能引起司機(jī)的注意。

        (4)小型塑料反光罩在與行駛方向相反處安裝,更顯眼。

        (5)LED的功率為2W,顏色為紅色,這樣可保證白天也足夠顯眼。散熱板使用普通的20mm六角鋁基板散熱片。

        (6)電線用單股0.15mm2的32股銅線,可用PVC套管保護(hù)。

        三、使用方法

        車輛停止行駛或速度很慢時,LED發(fā)光,兩側(cè)道路遠(yuǎn)處駛來的汽車司機(jī)看到路邊發(fā)出紅光,就知道前方有汽車停止行駛,繼而馬上減速,保證在安全距離內(nèi)停車。

        一旦停止行駛,該車即阻斷了部分激光的傳導(dǎo),如果與前面的汽車處于同一組激光網(wǎng)內(nèi),原報(bào)警信號不變,如果停車位置處于后一組激光網(wǎng)內(nèi),此時控制電路會在保持原有報(bào)警信號組的信號不變的同時,觸發(fā)后一組的LED發(fā)光報(bào)警,給后面的車輛發(fā)出警報(bào)。依次類推,就能避免高速行駛的車輛發(fā)生連環(huán)追尾事故。

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