周倩

（上海電科智能系統(tǒng)股份有限公司）

1 背景

近年來我國道路安全標(biāo)準不斷提升，但交通設(shè)施安全保障能力相對薄弱，交通安全始終是交通行業(yè)發(fā)展研究的核心。

超高不僅會嚴重增加城區(qū)的交通壓力，還會損傷道路設(shè)施，以及沿路附屬設(shè)施，限高事故頻發(fā)，現(xiàn)有的道路限高設(shè)施在一定程度上存在著不足，需要結(jié)合智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括端感知、網(wǎng)連接等道路智能設(shè)施，高精地圖定位等技術(shù)，針對現(xiàn)有限高設(shè)施進行優(yōu)化研究。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

通過查閱資料，國外對于車輛限高設(shè)施的研究主要是以從軟件和硬件方面對車輛的高度能夠進行快速測量[1-2]，大致是依據(jù)對光電的利用進行測距的原理。當(dāng)行駛車輛超過限制高度的時候，超高檢測器就會迅速發(fā)出報警信號。

3 限高安全影響因素分析

3.1 道路標(biāo)志設(shè)置不足

3.1.1 距離設(shè)置

我國大多數(shù)的限高指示標(biāo)志直徑都在30mm左右，但是數(shù)字卻很小也不夠明顯，很多警告標(biāo)志都是設(shè)立在距離限高設(shè)施50m～100m的地方，這樣的距離對于駕駛員反應(yīng)判斷而言是非常吃力的。

3.1.2 輔助提醒設(shè)施

我國限高桿附近是沒有閃爍的信號燈進行輔助提醒的[4]，尤其是在大雨大霧大雪的惡劣天氣，駕駛員很難清楚分辨到限高的標(biāo)志。

3.2 限高門架功能單一

①一般為“門”字型的鋼構(gòu)造構(gòu)件，構(gòu)造剛度大，一旦受到粉碎后，受撞擊脫落的構(gòu)件會造成過往車輛和行人的傷亡。

②限高門架功能過于單一，只有硬性限高的作用，不能結(jié)合其他交通設(shè)施發(fā)揮作用，諸如VMS 信息提示屏、交通指路牌、車道指示燈。

4 改善限高設(shè)計研究

4.1 車路協(xié)同自動規(guī)避

以北斗衛(wèi)星定位為基礎(chǔ)，利用UWB、Wi-Fi、5G、路側(cè)感知輔助定位等技術(shù)為拓展，車輛加裝車載單元，增加對行車環(huán)境和車輛運行狀態(tài)的感知，實現(xiàn)高時效局部地圖與車載地圖融合，結(jié)合RSU 智能路側(cè)單元，在云端匯集智能網(wǎng)聯(lián)車輛、靜態(tài)高精地圖、道路路側(cè)設(shè)施、動態(tài)交通信息等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)車—路—云之間的信息交互，駕駛車輛根據(jù)平臺指令可以誘導(dǎo)路徑[3]，提前規(guī)劃路線，有效規(guī)避不符合自身的限高設(shè)施和路段（見圖1）。

圖1 車路協(xié)同自動規(guī)避

另外，倘若附近道路限高門架發(fā)生事故，保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，隨時監(jiān)測限高情況，利用車輛識別系統(tǒng)，攝像機可以對車輛行駛過程進行抓拍，自動截取車牌大小的圖片，識別出車牌號碼，數(shù)據(jù)自動上傳到云端，與車輛信息管理系統(tǒng)結(jié)合使用。同時，平臺將相關(guān)情況發(fā)送給所有車輛，相關(guān)車輛還可以及時繞開事故場地，避免不必要的傷亡。

4.2 道路設(shè)施智能化研究

4.2.1 感知設(shè)備智能化檢測

由一系列路側(cè)感知監(jiān)測設(shè)備與處理設(shè)備構(gòu)成，實現(xiàn)對交通環(huán)境和車輛狀態(tài)的實時感知監(jiān)測。

1）激光超高檢測

在道路或者高架橋、立交橋等匝道入口一定距離處，可以設(shè)置車輛高度檢測裝置[4]，對過往行駛的車輛高度進行具體的測量，激光發(fā)射機首先發(fā)出激光束傳給接收機，而當(dāng)有超過限制高度車輛行駛通過時，激光束就會被阻斷，接收機無法接收到激光束，就會發(fā)出報警信號（見圖2）。

圖2 超高車輛經(jīng)過檢測裝置

2）傳感器設(shè)置

除了激光超高檢測之外，還有一種檢測高度的設(shè)備是光電式傳感器。

傳感器的固定需要安裝架，安裝架可以設(shè)置成可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，便于結(jié)合實際情況做調(diào)整。光電式傳感器成本相對較低，針對限高的路段，可以安裝兩排傳感器，每排各有三個傳感器，其中任意一個傳感器檢測到有物體的時候，結(jié)合限高報警設(shè)施，對駕駛員施以聲光及顯示屏畫面的提醒（見圖3）。

圖3 傳感器設(shè)置

3）地面車輛感應(yīng)

限高門架附近地段環(huán)境復(fù)雜，在地面部分配置地面感應(yīng)系統(tǒng)，與激光超高檢測系統(tǒng)相匹配，兩者共同組合成一套立體檢測系統(tǒng)。當(dāng)車輛通過埋置線圈的地面時，車輛會引起環(huán)形線圈內(nèi)回路電感應(yīng)量的改變，與此同時，檢測器就可以憑借這一變化檢測到是否有車輛通過該路段。

本設(shè)備安裝在限高架前方位置的距離，主要由制動距離以及反應(yīng)距離（駕駛員）決定，其中安全系數(shù)取1.5，可以適當(dāng)增加距離。

a.制動距離

其中V為路段汽車行駛最高時速，km/h。

b.反應(yīng)距離

c.安裝距離

4.2.2 基礎(chǔ)設(shè)施智能化預(yù)警

1）聲光示警裝置

交通標(biāo)志的視認性優(yōu)化是路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要部分，對超過規(guī)定高度的車輛予以聲光警告可以有效輔助提醒，可以選擇在限高設(shè)施兩側(cè)安裝閃爍信號燈[5]，并且通過語音提醒的方式。為有效避免噪音污染，也可使用光敏電阻控制蜂鳴器。

2）懸掛式警示桿設(shè)置

在限高路段前方提前設(shè)置懸掛式警示桿[6]，同時起到保護主限高桿的作用。一旦車輛行駛到限制規(guī)定路段的時候，吊板受到行駛車輛的撞擊，從而觸動報警燈和警報器，出現(xiàn)閃爍和發(fā)出聲音。

①警示限高桿設(shè)置于主限高桿前方不遠處，兩根線桿則是設(shè)置在公路主限高桿之前的道路兩側(cè)。

②在線桿所限定高度處上方安裝橫桿，多個吊板通過鐵鏈吊掛在橫桿之上，鐵鏈的長度在50cm～80cm較適宜，每個吊板都要采用2根鐵鏈進行吊掛，每個吊板的長度在50cm左右，吊板的高度為車輛限制的高度，吊板上配備有報警燈、警報器（見圖4）。

圖4 懸掛式警示桿

4.3 限高門架結(jié)構(gòu)形式

4.3.1 可升降式限高

從限高門架的結(jié)構(gòu)來說，可以采用可升降式限高門架[7]，由三個部分組成，分別為主機、信號輸入、信號輸出。

主機也是控制中心，遠程進行控制，信息輸入設(shè)備識別出車輛類型，予以放行。信息輸出設(shè)備則應(yīng)用于升降橫桿，同時當(dāng)有車輛撞擊限高桿的時候，信息輸入設(shè)備也會將撞擊信號傳遞給后臺的控制系統(tǒng)，便于及時處理事故。

4.3.2 可潰式限高

可潰式限高門架被破壞后不會造成整體結(jié)構(gòu)的破壞，門架會在一定角度進行轉(zhuǎn)動，維修安裝只需要復(fù)位橫桿或者更換橫桿即可，不必維修更換整體的部分，而且，橫桿和豎桿不是剛性連接的結(jié)構(gòu)，橫桿受到?jīng)_擊時能夠安全斷開。

5 結(jié)語

目前來說，限高門架帶來的安全威脅是可以直觀感受到的，結(jié)合車路協(xié)同自動規(guī)避和路側(cè)設(shè)施智能化的研究，我們要不斷進行限高設(shè)施優(yōu)化設(shè)計，在保證駕駛?cè)藛T的生命安全的基礎(chǔ)上更有效地進行限高。