一种道路交通冲突预警装置的制作方法

专利名称：一种道路交通冲突预警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种道路交通冲突预警设备，特别是涉及一种应用于防止 道路交通参与者相互冲突的主动型道路交通冲突预警装置。
技术背景在道路交通中发生事故通常是由于交通参与者之间在事故发生前没有能够 及时发现可能存在的事故冲突点所造成的，例如在高速公路低能见度情况下，后车由于视线不清等原因会与前车追尾；在城市道路经常发生事故的"黑点" 区域一般也是由于种种原因导致交通参与者之间不能及时发现对方并采取有效 措施，从而导致事故的发生。交通领域的一切措施与技术都是围绕着减少事故，保障畅通这个主题展开 的，例如交通法规、交通信号灯、各种标志标线等等，其主要作用都是规范道 路交通参与者并减少事故发生。但是，由于各种自然原因和客观因素，道路交通冲突的发生及可能发生道 路交通冲突的因素依然存在，例如自然环境中的雾、阴霾、下雨、下雪等低能 见度天气所导致的事故诱因、交通"黑点"地区的地理环境诱因等，在这些路 段，现有技术也有一些用于提示交通参与者的预警性设备，例如黄闪灯、暴闪 灯、预警标志、语音预警器等等。中国专利ZL02240352.3 "机动车高速公路遥 控语音预警器"公开了一种包括时基电路IC1、无线信号发射集成电路IC2、无 线信号接收集成电路IC3、音频译码器IC4和语音预警装置的机动车高速公路遥 控语音预警器，其语音预警装置主要由语音集成块IC5内存功率放大器及扬声 器Y组成。工作时，音频译码集成块IC4把音频信号转换成电位变化，控制语 音功放块IC5工作，通过扬声器Y发声进行语音预警。这种预警器只有一种警 示方式、功能单一、适用场合有限。通常情况下，当与事件直接关联的预警信息给交通参与者的预警作用是直 接并且有效的，例如交通警察的现场指挥、交通参与者可目击前方的障碍物等; 而常设的、与事件无关的、单一的预警信号往往会被交通参与者忽略，目前尚 没有一种现有技术能够在交通参与者可能发生冲突前提前给予可能发生冲突的有效预警。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种 在低能见度及交通"黑点"地区给予交通参与者避免冲突的多重预警示信息， 警示效果好，适用范围宽的主动型道路交通冲突预警装置。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是该道路交通冲突预警装置， 其结构特点是包括车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器、数 据接收模块、主控制模块、前向警示器、后向警示器、驱动模块、数据通讯接 口、语音通讯及广播模块、电源，所述的后向警示器内安装有发光二极管阵列， 所述的前向警示器内安装有光源和聚光部件，所述的车辆通过检测器、车辆停 留检测器、行人通行检测器输出端与数据接收模块连接，数据接收模块输出端 与主控制模块连接，主控制模块与数据通讯接口连接，数据通讯接口另一端与 语音通讯及广播模块连接，主控制模块输出端通过驱动电路和前向警示器、后 向警示器连接，电源和车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器、 主控制模块、前向警示器、后向警示器、驱动模块、数据接收模块、语音通讯 及广播模块连接。该冲突预警装置能给车辆、行人等交通参与者避免冲突的光 线警示、声音警示等多重预警示，警示效果好。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的车辆通过检测器采用激光对射车 辆通过检测器，该激光对射车辆通过检测器包括激光发射部分和激光接收部分， 激光发射部分和激光接收部分相对安装，所述的激光发射部分包含无线控制开 关、调制及控制器、激光发射模组，激光接收部分包含激光接收单元、解调及 控制器。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的车辆通过检测器采用可见光或非 可见光波段对射检测器或微波探测检测器或超声波探测检测器或地感线圈检测 器或视频自动识别检测器或声波识别检测器。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的车辆停留检测器采用二个或二个 以上热释接收管，各热释接收管按不同的前向角度顺序排列，所述的热释接收 管的接收窗口安装在弹簧支撑件上，热释接收管的接收窗口前装有透过6.5Um 8.6um红外波的滤镜。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的行人通行检测器采用微波检测器。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的后向警示器的显示面有警示图标 区和警示文字区，后向警示器配有显示面预警亮度调节部件。使预警亮度随环 境变化而变化，强化警示效果。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的主控制模块连接自复位按钮，主 控制模块采用带程序控制的微处理器，所述的数据通讯接口配置数字化无线通 讯接口和有线通讯接口，所述的语音通讯及广播模块的语音通讯采用IP通讯接 口，广播模块采用数字录音芯片。本实用新型道路交通冲突预警装置所述的电源采用太阳能电池。利用太阳 能供电，安装应用地点不受供电影响。本实用新型与现有技术相比具有以下优点结构合理，多重警示、预警效 果好，多种功能、适用范围宽。1、该冲突预警装置组合了车辆通过检测器、车 辆停留检测器、行人通行检测器、前向警示器、后向警示器和语音通讯及广播 模块，实现了给车辆和行人等交通参与者避免冲突的光线、声音等多重预警示 信号，既强化了预警示效果，又拓宽了应用范围；2、前向警示器和后向警示器 的设置，在高速公路低能见度情况下当后车与前车距离较近时，能够给随后跟 进的后车发出清晰的防撞预警信号，能更有效地给行驶中的车辆提示前方路况， 使后续车辆有时间提前采取措施避免事故的发生；3、车辆通过检测器和车辆停 留检测器的设置，在高速公路使用时，能够对车道内行驶的车辆进行通过、停 留检测，并将检测到的车辆大致位置传送到指挥中心的电子地图上作对应显示； 4、行人通行检测器可在交通"黑点"区域设置防止交通冲突的强预警，向可能 产生交通冲突的双方发出防止冲突的预警信号；5、利用太阳能供电，冲突预警装置的使用安装地点不受供电局限。

图1为实施例道路交通冲突预警装置结构示意框图。图2为实施例后向警示器结构示意框图。图3为实施例前向警示器结构示意框图。图4为实施例车辆通过检测器结构示意框图。图5为实施例车辆通过检测器电路原理方框图1。图6为实施例车辆通过检测器电路原理方框图2。图7为实施例车辆通过检测器电路原理方框图3。图8为实施例车辆停留检测器结构示意框图。图9为实施例车辆停留检测器电路原理方框图。图10为实施例主控制模块电路原理方框图。图11为实施例车辆通过检测器工作流程图。图12为实施例车辆停留检测器工作流程图。图13为实施例道路交通冲突预警装置工作流程图。
具体实施方式
实施例结构参见附图。参见图l，该道路交通冲突预警装置主要由壳体、车辆通过检测器l、车辆 停留检测器2、行人通行检测器3、数据接收模块4、数据通讯接口 5、主控制 模块6、语音通讯及广播模块7、驱动模块8、后向警示器9、前向警示器10和 电源11组成。车辆通过检测器l、车辆停留检测器2和行人通行检测器3的输 出端与数据接收模块4连接，数据接收模块4的输出端与主控制模块6连接， 主控制模块6通过数据通讯接口 5连接上位机SWJ，数据通讯接口 5的另一端与 语音通讯及广播模块7连接，主控制模块6的输出端通过后向驱动电路8-1和 后向警示器9连接、通过前向驱动电路8-2和前向警示器10连接，电源ll的 输出端连接冲突预警装置的电源输入端及检测模块的电源输入端，向车辆通过 检测器l、车辆停留检测器2、行人通行检测器3、数据接收模块4、主控制模 块6、语音通讯及广播模块7、后、前向驱动电路8-l和8-2、后向警示器9、 前向警示器IO供电。参见图2，实施例的后向警示器9的显示面内安装有发光二极管阵列，并配 有显示面预警亮度调节部件，显示面上有警示图标区9-l和警示文字区9-2，采 用LED点阵组成警示图形及简单预警语句。后向预警器9内排列的发光二极管点阵通过后向驱动电路8-1驱动，本实施例采用一个固定的"三角标志"图形 和二个32X32的点阵，用74HC595驱动电路对发光二极管点阵进行驱动，驱动 电路8-1还可选用德州仪器公司的TLC5941芯片、台湾聚积科技MBI公司的 MBI5028、台湾点晶科技SITI公司ST2221C。预警图形及简单预警用语也可使用 预制的灯箱。后向警示器9是预防交通冲突的关键部件，使用时，后向警示器9 的显示面面向来车方向安装在道路边上，即与车辆行驶方向相对安装。后向警 示器9的LED亮度由主控制器6控制，通过显示面预警亮度调节部件调节，白 天启动时，使用高亮度显示模式，处于低能见度显示时，根据能见度高低调节 LED亮度，以求在不眩目的情况下尽可能远的传达预警信息。为避免在警示器未 开启情况下给行车人员产生误导，后向警示器9在图形标志前端采用浅色玻璃 遮挡内部图形，且三角警示图形不使用反光膜，当警示器未启动运行时，在外 部基本上看不到预警图形。启动时，警示器透过浅色玻璃向来车显示预警图形， 为强化显示效果，后向警示器9按照预置的频率闪烁或按照控制器给定的频率 闪烁警示标志及警示语。点阵显示组件还可接受上位机指令显示简单文字或图 形，在平时未作为道路交通冲突警示器时，可作为简易的电子信息牌使用。参见图3，前向警示器10是一个沿车辆运行方向设置的高亮度集束照明灯， 内安装有光源和聚光部件，光源选择双光源或多光源或单光源组合，可选择强 光LED或其他高亮度光源。单光源组合较适合在夜间使用；多光源组合可在白 天低能见度下应用。选用短波长紫色光源时，警示效果较明显；选用白光作为 警示光源时，可采用渐亮技术，从点亮光源到光源亮度达到最亮的过度时间约 1 3秒，该方式可减少对车辆的光冲击，并且可与电子警察应用的闪光灯形成 区别。启动时，前向警示器10会顺前车行驶方向连续或间断发出聚焦照明强光 JJZMQG，该强光可照亮前面已通过车辆YTGCL的后部，给后面的车提示前面车 的存在。实施例前向预警器10是由前向驱动电路8-2驱动的8个大功率发光二 极管照明模块组成，聚光部件将8个独立的发光二极管照明模块进行蜂窝式聚 光，前向驱动电路8-2釆用继电器；8个发光二极管的总耗电约3W 3.5W。参见图4，实施例的车辆通过检测器1采用激光对射车辆通过检测器101， 该激光对射车辆通过检测器101主要由激光发射部分1011和激光接收部分1012构成，激光发射部分1011安装在道路的一侧，在道路另一侧安装激光接收部分 1012，两者相对安装。图中TXCLFX表示通行车辆方向。无车辆通行时，激光接 收部分1012可接收到激光发射部分1011发射的调制激光信号DZJGXH，有车辆 通过时，激光发射部分1011发射的信号将被通过车辆短暂挡住，期间激光接收 部分1012无法接收到激光发射部分1011发射的调制激光信号DZJGXH，车辆通 过后激光接收部分1012又能够接收到激光发射部分1011发出的调制信号，从 而检测到有无车辆通过道路。实施例车辆通过检测器1工作流程参见图11。实施例激光对射车辆通过检测器101的电路原理参见图5，激光发射部分 1011包含无线控制开关101-1、调制及控制器101-2和激光发射模组101-3，激 光接收部分1012包含激光接收单元101-4和解调及控制器101-5。无线控制开 关101-1与调制及控制器101-2相连接，调制及控制器101-2与激光发射模组 101-3相连接，激光接收单元101-4与解调及控制器10卜5相连接，解调及控制 器101-5与主控制器6连接，电源11与无线控制开关101-1和激光发射模组 101-3连接。激光发射部分1011是一个独立的模块，在能见度高于阈值时，它 不需要工作，故在道路交通冲突预警装置关闭时，激光发射部分1011接受上位 主机发送的关闭指令，通过无线控制开关101-1关闭激光发射。当需要开启时， 上位主机通过无线控制开关101-1开启激光发射部分1011。调制及控制器101-2 是为了有效识别公路沿线有可能存在的大量干扰信号，在激光发射之前先对其 进行信号调制，以确保信号的有效性。激光发射模组101-3是将激光器件、激 励器件、安装件组合在一起的激光发射组合件。实施例选用日立公司出品的半 导体激光器HL7892E/G型，也可采用工业级的激光发射组件LB-00617/YD，在干 扰不大的车辆通过检测环境中，仅通过稳定的间断脉冲检测也可以获得很好的 车辆通过检测效果。当处于太阳能供电时，为了节约能源，激光发射模组101-3 实施间断工作模式，停止发射的间隙小于最短车长通过时间。激光接收部分1012 在大多数的应用环境中，可使用单纯的光电二极管作为激光接收单元101-4，本 实施例选用的型号有PT315AB、 BPW76B 、 ST-1KL3A等等。但是在极个别具有强 烈干扰的复杂环境下应用时，激光接收部分1012核心元件选用雪崩光电二极管， 型号为GT231型Si APD。调制与解调通常是配对的，当调制器使用识别算法进行调制时，解调及控制器101-5就必须对接收到的激光调制信号进行解调，通 常该模式仅在复杂环境下应用，在大部分应用环境下，当使用普通光电器件进 行检测信号接收时，可在发射端叠加识别信号，例如加入一个固定的编码，接 收端识别该编码，在接收并整形后将信号送主控制器6进行识别。激光对射车辆通过检测器101能兼做当地能见度简易识别器，当能见度良 好时，接收器接收到的激光信号强度较高，当能见度较低时，接收器收到的激 光信号强度也将随之减弱，通过上述变化可有效识别当地能见度的变化。在道 路交通冲突预警装置单机运行时，激光对射车辆通过检测器101判断的估算能 见度值是启动预警装置的条件之一，当处于低能见度时，接收器接收到的信号 低于根据要求预设的阈值时，主控制模块6发出预警装置开始工作的指令。处 于联网工作状态时，启动指令由处于上位的能见度探测器发出，当能见度低于 阈值时，例如能见度低于1000米时，上位机发出预警装置启动指令，预警装置 被激活，此时如有车辆经过时预警装置工作并向后车示警。现有高速公路单向车道一般是大于等于二车道，车辆通过检测方式随车道 不同会有差异。在单向二车道上对车辆通过激光对射方式检测通过车辆，在二 车道以上高速公路上对通过车辆进行检测时，仍然可以使用激光对射方式检测 车辆通过，但是由于二车道以上的单向高速公路半幅路面车道较宽，激光对射 方式如果发射信号不够强若在浓雾下本身就可能会因为浓雾阻挡而被中断，另 外由于多车道情况下不知道具体那个车道有车，针对全车道的预警会造成"狼 来了"现象，最终减弱预警装置效用。如果不需要考虑车道占用问题，也可以 通过增加对射激光发射器的功率来维持车辆通行检测器的有效性，也就是说大 于二车道的路面也可以使用激光方式来检测车辆通行状态。对单向二车道以上道路使用多普勒效应探测技术加红外热量检测技术相结 合的方式对通过车辆进行检测，通过调节产生多普勒效应的微波发射模块的发 射角度及发射功率，可控制多普勒效应微波检测模块的探测范围。在单向三车 道或三车道以上道路使用时，在道路边和中心隔离带内各安装一个检测器，道 路中心隔离带内安装的检测器覆盖两边二个车道、道路边缘安装的检测器覆盖 本侧二个车道，边缘检测器探测到有车辆通过时，点亮道路边缘的警示器；道路中心点检测器探测到有车辆通行时，点亮道路中心点的警示器，这样可使后 车能够大致分辨前车的通行车道。在各种应用环境下能够保障检测的实时性、有效性的检测车辆通过技术手 段很多，根据不同冲突点的交通预警对象相应的能选用的车辆通过检测器还有 可见光或非可见光波段对射检测器、微波探测检测器、超声波探测检测器、地 感线圈探测检测器、视频自动识别检测器、声波识别检测器。各种车辆通过检 测器均能提供判断警示装置启动否的信号。实施例的车辆通过检测器1采用微波探测检测器时，微波探测车辆通过检 测器有独立安装和嵌入安装两种安装方式。参见图6，独立安装微波探测车辆通过检测器102包含微波收发头组件 102-1、信号前置预处理与分析电路102-2和数字化无线传输模块102-3。信号 前置预处理与分析电路102-2和微波收发头组件102-1、数字化无线传输模块 102-3相连接，独立安装微波探测车辆通过检测器102和电源11相连接。实施 例采用改装的双鉴探测器，将探测波长限定在6.5um 8.6um之间，在探测距离 12 18米的双鉴探测器的红外热释管接收窗口前覆盖一个滤波硅片，再安装到 预警装置支架上。微波收发头组件102-1由谐振模块、放大电路模块板组成， 也可以采用谐振模块加信号放大及处理电路组成，谐振模块可采用新加坡、南 非、德国等进口组件，也可采用国产组件。信号前置预处理与分析电路102-2 是一个微处理器，在实施例中选用LPC900。它的主要作用是将本侧车道的车辆 通行情况识别出来后，通过数字化无线传输模块102-3传送到主控制模块6。参见图7，嵌入安装微波探测车辆通过检测器103的探测电路与独立安装的 模块是一样的，包含微波收发头组件102-1和信号前置预处理与分析电路102-2。 嵌入安装微波探测车辆通过检测器103嵌入安装在预警装置内，微波收发头组 件102-1和信号前置预处理与分析电路102-2相连接，信号前置预处理与分析 电路102-2通过数据通讯接口 5与主控制模块6连接。参见图8、图9，车辆停留检测器2采用二个或二个以上热释接收管2-l， 各热释接收管2-l按不同的前向角度顺序排列，实施例用了三个热释接收管2-1 。 车辆停留检测器2包含热释接收管2-11、 2-12、 2-13、放大及整形电路2-2和三个车辆停留检测处理器2-3，三个放大及整形电路2-2分别与热释接收管 2-11、 2-12、 2-13相连，三个放大及整形电路2-2和车辆停留检测处理器2-3 相连，车辆停留检测处理器2-3与数据接收模块4连接。实施例热释接收管2-11 采用上海尼塞拉传感器有限公司的PM611单元热释接收管或PD632双元热释接 收管，车辆停留检测处理器2-3使用LPC900系列产品。当高速公路低能见度环境下车辆在车道中停车是非常危险的，需要对其进 行探测并向后车预警。在高速公路区段采用红外热释探测技术对车道内实时停 留的车辆进行检测，当车辆通过检测区域时，车辆发动机会释放一定的热量， 可检测的温度覆盖范围大约从12(TC直到与环境温度一致的区间，根据维恩位移 定律乂:n:7可知，该热源波长范围至少覆盖了 6 10um,而波长在6um 10 um之间的红外线具有非色散性，该波段红外线穿过空气层时，几乎不会被空气 所吸收，它能有效穿透空气层而被车辆停留检测器2中安装的红外热释接收管 2-1接收到。实时车辆停留检测在高速公路应用中将红外接收分成二 三个分 区，并按照接收指向与机动车行进方向一致的前向方式安装，每个分区指向一 个接收指向与车辆行进方向之夹角——前向角度，各检测区按前向角度顺序排 列，分区间不重叠。参见图8，本实施例采用三个热释接收管2-1，按照三个前 向角度分成第一检测区1#、第二检测区2#、第三检测区3#等三个检测区。在 机动车经过时，必然会按照顺序通过不同的检测区，热释接收管2-1可识别出 车辆的行进状态。例如车辆进入监控区域后，车辆释放出来的热量将被第一检 测区1#的热释接收管2-11接收到，如果车辆继续行进，车辆散发的热量将在第 二检测区2#、第三检测区3#内被各自的热释接收管2-12、 2-13分别接收到。 车辆驶出监控区域后，由车辆产生的热源消失，此时热释接收管2-1内无信号。 通过检测三个检测区内的热源停留时间可基本识别出车辆是否停留在监控区域 内。实施例车辆停留检测器工作流程参见图12。由于热释接收管的技术特性决定，被测物体处于完全静止时，热释接收管 将处于饱和状态，此时即使车辆停留在被检测区域内也不会被发现，需要不断 "摇晃"热释接收管前的非聂耳透镜，使被监控的车辆散发出来的热量形成红 外脉冲不断地"激活"热释接收管，才能够使热释接收管持续输出被监控点的红外信息。根据这一特点，车辆停留检测器2在非聂耳透镜上采用小转换点分 布结构将透镜内的折射点细化，采用弹簧支撑结构的检测器头组件支架，并设 置一个"幌动"装置，用震动电机驱动非聂耳透镜"颤动"，使热释接收管能够 不断获得实际存在的热源激励并保持有效输出。如果热源不存在，即使"幌动" 检测器头也不会有信息输出，"幌动"仅在预警装置启动的前提下才开始工作。 在高速公路使用时，为避免干扰并提高可靠性，热释接收管2-1波段选择 接收起峰波长约6. 5 ix m左右，接收波长约7. 5 ix m 14 y m左右的红外线。PM611 单元热释接收管、PD632双元热释接收管的接收区间是7.4um 14um,根据维 恩位移定律，在上述接收区域内正好可有效截取机动车所散发出来的热量范围。 当直接使用非聂耳透镜加上高增益处理电路，在冬季热释接收管可接收不少于 80米距离的发动机热量，在春秋二季，可接收不少于60米距离的发动机热量，但是在气温较高时接收效果会比较差，且随着环境温度的升高热释接收管工作 灵敏度会降低甚至失效，原因是热释接收管的接收波长覆盖了 6 14um，在环 境温度较高的时候，环境温度将可能覆盖8.9um以下的波段，正好处于热释管 的接收范围，这将使热释管处于饱和状态。实施例解决四季灵敏度差异问题， 采取提高热释接收管的接收温度点，将接收波长上移。具体方法是在热释接收 管接收窗口前加装一片硅片或红宝石材料的滤镜，采用真空镀膜技术在硅片或 红宝石基片上真空喷涂一层红外过滤膜，滤镜将高于截止频率的波段和低于指 定波段的频率滤除，使非聂耳透镜透过的红外波段信息在进入热释接收管前被 限制在6.5nm 8.6nm之间，该波长所覆盖的温度远较环境温度高，故环境温 度的变化将不会对热释接收管的灵敏度产生较大的影响，而该覆盖温度又是机 动车所能够释放的温度范围内，在该状态下，信噪比较高，可大幅提高热释接 收管的灵敏度，有效克服环境变化所造成的干扰。车辆停留检测器2也具有车辆通过检测功能，在低能见度环境下应用时， 具备承担车辆通过检测的技术条件，但在车辆高速通过时，检测灵敏度不及激 光对射车辆通过检测器。当车辆停留检测器2不需要进行附加的车辆位置检测， 在车道较少的应用环境中，可以仅设置一个检测分区、使用一个热释效应接收 管完成对整个路面的车辆停车检测。实施例的行人通行检测器3采用微波检测器。当在普通公路对人车交叉冲 突的"黑点"进行冲突预警时，可采用"双鉴"即微波加红外的探测技术对移 动人员进行探测，使用地感线圈对机动车辆进行探测。在行人将要进入交通"黑 点"或"盲点"前，预警装置可探测到是否存在交通冲突，是否同时有机动车 也将进入"黑点"，并根据需要向可能产生冲突的双方突出冲突预警。在"黑点" 区域， 一般情况下行人的不确定因素较多，故通常会检测机动车，如果机动车 将进入"黑点"则在给机动车提示性信息的前提下，重点向可能存在的过街行 人预警。通常在"盲点"路段采用地感线圈对机动车进行检测是非常有效的， 检测到进入冲突点前的机动车时，根据优先通行条件给出相应的警示信息。实施例的语音通讯及广播模块7包括语音通讯模块7-1和广播模块7-2，采 用IP通讯接口 ，广播模块7-2采用数字录音芯片。语音通讯模块7-1由一套IP 语音通讯设备组成，采用双工扩音对讲方式实现与上位机之间的双工通讯，主 要芯片采用ES3890F 39VF080等，通讯基于H. 323协议；广播模块7-2采用基 于H.323协议的语音传输方式，基于指令电话的工作模式。常规的声音预警是 在数字录音芯片中存储预警语句，当需要时由主控制模块6启动或由上位机通 过网络远程启动语音扩音预警。数据通讯接口 5与上位机之间的实际可用带宽 若大于等于IOOK，就可在该接口接入数字化的应急电话终端或单向扩音终端， 将预警、应急电话的设备和通讯资源进行整合，以节约现场资源和总投资。道路交通冲突预警装置具有独立工作和组网协同工作的能力，为此道路交 通冲突预警装置配置符合现场应用需求的通讯接口，实施例的数据通讯接口 5 配置数字化无线通讯接口和RS485接口。数字化无线通讯接口主要负责与上位 控制系统实现简单的功能性连接，可通过该接口完成预警装置的启动、关闭、 局部功能开启等操作；通过RS485接口可与上位控制设备形成全功能连接，在 该模式下道路交通冲突预警装置的全部功能可由上位机集中控制，车辆通过检 测器1和车辆停留检测器2检测到的车辆通行情况及车辆停留情况均可通过通 讯接口传送给上位机，上位机也可下载需要显示的文字信息内容和启动声音预 警。道路交通冲突预警装置可采用太阳能供电或使用市电工作，实施例电源采用20W多晶硅太阳能光伏电池板作为供电来源，36AH、 12V免维护蓄电池作为储能器件。光伏电池板通过太阳能增效器对光伏电池进行增效处理，处理后的 20W太阳能光伏电池的效率相当于30 35W光伏电池；使用36AH配置时，阴雨天可维持预警装置连续工作较长时间。太阳能电源的充电管理与放电管理均由主控制模块6完成。实施例的主控制模块6连接自复位按钮，按一下自复位按钮手动开启警示装置，再按一下自复位按钮关闭警示装置。自复位按钮的作用主要是有车辆故 障停车后在警示装置未启动时，车辆驾驶员可以人工开启警示装置以强化显示预警。警示装置可远程关闭或复位，也可实地关闭。警示装置被人工开启后， 将通过数据通讯接口 5向指挥中心发送该警示装置被人工开启的信息，该信息 相当于报警信息，也可根据需要被再定义，例如救援请求等。主控制模块6采 用LPC900系列微处理器，管理道路交通冲突预警装置的各部件工作，它同时管 理电源ll、激光发射、环境照度检测、前向警示器IO、后向警示器9等工作。实施例主控制模块6的电路原理参见图10，语音通讯模块7-1、广播模块 7-2、数字化无线传输模块102-3、数据通讯接口 5、电源管理模块11-1、后、 前向驱动电路8-1和8-2、嵌入安装微波探测车辆通过检测器103都与含解码器 的主控制模块6相连接，电源11与电源管理模块11-1、后向驱动电路8-l、前 向驱动电路8-2、嵌入安装微波探测车辆通过检测器103、主控制模块6、语音 通讯模块7-l、广播模块7-2、数字化无线传输模块102-3连接。主控制模块6 安装在预警装置壳体的主机控制盒内，太阳能电池板安装在前、后向显示器顶 部。独立安装微波探测车辆通过检测器102通过内置的无线传输实时数据，微 波探测模块向主控制模块6发送数据的无线模块采用315兆的数字无线发射模 块、4位编码，主控制模块6向独立安装微波探测车辆通过检测器102发送的无 线模块采用433兆无线发射模块。本实施例采用深圳商斯达实业公司的NRF403 型315/433MHZ双段单片无线收发芯片作为数字化无线传输模块102-3的核心器 件完成主控制模块6与独立安装微波探测车辆通过检测器102间的双向通讯。 有线数据通讯接口 5采用RS485总线结构，预警装置所有的部件间数据连接全 部通过总线完成。电源管理模块11-l在使用太阳能电池时，主要完成充放电管理，在使用市电时负责对后备电池进行浮充管理。实施例使用模块内部电路均采用本行业公知技术。实施例道路交通冲突预警装置工作流程参见图13。本实用新型道路交通冲突预警装置在运行中都有自己独立唯一的地址，以 标识其在整个道路交通管理系统中的位置及属性。在高速公路应用中预警装置 的自动开启条件是同时具备环境低能见度和检测到有车辆通过这二个条件，当 二个条件都具备时，主控制模块6再检测环境照度，然后开启警示装置，并根 据环境照度调整警示装置发光器件的亮度；当应用于"黑点"区域时，预警装 置启动条件是存在发生冲突的条件，例如具有二车同时进入冲突点或可能有人 车冲突。道路交通冲突预警装置具有联网的接口，可与上位机组网，当上位机 根据整体要求需要开启预警装置时，可通过网络直接驱动警示装置开启，也可 仅开启预警标志或文字；上位机通过网络接口也可仅开启车辆通过检测器1来 读取被检测路段的车辆通行情况；预警装置也可在现场通过自复位按钮手动开 启后向警示器9预警图形标识。当能见度高于阈值后，主要预警条件消失，主 控制模块6发出预警装置关闭指令，预警装置将被关闭，即整个预警装置均处 于关闭状态，车辆通过检测器l、前向警示器10和后向警示器9等部件均停止 工作，但是主控制模块6仍然处于工作状态。预警装置在以下二种情况会恢复 待机 一是，当处于低能见度状态时，并且有车辆通过时，下一个预警装置检 测到有车辆通过，此时下一个预警装置将通过网络释放上一个预警装置，此时 该预警装置恢复到待机状态；二是，预警装置的热释接收管2-1接收的热源消 失后的一个指定时间，没有在本监控区内再接收到热源信号，此时预警装置转 入待机状态，指定时间可参数化设置，本实施例采用30秒延时。待机状态是指 预警装置中的前后向预警标志关闭，但是车辆通过检测器1等测试部件仍然工 作，等待着下一个车辆的通过，当有新的车辆通过时预警标志才会回到工作状 态；允许将转入待机状态的条件参数化设置。道路交通冲突预警装置运行过程当预警装置被启动后，车辆通过会遮挡对射的调制激光信号，车辆通过检 测器1可检测到通过的车辆，车辆通过检测器1并不区别究竟有几台车通过检测区域，仅检测是否有车通过检测区域，通过车辆所产生的热量会被分区检测的热释接收管2-1，热释接收管2-1输出的信号将描述车辆正在通过监控区域， 此时将启动前向预警示器10,如果是在夜间则前向预警示器IO将聚焦的强光射 向刚刚通过的车辆后部，强光会在低能见度的空间形成光影给后车较显著的警 示；后向警示器9同步启动，将给后车显示预警图案和预警语句，例如"前方 50米有车，请减速慢行"。当预警装置处于联网运行时，可个性化设置二个或二 个以上预警装置的运行条件与启动参数，比如没有后车时或后车距离前车较远 时，可不启动预警装置等等。该预警装置发出的预警信息的亮度、颜色、反射 角、显示波长等参数是可控的，在组网运行时，前车与后车距离较近时，可发 出暂时禁止通行标识，当前车距离较远时，可发出减速通行信息。为增加后向 警示器9的后向预警能力，当前面有车辆通过且后续车辆距前车距离较近时， 后向警示器9就会以较急促的频率闪烁，同时启动配套的数控道钉、数控轮廓 标等道路轮廓显示装置，以提示后来车辆注意前方并减速防撞。当预警装置满 足待机条件时，转入待机。在前车通过后，预警装置可在前车后部留下一个不 小于50米或者100米的预警带随车前行，预警带含数控道钉、警示器标志、数 控轮廓标等。当车辆密集程度很高时，该预警装置会不停地工作，以预警后车； 当车辆处于预警区内停车时，预警装置的后向警示器9会不停快速闪烁并更换 预警语句直至工作条件消失或预警装置被关闭。应用本实用新型道路交通冲突预警装置能够在低能见度情况下给后车提供 前车大致位置信息，前向预警与后向预警能够给在低能见度环境下行驶的车辆 提示前方路况，使后续车辆有时间提前采取措施避免追尾现象发生、防止发生 交通事故，确保行车安全；预警装置能够与相关受控的多色道钉、轮廓标、诱 导牌等防撞装置协同工作，增加在低能见度情况下高速公路行车预警能力；可 为进入道路交通的"黑点"与"盲点"区域的行人及机动车提供有针对性的警 示信息；在极低能见度或其它需要的情况下，预警装置除给后车发出可见预警 信号外，还能够发出声音预警信号，强化预警作用。本实用新型道路交通冲突预警装置应用在高速公路和隧道入口处作为低能 见度环境下的防撞预警，效果显著。
权利要求1、一种道路交通冲突预警装置，其特征在于包括车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器、数据接收模块、主控制模块、前向警示器、后向警示器、驱动模块、数据通讯接口、语音通讯及广播模块、电源，所述的后向警示器内安装有发光二极管阵列，所述的前向警示器内安装有光源和聚光部件，所述的车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器输出端与数据接收模块连接，数据接收模块输出端与主控制模块连接，主控制模块与数据通讯接口连接，数据通讯接口另一端与语音通讯及广播模块连接，主控制模块输出端通过驱动电路和前向警示器、后向警示器连接，电源和车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器、主控制模块、前向警示器、后向警示器、驱动模块、数据接收模块、语音通讯及广播模块连接。
2、 根据权利要求l所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于所述的车 辆通过检测器采用激光对射车辆通过检测器，该激光对射车辆通过检测器包括 激光发射部分和激光接收部分，激光发射部分和激光接收部分相对安装，所述 的激光发射部分包含无线控制开关、调制及控制器、激光发射模组，激光接收 部分包含激光接收单元、解调及控制器。
3、 根据权利要求l所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于所述的车 ，辆通过检测器采用可见光或非可见光波段对射检测器或微波探测检测器或超声波探测检测器或地感线圈检测器或视频自动识别检测器或声波识别检测器。
4、 根据权利要求1或2或3所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于 所述的车辆停留检测器采用二个或二个以上热释接收管，各热释接收管按不同 的前向角度顺序排列，所述的热释接收管的接收窗口安装在弹簧支撑件上，热 释接收管的接收窗口前装有透过6. 5 n m 8. 6 u m红外波的滤镜。
5、 根据权利要求4所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于所述的行 人通行检测器采用微波检测器。
6、 根据权利要求5所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于所述的后 向警示器的显示面有警示图标区和警示文字区，后向警示器配有显示面预警亮度调节部件。
7、 根据权利要求6所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于所述的主 控制模块连接自复位按钮，主控制模块采用带程序控制的微处理器，所述的数 据通讯接口配置数字化无线通讯接口和有线通讯接口 ，所述的语音通讯及广播 模块的语音通讯采用IP通讯接口，广播模块采用数字录音芯片。
8、 根据权利要求7所述的道路交通冲突预警装置，其特征在于所述的电 源采用太阳能电池。
专利摘要本实用新型公开了一种道路交通冲突预警装置，包括车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器、数据接收模块、主控制模块、前向警示器、后向警示器、驱动模块、数据通讯接口、语音通讯及广播模块、电源。后向警示器内安装有LED阵列，前向警示器内安装有光源和聚光部件。车辆通过检测器、车辆停留检测器、行人通行检测器输出端与数据接收模块连接，数据接收模块输出端与主控制模块连接，主控制模块与数据通讯接口连接，数据通讯接口另一端与语音通讯及广播模块连接，主控制模块输出端通过驱动电路和前向警示器、后向警示器连接。本实用新型能给予交通参与者避免冲突的多重预警示信息，具有警示效果好、适用范围宽的等优点。
文档编号G08G1/00GK201117109SQ20072019152
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月5日 优先权日2007年11月5日
发明者伟 陈 申请人:伟 陈