本发明涉及一种新型避险车道，属于道路安全实时监测、防护装置技术领域。
背景技术
目前，国内所修的避险车道均采用上坡式制动坡床，一般有35-40度的坡度，车道上铺着厚厚一层可增大轮胎与地面摩擦力的碎石，入口处及尽头堆着可减震的轮胎，当失控车辆冲上这个车道，利用上坡路段地面砂石的阻力，强制车辆减速停车，大多都能起到使失控车辆从主线分流的作用，但并没有保证驶入避险车道驾驶员的安全，包括刮蹭、货物散落等轻微事故和驾驶员致残或死亡等严重事故都时有发生。
该种避险车道利用水袋代替传统的碎石路面，减少车辆高速情况下强制制动带来的磨损与危害，操纵简单，有关道路安全部门能够立即知晓事故的发生并及时给予帮助，避免威胁生命安全的情况发生。因此，设计一种既能减少人员伤亡又实际可行的新型避险车道弥补传统避险车道的不足显得尤为重要，这对保障道路、人员、车辆的安全，以及分流作用的加强都具有及其重要的意义。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：由水袋、水泵、水池、水包、管道、单向阀、阻尼阀、摄像头、无线通讯装置、控制装置、供电设备和电磁阀组成一种新型避险车道。没有车辆驶入避险车道时，所有水袋均装满水；当有车辆驶入时，水受压通过阻尼阀从出水管流进水池，车轮下陷后受到巨大阻力，达到为汽车减速的目的；当汽车要驶出避险车道时，关闭电磁阀，水泵通过进水管向水袋内输水，使水袋内压力到达能使汽车缓慢驶出的状态。该装置为道路安全防护提供了有效措施，能够减少遇险车辆的损失。
本发明采用的技术方案是：一种新型避险车道，其特征在于包括：水袋、水泵、水池、水包、单向阀、阻尼阀、进水管、出水管、摄像头、无线通讯装置、单片机、供电设备、控制开关和电磁阀；总进水管与水泵连接，总出水管、水泵与水池连接；水泵、摄像头、无线通讯装置、单片机、控制开关、电磁阀均与供电设备连接；没有车辆驶入避险车道时，所有水袋均装满水；当有车辆驶入时，水受压过大突破阻尼阀的限值，通过阻尼阀从总出水管流进水池，水袋体积减小，避险车道上形成“沼泽地效应”，使车辆受到巨大阻力，从而达到降速避险的效果；当汽车要驶出避险车道时，控制开关控制关闭电磁阀，打开水泵，水袋内重新装满水，压力到达能使汽车缓慢驶出的状态；车道一侧的摄像头监测是否有车辆驶入避险车道，如果有，无线通讯装置拨打报警电话开展求救工作。
进一步的，水袋采用聚丙烯材料制成，具有水气阻隔性能好，化学性质稳定，抗老化，耐高温，耐压缩变形的优良特性，能够满足恶劣环境中的使用要求，水袋形状为矩形，大小根据具体情况而定，一定数量的水袋并联组成一个水包，每个水包的水袋数量不低于12个，每个水袋内有各自的水袋进水管、水袋出水管，每个水包有各自的水包进水管、水包出水管，整个系统有一根总进水管道和一根总出水管道；每个水包内的水袋通过水袋进出水管并联在一起，每个水包内的所有水袋进出水管分别与该水包的进出水管连接，所有的水包进出水管分别与整个系统的总进水管道、总出水管道连接；总进水管上安装有一个水泵和一个单向阀，总出水管道上安装有一个阻尼阀和一个电磁阀；总进水管道、总出水管道均与水池连接，构成水资源循环利用系统；每个水包外部用防弹衣材料包裹，多个水包相连铺设组成避险车道。
进一步的，水泵采用现有装置is型卧式单级单吸清水离心泵，结构简单，性能可靠，体积小，重量轻，抗汽蚀性能好，电耗低，使用维修方便；水泵安装在总进水管上，总进水管通过水泵向水袋内注水。
进一步的，单向阀为现有装置，采用直通式单向阀，用螺纹直接安装在总进水管上，只允许水单向流进水袋，阻止水因受压回流；阻尼阀为现有装置，采用单向阻尼阀，当车辆驶入避险车道时，水受压后产生巨大的水压，水压大于阻尼阀的限值后阻尼阀打开，受压的水流出；进水管、出水管采用铝塑复合管制成，质轻，耐用，成本低廉，具有很好的弯曲性能和很强的抗压能力，结构简单，与水袋、水泵、水池、单向阀、阻尼阀连接方便。
进一步的，摄像头采用可识别特定物体和可360度旋转的高清摄像头，安装于避险车道旁的立柱上端，监测是否有车辆驶入避险车道，将监测实时情况反馈给单片机，单片机处理图像数据信息确定有车辆驶入避险车道后，发布指令指挥无线通讯装置向有打求救电话，以便尽快开展救援工作。
进一步的，控制开关安装于避险车道旁的立柱中部，当汽车要驶出避险车道时，控制开关控制关闭电磁阀，打开水泵，使水袋内重新装满水，压力到达能使汽车缓慢驶出的状态；电磁阀安装于阻尼阀之前，向水袋内注水时通过控制开关关闭电磁阀直接阻止水流出，正常情况下电磁阀不工作，处于打开状态。
进一步的，供电设备包含风力发电机、太阳能电池板和蓄电池，安装于避险车道左边护栏上，为水泵、摄像头、无线通讯装置、单片机、控制开关和电磁阀的正常运作提供电力保障。
该装置的系统电路中所用单片机型号为at89c51，为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：1、xtal1，xtal2，相接的电路为单片机工作所必须的起震电路。2、rst相接的是单片机开关，可通过按键控制整个电路的开关。3、与p2.0，p2.1，p2.2，p2.3，p2.4,p2.5相接的是u3为电机驱动模块l278，起到放大电流的作用，单片机电流过小不能驱动电机所以需要电机驱动模块放大电流，驱动电机。与驱动模块相接的电机，单片机通过输出pwm波来控制电机。4、与p1.3，p1.4，p1.5，p1.6,p1.7相接的是nrf24l01无线收发模块，输出功率频道选择和协议的设置可以通过spi接口进行设置实现单片与云端后台的通讯。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块。单片机可通过无线通信模块向有关部门发送求救信号。5、与p0.0相接的是摄像头，该摄像头可360度旋转，安装在起点护栏上，检测是否有车进入避险车道，并将所得到的图像信息传给单片机。6、与p0.1相接的是电磁阀，通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开，断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
过程描述：该避险车道由电磁阀和阻尼阀同时控制水泵的开关，单片机给电磁阀一个高电平后由于磁力阀门打开，反之单片机给电磁阀一个低电平阀门关闭。车道的一侧装有摄像头，对车道情况进行实时检测，当发现避险车道有车驶入后，单片机通过处理图像信号后将信号传给无线通信模块，无线模块与后台连接向有关部门拨打求救电话。电机为水泵提供动力，单片机通过驱动电机来驱动水泵，使水进入水带中。
一种新型避险车道，其控制方法如以下步骤：
步骤1：没有车辆驶入避险车道时，所有水袋均装满水。
步骤2：当有车辆刹车失灵应急情况下驶入时，水受压过大突破阻尼阀的限值，通过阻尼阀从出水管流进水池，水袋体积减小，避险车道上形成“沼泽地效应”，使车辆受到巨大阻力，从而达到降速避险的效果。
步骤3：车道一侧的监测是否有车辆驶入避险车道，如果有车辆驶入避险车道，无线通讯装置接到单片机指令拨打报警电话以便及时开展救援工作。
步骤4：当汽车要驶出避险车道时，控制开关控制关闭电磁阀，打开水泵，水池内的水再次循环流入水袋内，使水袋内压力增大，达到能使汽车缓慢驶出的状态。
本发明的工作原理是：由水泵、水池、水袋、水包、管道、单向阀、阻尼阀、摄像头、无线通讯装置、控制装置、供电设备和电磁阀组成一种新型避险车道。没有车辆驶入避险车道时，所有水袋均装满水；当有车辆驶入时，水受压通过阻尼阀从出水管流进水池，车轮下陷后受到巨大阻力，达到为汽车减速的目的；当汽车要驶出避险车道时，关闭电磁阀，水泵通过进水管向水袋内输水，使水袋内压力到达能使汽车缓慢驶出的状态。该装置为道路安全防护提供了有效措施，能够减少遇险车辆的损失。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、水池、管道、水袋连接在一起组成一个循环系统，使得水资源得到循环利用，避免了不必要的浪费；2、水袋、水泵、阀门等部件性价比较高，使用方便，连接简单，为后续的维修更换工作提供了很大的便利；3、水袋采用并联方式连接，即使部分损坏依然不影响整体系统的运作；4、采用风力发电机以及太阳能电池等新能源装置为整个装置提供电力，避免产生不必要的环境污染问题，方便高效，易于安装、维修以及更换；5、摄像头与无线通讯装置的结合使用为事故的后续解决提供了很好的技术保障，使有关道路安全部门能够及时知晓并给予帮助，避免威胁生命安全的情况发生；6、代替传统的碎石路面，减少车辆高速情况下强制制动带来的磨损与危害。
附图说明
图1为该装置的整体结构示意图；
图2为该装置的局部结构示意图；
图3为该装置的系统电路图；
图中各个标号为：1-水袋；2-水泵；3-蓄水池；4-单向阀；5-阻尼阀；602-水包进水管道；60-总进水管道；7-水包出水管道；7-总出水管道；8-摄像头；9-无线通讯装置；10-单片机；12-控制开关；13-电磁阀；14-水包。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参阅图1、图2，一种新型避险车道包括：水袋1、水泵2、水池3、水包14、单向阀4、阻尼阀5、进水管6、出水管7、摄像头8、无线通讯装置9、单片机10、供电设备11、控制开关12和电磁阀13；总进水管603与水泵2连接，总出水管703、水泵2与水池3连接；水泵2、摄像头8、无线通讯装置9、单片机10、控制开关12和电磁阀13均与供电设备11连接；没有车辆驶入避险车道时，所有水袋1均装满水；当有车辆驶入时，水受压过大突破阻尼阀5的限值，通过阻尼阀5从总出水管703流进水池3，水袋1体积减小，避险车道上形成“沼泽地效应”，使车辆受到巨大阻力，从而达到降速避险的效果；当汽车要驶出避险车道时，控制开关12控制关闭电磁阀13，打开水泵2，水袋1内重新装满水，压力到达能使汽车缓慢驶出的状态；车道一侧的摄像头8监测是否有车辆驶入避险车道，如果有，无线通讯装置9拨打报警电话开展求救工作。
水袋1采用聚丙烯材料制成，具有水气阻隔性能好，化学性质稳定，抗老化，耐高温，耐压缩变形的优良特性，能够满足恶劣环境中的使用要求，水袋1形状为矩形，大小根据具体情况而定，一定数量的水袋1并联组成一个水包14，每个水包14的水袋1数量不低于12个，每个水袋1内有各自的水袋进水管601、水袋出水管701，每个水包14有各自的水包进水管602、水包出水管702，整个系统有一根总进水管道603和一根总出水管道703；每个水包14内的水袋1通过水袋进出水管并联在一起，每个水包14内的所有水袋进出水管分别与该水包14的进出水管连接，所有的水包进出水管分别与整个系统的总进水管道603、总出水管道703连接；总进水管603上安装有一个水泵2和一个单向阀4，总出水管道703上安装有一个阻尼阀5和一个电磁阀13；总进水管道603、总出水管道703均与水池3连接，构成水资源循环利用系统；每个水包14外部用防弹衣材料包裹，多个水包14相连铺设组成避险车道。
水泵2采用现有装置is型卧式单级单吸清水离心泵，结构简单，性能可靠，体积小，重量轻，抗汽蚀性能好，电耗低，使用维修方便；水泵2安装在总进水管603上，总进水管603通过水泵2向水袋1内注水。
单向阀4为现有装置，采用直通式单向阀，用螺纹直接安装在总进水管603上，只允许水单向流进水袋1，阻止水因受压回流；阻尼阀5为现有装置，采用单向阻尼阀，当车辆驶入避险车道时，水受压后产生巨大的水压，水压大于阻尼阀5的限值后阻尼阀打开，受压的水流出；进水管6、出水管7采用铝塑复合管制成，质轻，耐用，成本低廉，具有很好的弯曲性能和很强的抗压能力，结构简单，与水袋1、水泵2、水池3、单向阀4、阻尼阀5连接方便。
摄像头8采用可识别特定物体和可360度旋转的高清摄像头，安装于避险车道旁的立柱上端，监测是否有车辆驶入避险车道，将监测实时情况反馈给单片机10，单片机10处理图像数据信息确定有车辆驶入避险车道后，发布指令指挥无线通讯装置9向有关交通安全部门拨打求救电话，以便尽快开展救援工作。
控制开关12安装于避险车道旁的立柱中部，当汽车要驶出避险车道时，控制开关12控制关闭电磁阀13，打开水泵2，使水袋1内重新装满水，压力到达能使汽车缓慢驶出的状态；电磁阀13安装于阻尼阀5之前，向水袋1内注水时通过控制开关12关闭电磁阀13直接阻止水流出，正常情况下电磁阀13不工作，处于打开状态。
供电设备11包含风力发电机、太阳能电池板和蓄电池，安装于避险车道左边护栏上，为水泵2、摄像头8、无线通讯装置9、单片机10、控制开关12和电磁阀13的正常运作提供电力保障。
请参阅图3，该装置的系统电路中所用单片机型号为at89c51，为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：1、xtal1，xtal2，相接的电路为单片机工作所必须的起震电路。2、rst相接的是单片机开关，可通过按键控制整个电路的开关。3、与p2.0，p2.1，p2.2，p2.3，p2.4,p2.5相接的是u3为电机驱动模块l278，起到放大电流的作用，单片机电流过小不能驱动电机所以需要电机驱动模块放大电流，驱动电机。与驱动模块相接的电机，单片机通过输出pwm波来控制电机。4、与p1.3，p1.4，p1.5，p1.6,p1.7相接的是nrf24l01无线收发模块，输出功率频道选择和协议的设置可以通过spi接口进行设置实现单片与云端后台的通讯。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块。单片机可通过无线通信模块向有关部门发送求救信号。5、与p0.0相接的是摄像头，该摄像头可360度旋转，安装在起点护栏上，检测是否有车进入避险车道，并将所得到的图像信息传给单片机。6、与p0.1相接的是电磁阀，通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开，断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
过程描述：该避险车道由电磁阀和阻尼阀同时控制水泵的开关，单片机给电磁阀一个高电平后由于磁力阀门打开，反之单片机给电磁阀一个低电平阀门关闭。车道的一侧装有摄像头，对车道情况进行实时检测，当发现避险车道有车驶入后，单片机通过处理图像信号后将信号传给无线通信模块，无线模块与后台连接向有关部门拨打求救电话。电机为水泵提供动力，单片机通过驱动电机来驱动水泵，使水进入水带中。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。