专利名称：高速公路防连续撞车系统的制作方法
技术领域：
本发明是涉及高速道路交通安全的一种装置。在高速公路上能有效预防 连续追尾撞车事故的发生。为了不可重来的生命、减少损失构建节约型社会发 明本系统。同时提高高速公路的利用率及高速公路的管理水平。
背景技术：
高速公路行车速度髙、单向行驶、 一般没有障碍物影响，所以快捷方便、 为我们的生活生产带来了巨大的便利，但是髙速公路上行驶的车辆由于行车速 度高，加上路面状况、能见度、车辆自身等因素影响易引发生交通事故。目前 的高速公路是若前面行驶的车辆已经发生意外，道路被占据阻塞(按规定要设 置警示标志，但是事故车辆上的司乘人员没有作到或者因为其他原因如受伤等 根本作不到或者来不及)，而后面的正在高速行驶状态下的车辆还不清楚前面的 道路已经被占据堵塞，不能高速通过或者高速通过时易发生追尾撞车而造成事 故。更有胜者，当车流量大、行车速度高、路面有雨雪冰、能见度低等因素的 综合作用的时候，有时几辆、几十辆甚至上百辆汽车连续追尾相撞。究其原因 是后续的车辆行驶速度高惯性大，又不能及时发现被阻塞地点，当发现被阻塞 地点的时候，刹车已经来不及了；所以造成多车连续追尾相撞，使得意外事故 进一步扩大、道路进一步堵死，多车连续相撞，造成人员伤亡财产损失。如果 在距阻塞地点的适当位置设置警告提示信号灯(简称警示灯下同)，利用电子技 术及时点亮警示灯，告诉后续跟进高速行驶车辆的司机，减速缓行，到达阻塞 点的时候就可以及时刹车或者缓慢通过，就可以避免意外事故的进一步扩大， 拯救广大人民群众的生命财产。同时较远行驶的车辆由于警示灯没有被点亮，仍然可以继续正常行驶，提高高速公路的利用率。以此为基础发明设计出了高 速公路阻塞示警装置(俗名高速公路防连续追尾撞车系统)。用于替代现有 的人工放置瞀示标志，提高高速公路运行的安全。
发明内容
本装置解决其技术问题所采用的技术方法是在高速公路上每隔适当的距
离(如300M)安装一盏警示灯，每相邻的三盏灯用电线连接到前方(道路行车 的方向) 一定距离(如卯OM)内的每一开关上，利用电子技术用自动或者手 动启动阻塞发生检测开关的方式，当道路阻塞时，开关给出开灯信号，相应 的三盏警示灯被一直被点亮(手动复位后熄灭)，警示司机前方已经发生了道路 阻塞，注意减速缓行、避免事故的发生。示警灯示警示意图(图l)。
一、 示警灯1、警示灯要求；可选用市面上任何没有内部控制电流的 可以用直流电点亮的交通信号灯(最好选用黄色灯光)。作用是点亮时警示 要减速缓行。
2、设置示瞀灯在高速公路上每隔适当的距离(如300M)安装一盏警 示灯，每相邻的三盏灯用电线连接到前面(道路行驶的方向)一定距离(如900M) 相应的每一个阻塞发生检测开关上。当道路阻塞时，开关给出开灯信号，相应 的三盏警示灯被一直被点亮(手动复位后熄灭)，警示司机减速缓行、避免事故 的发生。
二、 示警灯控制电原理为了达到有信号后一直点亮以至到阻塞被排除后
手动复位熄灭的目的，除了用信号灯作光源外，还需要在信号灯的电源上加控
制电路。控制图如图2。
说明1、电源根据警示用的信号灯6 (下称警示灯)的要求选择。警示灯最好选用直流电、节能的。好处是安全、可控硅的要求低、容易布线。直流电源 的作用是防止电流过零而示警灯自动熄灭。
2、 可控硅4可以选择双向的(根据警示信号灯的工作电压、电流选择)，控 制极接出8，是作为连接检测开关的，是开起警示灯的信号控制总线。
3、 复位开关3 (长闭)是用来切断电源的，当道路正常时使警示灯熄灭(复 位)。可选用市面上允许通过电流大于瞀示灯的要求、按压型(按下断开电流松 开接通)的即可。当交通道路恢复正常时手动按下断电，警示灯熄灭。放开后 通电(由于可控硅的作用警示灯处于熄灭状态)，等下一次撞击检测开关检测发 出信号时将灯点亮。
4、 电阻10和自检开关构成可控硅启动的另一个回路，用来自检(检测自身 是否正常，电阻10根据可控硅要求选择)。
5、 电阻5、 13、保险管2、电容7都是起保护作用的。值根据实际需要选择。
6、 二极管12是用来防止信号混串的。
7、 由于该元件少、电路简单可以直接用一小片电路板按电原理图的要求， 组装在一起、安装在警示灯盒子内。也可以单独设盒子。但是都需要考虑高速 公路是露天的环境，需要防水防潮。
三、警示灯与撞击检测开关连接(总线方式)布线原理如图3。
说明1、用二适当直流电源其一直流电源(根据警示灯选择如电压为36V 允许电流为10A)为警示灯的电源、另一直流电源(电压、电流根据可控硅的 要求选择如8V允许电流2A)为系统的撞击检测开关的电源，用电线引出。二 电源的地并接一起、正极分别引出。可以选用交流变直流电源，也可以用电池 组、太阳能电池。
2、将警示灯接入到图3的警示灯(3)的位置上，警示灯的控制电路按极性
5要求接入图3的(4)。
3、 控制线可控硅控制极引出脚与撞击开关之间的连接线；图3中的未标 注的连线。接法每两盏警示灯之间为一段、在每一段内的适当的位置上(如 防护栏)装撞击检测开关(间隔适当的距离如50M—个，理论上可以装任意多 个)接入撞击开关的电源线，撞击开关的引出脚全部并接在一起(即用一根线 把同一段内的撞击检测开关的引出脚连在一起)，接入到其后(汽车行驶方向为 前)的三盏警示灯(每一盏的不同接脚)上。由于二极管的隔离作用，其后的 第四盏警示灯因为没接不会点亮。这样警示灯的分布距离就是警示的范围。如 以100KM/小时行驶的车辆、在每警示灯间隔距离为300M、从第一盏点亮的 警示灯到达撞击点需要的时间约为20 30秒;可以根据需要进行调整;由于远处 的警示灯不亮，车辆仍然可以正常行驶。二警示灯之间理论上可以接入任意多 个检测开关，实际可以根据需要设定。每一个检测开关可以控制多个警示灯而 不相互干扰。
4、 由于高速公路是单向行驶、双侧结构，考虑到安装、使用方便，建议每 方向安装双路(即行驶方向的左右两侧都安装)共四路。
5、 图中仅仅画出了单侧单方向的四盏警示灯，其他类推。
四、撞击检测开关(下简称检测开关)它包含电路、定量型加速度检测开 关(下称加速度检测开关)和手动启动开关几部分；原理是检测开关安装在 高速道路的适当位置 <如护栏)上。当碰撞发生时，检测开关安装的位置因撞 击而被加速，检测开关内的加速度检测开关检测加速度，当加速度达到或者超 过一定值(如5m/秒平方)则加速度开关接通，给出控制开灯信号，通过接线
点亮警示灯，告诉后续车辆司乘人员，前方道路已经发生阻塞，需要减速缓行， 以免发生撞车。如果撞击轻微、加速度没有达到指定值，此时检测开关不会自动打开，警示灯不会自动点亮，此时如果不影响交通、没有危险，其他车辆可 以继续行驶，和正常一样；如果影响交通、有危险，则要就近手动按压一下撞 击检测开关上的开关(常开)按钮，手动点亮警示灯(替代放置警示牌)，告诉后 续车辆减速，以免发生撞车。
加速度检测开关是用来检测高速公路的周围如护栏是否被撞击的，其原理 是利用一个悬挂的带电的金属小球，受到一定强度的撞击后，小球会保持原 有的惯性保持静止，而他的外壁会随着护栏一起运动，当运动的加速度达到或 者超过一定的值(如5m/秒平方)而发生接触，此时相当于开关闭合，将控制信 号传出。
为了能在没有撞击、或者轻微撞击、但是道路却被阻塞，撞击检测开关也能 打开警示灯告警，加一个手动启动开关，用手动方式使警示灯亮起。电原理图 如图4。
说明1、手动复位开关是手动告警开关4 (常开)用按下接触(电路接通)， 松开自动复位(电路断开)型开关。可以选择市场上适当的型号(1A 12V以上) 即可。
2、加速度检测开关3:原理是撞击瞬间(如加速度大于5m/秒平方)电路接 通，没有撞击(通常情况下)或者轻微撞击保持断开。示意图如图5。
撞击检测开关(器件)应用电路板为基版材料，然后在上面焊接上电子元件 的方式，通过跳线接通内部线路、制成小盒。同时还应该把进出线路的接脚制 成接线柱以便布线。同时还应该考虑露天环境(橡胶套保护)、方便手动、安装 等因素。
其中固定板2、弹性金属丝4、金属小球3三者之间要紧密固定且要在腔 体的正中，固定在防护栏上时要保证金属小球在下。弹性钢丝的弹性强度、金属小球的质量、金属小球与圆筒的间隙、弹性钢丝的长度要合适(可以根据加 速度定律和弹性形变公式计算确定，也可以通过实验确定)，否则达不到检测撞 击的目的，或者短路、误报。
图1是高速公路被阻塞后，警示灯点亮示意图
该装置由一下几部分组成示警灯、示警灯控制开关、连接线路、阻 塞发生检测开关、直流电源(二组电源)组成。
其中l一代表警示灯未点亮；2—代表警示灯被点亮。
图2是警示灯控制电原理图；其中
l一电源正2—保险管3—复位开关(长闭)4—可控硅5—保护电阻6—警示灯 7 一保护电容8—可控硅控制极(多个、接开关)9一自检开关(常开)10—限流电阻11 一电源地12 —二极管(4只构成4个控制极)13—限流电阻。
图3是警示灯、控制电路、碰撞检测开关之间的连接图；其中
l-2—警示灯电源正3—警示灯4一警示灯的控制部分5—撞击检测开关6 一7—撞击检测开关电源正。 图4是撞击检测开关电原理图；其中
l一2、撞击检测开关正电源3—加速度检测开关(常开) 4一手动启动开关(常开)5—控制信号引出线6—保险管 图5是撞击检测开关的加速度检测开关结构图其中
1 —、 一定强度的圆筒形不锈钢外壳2—圆形塑料封盖、同时也是4和3的 支撑架，和l构成封闭盒子。3、金属小球4、弹性钢丝7—、 6—出入引接脚 5—固定板(电路板)8—焊接点。
具体实施例方式
按照以上的方法制作器材、连接电路，在高速公路的每方向安装双路(即行 驶方向的左右两侧都安装，按照图3连接、延续至整条高速公路)共四路，就可以构成距离阻塞地点适当距离的警示装置，避免连续撞车。当然，它的使用 需要事先要让司乘人员了解1、当警示灯点亮时，距离道路阻塞点已经不远了，
需要减速缓行；2、当道路被阻塞时，如果警示灯没有被点亮，就近在护栏上找 到撞击检查开关，按下开关点亮警示灯。替代人工放置警示标志。3、道路正常 后按一下警示灯上的复位开关一熄灭警示灯。
另外，以此装置为基础可以方便的建立高速公路更高级的快速救助系统、快 速故障处理系统等，从而提髙管理水平，更好的为祖国建设服务。
权利要求
1、高速公路道路阻塞电子示警。
2、 高速公路道路阻塞总线型控制分段示警。
3、 高速公路道路碰撞检测、警示灯控制。
4、 定量型加速度检测开关。
全文摘要
该发明是在高速公路上事先安装警示灯，当高速公路发生阻塞时，距阻塞地点警示灯利用电子技术及时点亮，告诉后续跟进高速行驶车辆的司机，减速缓行，到达阻塞点的时候就可以及时刹车或者缓慢通过，就可以避免连续撞车。同时较远行驶的车辆由于警示灯没有被点亮，仍然可以继续正常行驶，提高高速公路的利用率。以此为基础发明了高速公路阻塞示警装置(俗名高速公路防连续追尾撞车系统)。用于替代现有的人工放置警示标志，提高高速公路运行的安全水平。
文档编号G08G1/16GK101604483SQ20081004803
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月13日 优先权日2008年6月13日
发明者柯贤发 申请人:柯贤发