基于远程感应原理的交通安全报警装置的制作方法

本实用新型涉及高速公路道路养护作业的安全警报，尤其涉及基于远程感应原理的交通安全报警装置。

背景技术：

众所周知，高速公路车辆行驶速度快、通行频率高，通行能力大，封闭式管理，行车安全。但是由于驾驶员存在疲劳驾驶、超速驾驶、超载驾驶等违章驾驶行为，公路养护工作存在巨大的安全隐患，尽管养护工人在养护作业时按规定着装，按规程作业，但突如其来的伤害，仍然防不胜防。

为提高公路养护安全作业，减少公路养护安全事故的发生，公路养护相关企业迫切需要一套道路养护安全预警系统，当预测事故有可能发生时，通过声音、警灯等报警装置，提醒来车司机作出干预驾驶的行为，以及通知道路养护工作人员主动撤离危险区域，减少安全事故的发生。

传统上，在按规程作业的基础上，会发布路段施工作业信息、增设自动摇旗装置、电子指示牌、语音提示音响等，或者进行路锥倒伏报警器、实时视频的图像入侵报警器、佩戴式车辆闯入报警器等报警技术改良。传统报警方式的不足之处主要表现在：

1）容易误报，造成作业工人的心理压力；

2）易受天气影响，不易发现或被大风、车辆等损毁；

3）报警提示信息不能根据监测结果实时变化而分级预警；

4）未考虑向来车司机、作业工人同时提供预警信息；

5）预警范围小，或预警前置范围有限；

6）未能对前方车辆行驶状态预判，不能在突发事件时提前预警。

在以上背景下，针对已有预警设施的各种缺陷，开发基于检测传感器检测车辆的行驶方向、行驶距离和速度，预判车辆是否能够影响公路养护作业的交通安全报警装置。如果判断车辆能够影响车辆正常作业，及时发出报警，提醒来车司机干预驾驶和提醒公路养护工人躲避，减少安全事故的发生，是本实用新型实用新型实现的最终目的。

技术实现要素：

为了克服传统预警设施的诸多缺点和不足，本实用新型的目的在于实现基于远程感应原理，提供一种基于远程感应原理的交通安全报警装置。

为实现上述目的，本实用新型专利采用的技术是：包括电源及其管理模块、无线车辆检测模块、报警模块、用户人机接口模块和系统安装机构件五部分组成。所述无线车辆检测模块检测车辆与模块的距离、行驶速度、角度，通过高速通信传递至报警模块进行预警，及通过人机接口模块设置和查询无线车辆检测模块、报警模块、系统运行参数等信息，根据用户需求把信息通过4G远程传输模块传递至Internet网络上管理，该管理可应用计算机或手持移动端，显示和分析实时数据，为预警参数设置提供依据。

进一步地，所述无线车辆检测模块包括毫米波雷达天线阵列，信号驱动、处理与决策主机，通过毫米波雷达天线阵列检测前方车辆与模块的距离、行驶速度、角度，信号驱动、处理与决策主机基于此进一步输出报警信息。

进一步地，所述报警模块在接收到报警信息后，立即接通电路发出报警声音、显示报警信息，并启动摄像头记录施工区域的实时路况。

进一步地，所述人机接口模块用来设置和查询无线车辆检测模块、报警模块、系统运行参数等信息，根据用户需求把信息通过4G远程传输模块传递至Internet。

进一步地，所述电源及其管理模块为无线车辆检测模块、报警模块、人机接口模块提供电力，同时保护电源，延长电源的使用寿命。

进一步地，所述安装机构件为无线车辆检测模块和报警模块等提供安装结构，方便使用。

进一步地，所述管理平台为计算机或手持移动端应用程序，采用移动4G网络上传至远程服务器，用户登录计算机或手持移动端管理平台进行管理。

本实用新型专利采用的技术方案是：无线车辆检测模块和报警模块等通过安装机构件安装于防撞缓冲车等道路作业车辆或组装成一体机，该装置用于道路作业安全预警，适用于防撞缓冲车等道路作业车辆预警。在不影响交通通行下，自动实时监测、收集数据，自动发出分级报警，记录实时路况。通过移动4G网络上传数据至远程服务器，可应用计算机或手持移动端，显示和分析实时数据，为预警参数设置提供依据，用户通过人机接口模块设置和查询无线车辆检测模块、报警模块、预警系统运行参数等信息。

本实用新型专利的有益效果：预警超前、及时，可设预警等级，同时可以根据监测数据进行分析，调整参数设置。通过报警，提醒来车司机干预驾驶和提醒公路养护工人躲避，确保养护作业安全，减少安全事故的发生。

附图说明

图1为和现有测速雷达差别示意图；

图2为本实用新型的安装示意图；

图3为交通安全报警装置系统架构示意图；

图4为交通安全报警装置系统架构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型的具体实施方法作进一步描述。该实施例用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

参见图1-图4，本实施例包括基于远程感应原理的交通安全报警装置，该装置采用无线车辆检测模块和报警模块等，通过安装机构件安装于防撞缓冲车等道路作业车辆或组装成一体机，该装置用于道路作业安全预警，适用于防撞缓冲车等道路作业车辆预警。在不影响交通通行下，自动实时监测、收集数据，自动分级报警，记录实时路况。通过报警，提醒来车司机干预驾驶和提醒公路养护工人躲避，确保养护作业安全，减少安全事故的发生。

为实现上述结构应用，按以下步骤进行实施：

第一步：安全报警装置开发设计

1、参见图1，本装置采用微波雷达，进行车辆检测。使用微波雷达，可实现全天候的高速、高精度测距、测速。现有微波测速雷达不能直接应用在本系统中，主要原因是现有微波测速雷达的后期处理速度太慢，用在本装置中的微波雷达必须要进行优化，减少处理时间和信号传输时间，提高安全预警的时间。差别示意图如图1所示。

2、报警模块采用人体敏感的报警声音、低功耗高亮LED显示、触发摄像头录像。声音报警电路和LED显示电路全部采用直流驱动，减少交流响应速度慢的问题，采用高速信号接收电路，减少接收信号的处理时间。

3、人机接口模块主要是使用高速微处理器处理用户设置的各种系统参数，并通过室外液晶显示屏，显示出系统的各种运行状态。人机界面友好，系统参数设置简单易用，对使用者要求比较低。

4、电源及其管理模块使用微处理器检测电池容量，电池的温度，电池的电气保护。电池的各项参数通过人机接口模块显示出来，当电量不足或电池温度异常时，人机接口模块通知用户进行电池维护。同时，电源及其管理模块具有电路短路保护、过流保护、防反接保护功能，安全可靠易用方便。

5、安装机构件根据使用环境设计易安装、易拆卸、易调整的安装结构件。安装结构件可比较容易稳固快速地安装在施工车辆上。安装机构件主要使用铝合金材质，重量轻，与其他模块相配套，容易收纳和运输。

第二步：安全报警装置安装实测

以高速公路养护施工为例，参见图2，在靠近施工区域为传感器检测区域。在此检测区域内分别放置道路施工养护标志、限速标志、道路变窄标志、变道标志。当行驶车辆到达该装置监测区域，检测传感器对该车辆进行实时监测：车速、车距、行车方向。通过计算判断车辆是否能够闯入施工区域。

检测传感器安装在施工车辆上，在进入施工区域前可以放置两套施工车辆和检测传感器。在检测区域内，检测异常闯入设备均向报警装置发送报警信号。工作人员在报警后迅速撤离工作区域，减少安全事故的发生。

第三步：监测报警值设定

以公路养护作业中，常出现的车辆类型货车为例。当车辆以120Km/Hour的速度行驶时，1秒钟车辆移动的距离经过换算为33.33m。

车辆每移动1m需要的时间是0.03S。监测区域设置的长度为可调整为100—250m，即检测车辆行驶的理论时间3S—7.5S，H+Lj的设置距离大于333m即可以实现提前10秒的安全预警。

第四步：报警和上传管理平台数据

当车子距离传感器距离大于设定安全距离时，驾驶员通过调整车辆转向角度，可以驶离封堵车道，处于安全状态。如果车辆不调整行驶角度继续执行，即车子距离传感器距离处于安全距离和围封区之间可变道区时，装置处于提示报警状态，提醒来车司机干预驾驶。如果车辆距离传感器距离小于可变道区时，装置报警，提醒工作人员在报警后迅速撤离。

参见图3，根据车辆行驶轨迹判断车辆能否发生安全事故对上传至管理平台的监测数据信息，能实现以下功能：

1）能实时监测和记录车辆速度、距离、角度各项参数；

2）能分析监测时段内测量数值的变化，为调整预警值的提供依据；

3）超出预警值时，能记录实时路况，为违章技术支持；

4）通过管理平台数据查询、分析，可为不同工况提供预警值。

第五步：报警的应急预案

1、定点作业

（1）装置安装于缓冲区中点，来车方向探测；

200 m-100m（或速度>60km/h）提示报警（爆闪灯高频闪烁、高音喇叭低频鸣响），提醒来车司机干预驾驶；

100 m-50 m（或速度>40km/h）紧急警示报警（爆闪灯高频闪烁、高音喇叭高频鸣响），提醒工作人员在报警后迅速撤离。

（2）装置安装于压道车（探测器安装于压道两侧或车顶），压道车布置于缓冲区起点，前后180°直向探测。

100 m（可根据现场情况设置前后探测范围）以内（速度>6km/h），紧急警示报警（爆闪灯高频闪烁、高音喇叭高频鸣响），提醒工作人员在报警后迅速撤离。

2、移动作业

装置安装于压道车、清扫车、巡检车等（探测器安装于压道两侧），来车方向探测，150 m-50 m（或速度>60km/h）紧急警示报警（爆闪灯高频闪烁、高音喇叭中频鸣响），提醒来车司机干预驾驶；50 m-0 m（或速度>30km/h）紧急警示报警（爆闪灯高频闪烁、高音喇叭高频鸣响），提醒本车司机干预驾驶。

第六步：装置的应用效果

本实施例应用于某高速养护作业交通安全监测，使用毫米波雷达检测传感器组成无线车辆检测模块实时检测道路养护道路前端车辆的运行轨迹，通过嵌入式处理器高速计算和判断车辆是否能够造成安全隐患。当系统预测存在发生安全事故概率时，系统及时发出报警消息，快速报警。一则提醒来车司机作出干预驾驶的行为，解除车辆驾驶危险状态，预防追尾和闯入围封区事故发生；二则用来提醒养护工人在事故发生前安全撤离，从而实现安全事故发生前的应急防范。根据历年养护车辆和养护区事故统计，使用该装置后，追尾事故明显减少一半以上。

该交通安全报警装置，是一个应用现代传感技术、通信网络技术、综合报警、信息网络分析处理各功能为一体的监测系统。在使用该监测装置情况下，事实证明效果很好，且可反复使用。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实例，应该理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。