一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统的制作方法

本实用新型属于交通设备技术领域，具体涉及一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统。

背景技术：

随着我国社会经济和交通基础建设的快速发展，高速公路里程快速增长，已形成覆盖全国的高速公路网，对我国经济良好发展和民众出行的重要性日益突出。但与此同时，高速公路事故占比逐年增加，重、特大交通事故频发，交通安全形势依然严峻，其中，互通式立交作为高速公路的重要组成部分，由于车辆分、合流等复杂的行车环境，导致其交通事故占比较高，而立交的合流区往往又是立交的事故多发点，合流区内匝道驶入车辆不仅要加速行驶，同时还要寻求可插入间隙伺机汇入，行驶环境更为复杂，常常因匝道驶入车辆插入间隙不足或未注意到后方主线车辆强行汇入，造成交通事故，而互通式立交作为高速公路交通转换节点，一旦发生事故，往往极易造成二次事故和交通瘫痪，导致更大的人员伤亡与财产损失。

目前还没有专门针对互通式立交合流区车辆安全汇入的预警系统，只是在合流区前主线路侧设置一个“注意合流”标志，这种常规的做法可以在线形、环境良好条件下对主线车辆起到一定的警示效果，但无法对匝道驶入车辆的安全汇入给出预警，同时在曲线、视距不良路段及不良天气条件下很难起到有效的作用。因此急需开发出一种能够在立交合流区前根据主线外侧车道是否有车辆及车流间距情况对匝道驶入车辆进行实时预警的系统，提高高速公路互通式立交合流区车辆汇入的行车安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中高速公路互通式立交合流区车辆汇入容易发生事故的问题，提供了一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，包括：

车辆感应单元，所述车辆感应单元安装于立交合流鼻端前主线外侧行车道内，通过线圈回路电感量的变化，用于实时监测合流区前车流情况；

控制单元，所述控制单元安装于位于路侧的立柱上，用于接收所述车辆感应单元传输的信号，并对传输的信号进行处理；

预警单元，所述预警单元由显示装置组成，所述预警单元通过接收所述控制单元传输的信号，并通过显示装置对汇入车辆进行预警提示；

电源单元，所述电源单元为整个车辆汇入预警系统提供电能。

相比于现有技术，本方案的互通式立交合流区车辆汇入预警系统，由车辆感应单元，控制单元，预警单元以及电源单元共同构成整个预警系统，通过设置于立交合流区前主线外侧车道上的车辆感应单元实时监测车流情况，并将信号传递给控制单元，控制单元通过接收信号，处理计算，并将信息输出至预警单元上，预警单元通过显示装置对汇入车辆进行预警提示，实时提醒匝道上准备汇入主线的车辆驾驶员，进而有效的提高匝道车辆汇入的安全性，降低交通事故。

进一步地，所述车辆感应单元包括一号地感线圈、二号地感线圈和车辆检测器，所述一号地感线圈预埋于立交合流鼻端前100米的主线外侧行车道内，所述二号地感线圈预埋于立交合流鼻端前300米的主线外侧行车道内，所述车辆检测器采用普通双通道车辆检测器，并设置于路侧。

具体的，将车辆感应单元中的一号地感线圈预埋于立交合流鼻端前100米的主线外侧行车道处，二号地感线圈预埋于立交合流鼻端前300米的主线外侧行车道处，用于实时监测立交合流区前主线外侧车道上是否有车辆及车流间距，当有车辆驶入时，首先会经过二号地感线圈，此时，车辆检测器检测到二号地感线圈的回路电感量产生变化，随后，又检测到一号地感线圈回路电感量变化，则表示主线外侧车道有车且车流间距大于等于200米，保证充分的安全距离，便于匝道汇入车辆的驾驶人员预知主线车流情况并及时做出判断。

进一步地，所述一号地感线圈和二号地感线圈均采用矩形刻槽预埋于路面以下3~5厘米，且所述一号地感线圈和二号地感线圈的电感量保持在100uh～300uh。

将一号地感线圈和二号地感线圈安装于路面以下3~5厘米，并使其电感量保持在100uh～300uh，当有车辆通过时，可以准确的感应到电感量的变化，保证预警信息的准确性。

进一步地，所述控制单元为控制器，所述控制器的信号输入端与所述车辆检测器输出端连接，所述控制器的信号输出端与所述预警单元相连接。

将控制器的信号输入端与车辆检测器输出端连接，输出端与预警单元相连接，具体的，控制器的信号输出端连接预警单元的显示装置，即突起路标和显示屏，根据主线外侧车道车流情况及时预警显示出来，方便匝道汇入车辆对主线车流情况的了解，避免交通事故的发生。

进一步地，所述控制器为at89c51单片机。

进一步地，所述显示装置包括突起路标和显示屏，所述突起路标沿车辆行驶方向依次布设于合流区入口标线实线段落，且其间距为3~6米；所述显示屏设置于所述立柱上方，且所述显示屏的文字平面朝向匝道车辆汇入侧。

将显示屏安装于立柱上方，其文字平面与路面垂直，并朝向匝道车辆汇入侧，同时，沿车辆行驶方向的合流区入口标线实线段落依次布设有突起路标，且间距为3~6米，方便汇入车辆一眼就可以看到预警信息，并提前及时做出应对，

进一步地，所述突起路标为有源主动发光型路标，且其内部设有发光的led灯粒，所述显示屏led显示屏。

突起路标内部设有发射黄色光的led灯粒，可根据不同路面情况闪烁不同频率的灯光，有效提醒匝道准备汇入车辆驾驶员注意主线车流情况，降低交通事故的发生。

进一步地，所述电源单元包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板安装于所述立柱上方，所述蓄电池安装于所述立柱下方，且所述太阳能电池板和蓄电池相连接。

通过使用太阳能电池板和蓄电池相结合，可以保证本方案的预警系统不断电，实现实时监测，通过太阳能电池板进行供电，将收集到的太阳能转换为电能，并利用蓄电池将电储存，便于阴天或夜间使用，达到全天候24小时不间断监测。

进一步地，所述立柱采用地脚螺栓固定安装于合流鼻附近的匝道右侧，且不得侵入公路建筑界限。

将立柱采用地脚螺栓固定安装于合流鼻附近的匝道右侧，避免了对主线行车造成干扰。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，由车辆感应单元，控制单元，预警单元以及电源单元共同构成整个预警系统，通过设置于立交合流区前主线外侧车道上的车辆感应单元感应车流情况，并将信号传递给控制单元，控制单元通过接收信号，处理计算，并将信息输出至预警单元上，预警单元通过显示装置对汇入车辆进行预警提示，实时提醒匝道上准备汇入主线的车辆驾驶员，进而有效的提高车辆汇流的安全性，降低交通事故，结构简单，操作方便，稳定可靠，具有较高的社会效益及推广价值。

（2）本实用新型的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，将车辆感应单元中的一号地感线圈预埋于立交合流鼻端前100米的主线外侧行车道处，二号地感线圈预埋于立交合流鼻端前300米的主线外侧行车道处，用于实时监测立交合流区前主线外侧车道上有无车流及车流间距，当有车辆驶入时，首先会经过二号地感线圈，此时，车辆检测器检测到二号地感线圈的回路电感量产生变化，随后，又检测到一号地感线圈回路电感量变化，则表示主线外侧车道有车且车流间距大于等于200米，保证充分的安全距离，便于匝道汇入车辆的驾驶人员提前预知主线车流情况并及时做出判断。

（3）本实用新型的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，将一号地感线圈和二号地感线圈安装于路面以下3~5厘米，并使其电感量保持在100uh～300uh，当有车辆通过时，可以准确的感应到电感量的变化，保证预警信息的准确性。

（4）本实用新型的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，将控制器的信号输入端与车辆检测器输出端连接，输出端与预警单元相连接，具体的，控制器的信号输出端连接预警单元的显示装置，即突起路标和显示屏，根据主线外侧车道车流情况及时预警显示出来，方便匝道驶入车辆对主线车流情况的了解，避免交通事故的发生。

（5）本实用新型的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，在突起路标内部设有发射黄色光的led灯粒，可根据不同车流情况闪烁不同频率的灯光，有效提醒准备汇入主线的车辆驾驶员注意主线车流情况，降低交通事故的发生。

（6）本实用新型的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，通过使用太阳能电池板和蓄电池相结合，可以保证本方案的预警系统不断电，实现实时监测，通过太阳能电池板进行供电，将收集到的太阳能转换为电能，并利用蓄电池将电储存，便于阴天或夜间使用，达到全天候24小时不间断监测。

附图说明

图1为本实用新型车辆汇入预警系统结构示意图；

图2为图1中a处放大结构示意图；

图3为本实用新型车辆汇入预警系统工作原理图；

其中，1、一号地感线圈；2、二号地感线圈；3、车辆检测器；4、控制器；5、突起路标；6、显示屏；7、太阳能电池板；8、蓄电池；9、立柱。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

请参图1和图3所示，本实施例的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，包括：车辆感应单元，所述车辆感应单元安装于立交合流鼻端前主线外侧行车道内，通过线圈回路电感量的变化，用于实时监测合流区前车流情况；控制单元，所述控制单元安装于位于路侧的立柱9上，并用于接收所述车辆感应单元传输的信号，并对传输的信号进行处理；预警单元，所述预警单元由显示装置组成，所述预警单元通过接收所述控制单元传输的信号，并通过显示装置对汇入车辆进行预警提示；电源单元，所述电源单元为整个车辆汇入预警系统提供电能。

相比于现有技术，本方案的互通式立交合流区车辆汇入预警系统，由车辆感应单元，控制单元，预警单元以及电源单元共同构成整个预警系统，通过设置于立交合流区前主线外侧车道上的车辆感应单元实时监测车流情况，并将信号传递给控制单元，控制单元通过接收信号，处理计算，并将信息输出至预警单元上，预警单元通过显示装置对汇入车辆进行预警提示，实时提醒匝道上准备汇入主线的车辆驾驶员，进而有效的提高车辆汇流的安全性，降低交通事故。

具体地，所述车辆感应单元包括一号地感线圈1、二号地感线圈2和车辆检测器3，所述一号地感线圈1预埋于立交合流鼻端前100米的主线外侧行车道，所述二号地感线圈2预埋于立交合流鼻端前300米的主线外侧行车道，所述车辆检测器3采用普通双通道车辆检测器，并设置于路侧。需说明，一号地感线圈1和二号地感线圈2与车辆检测器3连接，一号地感线圈1和二号地感线圈2将感应到的车辆经过时产生的回路电感量信号传递到车辆检测器3上，车辆检测器3再将信号传递给控制器4。

所述控制单元为控制器4，所述控制器4的信号输入端与所述车辆检测器3输出端连接，所述控制器4的信号输出端与所述预警单元相连接。

所述显示装置包括突起路标5和显示屏6，所述突起路标5沿车辆行驶方向依次布设于合流区入口标线实线段落，且其间距为3~6米；所述显示屏6设置于所述立柱9上方，且所述显示屏6的文字平面朝向匝道车辆汇入侧。

如图2所示，所述电源单元包括太阳能电池板7和蓄电池8，所述太阳能电池板7安装于所述立柱9上方，所述蓄电池8安装于所述立柱9下方，且所述太阳能电池板7和蓄电池8相连接。

本方案中预警系统的工作原理是：当一号地感线圈1回路无电感量变化，则表示合流区前主线外侧车道无车辆，车辆检测器3将无车辆的信号输入到控制器4，控制器4控制突起路标5常亮黄色灯光，同时显示屏5显示预设“请谨慎驾驶，确认后汇入主线”的文字；当车辆检测器3检测到二号地感线圈2回路电感量变化，随后车辆检测器3又检测到一号地感线圈1回路电感量变化，则表示主线外侧车道有车且车流间距大于等于200米，此时，车辆检测器3将车流间距的信号输入到控制器4，控制器4控制突起路标5发出低频黄闪灯，同时并控制显示屏6显示预设“主线有车，谨慎汇入主线”的文字，预警持续10s，由于控制器4内设有单片机，在单片机上提前设置好预警时间间隔，避免出现问题（或通过在控制器4上连接一时间继电器来设定时间间隔，在控制器上设置时间间隔的技术已属于现有成熟技术，本方案对此不作要求）；当车辆检测器3检测到二号地感线圈2回路电感量变化，随后车辆检测器3又检测到二号地感线圈2回路电感量变化，之后检测到一号地感线圈1回路电感量变化，则表示主线外侧车道有车且车流间距小于200米，此时，车流检测器3将车流间距的信号输入到控制器4，控制器4控制突起路标5发出高频黄闪灯，同时显示屏6显示预设“主线车流量较大，伺机谨慎汇入”的文字，预警持续10s，根据主线外侧车道是否有车及车流间距，实时提醒匝道上准备汇入主线的车辆驾驶员，进而有效的提高车辆汇流的安全性，降低交通事故，结构简单，操作方便，稳定可靠，具有较高的社会效益及推广价值。

需要说明的是，一号地感线圈1和二号地感线圈2远离内侧相邻车道，车辆感应单元的灵敏度要保证仅能检测到外侧车道车辆而不受内侧车道车辆影响，避免其他偶然因素或内侧车道车辆经过时导致一号地感线圈1和二号地感线圈2电感量发生变化，产生错误预警。

实施例2

本实施例的一种互通式立交合流区车辆汇入预警系统，相比于实施例1，更进一步的，所述一号地感线圈1和二号地感线圈2均采用矩形刻槽预埋于路面以下3~5厘米，且所述一号地感线圈1和二号地感线圈2的电感量保持在100uh～300uh。

将一号地感线圈1和二号地感线圈2预埋于路面以下3~5厘米，并使其电感量保持在100uh～300uh，当有车辆通过时，可以准确的感应到电感量的变化，保证预警信息的准确性，同时，将一号地感线圈1和二号地感线圈2安装于路面以下3~5厘米，也不至于长时间使用，导致地感线圈裸露于地表面上，造成损坏，其中，所述控制器4为at89c51单片机。

所述突起路标5为有源主动发光型路标，且其内部设有发光的led灯粒，所述显示屏6led显示屏。具体的，突起路标5内部设有发射黄色光的led灯粒，可根据不同路面情况闪烁不同频率的灯光，有效提醒准备汇入主线得车辆驾驶员注意主线车辆情况，降低交通事故的发生。

所述立柱9采用地脚螺栓固定安装于合流鼻附近的匝道右侧，且不得侵入公路建筑界限，将立柱9采用地脚螺栓固定安装于合流鼻附近的匝道右侧，避免了对主线行车造成干扰。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。