高速隧道入口管控装置及二次事故联动预警系统的制作方法

1.本发明涉及交通安全技术领域，尤其涉及高速隧道入口管控装置及二次事故联动预警系统。


背景技术：

2.隧道是高速公路事故多发地带，驾驶员进出隧道时，由于视觉突变和环境因素，极易造成交通事故。当隧道发生交通事故、火灾等特殊情况时，如果不能及时通知后续进入隧道的车辆，由于隧道内视线受阻、烟雾无法及时消散、没有在第一时间向后方司机预警等原因，极易造成后方车辆因不明情况在隧道内追尾引发二次事故，造成更加严重的后果。
3.综合国内各高速公路多起二次交通事故案件。究其原因，主要是在路面发生交通事故后.未及时撤离现场且未设置危险警告标志，后方来车车速过快。注意力不集中，从而引发二次交通事故。二次交通事故危害性很大，事故现场范围广。涉及车辆、人员多且容易发生重大交通堵塞，经济损失大，并容易造成人员伤亡。当车流量大或处于交通高峰期隧道内发生火灾或交通事故，由于隧道内能见度低疏散通道有限，加之驾驶员对烟火及事故现场的恐惧，更容易出现慌不择路而造成交通堵塞或新的交通事故。可以说.隧道越长、车辆疏散所需的时间就越长，极容易发生二次灾害。
4.现有的二次事故联动控制系统大多为多模块的融合，各模块各自工作，无法实现联合控制，在遇到超速车辆进入隧道时虽然会设置减速装置，但没有具体的感应装置来显示减速装置的开关情况，只能通过设置固定时间来开关减速装置，无法实现减速装置的智能化控制与显示，并且，现有技术中的减速装置的减速效果并不理想，无法真正的起到对驾驶员的提示效果。


技术实现要素：

5.为解决以上技术问题，本发明提供了一种高速隧道入口管控装置及二次事故联动预警系统，通过喷雾组件和减速组件的配合，使得喷头喷射雾气对驾驶员进行减速提示，驾驶员无法忽略车前方的雾气，提示效果好。
6.本发明采用以下技术方案：
7.高速隧道入口管控装置，包括减速装置，所述减速装置包括：底座，设有喷头；喷雾组件，设置于底座上，连接于喷头上；储油组件，内部设有储油箱和连接于喷头上的水箱；减速组件，连接于储油箱和水箱上，表面设有减速块，内部设置有第一活塞板和流通的液压油，第一活塞板上设有若干通孔。
8.作为优选，减速组件包括支撑座，支撑座内滑动连接有支撑轴，支撑轴一端连接第一活塞板，另一端连接减速块。
9.作为优选，第一活塞板底部连接有若干个第二弹簧，且第二弹簧均和支撑座底部内壁固定连接，支撑座一侧外壁固定连接有第三电磁阀。
10.作为优选，水箱一侧外壁设有与第三电磁阀连接的输出管；水箱内固定连接有和
输出管连通蛇形管。
11.作为优选，储油箱内滑动连接有第二活塞板，第二活塞板与储油箱内壁之间设有第一弹簧固定连接；储油箱一侧外壁设有第一电磁阀，第一电磁阀一端固定连接有和抽气组件连通的输油管。
12.作为优选，所述抽气组件包括两个圆形座，两个圆形座之间转动连接有转轴，其中一个圆形座弧形外壁固定连接有排气管和与底座连通的抽气管，输油管和另一个圆形座连通，与输油管连接的圆形座连接有和缓冲组件连通的连接管。
13.作为优选，缓冲组件包括与连接管连通的缓冲箱，缓冲箱一侧连接有输入管，减速组件一侧外壁均固定连接有与输入管连通的第二单向阀。
14.二次事故联动预警系统，包括：事故检测摄像头，设置于隧道内，用于检测所述隧道内是否发生事故；管控装置，其减速装置设置于隧道入口前方；雷达测速装置，设置于所述减速装置前方，用于判断是否有车欲驶进所述隧道并且车辆是否超速；提醒装置，包括具有通行灯的闪烁控制单元；控制单元，与所述事故检测摄像头、雷达测速装置、提醒装置和减速装置无线通信。
15.作为优选，所述喷雾组件上固定连接有测速探头，且测速探头和减速组件电性连接。
16.作为优选，所述通行灯分为绿灯模块、黄灯模块和红灯模块，所述绿灯模块、黄灯模块和红灯模块电性连接控制单元；还包括主线门框、洞口门框、设置在所述主线门框上的主线情报板、设置在所述洞口门框上的隧道门架情报板，所述主线门框、洞口门框之间依次设有多功能情报板、提醒装置、禁行灯，来车监控探头、洞口交通灯、弥漫式警示灯、洞内通行灯。
17.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
18.1、本发明提供了一种高速隧道入口管控装置及二次事故联动预警系统，通过喷雾组件和减速组件的配合，使得喷雾组件输出低温二氧化碳气体，并且减速组件受到车的重力而通过高温液压油使得水箱内的水受热输出水蒸气，使得喷头喷射雾气对驾驶员进行减速提示，驾驶员无法忽略车前方的雾气，提示效果好。
19.2、本发明在检测到隧道出现事故时，对来往车辆进行测速，当检测到车辆超速时，开启减速装置，本发明各模块配合工作来预防二次事故发生，减速装置中各模块紧密配合，能够对当前车辆的驾驶员进行减速提示。
20.3、本发明在整合现有隧道机电设备、主线监控设备、洞口预警设备，包括洞内车道指示器、洞口四可变信号灯、洞外情报板、前方主线情报板、多功能预警情报板、路侧警示灯、转体栏杆机、提醒装置、来车监控等多项预警措施，在提高隧道的安全通行能力的基础上，搭建预防隧道二次事故的安全联动综合预警系统。当隧道发生事故需要紧急禁止通行时，通过后端平台一键控制，联动所有设备封闭交通，从而能有效减少隧道二次事故的发生，同时该系统操作非常的简单和方便。
附图说明
21.图1是本发明的二次事故联动控制系统结构示意图。
22.图2是本发明的本发明二次事故联动预警系统的结构框图。
23.图3是本发明的减速装置的结构示意图。
24.图4是本发明的缓冲箱和输入管的结构示意图。
25.图5是本发明的抽气管和圆形座的结构示意图。
26.图6是本发明的底座和抽气管结构示意图。
27.图7是本发明的水箱和l型管结构示意图。
28.图8是本发明的水箱剖视结构示意图。
29.图9是本发明的圆形座和固定杆结构示意图。
30.图10是本发明的两个圆形座剖视结构示意图。
31.图11是本发明的支撑座剖视结构示意图。
32.图12是本发明的支撑座、第一活塞板和第二弹簧爆炸结构示意图。
33.图中，控制单元1、人机交互单元2、驱动和接口单元3、plc电源4、cpu模块5、存储模块6、i/o输入模块7、i/o输出模块8、串口模块9、以太网模块10、触屏控制单元11、本地遥控单元12、应急控制单元13、开关量接口14、闪烁控制单元15、协议网关单元16、工业交换机17、状态采集单元18、负载驱动单元19、转体栏杆20、喷雾组件21、保温箱211、水箱212、高压管213、进气管214、第一单向阀215、第二电磁阀216、l型管217、蛇形管218、减速装置22、底座221、支架222、连接座223、测速探头224、激光灯225、抽气管226、喷头227、通行灯23、储油组件24、主线情报板24-1、储油箱241、第一电磁阀242、输油管243、第二活塞板244、第一弹簧245、减速组件25、多功能情报板25-1、支撑座251、减速块253、支撑轴254、第一活塞板255、第二弹簧256、第三电磁阀257、输出管258、缓冲组件26、缓冲箱261、输入管262、第二单向阀263、抽气组件27、事故检测摄像头27-1、主线门框27-2、圆形座272、连接管273、排气管274、转轴275、挡板276、雷达测速装置28、洞口门框28-1、提醒装置29、禁行灯30、来车监控探头31、洞口交通灯32、弥漫式警示灯33、洞内通行灯34。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。
35.实施例1
36.如图3-12所示，高速隧道入口管控装置，包括减速装置22，减速装置22包括底座221、喷雾组件21、储油组件24、减速组件25和缓冲组件26，底座221顶部外壁两侧均固定连接有支架222，且喷雾组件21固定连接在两个支架222一侧外壁顶部，两个支架222相对侧外壁均固定连接有多个沿其高度方向等距离分布的激光灯225；
37.减速组件25连接于储油组件24和缓冲组件26上；
38.缓冲组件26一侧外壁固定连接有用于抽取雾气的抽气组件27，且抽气组件27连通缓冲组件26、储油组件24和底座221；
39.喷雾组件21上固定连接有测速探头224，且测速探头224和减速组件25电性连接。
40.喷雾组件21包括保温箱211，且保温箱211固定连接在储油箱241顶部外壁，保温箱211顶部外壁固定连接有第二电磁阀216，第二电磁阀216一端固定连接有高压管213，水箱212顶部外壁固定连接有第一单向阀215，第一单向阀215顶端固定连接有和高压管213连通的进气管214，水箱212一侧内壁固定连接有l型管217，且l型管217贯穿水箱212一侧外壁，两个支架222一侧外壁固定连接有同一个和高压管213连通的连接座223，连接座223底部外
壁固定连接有多个等距离分布的喷头227，底座221顶部外壁开设有多个等距离分布的矩形孔。
41.在使用时，向保温箱211内部填充干冰，保证喷雾组件21的正常工作，在雷达测速装置检测到车辆超速接近时发出信号，控制器接收到雷达测速装置的信号后，控制器间歇性的接通第二电磁阀216的开关，保温箱211内部的干冰产生大量的低温二氧化碳气体，并且通过高压管213输入至连接座223中，通过喷头227喷出，低温二氧化碳气体和空气中的水蒸气接触后，使得水蒸气凝结，产生雾气，通过间歇性的喷出低温二氧化碳气体，实现在喷头227下方形成断断续续的烟雾，接通激光灯225的开关，激光灯225照射在烟雾上，增加了烟雾的提醒效果，由于连接座223处于道路正上方，驾驶员无法忽略烟雾，进而再次提高了提醒效果，使得驾驶员主动减速车辆。
42.减速组件25包括支撑座251，支撑座251顶部外壁开设有凹槽，凹槽底部内壁开设有多个等距离分布的连接孔，连接孔内均滑动连接有支撑轴254，支撑轴254顶部外壁固定连接有同一个减速块253，支撑座251内滑动连接有水平设置的第一活塞板255，且支撑轴254均和第一活塞板255固定连接，第一活塞板255顶部外壁开设有多个等距离分布的通孔，第一活塞板255底部外壁固定连接有多个等距离分布的第二弹簧256，且第二弹簧256均和支撑座251底部内壁固定连接，支撑座251一侧外壁固定连接有第三电磁阀257。
43.当车辆运行至本装置时，车辆经过减速块253后，车辆的动能转为重力势能，在重力作用下，减速块253被挤压下降，减速块253下降的过程中通过支撑轴254带动第一活塞板255下降，使得支撑座251内部的液压油穿过第一活塞板255上的通孔，通过液压油和通孔之间的摩擦产生热能，进而将重力势能转化为液压油的内能，实现对车辆的强制减速功能，第一活塞板255下降的过程中，部分液压油被挤压，通过第三电磁阀257和输出管258输出支撑座251，第三电磁阀257具备流量调节功能，配合测速探头224对车辆速度的检测，调节第三电磁阀257的流通量，使得车辆高速通过时，降低第三电磁阀257的流通量，增加车辆的动能损耗，当车辆低速通过时，增加第三电磁阀257的流通量，只为液压油的流动提供动力，减低车辆的动能损耗。
44.进一步的，储油组件24包括储油箱241，储油箱241一侧外壁固定连接有水箱212，水箱212一侧外壁固定连接有输出管258，且第三电磁阀257均和输出管258连通，水箱212内固定连接有和输出管258连通蛇形管218，且蛇形管218和储油箱241连通，储油箱241内滑动连接有第二活塞板244，第二活塞板244一侧外壁固定连接有第一弹簧245，且第一弹簧245和储油箱241一侧内壁固定连接，储油箱241一侧外壁固定连接有第一电磁阀242，第一电磁阀242一端固定连接有和抽气组件27连通的输油管243。
45.液压油通过输出管258和蛇形管218输入至储油箱241中后，储油箱241中处于第二活塞板244一侧油压上升，推动第二活塞板244移动，使得第一弹簧245被压缩，由于第三电磁阀257在车辆经过后关闭，使得第一弹簧245在正常情况下均为压缩状态，将车辆的动能转化后进行储存。
46.进一步的，喷雾组件21包括保温箱211，且保温箱211固定连接在储油箱241顶部外壁，保温箱211顶部外壁固定连接有第二电磁阀216，第二电磁阀216一端固定连接有高压管213，水箱212顶部外壁固定连接有第一单向阀215，第一单向阀215顶端固定连接有和高压管213连通的进气管214，水箱212一侧内壁固定连接有l型管217，且l型管217贯穿水箱212
一侧外壁，两个支架222一侧外壁固定连接有同一个和高压管213连通的连接座223，连接座223底部外壁固定连接有多个等距离分布的喷头227，底座221顶部外壁开设有多个等距离分布的矩形孔。
47.经由第二活塞板255下降时驱动液压油通过输出管258进入蛇形管218中，高温液压油通过蛇形管218加热水箱212内部的水，使得水箱212中的水被加热，当高温管213中高速通过二氧化碳气体时，由于流速越高，压力越小，在压力作用下，外界大气压将水箱212内部的水通过第一单向阀215进入高压管213中，水箱212中的高温水蒸气进入高压管213后迅速凝结为雾气，通过喷头227喷出时，形成浓厚的烟雾，进一步增加了提醒效果。
48.进一步的，抽气组件包括两个圆形座272，两个圆形座272相对侧外壁固定连接有多个等距离分布的固定杆，两个圆形座272一侧内壁转动连接有同一个转轴275，转轴275弧形外壁处于两个圆形座272内部处均固定连接有多个等距离分布的挡板276，其中一个圆形座272弧形外壁固定连接有抽气管226和排气管274，且抽气管226和底座221连通的，输油管243和另一个圆形座272连通，靠近输油管243的圆形座272弧形外壁固定连接有和缓冲组件26连通的连接管273。
49.在第二电磁阀216接通的同时，控制器接通第二电磁阀242的开关，第二电磁阀242接通后，在第一弹簧245的作用下，推动第二活塞板244移动，使得储油箱241中的液压油通过第一电磁阀242和输油管243输入至其中一个圆形座272中，液压油流动过程中推动该圆形座272中的挡板276转动，带动转轴275转动，转轴275转动的过程中带动另一个圆形座272中的挡板276旋转，推动该圆形座272中的气体移动，当气体移动至排气管274后在离心力的作用下通过排气管274排出，使得圆形座272中产生负压，通过抽气管226，使得底座221中产生负压，进而将喷头227喷出的烟雾通过矩形孔抽入底座221中，避免了烟雾大量残留在路面，对行车安全产生影响。
50.进一步的，缓冲组件26包括缓冲箱261，且连接管273和缓冲箱261连通，缓冲箱261一侧外壁固定连接有输入管262，支撑座251一侧外壁均固定连接有第二单向阀263，且多个第二单向阀263均和输入管262连通。
51.在第一活塞板255下降后，第二弹簧256被压缩，当车辆离开后，在第二弹簧256的作用下驱动第一活塞板255复位，支撑座251中液压油通过第一活塞板255上的通孔流动，在第一活塞板255上升的过程中，支撑座251中处于第一活塞板255下方处不可避免产生负压，进而通过输入管262以及第二单向阀263将缓冲箱261中的液压油抽入支撑座251中，使得液压油形成循环，准备再次进行减速工作。
52.进一步的，测速探头224通过信号线接有控制器，且控制器和第三电磁阀257电性连接。
53.二次事故联动预警系统，包括：
54.事故检测摄像头27-1，设置于隧道内，用于检测所述隧道内是否发生事故；
55.上述的管控装置，其减速装置22设置于隧道入口前方；
56.雷达测速装置28，设置于所述减速装置22前方，用于判断是否有车欲驶进所述隧道并且车辆是否超速；
57.提醒装置29，包括具有通行灯23的闪烁控制单元15；
58.控制单元1，与所述事故检测摄像头27-1、雷达测速装置28、提醒装置29和减速装
置22无线通信。
59.所述喷雾组件21上固定连接有测速探头224，且测速探头224和减速组件25电性连接。
60.如图1所示的控制系统，还包括人机交互单元2、驱动和接口单元3，所述控制单元1主要由plc电源4、cpu模块5、存储模块6、i/o输入模块7、i/o输出模块8、串口模块9和以太网模块10组成，所述人机交互单元2主要由触屏控制单元11、本地遥控单元12和应急控制单元13组成，所述驱动和接口单元3主要由开关量接口14、闪烁控制单元15、协议网关单元16、工业交换机17组成；所述开关量接口14由状态采集单元18和负载驱动单元19组成，所述触屏控制单元11、本地遥控单元12、应急控制单元13分别与所述cpu模块5通讯，所述状态采集单元18与所述i/o输入模块7通讯，所述i/o输出模块8与负载驱动单元19通讯，所述串口模块9分别与所述闪烁控制单元15、协议网关单元16通讯，所述以太网模块10与所述工业交换机17通讯。
61.所述通行灯23分为绿灯模块、黄灯模块和红灯模块，所述绿灯模块、黄灯模块和红灯模块电性连接控制单元1；
62.如图2所示，本发明还包括：主线门框27-2、洞口门框28-1、设置在所述主线门框27-2上的主线情报板24-1、设置在所述洞口门框28-1上的隧道门架情报板。所述主线门框27-2、洞口门框28-1之间依次设有多功能情报板25-1、提醒装置29、禁行灯30。所述洞口门框28-1前方设有转体栏杆20-1、来车监控探头31、洞口交通灯32、弥漫式警示灯33和洞内通行灯34。
63.具体的，多个间隔排列的所述禁行灯30设置在隧道的两侧；多个间隔排列的弥漫式警示灯33设置在隧道的两侧。
64.具体的，所述plc电源4：输出dc24v，为plc模块和联动控制单元提供电源供应。所述cpu模块5：是联动控制单元的运算单元，负责内部程序运行和数据计算；所述存储模块6：提供不断电数据存储；所述i/o输入模块7：开关量信号采集，信号为干节点常开常闭信号；所述i/o输出模块8：开关量信号输出，信号为继电器常开常闭信号；所述串口模块9：提供串口通信接口，支持modbus协议、协议宏和自定义协议；所述以太网模块10：提供网络通信接口，支持tcp/ip和fins协议。所述触屏控制单元11：通过控制单元触屏进行本地控制，包括人机交互的全部功能。所述本地遥控单元12：通过遥控器进行本地控制，只能实现全封闭预案中的预警和管控两个功能；所述应急控制单元13：通过开口埠的应急控制箱控制，功能同本地遥控。所述开关量接口14：包括状态采集和负载驱动，状态采集将外部信号转换为开关量信号，转体栏杆为继电器信号可直接采集，爆闪灯和广播为电压信号，需要使用继电器进行信号转换；负载驱动统一使用中间继电器进行信号驱动。所述闪烁控制单元15：适用于pwm接口，输出信号为大功率pwm方波信号，由pwm发生器和直流固态继电器组成，可直接驱动通行灯按统一频率闪烁。所述协议网关单元16：主要用于情报板接入，提供rs232/485通信接口；实现跨网络的设备控制，包括主线监控情报板、隧道洞口情报板、多功能情报板等。所述工业交换机17：提供网络接入，包括隧道机电网络和主线监控网络。
65.具体的：所述主线情报板24-1，为主线设备，距洞口3-10公里，用于发布诱导信息：前方隧道事故，禁止通行，位于一级预警区。所述多功能情报板25-1距洞口800米，用于发布诱导信息：前方事故，禁止通行；辅助声光报警提醒，位于二级预警区。所述提醒装置29距洞
口800米，用于发布语音诱导：前方隧道事故，禁止通行，位于二级预警区。所述隧道门架情报板隧道设备，距洞口300米，发布诱导信息：前方隧道事故，禁止通行，位于禁行区。所述转体栏杆20-1距洞口250米，用于阻断交通，位于禁行区。所述提醒装置29距洞口500米，发布语音诱导：前方隧道事故，禁止通行，位于禁行区。所述来车监控探头31洞口250米，栏杆前方车来监控，位于禁行区。所述弥漫式警示灯33设在进洞口段的隧道的两侧，开启弥漫式红灯诱导，位于洞内预警区。所述洞口交通灯32，隧道设备，洞口50米，红灯亮，位于洞内预警区。所述洞内通行灯34，隧道设备，洞口100米，显示红叉，位于洞内预警区。
66.优选的，所述禁行灯30设置在道路两侧，距洞口400米，每10米/只，两侧20只，采用红叉绿箭指示交通。
67.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内作出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。