預(yù)防高速公路二次事故的便攜式超速告警裝置

摘 要：預(yù)防高速公路二次事故的便攜式超速告警裝置是一款用于高速公路事故現(xiàn)場(chǎng)，避免發(fā)生二次事故的設(shè)備。該設(shè)備采用雷達(dá)測(cè)速、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，具有高精度、高速度、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，便于攜帶操作等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地避免高速公路因二次事故造成的損失，減少事故現(xiàn)場(chǎng)的人員傷亡。

關(guān)鍵詞：預(yù)防二次事故 雷達(dá)測(cè)速 無線傳輸 便攜

中圖分類號(hào)：U491.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（c）-0030-02

高速公路在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越大的作用，但與此同時(shí)，高速公路安全事故也成為社會(huì)之痛。特別是高速公路上二次交通事故的發(fā)生，往往造成多車追尾、傷亡大、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，社會(huì)影響惡劣。由于高速公路是高指標(biāo)線形的全封閉道路，駕駛員對(duì)側(cè)向障礙及前方的突發(fā)障礙通常預(yù)計(jì)不足，當(dāng)前方有事故而自身車速又偏高時(shí)，往往會(huì)剎車不及，造成二次事故。

傳統(tǒng)的預(yù)防措施里最有效的是設(shè)立警告標(biāo)志，但很多情況下警告標(biāo)志的設(shè)置不能夠醒目有效，尤其在夜間更加不能發(fā)揮其作用。針對(duì)以上分析，本文提出一款預(yù)防高速公路二次事故的便攜式超速告警裝置，該裝置不僅可以對(duì)超速車輛進(jìn)行告警并提示前方事故情況，同時(shí)還可以及時(shí)將車輛超速情況反饋給事故現(xiàn)場(chǎng)的工作人員，進(jìn)而有效地避免高速公路由事故造成的擁堵，以及二次事故的發(fā)生，同時(shí)為高速公路交警及工作人員的生命安全保駕護(hù)航。

1 裝置結(jié)構(gòu)組成及硬件設(shè)計(jì)

便攜式超速告警裝置由主裝置和副裝置兩部分組成。主裝置用于測(cè)速警示，包括雷達(dá)測(cè)速模塊、LED顯示模塊、發(fā)聲模塊、主控模塊、電源模塊以及無線發(fā)射模塊。其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示；副裝置用于預(yù)防告警，包括無線接收模塊、發(fā)聲模塊以及副控模塊和電池組。其硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

下面簡單介紹主副裝置各模塊的特性。

1.1 測(cè)速模塊

目前公路車輛測(cè)速一般有兩種選擇方式：設(shè)備測(cè)速和計(jì)算測(cè)速。設(shè)備測(cè)速指采用專用的測(cè)速設(shè)備（雷達(dá)測(cè)速、紅外測(cè)速、視頻測(cè)速等）進(jìn)行測(cè)速，直接輸出被測(cè)車輛速度值。計(jì)算測(cè)速指安裝固定間距的兩觸發(fā)點(diǎn)（線圈或其他感應(yīng)觸發(fā)器等），利用車輛通過該兩點(diǎn)的時(shí)間差計(jì)算車速。結(jié)合交警工作地點(diǎn)的移動(dòng)性，本系統(tǒng)主要研究無需破壞路面埋設(shè)線圈的便攜式的設(shè)備測(cè)速方式。

雷達(dá)測(cè)速主要基于多普勒效應(yīng)，當(dāng)無線電波在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間傳輸時(shí)，接收到的反射波信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生頻率瞬時(shí)增高和降低的現(xiàn)象。利用該原理，根據(jù)接收到的反射波頻移量，可以計(jì)算出被測(cè)物體相對(duì)距離的縮短和增大，從而得出運(yùn)動(dòng)物體的速度。

1.2 控制模塊

控制模塊采用應(yīng)用廣泛的AVR系列單片機(jī)。AVR系列單片機(jī)相對(duì)于較早的51系列單片機(jī)，片內(nèi)資源更為豐富，接口也更為強(qiáng)大，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。其中，主控模塊需連接雷達(dá)測(cè)速儀與無線發(fā)射模塊，因此選用具有兩個(gè)USART串口的ATmega128芯片；副控模塊結(jié)構(gòu)簡單，任務(wù)小，只需一個(gè)USART串口與無線接收模塊相連，采用ATmega16芯片即可。

1.3 電源模塊

蓄電池輸出的12 V直流電經(jīng)逆變器將12 V直流電轉(zhuǎn)換為220 V交流電，再通過開關(guān)穩(wěn)壓電源將220 V交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的12 V和5 V直流電，其中12 V用于雷達(dá)供電，5 V用于其它模塊供電。該方法與直接用蓄電池供電相比，可以避免因蓄電池電量不足造成的電壓不穩(wěn)，裝置不能正常工作。

1.4 其他

2 裝置工作流程

該裝置主要由高速公路事故處理人員配備。當(dāng)有事故發(fā)生時(shí)，將主裝置放在距事故現(xiàn)場(chǎng)200～300 m內(nèi)，用于測(cè)速及警示告警；副裝置由工作人員隨身攜帶，有超速車輛駛來時(shí)，用來警示事故現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)躲避。

具體過程如下。

主裝置啟動(dòng)后，進(jìn)行初始化進(jìn)入工作狀態(tài)。雷達(dá)測(cè)速儀開始對(duì)駛來車輛進(jìn)行測(cè)速，主裝置中的ATmega128利用串口接收來自雷達(dá)測(cè)速儀的速度信號(hào)，經(jīng)過分析解算，得出當(dāng)前時(shí)刻車輛的速度，判斷是否超過警戒速度，若未超過則繼續(xù)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，若達(dá)到，則通過相應(yīng)電路控制揚(yáng)聲器，

發(fā)出警告音，同時(shí)，通過無線數(shù)據(jù)傳輸芯片DTD462A將信號(hào)發(fā)送至副裝置。副裝置的無線模塊收到報(bào)警信息，經(jīng)串口將信息傳給ATmega16芯片，控制揚(yáng)聲器發(fā)出告警音，提示事故現(xiàn)場(chǎng)工作人員。

3 結(jié)語

每年交通事故巨大的損失里，二次事故的比例居高不下，本文設(shè)計(jì)的便攜式告警裝置具有測(cè)速精度高，運(yùn)行速度快、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，且其體積小、重量輕，操作簡單、容易上手，便于交警或高速工作人員攜帶。從理論層面可以有效地降低事故發(fā)生率，為國家節(jié)省大量的財(cái)力；更最重要的意義是有效地減少二次事故的發(fā)生率，即意味著可以有效的減少受傷或者因事故死亡的人數(shù)，避免了家庭破裂、孩子成為孤兒等慘禍。

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