壓路機作業防撞報警裝置研究

范　越蘭州交通大學，甘肅蘭州　730070

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壓路機作業防撞報警裝置研究

范越
蘭州交通大學，甘肅蘭州730070

摘要本文分析了壓路機作業過程中防撞系統的基本設計原理，較詳細的介紹壓路機現場事故成因以及根據事故成因建立的報警裝置系統設計的原理、方法和步驟。報警裝置利用超聲波傳感器進行信號的發射、接受，能在壓路機倒車作業過程中自動檢測車尾障礙物的距離并發出聲光報警，同步將所檢測的障礙的圖像及物距離精確地顯示在駕駛室配套設置的視頻裝置上，并實現聲音報警，提醒司機剎車，防止人員傷亡事故。

關鍵詞超聲波；壓路機作業；防撞報警

1　系統方案設計

1.1研發背景

近年來，隨著公路建、管、養的不斷發展，機械化程度越來越高，在這些機械設備工作的同時還會有很多的養護技術人員也會同時在現場作業，現場作業安全管理成為公路管理部門的一項重要日常工作。隨著機械的種類、數量在不斷增加，機械傷人事故時有發生，事故屢見不鮮，造成人員傷亡或巨大財產損失。公路安全管理工作中機械設備的安全管理占有極其重要地位，是安全管理的重要組成部分。本設計使其在整個壓路機設備在倒車作業過程中能自動測量車尾到最近障礙物的距離，在倒車進入到到極限距離時會發出急促的警告聲，同時在駕駛員操作室用視頻裝置顯示，多重條件提醒駕駛員注意剎車，避免人員傷亡事故。

1.2技術背景分析

導致壓路機設備傷人事故的案例很多，總結歸納在作業現場發生的多起傷人事故，無非是人、物和環境這三大因素造成的。

1.2.1人的因素

安全管理中人的因素是第一位的，它包括設備操作人員以及生產組織、指揮、管理等人員。據統計，現場施工過程中由于人為違反操作規程因素而發生的機械事故和人身傷亡事故占事故總體的80%以上，因此人員是作業安全控制的關鍵。

1）生產人員對操作規范和安全知識不熟悉或執行不嚴格

生產操作人員缺乏設備相關專業知識，對設備操作方式不了解，對安全操作規程不熟悉，盲目進行操作或者經驗不足；缺乏應付異常情況的能力，對可能發生的危險后果完全無知等均會導致事故發生。

2）抱著僥幸心理或冒險心理

要求生產人員嚴格按操作規程辦事，對生產人員來說就受到了“約束”，于是一些生產人員抱著僥幸心理違章作業，結果釀成事故的發生。該類事故占事故總數中的比例較大，應高度重視。

3）預見能力的局限性

生產紀律松懈、責任心不強，檢查不細致等，都會導致事故發生。在施工中，生產操作員邊開車邊抽煙、打手機、以及與他人攀談等而導致注意力不集中造成事故頻發。

1.2.2設備上的硬件配置缺陷

一些生產設備在出廠初期基本上都符合安全設計要求，但經過了一定的使用時間，設備的原有配置已經不能適應于現場作業安全的需求，在安全防范方面有了很大的局限性，對安全管理造成了負擔。目前，在作業現場的壓路機設備在倒車作業過程中的報警方式只是在設備運行檔位進入倒車檔位時，在設備尾部的小型警示燈閃爍并伴隨“滴滴”聲報警，可是施工現場經常是車來車往，壓路機自身運行的噪聲分貝較大，并且同時還有其他并行作業的機械設備，現有的報警方式根本不足以起到提示作用。現有壓路機司機駕駛室的位置在向后作業時，駕駛員視覺會有很大的盲區，也會在成設備啟動時的安全隱患。

1.2.3現場環境的因素

由于公路施工機械都是在夏季高溫、冬季嚴寒、高分貝噪音、交通復雜等環境下施工，惡略的施工環境也是容易造成事故的重要因素之一。

2　系統解決思路

2.1人工增加設備的配置，消除安全隱患

1）首先從硬件上增加高清視頻監控裝置，解決駕駛人員的視角盲區，做到駕駛員在駕駛室可以很方便的看到以往看不到的駕駛操作盲區，避免設備啟動的時候，有人員及其他物體在盲區范圍時誤操作而造成傷亡或財產損失。為了排除駕駛人員由于疏忽，不能在設備作業同時人工開啟視頻監控設備，視頻監控裝置電源直接連接在設備啟動電源上，可實現設備啟動時即接通電源開始工作。監控裝置鏡頭采取工業專用高清鏡頭，兼顧大角度視角、高亮度、高清顯示，做到無盲區死角和在戶外光線強烈時依然能有效工作。

2）在作業設備上安裝大分貝的報警喇叭。壓路機作業現場基本是在戶外，由于環境比較復雜，會有大分貝噪音及其他車輛、設備的干擾，會讓現場工作人員分散注意力，造成傷亡。本裝置在設備上加裝了大分貝的報警喇叭及大規格工程報警燈，其電源連接了設備啟動

電源，設備啟動時即可語音提示并警燈閃爍，形成視覺和聽覺上的雙重刺激，采用延時10s即停的方式，一方面對地面做也人員起到了警示作用，一方面也避免了長時間報警擾民和造成駕駛員及施工人員感官疲勞的問題。

2.2增加自動報警提示，加大警示力度，彌補人員失誤因素。

1）本裝置最重要的技術部分是在設備上加裝專業的超聲波探測裝置，聯動到駕駛室的視屏監控裝置上，實施探測范圍報警，提示駕駛人員，在遇到問題時及時采取制動措施，避免出現惡性安全事故。根據作業設備在現場的作業行駛速度和可能出現安全隱患時的安全距離考慮，超聲波探頭采用了長距離，高強信號，報警距離達到了4.5+0.5m，報警頻率根據人體（或物體）距離的遠近采取由慢到快的方式，高頻率的報警可以有效提醒駕駛人員注意。

由于現場的工作環境比較復雜，經常會有路邊雜物出現，為了降低誤報率，裝置對超聲波的探測波形進行了升級設置，將傳統的扇面探測方式變更為紡錘形探測。在實地應用中，考慮到施工現場單側會有道路交通設施，在超聲波的紡錘型探測波的應用中又有針對性的調試為單側水平切面，有效地防止誤報警。

2）工裝考慮。壓路機是常年在室外、野外現場作業的工程設備，這就必然會面臨大量的浮塵的作業環境，也經常會遇到降雨、降雪的等惡略的天氣情況。為了能在現場可靠有效的場工作，本報警裝置的所有外露安裝部分均采取了防水、防塵封裝措施。壓路機在作業過程中，有時會鋪裝溫度很高的瀝青，這樣會使軋輥溫度很高。設備在出廠時會配備加水降溫的裝置。報警裝置的安裝必須要選擇在既能有效的探測到障礙物又不能影響設備本身裝置的正常工作，還要兼顧到避免碰撞損壞的需求。所以在安裝的過程當中，事先一定要和現場的生產操作人員充分的溝通，根據不同類型的壓路機，制定不同的探頭安裝模式，有必要的話，需要采取另行加工配件作為輔助實現安裝。

3　結論

在交通部門的科技工作會議中，曾多次提到了公路安全管理工作的重要性，其中機械設備施工作業中的安全保障是其中的重中之重。由于壓路機自身的特性，一旦出現事故，都是非常惡性的事故，除了在全國交通系統之外，在其他不同地區、不同現場，只要是有壓路機設備作業的工程現場都是在有過慘痛的血的教訓，壓路機報警裝置的研究能再一定程度上補足工程設備出廠時自身硬件不足的問題，能再一定程度上降低工程作業現場惡性事故的發生率，對避免造成重大人身傷亡或財產損失起到了幫助作用。

中圖分類號U46

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）155-0079-01