一種公路智能遠程控制防撞型限高裝置設計

荊亞東 劉一凡 王攀昊 王洪寶

摘 要：隨著運輸行業的快速發展，大型車輛的數量增加，道路壓力加重，交通事故頻發，道路交通問題成為全社會廣泛關注的熱點。國家將限高桿這一裝置投入公路、橋梁、隧道中，用于限制超高車輛對道路的破壞。本文針對這一頻發事件設計出一套降低限高桿事故發生率的系統，其中運用了事前預警系統和事發處理系統。本文思想設計是一種新型的，智能化的，安全性能好的限高裝置，若投入使用定能減少安全事故，產生良好反響。

關鍵詞：智能化；限高桿；安全化；預警

一、限高桿的總體設計思路與相關分析

1.1智能限高桿的設計背景與以往限高桿事故分析

我國道路交通安全法對車輛裝載貨物的尺寸有明確規定。但在我國，由于利益的驅使和一些司機對道路相關法律法規重視程度較差，近年來超高卡車卡橋，貨物超高造成側翻的事故時有發生，對道路的安全和使用壽命都造成了損害。所以限高桿的使用大大降低了，超高車輛違章行駛的狀況。隨著限高桿的廣泛使用當前傳統限高桿的問題快速的暴露出來。傳統限高桿通過鋼支架限制制約超過鋼支架高度的車輛通過。雖然通過強制的措施阻攔車輛的通過，但有些車主貪圖方便，想抄近路，或者因為粗心大意，往往在限高桿處“碰壁”，由此引發的后果讓車輛和限高桿都受損。最為常見的是大型車輛闖限高桿，被卡在那兒，車損桿傷；小型貨車經過，因為不注意限高高度，致使限高桿成了“殺手”；車輛車速過快，造成車輛“站立”。更甚至因小孩子自我保護能力差，再加上家長疏忽造成悲劇的發生。限高桿被撞的案例屢屢發生。

而我們對此裝置最大的創新之處在于通過感應，動作，拍攝等系統，最大限度地保證通過車輛及行人的安全。即很好地實現了自動化，又有利于相關部門對違規事件進行管理。運用的基本流程是：感應系統發現超高的車后，及時反映給作用系統使限高桿抬高，同時拍攝系統記錄違章車輛。設計方案包括限高桿自身設計參數的取值以及針對限高桿的一套限高提醒系統事故發生處理的系統和增強限高桿應對特殊情況的的靈活性，具體的說就是分析限高桿造成事故的影響因素，了解限高桿在規定范圍內的限高。

二、關于紅外線感應技術的智能限高桿整體設計內容介紹和相關分析

2.1智能限高桿設計相關系統和相關裝置介紹

根據不同類型的車輛超速超高甚至為逃避處罰而撞毀限高桿的情況，在不破壞限高設施和保證相關人員的人身財產的前提下設計出了一套相關的道路限高系統。該系統主要是在依靠紅外線感應技術和智能化處理系統多方面聯系從而解決城市道路車輛限高問題。該類新型的限高裝置，通過感應系統，動作系統及拍攝系統對事前預警系統和事發處理系統設計的完善，達到降低事故發生的目的。

對于限高系統同時利用了電動升降裝置、紅外線感測器和超聲波探測裝置等。通過多種裝置系統結合，可以使該系統對于相關車輛限高問題的處理更加便捷高效。因此，新型限高桿的設計更趨近于高效化、規范化、信息化才能應對多類型的城市車輛限高問題。

2.2智能限高桿設計內容、裝置原理概括及系統分析

本設計主要從提醒司機超高違章，通過改進限高桿系統減少事故發生概率入手，以人性化的電子提醒代替不容易引起注意警示牌，改變了它的靈活性以應對一些突發狀況并且電子化的設計極大程度上杜絕了

對于它的實用性，此次設計的限高桿，成本不高并且適用于各種公路，在市場需求方面也沒有問題，在材料的選取上我們選用了比較節能環保的材料，不會造成資源浪費與環境污染。

此項設計的預期成果：假設超高車輛通過事前預警系統，LED顯示屏將會提示“您已超高，請繞行！”，若車輛繼續行駛，此時事發處理系統感應到超高車輛駛來，觸發限高桿上升、攝像頭開啟及限高桿下方的超聲波探測器工作，當下方超聲波探測器感應到車輛通過時，限高桿下降，監控裝置關閉，系統完成本次工作。這可有效減少限高桿被撞事故率，事后由相關部門通過觀看監控視頻調查該車是由于什么原因強闖限高桿，并采取相應措施處理。

2.3智能限高桿與其他傳統限高桿比較的優點分析

在我們的限高桿系統的制作上，我們參考了國內外的經驗技術，并選擇了紅外線作為關鍵。，紅外線不僅能通過輻射傳導熱能，而且有極強的穿透能力，可使物體快速被加熱，并不被大氣所吸收的特點，因此不產生浪費，不受周邊環境（如潮濕、溫度高低等）的影響；另外紅外線熱效率十分高，在加熱過程中沒有化學損失和物理損失，在熱傳遞過程中熱能損失少利用率高，浪費少。

從全國范圍內看，大多數市區由于道路承載能力相對較低，若經常有重型車輛通行，很容易被軋壞，為保證道路安全，相關部門設置限高桿以提醒車輛繞行。但令人困惑的是，電視臺隔幾天就會播出某路段限高桿被撞事件，目前一部分限高裝置初步建立起的一套完備的限高桿工作理念，即便如此限高桿被撞的情況依然沒有減少，形勢依然嚴峻，因此限高桿的研究及應用是國內的熱門。

我們所講述的這款限高桿，主要從提醒司機超高違章，通過改進限高桿系統減少事故發生概率入手，以人性化的電子提醒代替不容易引起注意警示牌，改變了它的靈活性以應對一些突發狀況并且電子化的設計極大程度上杜絕了車輛與限高桿之間的相撞，也防止了事故發生后司機的肇事逃逸，增加了它的適用性。

三、設計思想與技術路線

本裝置相較于其他傳統的限高裝置，利用了多種智能裝置，不僅能有效解決由于貨車快速路導致的限高桿損壞等問題和保障司機等人身財產安全，同時能有效的記錄相關的違法超高問題，給相關人員提醒。相較于其他的限高桿有其獨特的優點。

四、結束語

由上述可知，限高桿的現代設計已經具備擺脫傳統設計框框的必要條件，不僅外形設計分懸掛式和固定龍門架式。而且在功能上，除了滿足傳統設計要求外，正在研發高端科技的限高桿，朝著電子化、網絡化、規范化、自動化的方向發展。

參考文獻：

【1】嚴也，汪磊，徐遠志，基于單片機的超聲測距系統設計【J】，科學技術創新，2018。

【2】崔勇，黃元生，一種擺動噴管電動伺服機構的設計及應用【J】，TH164，設計2012。

【3】陳國良，基于無線傳感網的車輛管理系統【J】， 浙江商業技師學院，浙江寧波，315000，設計2012。

【4】吳志杰，略談城鄉結合部的交通規劃【C】，設計，2013。

【5】《超限運輸車輛行駛公路管理規定》，2000年1月14日通過，自2000年4月1日起施行。

【6】丁玉蘭編著，人機工程學【M】，北京；北京理工大學出版社，2011。

【7】郭仁生，機械設計基礎【M】，北京；清華大學出版社，20006。

【8】呂同，張清峰，喬士婕，沙莎等，一種道路高桿智能裝置【C】，設計，2017。