隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)施與思考

金燁

摘 要：經(jīng)常開車的人會(huì)有這樣的體驗(yàn)：行駛在隧道時(shí)，速度會(huì)不知不覺“飆”上去。車速過快，也讓隧道逐漸成為交通事故的主要發(fā)生地。“隧道控速視覺誘導(dǎo)控制系統(tǒng)”采用“會(huì)跑的燈光帶”來調(diào)控車輛的速度，首次應(yīng)用在隧道工程中。本文結(jié)合隧道工程項(xiàng)目情況和工程特點(diǎn)，對隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)施與思考，可供同類工程參考！

關(guān)鍵詞：隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng);視覺誘導(dǎo);限速光誘導(dǎo)標(biāo)志

中圖分類號：U453 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

“隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)”在隧道內(nèi)形成恒速向前跑動(dòng)的高頻誘導(dǎo)視覺信號，利用人眼潛意識中對光的追逐特性，主動(dòng)引導(dǎo)駕駛員以誘導(dǎo)燈跑動(dòng)速度前進(jìn)，從而降低隧道內(nèi)行車速度，提高了行車安全性和行車舒適性。在正常交通情況下還可兼作LED誘導(dǎo)功能，具備提醒隧道線型，增強(qiáng)視覺感受、改善隧道內(nèi)照明效果的效果。項(xiàng)目投入少且能有效提升隧道通行安全水平，具有“保障安全、節(jié)能減排、美麗交通”的重要意義。

1 隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)研發(fā)的背景

隨著公路建設(shè)的不斷推進(jìn)，隧道里程不斷增加。浙江是公路隧道數(shù)量最多的省份之一，隧道運(yùn)營安全問題顯得越來越突出。特別是隧道內(nèi)的各種交通事故比比皆是，交通事故主要為車輛追尾與車輛撞側(cè)壁，其中90%以上為追尾事故。導(dǎo)致車輛追尾的主要原因則是車輛超速或車速差過大，為降低隧道內(nèi)交通事故，在調(diào)查行業(yè)產(chǎn)品現(xiàn)狀和考察國際上燈光控速的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，金麗溫高速以工業(yè)控制器（PLC）為核心，研發(fā)了隧道控速視覺誘導(dǎo)控制器。控制器輸出4路受控脈沖信號，分別控制各回路有源LED誘導(dǎo)燈閃爍，形成LED誘導(dǎo)燈跑動(dòng)效果，跑動(dòng)方向與行車方向一致，跑動(dòng)速度為隧道限速。全新的跑動(dòng)LED誘導(dǎo)燈，將視覺誘導(dǎo)與隧道景觀完美融合，實(shí)現(xiàn)全新的基于視覺追蹤和光學(xué)誘導(dǎo)的主式動(dòng)式隧道視覺控速系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 全新的視覺控速理念

安全誘導(dǎo)控制器依據(jù)隧道限速運(yùn)行，控制誘導(dǎo)標(biāo)志以隧道設(shè)計(jì)時(shí)速向前跑動(dòng)，當(dāng)駕駛員行駛速度與設(shè)計(jì)時(shí)速接近時(shí)，會(huì)感受到誘導(dǎo)標(biāo)跟隨跑動(dòng)的效果，會(huì)緩慢將車速控制在接近誘導(dǎo)標(biāo)跑動(dòng)的速度上;反之駕駛員車速過快或過低，都會(huì)感覺自己和燈光跑動(dòng)不協(xié)調(diào)，影響視覺舒適度，為改善視覺感受，也會(huì)緩慢將車速調(diào)整至設(shè)計(jì)行車速度上，實(shí)現(xiàn)隧道行車安全控速的目的。

2.2 提高隧道行車安全

跳動(dòng)的誘導(dǎo)燈會(huì)標(biāo)識出隧道輪廓線型，明確提醒駕駛員行車邊界;閃爍的誘導(dǎo)燈同時(shí)也會(huì)刺激駕駛?cè)藛T的感官，提醒駕駛員保持注意力，對預(yù)防駕駛員疲勞駕駛有直觀效果。

2.3 打造安全溫馨人性化隧道

誘導(dǎo)燈燈光選擇黃色、藍(lán)色等柔和性燈光，在駕駛員行駛過程中，全程都有燈光一路跳動(dòng)隨行，會(huì)讓司乘人員有陪伴的感覺。

2.4 符合TG D70/2—2014《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 第二冊 交通工程與附屬設(shè)施》規(guī)范

誘導(dǎo)燈亮度符合規(guī)范：規(guī)范要求，除疏散提示標(biāo)標(biāo)志外的電光標(biāo)志，其白色部分最小亮度不小于150 cd/m2，最大亮度不大于300 cd/m2，亮度均勻度不應(yīng)小于70%;系統(tǒng)誘導(dǎo)標(biāo)滿足上述要求。

安裝位置符合規(guī)范：規(guī)范要求，輪廓標(biāo)的設(shè)置間距為6 m～15 m，宜與凸起路標(biāo)協(xié)調(diào)于相同橫斷面。設(shè)置在隧道側(cè)壁上的輪廓標(biāo)，安裝中心位置與路面邊緣高差宜為70 cm。誘導(dǎo)標(biāo)志的設(shè)計(jì)和安裝安全按照規(guī)范進(jìn)行，誘導(dǎo)標(biāo)間距15 m，安裝高度70 cm。

3 實(shí)施方案

3.1 方案總體結(jié)構(gòu)

本試點(diǎn)隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)主要設(shè)備包括：

（1）智能誘導(dǎo)控制器：是整個(gè)視覺控速誘導(dǎo)系統(tǒng)的核心，多回路受控輸出，控制限速誘導(dǎo)標(biāo)的閃爍方式，具有設(shè)置閃爍流速度的功能。

（2）多通道中繼器：提供信號中繼和同步功能。

（3）限速誘導(dǎo)標(biāo)志：黃色（或藍(lán)色）有源發(fā)光誘導(dǎo)標(biāo)。

（4）多回路控制電纜：分為主干電纜和分支電纜，主干電纜由誘導(dǎo)控制器引出，覆蓋全隧道;分支電纜，連接主干電纜與各誘導(dǎo)標(biāo)志。

試點(diǎn)工程智能誘導(dǎo)控制器安裝在隧道中間，向進(jìn)洞口、出洞口分別敷設(shè)線纜，從而減小在控制電纜上的電壓降。

3.2 視覺誘導(dǎo)模式

作為隧道誘導(dǎo)系統(tǒng)的主控單元，本地模式下具有觸摸屏操作改變頻率與占空比、閃爍流速度、全局閃爍、常亮、關(guān)閉。控制器統(tǒng)為各類誘導(dǎo)設(shè)備供電，并且按設(shè)計(jì)要求控制誘導(dǎo)燈顯示，以警示司乘人員的注意力，控制車速，降低事故的發(fā)生率。主要視覺誘導(dǎo)模式：

（1）單燈跑動(dòng)模式。當(dāng)前心跳期間，當(dāng)前位置誘導(dǎo)燈亮1只，下一心跳期前，下一位置誘導(dǎo)燈亮1只。

（2）雙燈跑動(dòng)模式。當(dāng)前心跳期間，當(dāng)前位置誘導(dǎo)燈亮2只，下一心跳期前，下一位置誘導(dǎo)燈亮2只。

（3）多燈跑動(dòng)模式。當(dāng)前心跳期間，當(dāng)前位置誘導(dǎo)燈亮3只，下一心跳期前，下一位置誘導(dǎo)燈亮3只。

（4）其他跑動(dòng)模式。其他常用跑動(dòng)模式還有：閃爍模式、封道模式、事故模式等。

（5）跑動(dòng)速度。根據(jù)隧道限速控制跑動(dòng)速度，控制器提供觸摸屏，可以手動(dòng)設(shè)置隧道限速，如80 km/h，100 km/h，設(shè)置后誘導(dǎo)燈將以此速度向前跑動(dòng)。

3.3 控制器

試點(diǎn)工程隧道安全誘導(dǎo)控制器使用行業(yè)通用有源LED誘導(dǎo)標(biāo)，搭建隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)。隧道安全誘導(dǎo)控制器，以PLC為載體實(shí)現(xiàn)，使用一體化PLC為主控單化，一體化PLC集成電源模塊、CPU單元、輸入/輸出單元、通信單元等，主要實(shí)現(xiàn)方式為：

（1）誘導(dǎo)控制器內(nèi)建各工作模式，通過PLC內(nèi)建的模型，控制誘導(dǎo)燈亮、滅閃爍，也形成各種光學(xué)誘導(dǎo)效果。

（2）PLC的輸出為高頻開關(guān)量信號，信號電平很弱，無法驅(qū)動(dòng)外部LED誘導(dǎo)燈，需要增加對應(yīng)的信號放大、防雷保護(hù)等二次回路。

3.4 限速光誘導(dǎo)標(biāo)志

試點(diǎn)工程選擇LED有源誘導(dǎo)標(biāo)，洞內(nèi)側(cè)壁距離路面豎直距離1.2 m處安裝誘導(dǎo)標(biāo)，安裝間距為15 m/只。

本工程誘導(dǎo)標(biāo)安裝在道路人通通道側(cè)壁上，控制/供電線纜在電纜溝中布設(shè)，從側(cè)壁或者上表面打孔，接入誘導(dǎo)標(biāo)。同時(shí)，在隧道兩側(cè)壁距離路面1.2 m處，垂直并排打兩個(gè)膨脹螺絲安裝孔，用于固定誘導(dǎo)標(biāo)，在兩孔中間位置打一個(gè)過線孔，鉆通到電纜溝內(nèi)，平均安裝間距為10 m，將誘導(dǎo)標(biāo)電源線從過線孔內(nèi)穿過，使用T字形接法接入到主線纜上，注意電源線極性，正負(fù)極不得接反，用防水膠布與電工膠布包好，做好防水絕緣處理，使用膨脹螺絲將誘導(dǎo)標(biāo)固定在電纜溝壁上。

3.5 實(shí)施效果

經(jīng)試點(diǎn)隧道實(shí)施應(yīng)用，在開啟視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)后，隧道中間段、隧道出口段平均車速均下降10 km/h左右，控速效果明顯。

隧道行車超速與速度差較大的情況也得到有效改善，超速率由24.53%下降為11.58%，車輛速度偏離均值由13.3下降為7.8，效果明顯。通過對隧道交通事故兩大成因“超速”、“車速差”的有效限制，為提升隧道行車安全助力。

4 總結(jié)

“隧道控速視覺誘導(dǎo)系統(tǒng)”在隧道內(nèi)形成恒速向前跑動(dòng)的誘導(dǎo)燈，因?yàn)槿搜蹪撘庾R中對光的追逐，主動(dòng)引導(dǎo)駕駛員以誘導(dǎo)燈跑動(dòng)速度前進(jìn)，從而降低隧道內(nèi)行車速度與車速差，提高了行車安全性和行車舒適性。在正常交通情況下還可兼作LED誘導(dǎo)功能，提醒道路的線性，增加視覺感受。項(xiàng)目投入少且能有效提升隧道通行安全水平，具有“惠民便民、節(jié)能減排、安全保障”的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王婷，杜志剛，鄭展驥，等.高速公路隧道出口視覺環(huán)境改善方法研究[J].公路，2016（8）：145-150.