高速公路施工碾壓設備安全防護裝置

嚴彪 張光琴

摘 要：本文以高速公路為研究視角，對其施工使用的碾壓設備加以安全管理，添加有效的安全防護裝置，使其處于安全工況，減少設備安全問題，維護公路交通性，帶動高速公路交通事業有序發展。

關鍵詞：碾壓設備;雷達;安全管理

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A

0 引言

壓路機設備具有體型大、路面施工范圍大等特點。在施工操作壓路機時，操作人員需要具備安全施工意識，熟練掌握安全技能，具有較強的崗位責任意識，對于器械設備的制動、轉向反應靈敏性加以檢查，確保刮泥板處于平整狀態，為路面碾壓施工創造優質條件。

1 安全防護裝置使用的必要性

高速公路工程在規劃建設時，工程路面的施工環節，需要使用壓路機進行平整與碾壓處理。在基礎工程規劃建設的任務中，壓路機在路面工程中扮演著較為關鍵的角色。部分路段中存在野生動物路過、學生活動無規律、周邊居民生活行為多樣性等問題，對于公路施工安全性提高了要求。加之部分人員的生活習慣欠佳，行車時語音聊天、撥打電話，無法將全部精力投入在開車活動中，極易發生行車安全問題。在此種情況下，壓路機施工面臨多重風險問題。對于壓路機添加安全防護設施，具有重要防護作用?？商砑拥陌踩b置有：自動報警、智能急停、全角度影像錄制等，以此有效減少安全事故，切實創造施工單位的經濟產出能力。

2 安全防護裝置的種類與應用

2.1 安全防護裝置類型

結合現有技術特點，在壓路機設備中加裝各類先進技術，比如監控技術、雷達檢測技術、防護裝置等，構建一體式防護結構，組成全方位的防護體系。在有人員與壓路機間距處于安全距離以內時，由報警裝置給出警示，發出蜂鳴聲。在其他設備與壓路機發生碰撞時，緊急制動裝置給予響應，針對誤入壓路施工區域的車輛與人員，給予安全警示，有效防范安全事故。

其一，感應式雷達裝置（見圖1）、雷達監控程序，對于壓路機施工范圍內的障礙物、雜物、行人、車輛進行有效識別，在與目標識別物相距距離較小時，給予鳴聲提示。

其二，觸碰桿。目標識別物與壓路機發生碰撞時，會緊急啟動制動裝置，關閉電源，停止壓路機運行。

其三，全方位攝像。在壓路機四個方位，分別為設備前方（見圖2）、設備后方、設備左側、設備右側，逐一添加攝像裝置，對碾壓路段進行全方位動態監控，給予操作人員路況輔助，消除其操作盲區。

2.2 雷達安全防護應用

2.2.1 5米探距裝置

5米探距裝置是一種具有可視性的倒車雷達裝置，可用于壓路機施工使用。此種雷達安全防護裝置，探測范圍介于0.6米與5米之間，探測顯示屏為LCD，屏幕大小為7寸，裝置重量為5公斤，電壓規格為24伏特，警報時間為90 ds，運行時溫度范圍為[-20，70]攝氏度。在壓路機倒車時，攝像頭自帶多組LED燈，倒車操作時燈組自動照明，在高分辨率的傳感設備配合下，能夠有效傳輸壓路機車位路況，準確判斷障礙物所在位置，便于駕駛人員給予正確判斷，順利完成壓路機倒車。

此種雷達安全裝置，在裝設壓路機設備時，能夠對壓路機運行路段進行盲區分析，有效回避安全事故。由于壓路機自身規格較大，后視反光鏡無法照看車輛周邊的整體情況。車體具有高大性，車輛行駛人員在車內無法肉眼可見車尾近距離位置的物體情況，極易在壓路機倒車時發生事故問題。與此同時，壓路機在實際施工碾壓時，車輛具有較大噪音特點，無法通過較小級別的聲音提示，引起壓路機操作人員的注意。因此，使用倒車專用雷達裝置時，能夠在顯示屏準確展現車輛尾部的倒車盲區視野。在此裝置中，添加了車后障礙物位置鎖定功能，應用了先進的OSD技術，能夠有效結合雷達與視頻技術，便于壓路機駕駛人員排除車尾盲區困難。此裝置在生產時，使用的原材料為金屬航空線材，在壓路機振動、信號干擾中表現出較強的對抗性，確保雷達探測準確。

2.2.2 防撞雷達系統

防撞雷達系統是借助雷達技術，有效測定壓路機與周邊障礙物的距離，進行安全提示，減少壓路機與障礙物、行人、車輛發生碰撞問題。此雷達系統擁有完善的功能，能夠有效保障壓路機施工安全。

其一，防撞距離設計。安全管理人員可結合施工需求、安全規范進行防撞距離設計。使用遙控系統進行操作，分別從警示區、制動區兩個方面進行距離設計。在設計期間，存在的距離參數相對關系有：提示區間距（1 000米）>警示區間距（500米）>制動區間距（300米）。可設計的間距范圍為[0，2 000]米。

其二，報警響應速度等級設計。報警響應等級可選范圍是[0，9]，在選擇等級后，可進行備注說明。備注項目有：行車、超速提示，非法登錄權限限制，提示區限速提示，警示區限速提示等。

此種雷達防撞系統，具有較高的影像分辨率，能夠有效感應收集壓路機周邊情況，對于碾壓安全施工具有重要意義。

2.3 防撞系統開發設計

2.3.1 系統開發思路

以壓路機安全施工為研究起點，加強高速公路防護。結合高速公路施工環境條件、壓路機的施工特征、往期實際發生的事故情況等多重因素，給出了壓路機有效的防撞系統設計，采取毫米級別的雷達遠程探測方式，融合立體式傳感器進行近距離檢測，構建完整的防撞警報系統。在此基礎上，裝設測速雷達裝置，以壓路機為主體，對其安全制動距離給予有效設計。與此同時，依據信號采集與分析需求，構建壓路機防撞程序的開發方案，為壓路機防撞聯動控制體系的構建給出理論依據。

2.3.2 測距功能分析

在高速公路進行碾壓施工時，施工操作會形成較大的噪音問題。同時設備存在的故障問題，降低了壓路機操作與響應的靈敏性，削弱了駕駛人員對車輛安全性的判斷，引發多重事故問題。在構建防撞安全系統時，是在駕駛人員未有效給出安全制動的前提下，主動進行電路與油路的關閉處理，強制進行壓路機方向轉變處理，具有壓路機防撞控制效果。為此，在設計雷達遠程探測系統時，需要開發出的功能是：動態傳送雷達信號，有效測算壓路機與障礙物的間距，如果間距不大于設定閾值時，需要給予制動反饋，如果間距大于設定閾值，不予給出制動響應。雷達系統會持續測算壓路機與路障之間的間隔，直至碾壓施工完成。

毫米級別的雷達裝置，經過天線前端完成信號傳輸。在信號檢測到壓路機周邊有障礙物時，將會反射信號，反饋的信號傳送至混頻器。傳送與回波兩類信號，在混頻器中獲得了有效混合，混合完成的信號有效傳輸至數字處理電路中。此種混合信號在獲得干擾去除、信號轉換后，形成差分頻率信號，由此獲得壓路機與目標物的相對距離與相對方位信息。在終端收到檢測信息后，給出相應聲音警示。

2.3.3 定位功能分析

在立體傳感器系統組成中，含有兩組激光器。激光器發出的光波會在耦合作用下形成光束，兩個光束分別接入標準光纖、掃描探頭中。在掃描探頭中添加了旋轉臺，能夠有效調整掃描頭的運轉方向、調整幅度等參數。在測定光束時，會路經旋轉臺，使檢測光束反射形成回波光束?；厥斋@得的光束會再次輸入信號接收程序，對其進行信號放大、信息轉換等各項處理，處理完成的信號會被傳輸至電路控制中心，完成位置鎖定。

定位中心的功能主要表現為：

其一，可添加若干個帶狀型的監測保護區，在有人員、不明車輛進行監測保護區時，給予駕駛員提示，提示方式包括聲音與燈光兩種類型，提高駕駛人警覺性。

其二，掃描裝置會對于監測區內各測量點的間距、高度、位置等參數，有效回傳信號處理中心，確保檢測主體各項參數顯示準確。

2.3.4 信號處理流程

防撞系統裝設在壓路機設備中，其功能的關鍵在于DSP功能的平穩性與準確性。DSP能夠有效處理各傳感器回傳的信號。收集的回波信號表現出類型多樣、信息復雜等特點，主要包括目標障礙物信息、干擾類信號。為保障信號處理的高效性與準確性，在防撞系統中的信號處理中心，需要添加諧波處理機制，減少干擾信號問題，繼而對固定地物形成的信號干擾、噪音等因素，采取降噪處理，以此保障目標障礙物信息處理的集中性，增強檢測精準性。

對各模塊系統進行集成處理時，使用的是嵌入式裝置，集中程序包括供電裝置、信息采集與處理模塊、警報裝置、制動響應模塊。供電模塊的有序運行，是保障處理器有序運轉的關鍵因素。信息采集單元能夠高效處理雷達檢測回傳的各類信息。處理器結合危險信息與壓路機的間距情況，自動啟動警報與制動程序，以此保障壓路機碾壓施工安全。

3 結論

綜上所述，加強公路施工安全工作落實，對碾壓設備開展安全防護，以壓路機為主體融合安全管理思想，合理添加各類先進性技術，對設備運行情況加以有效測定，有效判斷設備的運行狀況，高效排除各類安全威脅因素，使壓路機處于安全平穩的運行狀態，安全有序的完成碾壓任務。

參考文獻：

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