壓路機(jī)作業(yè)防撞報(bào)警裝置研究

范　越蘭州交通大學(xué)，甘肅蘭州　730070

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壓路機(jī)作業(yè)防撞報(bào)警裝置研究

范越
蘭州交通大學(xué)，甘肅蘭州730070

摘要本文分析了壓路機(jī)作業(yè)過程中防撞系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原理，較詳細(xì)的介紹壓路機(jī)現(xiàn)場(chǎng)事故成因以及根據(jù)事故成因建立的報(bào)警裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理、方法和步驟。報(bào)警裝置利用超聲波傳感器進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射、接受，能在壓路機(jī)倒車作業(yè)過程中自動(dòng)檢測(cè)車尾障礙物的距離并發(fā)出聲光報(bào)警，同步將所檢測(cè)的障礙的圖像及物距離精確地顯示在駕駛室配套設(shè)置的視頻裝置上，并實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警，提醒司機(jī)剎車，防止人員傷亡事故。

關(guān)鍵詞超聲波；壓路機(jī)作業(yè)；防撞報(bào)警

1　系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1.1研發(fā)背景

近年來(lái)，隨著公路建、管、養(yǎng)的不斷發(fā)展，機(jī)械化程度越來(lái)越高，在這些機(jī)械設(shè)備工作的同時(shí)還會(huì)有很多的養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員也會(huì)同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全管理成為公路管理部門的一項(xiàng)重要日常工作。隨著機(jī)械的種類、數(shù)量在不斷增加，機(jī)械傷人事故時(shí)有發(fā)生，事故屢見不鮮，造成人員傷亡或巨大財(cái)產(chǎn)損失。公路安全管理工作中機(jī)械設(shè)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(shè)計(jì)使其在整個(gè)壓路機(jī)設(shè)備在倒車作業(yè)過程中能自動(dòng)測(cè)量車尾到最近障礙物的距離，在倒車進(jìn)入到到極限距離時(shí)會(huì)發(fā)出急促的警告聲，同時(shí)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(shù)背景分析

導(dǎo)致壓路機(jī)設(shè)備傷人事故的案例很多，總結(jié)歸納在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的多起傷人事故，無(wú)非是人、物和環(huán)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(shè)備操作人員以及生產(chǎn)組織、指揮、管理等人員。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)施工過程中由于人為違反操作規(guī)程因素而發(fā)生的機(jī)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(yè)安全控制的關(guān)鍵。

1）生產(chǎn)人員對(duì)操作規(guī)范和安全知識(shí)不熟悉或執(zhí)行不嚴(yán)格

生產(chǎn)操作人員缺乏設(shè)備相關(guān)專業(yè)知識(shí)，對(duì)設(shè)備操作方式不了解，對(duì)安全操作規(guī)程不熟悉，盲目進(jìn)行操作或者經(jīng)驗(yàn)不足；缺乏應(yīng)付異常情況的能力，對(duì)可能發(fā)生的危險(xiǎn)后果完全無(wú)知等均會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。

2）抱著僥幸心理或冒險(xiǎn)心理

要求生產(chǎn)人員嚴(yán)格按操作規(guī)程辦事，對(duì)生產(chǎn)人員來(lái)說(shuō)就受到了“約束”，于是一些生產(chǎn)人員抱著僥幸心理違章作業(yè)，結(jié)果釀成事故的發(fā)生。該類事故占事故總數(shù)中的比例較大，應(yīng)高度重視。

3）預(yù)見能力的局限性

生產(chǎn)紀(jì)律松懈、責(zé)任心不強(qiáng)，檢查不細(xì)致等，都會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。在施工中，生產(chǎn)操作員邊開車邊抽煙、打手機(jī)、以及與他人攀談等而導(dǎo)致注意力不集中造成事故頻發(fā)。

1.2.2設(shè)備上的硬件配置缺陷

一些生產(chǎn)設(shè)備在出廠初期基本上都符合安全設(shè)計(jì)要求，但經(jīng)過了一定的使用時(shí)間，設(shè)備的原有配置已經(jīng)不能適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全的需求，在安全防范方面有了很大的局限性，對(duì)安全管理造成了負(fù)擔(dān)。目前，在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的壓路機(jī)設(shè)備在倒車作業(yè)過程中的報(bào)警方式只是在設(shè)備運(yùn)行檔位進(jìn)入倒車檔位時(shí)，在設(shè)備尾部的小型警示燈閃爍并伴隨“滴滴”聲報(bào)警，可是施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常是車來(lái)車往，壓路機(jī)自身運(yùn)行的噪聲分貝較大，并且同時(shí)還有其他并行作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，現(xiàn)有的報(bào)警方式根本不足以起到提示作用?，F(xiàn)有壓路機(jī)司機(jī)駕駛室的位置在向后作業(yè)時(shí)，駕駛員視覺會(huì)有很大的盲區(qū)，也會(huì)在成設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的安全隱患。

1.2.3現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的因素

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

2　系統(tǒng)解決思路

2.1人工增加設(shè)備的配置，消除安全隱患

1）首先從硬件上增加高清視頻監(jiān)控裝置，解決駕駛?cè)藛T的視角盲區(qū)，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(qū)，避免設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)候，有人員及其他物體在盲區(qū)范圍時(shí)誤操作而造成傷亡或財(cái)產(chǎn)損失。為了排除駕駛?cè)藛T由于疏忽，不能在設(shè)備作業(yè)同時(shí)人工開啟視頻監(jiān)控設(shè)備，視頻監(jiān)控裝置電源直接連接在設(shè)備啟動(dòng)電源上，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)即接通電源開始工作。監(jiān)控裝置鏡頭采取工業(yè)專用高清鏡頭，兼顧大角度視角、高亮度、高清顯示，做到無(wú)盲區(qū)死角和在戶外光線強(qiáng)烈時(shí)依然能有效工作。

2）在作業(yè)設(shè)備上安裝大分貝的報(bào)警喇叭。壓路機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)基本是在戶外，由于環(huán)境比較復(fù)雜，會(huì)有大分貝噪音及其他車輛、設(shè)備的干擾，會(huì)讓現(xiàn)場(chǎng)工作人員分散注意力，造成傷亡。本裝置在設(shè)備上加裝了大分貝的報(bào)警喇叭及大規(guī)格工程報(bào)警燈，其電源連接了設(shè)備啟動(dòng)

電源，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)即可語(yǔ)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(shí)10s即停的方式，一方面對(duì)地面做也人員起到了警示作用，一方面也避免了長(zhǎng)時(shí)間報(bào)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(dòng)報(bào)警提示，加大警示力度，彌補(bǔ)人員失誤因素。

1）本裝置最重要的技術(shù)部分是在設(shè)備上加裝專業(yè)的超聲波探測(cè)裝置，聯(lián)動(dòng)到駕駛室的視屏監(jiān)控裝置上，實(shí)施探測(cè)范圍報(bào)警，提示駕駛?cè)藛T，在遇到問題時(shí)及時(shí)采取制動(dòng)措施，避免出現(xiàn)惡性安全事故。根據(jù)作業(yè)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)行駛速度和可能出現(xiàn)安全隱患時(shí)的安全距離考慮，超聲波探頭采用了長(zhǎng)距離，高強(qiáng)信號(hào)，報(bào)警距離達(dá)到了4.5+0.5m，報(bào)警頻率根據(jù)人體（或物體）距離的遠(yuǎn)近采取由慢到快的方式，高頻率的報(bào)警可以有效提醒駕駛?cè)藛T注意。

由于現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)有路邊雜物出現(xiàn)，為了降低誤報(bào)率，裝置對(duì)超聲波的探測(cè)波形進(jìn)行了升級(jí)設(shè)置，將傳統(tǒng)的扇面探測(cè)方式變更為紡錘形探測(cè)。在實(shí)地應(yīng)用中，考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)單側(cè)會(huì)有道路交通設(shè)施，在超聲波的紡錘型探測(cè)波的應(yīng)用中又有針對(duì)性的調(diào)試為單側(cè)水平切面，有效地防止誤報(bào)警。

2）工裝考慮。壓路機(jī)是常年在室外、野外現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的工程設(shè)備，這就必然會(huì)面臨大量的浮塵的作業(yè)環(huán)境，也經(jīng)常會(huì)遇到降雨、降雪的等惡略的天氣情況。為了能在現(xiàn)場(chǎng)可靠有效的場(chǎng)工作，本報(bào)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(jī)在作業(yè)過程中，有時(shí)會(huì)鋪裝溫度很高的瀝青，這樣會(huì)使軋輥溫度很高。設(shè)備在出廠時(shí)會(huì)配備加水降溫的裝置。報(bào)警裝置的安裝必須要選擇在既能有效的探測(cè)到障礙物又不能影響設(shè)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(dāng)中，事先一定要和現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)操作人員充分的溝通，根據(jù)不同類型的壓路機(jī)，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(shí)現(xiàn)安裝。

3　結(jié)論

在交通部門的科技工作會(huì)議中，曾多次提到了公路安全管理工作的重要性，其中機(jī)械設(shè)備施工作業(yè)中的安全保障是其中的重中之重。由于壓路機(jī)自身的特性，一旦出現(xiàn)事故，都是非常惡性的事故，除了在全國(guó)交通系統(tǒng)之外，在其他不同地區(qū)、不同現(xiàn)場(chǎng)，只要是有壓路機(jī)設(shè)備作業(yè)的工程現(xiàn)場(chǎng)都是在有過慘痛的血的教訓(xùn)，壓路機(jī)報(bào)警裝置的研究能再一定程度上補(bǔ)足工程設(shè)備出廠時(shí)自身硬件不足的問題，能再一定程度上降低工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡性事故的發(fā)生率，對(duì)避免造成重大人身傷亡或財(cái)產(chǎn)損失起到了幫助作用。

中圖分類號(hào)U46

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）155-0079-01