高速公路防追尾報(bào)警系統(tǒng)

文山東省東營(yíng)市第一中學(xué) 王基諾

每到節(jié)假日，高速公路上多車連環(huán)追尾事故時(shí)有發(fā)生。車輛在高速公路上出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，若能及時(shí)將信息傳達(dá)到前、后方的車輛，使車輛及時(shí)減速避讓，就能避免追尾事故的發(fā)生。

一、設(shè)計(jì)目的

高速公路上的車輛突然停止行駛時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)立即啟動(dòng)，將報(bào)警信息傳達(dá)給前、后方1 000米至2 000米遠(yuǎn)的車輛，避免追尾事故發(fā)生。

二、設(shè)計(jì)思路

1.激光網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

以三車道為例，每車道3.75m，內(nèi)、外側(cè)欄桿距離約為12m。

圖1 高速公路防追尾報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖

（1）在內(nèi)側(cè)欄桿上安裝10個(gè)激光發(fā)射器，間距6m。

（2）激光發(fā)射器發(fā)出的激光是平行的，且順著行駛方向斜照到外側(cè)欄桿上。如果有車輛經(jīng)過(guò)，激光不會(huì)照射到車窗內(nèi)。

第一個(gè)激光發(fā)射器的激光照在外側(cè)欄桿上的位置處于第六個(gè)激光發(fā)射器的正對(duì)面，被平面鏡反射后，再照在內(nèi)側(cè)欄桿上，其位置處于第十個(gè)激光發(fā)射器往前6米處。再依此規(guī)律繼續(xù)反射，共反射31次后照射在內(nèi)側(cè)欄桿上，在此處安裝一個(gè)激光接收器接收信號(hào)。其余9個(gè)依此類推。第一個(gè)激光發(fā)射器與第十個(gè)激光接收器的距離正好是1000m。

（3）用25×25mm的玻璃平面鏡反射激光。為避免淋雨后影響反射效果，可加裝一個(gè)外殼。在入射光線方向上伸出一個(gè)長(zhǎng)度10cm、直徑15mm的管子，在反射光線方向也有同樣的管子。（4）在10個(gè)激光接收器處設(shè)置下一組的10個(gè)激光發(fā)射器，其余均類推。（5）激光發(fā)射器功率為5W，激光為紅色，塑料外殼密封防水。（6）沿欄桿布設(shè)兩條電線，分別接電源正極和負(fù)極。

（7）此設(shè)計(jì)在公路上形成對(duì)角線為6m×2.4m的菱形光路監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

高速公路允許行駛的最長(zhǎng)車身是18m，此設(shè)計(jì)能確保18m車身的汽車在此組路段內(nèi)行駛時(shí)，不會(huì)始終擋住某一路激光，也能確保車身長(zhǎng)2.5m、車寬1.5m的汽車在此組路段內(nèi)任何位置都能擋住至少一路激光。

（8）每個(gè)激光接收器將信號(hào)送到控制器時(shí)，只要有一路信號(hào)被遮擋時(shí)間達(dá)到2s，控制器就控制LED燈組發(fā)光報(bào)警。一旦信號(hào)接通，報(bào)警信號(hào)立即取消。

2.聲音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

汽車發(fā)生追尾時(shí)的聲音比正常行駛時(shí)的聲音大得多。

在內(nèi)側(cè)欄桿上每隔100m安裝一個(gè)小話筒,每個(gè)話筒與其控制器相連，控制器實(shí)時(shí)分析信號(hào)。一旦有汽車發(fā)生碰撞，控制電路檢測(cè)出該信號(hào)后，馬上控制LED燈組發(fā)光，從而起到報(bào)警作用。

圖2 數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)原理圖

3.報(bào)警系統(tǒng)

（1）報(bào)警控制器控制本組和前組、后組的LED同時(shí)發(fā)光報(bào)警。一旦汽車向內(nèi)側(cè)發(fā)生交通事故影響另一側(cè)時(shí)，對(duì)另一側(cè)汽車也同樣起到報(bào)警作用。

（2）一組激光網(wǎng)對(duì)應(yīng)一組20個(gè)并聯(lián)的LED，間距50m。LED安裝在內(nèi)側(cè)欄桿上表面。

（3）控制器發(fā)出的信號(hào)使LED閃爍發(fā)光，更能引起司機(jī)的注意。

（4）小型塑料反光罩在與行駛方向相反處安裝，更顯眼。

（5）LED的功率為2W，顏色為紅色，這樣可保證白天也足夠顯眼。散熱板使用普通的20mm六角鋁基板散熱片。

（6）電線用單股0.15mm2的32股銅線，可用PVC套管保護(hù)。

三、使用方法

車輛停止行駛或速度很慢時(shí)，LED發(fā)光，兩側(cè)道路遠(yuǎn)處駛來(lái)的汽車司機(jī)看到路邊發(fā)出紅光，就知道前方有汽車停止行駛，繼而馬上減速，保證在安全距離內(nèi)停車。

一旦停止行駛，該車即阻斷了部分激光的傳導(dǎo)，如果與前面的汽車處于同一組激光網(wǎng)內(nèi)，原報(bào)警信號(hào)不變，如果停車位置處于后一組激光網(wǎng)內(nèi)，此時(shí)控制電路會(huì)在保持原有報(bào)警信號(hào)組的信號(hào)不變的同時(shí)，觸發(fā)后一組的LED發(fā)光報(bào)警，給后面的車輛發(fā)出警報(bào)。依次類推，就能避免高速行駛的車輛發(fā)生連環(huán)追尾事故。