一种适用于高速公路易积水路段的可变限速装置的制作方法

1.本实用新型涉及交通指引领域，尤其是涉及一种适用于高速公路易积水路段的可变限速装置。


背景技术：

2.目前在我国交通领域中，道路积水信息是一个关注的重点。精确的道路积水信息对于道路的施工、养护和道路交通组织具有重要的指导作用。同时在高速公路上，下雨天气所造成的道路积水也是造成交通是事故的一个重要诱因。道路积水会降低高速公路的运行效率，造成拥堵。同时长时间浸泡也会导致道路设施的损害，造成财产损失。路面积水也会使路面摩擦力降低，如果没有采取一定的交通管控措施，经过的车辆很有可能因为速度不当或是车内的机电设施遇水损害而与周围车辆或设施发生交通事故，导致人员的伤亡。
3.然而目前高速公路限速值设置仍然缺乏对道路积水的考虑，主要体现在如下几个方面：
4.1.目前，高速公路对积水路段的预警主要基于过往的经验，缺乏具体的积水深度数据。
5.2.缺乏实时获取的积水深度信息，无法及时更新告警信息。
6.3.根据断面形式的不同，雨天高速公路各个车道的积水深度有所区别。例如转弯处，内侧车道的积水深度要高于外侧车道的积水深度。然而目前，限速值的设置既没有考虑到积水的影响，也没考虑到断面形式对积水深度的影响。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种适用于高速公路易积水路段的可变限速装置，能够根据道路实时积水深度以及同一道路不同车道上的不同积水深度实时调整道路限速信息，使实际限速值能够符合实际积水深度所需限制值的要求。
8.本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：
9.一种适用于高速公路易积水路段的可变限速装置，包括积水监测架和限速显示架，所述积水监测架设于积水路段位置，所述限速显示架设于所述积水监测架前方；所述积水监测架上设有积水监测单元、第一供电单元和设备箱，所述限速显示架上设有显示单元和第二供电单元，所述第一供电单元为所述积水监测单元和设备箱供电，所述设备箱控制所述积水监测单元的工作以及向所述显示单元发送显示指令，所述第二供电单元为所述显示单元供电，所述显示单元接收所述设备箱所发出的显示指令并执行显示；所述积水监测单元包括多个积水传感器，所述积水传感器安装于所述积水监测架上，每一条车道上方对应有一个所述积水传感器，所述显示单元包括多个限速显示板，所述限速显示板安装于所述限速显示架上，每一条车道上方对应有一个所述限速显示板，每个所述限速显示板所显示的限速值与同一车道上的所述积水传感器所监测到的积水深度对应。
10.上述技术方案中，所述积水监测单元还包括摄像头，所述设备箱通过所述摄像头
定时获取路面图像，利用图像处理技术实时识别当前天气状况及路面是否有积水，所述设备箱通过路面图像识别结果控制所述积水传感器的通断。
11.上述技术方案中，所述积水监测单元还包括雨量传感器，所述雨量传感器与所述设备箱连接，所述设备箱通过路面图像识别结果控制所述雨量传感器的通断，通过所述雨量传感器的检测结果控制所述显示单元的显示亮度。
12.上述技术方案中，所述设备箱内包括有无线发送模块、控制器，所述显示单元包括有无线接收模块和显示控制模块，所述控制器用于控制所述积水监测单元的工作以及根据监测数据计算出显示指令，所述无线发送模块用于将显示指令发生至所述显示单元，所述无线接收模块用于接收显示指令，所述显示控制模块根据所述显示指令控制所述显示单元的显示效果。
13.上述技术方案中，所述设备箱内还包括有内存条、电路自检模块和电源管理模块，所述内存条用于保存车道积水监测数据，所述电路自检模块用于检测设备和线路的运行状态，所述电源管理模块用于管理所述第一供电单元的供电。
14.上述技术方案中，所述显示单元还包括告警信息显示板，所述告警信息显示板位于所述限速显示板上方。
15.上述技术方案中，所述设备箱向所述显示单元发送的显示指令包括实时的限速值，每一车道上的限速值根据该车道上的积水深度确定，限速值应满足以下公式：
[0016][0017]
式中：v表示限速值；t表示反应时间，取2.5s；表示不同积水深度条件下的道路附着系数；i表示道路纵坡度；l
前车
、l
安全
表示前车间距和安全距离，均取5m；l
v
表示不同积水深度下的的建议停车视距。
[0018]
上述技术方案中，所述限速显示架与所述积水监测架之间的距离s按照以下公式确定：
[0019][0020]
式中：n表示车道数；l表示改变一次车道所需的距离(采取85％位车速值时约为120m)；a为减速度，v1为调整前的限速值；v2为调整后的限速值；t为决策时间。
[0021]
上述技术方案中，所述显示单元保持0
‑
10
°
的倾斜角度。
[0022]
本实用新型具有如下有益效果：本实用新型提供了一种适用于高速公路易积水路段的可变限速装置，包括通过限速显示架可显示限速值和告警信息，可为车辆做出限速指示，提高道路的安全性，减少交通事故的发生。在积水路段的上方设置有积水监测架，限速显示架设置在积水监测架的前方，通过积水监测架可实时监测出各车道上的积水深度，限速显示架设置在积水路段的前方，可提前为车辆做出积水限速指示，为车辆预留提前减速的距离；对于每条车道，分别设有不同的限速显示板，每块限速显示板所示的限速值是根据改车道上的实时积水深度计算所得的，即本方案能够根据各个车道积水量的不同，动态调整相应车道的限速值和告警信息的显示内容和显示效果，给以车辆提供符合实际积水深度所需限制值的指示。此外，通过积水监测架还能获取高速公路易积水路段的积水深度和积
水变化趋势数据，给高速公路的设计升级等提供数据支持。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型的适用于高速公路易积水路段的可变限速装置应用时的示意图；
[0024]
图2为本实用新型的积水监测架的结构示意图；
[0025]
图3为本实用新型的限速显示架的结构示意图。
[0026]
图中具体结构说明：1积水监测架、21积水传感器、22摄像头、23雨量传感器、3设备箱、4限速显示架、51限速显示板、52告警信息显示板。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0028]
参照图1
‑
3，一种适用于高速公路易积水路段的可变限速装置，包括积水监测架1和限速显示架4，所述积水监测架1设于积水路段位置，所述限速显示架4设于所述积水监测架1前方；所述积水监测架1上设有积水监测单元、第一供电单元和设备箱3，所述限速显示架4上设有显示单元和第二供电单元，所述第一供电单元为所述积水监测单元和设备箱3供电，所述设备箱3控制所述积水监测单元的工作以及向所述显示单元发送显示指令，所述第二供电单元为所述显示单元供电，所述显示单元接收所述设备箱3所发出的显示指令并执行显示；所述积水监测单元包括多个积水传感器21，所述积水传感器21安装于所述积水监测架1上，每一条车道上方对应有一个所述积水传感器21，所述显示单元包括多个限速显示板51，所述限速显示板51安装于所述限速显示架4上，每一条车道上方对应有一个所述限速显示板51，每个所述限速显示板51所显示的限速值与同一车道上的所述积水传感器21所监测到的积水深度对应。其中，积水传感器21为非接触式液位传感器，可旋转超声波液位变送器或雷达液位变送器，由此可在道路上方隔空监测积水深度。
[0029]
即，本方案中，主要解决的技术问题是现有技术的高速公路对积水路段的预警主要基于过往的经验，不能根据实时的积水深度实时调整限速值，限速过低，在正常路况时会影响正常的通行效率，限速过高，在积水较深时，对于过往车辆来说又存在一定的交通隐患。由此，本方案中通过设置了积水监测架1和限速显示架4，积水监测架1安装于易积水路段的上方，可以实时监测积水路段的积水深度，限速显示架4设于积水路段前方一定距离，可提前为车辆做出积水限速指示。其中，对于每条车道，分别设置有各自独立的积水传感器21和限速显示板51，一条车道上的显示指示板51的限速值与该车道上对应的积水深度对应，具体由该车道上的积水传感器21所监测到的积水深度计算所得。因此，通过本方案，即使在不同天气不同时间段，易积水路段的积水深度可能不同，本方案能够监测实时积水深度并根据实际积水深度做出限速指示；根据断面形式的不同，道路的坡度也有所不同，每个车道的积水量也有所不同，因此，本方案通过分别对各条车道进行独立的监测限速，能够满足各积水深度不同的车道不同限速要求。
[0030]
上述技术方案中，所述积水监测单元还包括摄像头22，所述设备箱3通过所述摄像头22定时获取路面图像，利用图像处理技术实时识别当前天气状况及路面是否有积水，所述设备箱3通过路面图像识别结果控制所述积水传感器21的通断。具体的，通过摄像头22所
拍摄的照片可识别出是否下雨以及路面是否有积水，在晴天路面无积水的情况下，设备箱3可自动控制积水传感器21进入休眠状态，识别到有积水时才自动打开积水传感器21，以此达到节能减排的效果，同时能够延长积水传感器21的使用寿命。
[0031]
上述技术方案中，所述积水监测单元还包括雨量传感器23，所述雨量传感器23与所述设备箱3连接，所述设备箱3通过路面图像识别结果控制所述雨量传感器23的通断，通过所述雨量传感器23的检测结果控制所述显示单元的显示亮度。同理，在晴天状态下，设备箱3自动控制雨量传感器23进入休眠状态，当下雨时才打开。由于当下雨量大时，雨天会影响可视距离，即影响车辆上的司机观察到显示单元上显示的内容，此时，设备箱3显示单元发送提高显示亮度的指令，接到控制指令后显示单元增大显示亮度，以此增强限速光线的穿透性，保证司机能够获取到限速信息，保障行车安全。在晴天或雨量较低的天气下，显示单元无需高亮度显示，由此达到节能效果。
[0032]
上述技术方案中，所述设备箱3内包括有无线发送模块、控制器，所述显示单元包括有无线接收模块和显示控制模块，所述控制器用于控制所述积水监测单元的工作以及根据监测数据计算出显示指令，所述无线发送模块用于将显示指令发生至所述显示单元，所述无线接收模块用于接收显示指令，所述显示控制模块根据所述显示指令控制所述显示单元的显示效果。采用无线传输的方式控制显示单元的显示效果，节约了传输电线的铺设，便于安装和维护。
[0033]
上述技术方案中，所述设备箱3内还包括有内存条、电路自检模块和电源管理模块，所述内存条用于保存车道积水监测数据，所述电路自检模块用于检测设备和线路的运行状态，所述电源管理模块用于管理所述第一供电单元的供电。内存条可将道路的积水新型保存下，可提供高速公路易积水路段的积水深度和积水变化趋势数据，给高速公路的设计升级等提供数据支持。设置电路自检模块和电源管理模块可实行对电路的自检和对电源的管理，保障设备的正常运行。
[0034]
上述技术方案中，所述显示单元还包括告警信息显示板52，所述告警信息显示板52位于所述限速显示板51上方。设置告警信息显示板52可用于显示告警信息，提示过往车辆注意安全。
[0035]
上述技术方案中，所述设备箱3向所述显示单元发送的显示指令包括实时的限速值，每一车道上的限速值根据该车道上的积水深度确定，限速值应满足以下公式：
[0036][0037]
式中：v表示限速值；t表示反应时间，取2.5s；表示不同积水深度条件下的道路附着系数；i表示道路纵坡度；l
前车
、l
安全
表示前车间距和安全距离，均取5m；l
v
表示不同积水深度下的的建议停车视距。
[0038]
上述技术方案中，所述限速显示架与所述积水监测架之间的距离s按照以下公式确定：
[0039][0040]
式中：n表示车道数；l表示改变一次车道所需的距离(采取85％位车速值时约为
120m)；a为减速度，v1为调整前的限速值；v2为调整后的限速值；t为决策时间。
[0041]
上述技术方案中，所述显示单元保持0
‑
10
°
的倾斜角度。
[0042]
以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即但凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。