多策略隧道光学拦截系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术为多策略光学拦截系统及使用方法。在以往，隧道内发生火灾后，后续的车辆无法得知隧道内的交通情况，驶入造成交通拥堵，影响后续的消防工作。多策略光学拦阻系统通过光幕和投影灯形成多道光学屏障，一方面可以提醒后续车辆前方无法通行，请立即避让。保障了隧道消防，同时又利用了未出现交通事故的车道，尽最大可能的保证交通通畅；另一方面采用光学拦阻的手段，较传统的物理障碍物来说，即使后续车辆刹车或者避让不及时，驶入也不会对车辆造成损伤。该系统能够有效降低人工布置障碍物的危险性，同时以更加醒目地方式进行拦截，保障拦截地有效性，也最大地降低了拦截装置对躲避不及驶入车辆地伤害。

【技术实现步骤摘要】
多策略隧道光学拦截系统及其使用方法
本专利技术涉及岩土工程
，具体是一种多策略隧道光学拦截系统及其使用方法。
技术介绍
伴随交通运输的发展，人们对于车辆、道路的使用日益增多。车辆的增多使得人们对于处理隧道内道路维修问题，交通事故、火灾等问题愈发艰难。尤其是在高速公路上，当车辆快速行驶时，倘若前方发生事故，需要设置拦截或者示警装置，避免由于车辆刹车不及时导致二次事故。由于隧道的特殊性，使得事故发生后的处理难度更大，一是环境亮度低，行车可见度低，存在事故隐患；二是环境噪声大，影响驾驶员正常思维判断和反应能力，存在安全隐患；三是若示警或拦截不及时，极易发生二次事故，然而隧道洞内封闭的环境，具有空间局限性，将会导致连环事故，后果严重；四是交通管理及调度困难，出现事故时，需封闭隧道进行诱导疏散，诱导疏散所需时间较长，必然引起堵车等问题。传统拦截手段，很容易由于拦截示警不及时、警示标志不明显等问题导致手段无效果，还会造成堵车、连环事故等问题。因此，在隧道中发生事故后，为避免车辆驶入造成交通拥堵、消防车辆救援困难、连环事故的严重不良影响，使事故得以及时有效解决，安装一种多策略隧道光学拦截系统十分必要。传统拦截方法一般为在隧道入口前或者事故发生现场前，设置事故警示牌、护栏、防撞桶、路障警示灯等，警示标志不明显、警示不及时，且传统拦截方法为均为实体，一旦车辆刹车不及时将会与障碍物发生碰撞，给司机带来伤害。基本上传统的道路拦截手段均为强拦截，容易由于驾驶人的反应不及时而冲出拦截位置，破坏已经设置好的拦截装置，发生危险。后续车辆没有得到危险预警继续驶入，导致二次事故并且会造成更为严重的交通堵塞。在现有技术中有一种测速伸缩式阻拦路障装置将可升降的路障装置设置于道路底部，在车辆正常行驶未超速时，道路处于平整状态，只针对超速车辆才会产生颠簸，当检测到有超速车辆时，路障装置升起进行减速提示和处理，并且针对经过多次路障提示还未减速的超速车辆，设置了能够强行拦截的拦停装置。这种装置没有提前给驾驶人警示信息，并且当驾驶人行驶较快时可能会由于突然升起的路障而导致方向失控发生危险。对于现有技术中，缺乏一种多策略隧道光学拦截系统，一方面能够及时有效提醒后续车辆前方无法通行，立即避让，保证消防通道畅通无阻，及时处理危险事故，同时又可以合理利用未出现事故的车道，尽最大可能保证交通通畅；另一方面采用光学拦阻手段，较传统设置物理障碍物、警示牌的方法来说，不仅可以使驾驶员较为直观接受禁止通行信息，采取措施避免影响隧道内事故处理，而且即使后续车辆刹车或者避让不及时，驶入也不会对车辆造成损伤，并且多种拦截手段共同工作，更加高效的拦截，这将是我们当前重要研究课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种多策略隧道光学拦截系统及使用方法。本专利技术旨在提出一种采用光学技术，从而形成多种方法实现隧道内的光学拦截系统。采用光幕和投射影灯，利用光的可见性，与隧道内已设系统配合，实现隧道内火灾报警与危险事故示警目的，有效解决在隧道内发生火灾、车祸等危险事件时，及时示警，避免人们发现不及时、未及时拦截车辆进入隧道等造成事故扩大、隧道拥挤、财产损失严重、人员救治不便等问题。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：第一方面，本专利技术提供一种多策略隧道光学拦截系统，其特征在于：该拦截系统包括安装在隧道进出洞口的光幕结构和/或光栅结构、安装在隧道洞内顶部且位于相邻车道处的投影射灯；投影射灯沿隧道长度方向布置数个；光幕结构和/或光栅结构的光源为竖直向下的光源。光幕结构或光栅结构均包括若干数量的聚光灯，若干数量的聚光灯沿隧道洞口顶部的弧形轮廓间隔设置，每个光幕均包括光源、透光灯罩和聚光透镜，通过透光灯罩20和聚光透镜19利用透镜光折射原理将光源转化为平行光源，垂直射向地面；多个聚光灯的发光区相互交叠形成光幕结构，多个聚光灯之间不存在交叠区域形成光栅结构。隧道内具有多个车道，每个车道区域内安装的所有聚光灯串联，不同车道内的聚光灯并联，实现发生事故时选择性地开启或关闭各车道光幕结构或光栅结构。该拦截系统还包括雾化器，优选超声波雾化器，所述雾化器的数量为多个，在相邻两个聚光灯之间布置雾化器。所述聚光灯包括LED灯珠17、LED灯板18、聚光透镜19、透光灯罩20，LED灯板18的尺寸为80mm*80mm，内部由4个型号为EMC2016红光的LED灯珠17构成，分布在LED灯板18四角，LED灯板18垂直布置于隧道洞口顶部，使LED灯珠发出的平行光垂直射向地面；每个LED灯板18配有一个聚光透镜19和一个透光灯罩20，在LED灯板18正中间设置有凸棒，聚光透镜19底部设有凹槽，通过凸棒和凹槽配合将聚光透镜固定安装在LED灯板18中间位置；LED灯板18垂直照向地面，聚光透镜19、透光灯罩20固定套接于LED灯板18外侧。所述投影射灯能在各自的投影射灯支架上做360°旋转，根据发生事故的位置向不同方向投影，投影射灯15之间采用并联连接，实现在通过监测装置2确定事故发生具体位置后能选择打开投影射灯15的位置及数量，然后控制左旋或右旋90度在具体车道地面投射红色禁止通行字样。第二方面，本专利技术提供一种多策略隧道光学拦截系统，其特征在于，该拦截系统包括供电装置1、监测装置2、控制装置3和拦截装置，供电装置给监测装置和拦截装置供电；监测装置中用于监测是否发生火灾及是否发生事故，并向控制装置发出报警信号；控制装置用于控制各个装置的工作；所述拦截装置包括在隧道洞口位置的第一重光学拦截、隧道洞内的第二重光学拦截、隧道洞口的水雾拦截；拦截装置通过多重光学拦截和水雾拦截的方式实现对车辆的多策略拦截。所述供能装置采用太阳能充电的锂电池组，当太阳能光伏板接收到太阳光时，将太阳能转换成电能产生感应电流，该电流经过充放电管理单元实现对充电池电量的储存管理，锂电池的输入端连接隧道洞口外太阳能光伏板，实现对整个系统供电维持工作目的；所述太阳能伏板5布置在隧道洞口外光线较强且日照时间充足区域，采用28010型号，20m2，其工作电压为5V，电流约100mA；充放电管理单元采用CN3063芯片实现对充放电管理，根据充电电池的电流输出能力自动调整为充电电流，CN3063充电电压为4.2V，当没有充电电压时，充电锂电池工作电流低于3μA,芯片自动进入休眠模式，有效减小能耗；所述监测装置，监测隧道内是否有异常现象发生；监测装置在隧道内安装完成后，位置固定，形成网络，能准确监测到隧道事故发生的具体位置，当监测装置监测到隧道内有异常现象发生，监测装置发出报警信号，人为确认后，继续进行后续操作；所述监测装置优选远程监控摄像头、光纤光栅火灾探测器、红外对管监测阵列、Zigbee网络进行危险事故监测及示警，红外对管监测阵列通过在隧道内组建Zigbee网络，支持整个系统的数据通信，光纤光栅火灾探测器单排布设于隧道中间，相邻光纤光栅火灾探测器的间距为10m，相邻组红外对管间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多策略隧道光学拦截系统，其特征在于：该拦截系统包括安装在隧道进出洞口的光幕结构和/或光栅结构、安装在隧道洞内顶部且位于相邻车道处的投影射灯；/n投影射灯沿隧道长度方向布置数个；/n光幕结构和/或光栅结构的光源为竖直向下的光源。/n

【技术特征摘要】
1.一种多策略隧道光学拦截系统，其特征在于：该拦截系统包括安装在隧道进出洞口的光幕结构和/或光栅结构、安装在隧道洞内顶部且位于相邻车道处的投影射灯；
投影射灯沿隧道长度方向布置数个；
光幕结构和/或光栅结构的光源为竖直向下的光源。


2.根据权利要求1所述的拦截系统，其特征在于，光幕结构或光栅结构均包括若干数量的聚光灯，若干数量的聚光灯沿隧道洞口顶部的弧形轮廓间隔设置，每个光幕均包括光源、透光灯罩和聚光透镜，通过透光灯罩和聚光透镜利用透镜光折射原理将光源转化为平行光源，垂直射向地面；多个聚光灯的发光区相互交叠形成光幕结构，多个聚光灯之间不存在交叠区域形成光栅结构。


3.根据权利要求1所述的拦截系统，其特征在于，隧道内具有多个车道，每个车道区域内安装的所有聚光灯串联，不同车道内的聚光灯并联，实现发生事故时选择性地开启或关闭各车道光幕结构或光栅结构。


4.根据权利要求2所述的拦截系统，其特征在于，该拦截系统还包括雾化器，优选超声波雾化器，所述雾化器的数量为多个，在相邻两个聚光灯之间布置雾化器。


5.根据权利要求2所述的拦截系统，其特征在于，所述聚光灯包括LED灯珠、LED灯板、聚光透镜、透光灯罩，LED灯板的尺寸为80mm*80mm，内部由4个红光的LED灯珠构成，分布在LED灯板四角，LED灯板垂直布置于隧道洞口顶部，使LED灯珠发出的平行光垂直射向地面；每个LED灯板配有一个聚光透镜和一个透光灯罩，在LED灯板正中间设置有凸棒，聚光透镜底部设有凹槽，通过凸棒和凹槽配合将聚光透镜固定安装在LED灯板中间位置；LED灯板垂直照向地面，聚光透镜、透光灯罩固定套接于LED灯板外侧。


6.根据权利要求1所述的拦截系统，其特征在于，所述投影射灯能在各自的投影射灯支架上做360°旋转，根据发生事故的位置向不同方向投影，投影射灯之间采用并联连接，实现在通过监测装置确定事故发生具体位置后能选择打开投影射灯的位置及数量，然后控制左旋或右旋90度在具体车道地面投射红色禁止通行字样。


7.一种多策略隧道光学拦截系统，其特征在于，该拦截系统包括供电装置、监测装置、控制装置和拦截装置，
供电装置给监测装置和拦截装置供电；
监测装置中用于监测是否发生火灾及是否发生事故，并向控制装置发出报警信号；
控制装置用于控制各个装置的工作；
所述拦截装置包括在隧道洞口位置的第一重光学拦截、隧道洞内的第二重光学拦截、隧道洞口的水雾拦截；
拦截装置通过多重光学拦截和水雾拦截的方式实现对车辆的多策略拦截。


8.根据权利要求7所述的拦截系统，其特征在于，所述供能装置采用太阳能充电的锂电池组，当太阳能光伏板接收到太阳光时，将太阳能转换成电能产生感应电流，该电流经过充放电管理单元实现对充电池电量的储存管理，锂电池的输入端连接隧道洞口外太阳能光伏板，实现对整个系统供电维持工作目的；
所述太阳能伏板布置在隧道洞口外光线较强且日照时间充足区域，采用28010型号，20m2，其工作电压为5V，电流约100mA；充放电管理单元采用CN3063芯片实现对充放电管理，根据充电电池的电流输出能力自动调整为充电电流，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一鸣，李赟鹏，王雪雅，李婧，高宇，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12