本發明涉及智能交通
技術領域：
，特別涉及一種高速公路隧道口可變限速控制系統。
背景技術：
：隨著高速公路的快速發展，高速公路上修建的隧道也越來越多，但是隧道的存在面臨著很多潛在的災害，隧道口路面結冰或者積雪就是一個經常造成交通事故的災害。隧道由于自身結構以及過往車輛不斷帶動冷熱空氣的流動，造成隧道內外氣溫差的產生，在降雨降雪后隧道口路面極易結冰和積雪。特別是在冬季，路面結冰、積雪不能及時融化。在隧道的出入口常伴隨著光線強度的急劇變化，駕駛人員的視線需要一段時間和距離來適應隧道內較暗的光線或隧道外較強的光線，無法快速反應隧道口附近的環境情況和交通情況，而當隧道口路面存在結冰或積雪時，致使車輛剎車制動距離變大，加之車輛速度高，造成剎車不及時，所以極易發生車輛追尾、連環相撞等惡性交通事故。目前，我國在隧道口設置了適用于正常路面狀態下的隧道出入口靜態限速值，缺乏對隧道口路面狀態的檢測，在隧道出入口限速值的確定過程中也缺乏對隧道口路面狀態的考慮。中國專利申請號201521070443.4公開了一種隧道出口路面濕度警示裝置，包括濕度感應器、控制單元和顯示屏，所述的濕度感應器設置在隧道出口采集隧道出口的濕度信息，所述的顯示屏設置在隧道內，所述的控制單元通過處理濕度感應器采集的濕度信息并將該信息通過顯示屏顯示，該裝置能夠告知行至該隧道處的駕駛人員隧道出口路面的濕度信息，在一定程度上保證隧道出口處交通安全，但是該裝置僅提醒駕駛人員注意隧道出口路面的濕度情況，未在路面狀態惡劣時實時限制車速，保障車輛安全通過隧道口。中國專利申請號201310611578.6公開了一種預防隧道出入口附近追尾事故的可變限速控制方法，該方法在隧道出入口下游位置設置交通流檢測器，在隧道口上游位置設置可變信息提示板，綜合各種因素計算出最優限速值，通過可變信息提示板提醒進出車輛，大幅降低了隧道出入口附近追尾事故的發生率，但是該方法沒有考慮到隧道出入口路面的濕滑程度對車輛安全行駛有很大的影響，如果隧道出入口存在結冰或積雪，在交通流不大的情況下，按照該方法計算的限速值內行駛還是存在很大的風險。技術實現要素：本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種高速公路隧道口可變限速控制系統，能夠實時監測隧道口路面冰雪情況并及時清除，同時結合交通流量的大小實時控制隧道口限速值，保證隧道口處的交通安全。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：一種高速公路隧道口可變限速控制系統，包括電源裝置、路面除冰裝置、車流量檢測裝置、信息發布裝置和中央處理器。所述路面除冰裝置設置在隧道口，能夠實時監測隧道口路面狀態并及時主動干預，將影響行車安全的因素消除；所述車流量檢測裝置設置在隧道口的下游位置，能夠實時獲取交通流數據對交通流狀態進行監測；所述信息發布裝置設置在隧道口的上游位置，能夠實時發布前方路面情況和交通情況，實時發布限速值，提醒過往車輛注意行車安全。所述路面除冰裝置包括遙感檢測裝置和主動除冰裝置，所述遙感檢測裝置、主動除冰裝置與所述中央處理器連接。其中所述遙感檢測裝置包括遙感式道面狀態傳感器和遙感式道面溫度傳感器，能夠實時監測隧道口路面的積水、積雪或結冰的情況，將路面狀態信息發送至中央處理器進行分析判斷，控制所述主動除冰裝置對隧道口路面上影響行車安全的因素進行干預。所述主動除冰裝置包括支柱和安裝在支柱上的加熱系統，所述加熱系統包括進氣口、鼓風機、加熱器、出氣口，所述出氣口設置在支柱靠近公路側的一面，所述進氣口設置在支柱上與出氣口相反的一面，所述鼓風機、加熱器設置在支柱中空的內部，能夠在中央處理器接收到遙感檢測裝置檢測到隧道口路面存在積水、積雪或結冰時，主動開啟加熱器、鼓風機，快速產生熱風對路面進行升溫，將積水、積雪或結冰快速清除干凈。所述主動除冰裝置包括支柱和安裝在支柱上的融雪劑噴撒器，所述融雪劑噴撒器包括噴嘴和融雪劑容納腔，能夠在遙感檢測裝置檢測出路面有冰或雪導致摩擦力影響行車安全時，由中央處理器控制所述融雪劑噴撒器開啟，通過對路面噴撒融雪劑及時地清除路面的冰雪，以免冰雪加厚導致路面打滑，出現交通事故。所述融雪劑為有機融雪劑，融雪效果好，對環境沒有腐蝕損害。所述車流量檢測裝置為車輛檢測器，用以檢測車輛通過和車速情況。所述信息發布裝置為可變情報板，能夠將路面有冰、有雪、積水、除冰完成、除雪完成、路面干燥等信息發布出來，供駕駛人員獲知前方道路情況、交通狀況及實時限速情況，及時做出判斷。所述電源模塊為太陽能發電裝置，包括太陽能電池組、太陽能控制器和蓄電池，所述太陽能電池組連接太陽能控制器，太陽能控制器連接蓄電池，采用太陽能供電有效解決了偏遠山區高速公路設備供電困難的問題。與現有技術相比，本發明的有益效果：1、本發明采用遙感檢測裝置和車流量檢測裝置實時監測隧道口路面狀態信息和車輛行駛下游的車流量情況，中央處理器在接收到這些信息之后，綜合分析計算出當前情況下的最高時速限制值，將路面狀態信息、交通流信息以及最高限速值及時發布在可變情報板上，以便駕駛人員提前獲知前方道路及交通狀況，及時控制車速。2、本發明采用了遙感檢測裝置，能夠精確檢測出積水、結冰、積雪的厚度，能夠在道路出現打滑之前檢測出冰晶的出現，及時地開啟主動除冰裝置，不致于出現路面堆積很厚的冰層，影響行車安全；同時采用遙感檢測裝置，更方便安裝和維護，由于遙感檢測裝置采用的是非侵入式檢測技術，安裝時無需對道路表面進行切槽，這對于已經建成的高速公路來說無疑大大節約了安裝成本，并且遙感檢測裝置不會像埋入式的傳感器容易被過往車輛碾壓損壞，延長了檢測裝置的使用壽命。3、本發明采用太陽能發電裝置，利用清潔資源來為整個系統供電，解決了偏遠地區的道路設備供電困難問題，同時利用清潔能源供電也有利于緩解環境污染、能源緊張等問題。附圖說明：圖1為本發明優選實施例1的結構示意圖。圖2為本發明優選實施例1中路面除冰裝置的結構示意圖。圖3為本發明優選實施例1中路面除冰裝置的工作流程圖。圖4為本發明優選實施例2中路面除冰裝置的結構示意圖。圖中標記：1-太陽能電池組，2-遙感檢測裝置，3-出風口，4-支柱，5-噴嘴。具體實施方式下面結合試驗例及具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。定義隧道口上游為隧道外即將進入隧道的一段路或者是隧道內即將駛出隧道外的一段路。定義隧道口下游為剛進入隧道內的一段路或者是剛駛出隧道外的一段路。實施例1如圖1、圖2所示，一種高速公路隧道口可變限速控制系統，包括太陽能發電裝置、路面除冰裝置、車流量檢測裝置、信息發布裝置和中央處理器。所述路面除冰裝置設置在隧道口，其包括遙感檢測裝置2和主動除冰裝置，所述遙感檢測裝置2、主動除冰裝置與所述中央處理器通信連接。其中所述遙感檢測裝置2包括遙感式道面狀態傳感器和遙感式道面溫度傳感器。遙感式道面狀態傳感器采用光譜測量原理，能夠準確測量積水、結冰、積雪的厚度，在冰晶導致道路打滑之前就能準確測量冰晶的出現，保證道路的行車安全，同時結合遙感式道面溫度傳感器使用，對導致路面摩擦力降低的因素判斷更準確。遙感檢測裝置2能夠實時監測隧道口路面的積水、積雪或結冰的情況，將路面狀態信息發送至中央處理器進行分析判斷，控制所述主動除冰裝置對隧道口路面上影響行車安全的因素進行干預。所述主動除冰裝置包括支柱4和安裝在支柱4上的加熱系統，所述加熱系統包括進氣口、鼓風機、加熱器、出氣口3，所述出氣口3設置在支柱4靠近公路側的一面，所述進氣口設置在支柱上與出氣口3相反的一面，所述鼓風機、加熱器設置在支柱4中空的內部，能夠在遙感檢測裝置2檢測出路面有水、冰、雪導致路面摩擦力降低時，由中央處理器控制主動除冰裝置開啟，及時對路面吹熱風進行干燥或者除冰除雪，保障道路安全通行。所述車流量檢測裝置設置在隧道口的下游位置，即車輛行駛的前方，能夠實時檢測車輛行駛前方的交通流狀況，基于檢測到的交通流數據可以判斷隧道口的下游是否出現擁堵，使得中央處理器能夠盡早發現下游擁堵狀態進而調節限速值，保證車輛在安全距離內完成制動過程。優選地，所述車流量檢測裝置為車輛檢測器，用以檢測車輛通過和車速情況。所述信息發布裝置設置在隧道口的上游位置，能夠實時發布前方路面情況和交通情況，實時發布限速值，提醒過往車輛注意行車安全。優選地，所述信息發布裝置為可變情報板，能夠將路面有冰、有雪、積水、除冰完成、除雪完成、路面干燥等信息發布出來，供行駛而來的車輛獲知前方道路情況、交通狀況及實時限速情況，提前控制速度。太陽能發電裝置包括太陽能電池組1、太陽能控制器和蓄電池，所述太陽能電池組1連接太陽能控制器，太陽能控制器連接蓄電池。太陽能電池組1安裝在支柱4的頂端，所述支柱4為中空結構，太陽能控制器安裝在所述支柱4中空的內部，蓄電池可以安裝在支柱4的內部也可以安裝在地下。另外，電源裝置也可以與隧道內照明裝置采用的供電方式一致，可以直接連接隧道內照明裝置的電源，這樣降低了本系統的安裝成本。中央處理器與各裝置之間的連接可以通過無線Zigbee網絡，無線Zigbee網絡是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議，是一種短距離、低功耗的無線通信技術。圖3示出了本發明優選實施例中路面除冰裝置的工作流程圖。結合圖3，本發明優選實施例中路面除冰裝置的工作流程如下：當遙感式道面溫度傳感器檢測到路面溫度不高于零度時，同時遙感式道面狀況傳感器檢測到路面有積雪的情況，中央處理器控制啟動加熱系統，啟動鼓風機、加熱器，將進氣口的空氣吸進中空支柱4內，經加熱器加熱成熱風由出氣口3吹出，將路面上的積雪清除；若遙感式道面狀況傳感器檢測到路面有冰的情況時，中央處理器控制啟動加熱系統，將路面上的結冰清除；當遙感式道面溫度傳感器檢測到路面溫度高于零度時，同時遙感式道面狀況傳感器檢測到路面有積水的情況，中央處理器控制啟動加熱系統，將路面上的積水清除；其它情況，路面干燥可以保障車輛安全行駛。本發明優選實施例中路面除冰裝置采用遙感檢測裝置能夠實時監測隧道口路面的情況，能夠及時發現路面的冰雪和積水情況，在結冰、積雪或者積水剛剛產生時就能主動采取措施，將路面上降低摩擦系數影響抗滑能力的因素消除，不至于使路面上冰雪或積水進一步加重引發交通事故。可參考發表在《公路交通科技》2010年11期《路面濕滑指數開發及其在交通運行管理中的應用》一文中將路面濕滑指數分成4級，如表1所示：路面濕滑指數摩擦系數范圍路面抗滑性能對應路面狀況1級F≥015正常常溫、干燥2級0135≤F<015稍差積水3級012≤F<0135較差松散雪、斑駁冰、霜4級F<012很差積雪或冰層表1由表1可知，當路面上有一定積水時，路面的抗滑能力下降，影響到車輛正常行駛，但對路面抗滑性能影響最大的屬于積雪和結冰，因此，高速公路隧道口一旦出現積雪或者結冰，對于高速行駛的車輛來說極易出現打滑，造成交通事故。可參考《路面濕滑指數開發及其在交通運行管理中的應用》一文中根據路面濕滑條件、特定交通流量下的推薦限速值。例如，一般高速公路隧道的限速值為80km/h,當車流量為400pcu時，摩擦系數為015時推薦限速值在80km/h以下，摩擦系數為0135時推薦限速值在70km/h以下，摩擦系數為012時推薦限速值在60km/h以下，隨著車流量數值越大，相同摩擦系數下推薦限速值越來越小。同時結合遙感檢測裝置檢測出隧道口路面濕滑指數與冰雪情況，綜合考量計算出推薦限速值。另外，中央處理器中預存有“80km/h”、“60km/h”、“40km/h”、“20km/h”等限速值，當中央處理器根據遙感檢測裝置和車輛檢測器檢測的信號，做出處理給出限速值，通過可變情報板5發布信息如“隧道口有積水，限速60km/h”、“隧道口有積雪，限速40km/h請謹慎駕駛”“前方道路擁擠，限速40km/h并注意保持車距”等警示信息，提前告知駕駛人員前方道路信息，當路面積水、積雪或結冰清除完畢時，可變情報板發布信息如“積水/積雪/結冰已清除”等提示，告知駕駛人員可以安全通行。實施例1如圖4所示，本實施例與實施例1的區別僅在于主動除冰裝置，本實施例的主動除冰裝置包括支柱4和安裝在所述支柱4上的融雪劑噴撒器，所述融雪劑噴撒器包括噴嘴5和融雪劑容納腔，所述噴嘴5安裝在支柱4靠近道路的一側，所述融雪劑容納腔安裝在支柱4中空的內部。能夠在遙感檢測裝置檢測出路面有冰或雪導致摩擦力降低影響行車安全時，由中央處理器控制所述融雪劑噴撒器開啟，通過對路面噴撒融雪劑及時地清除路面的冰雪，以免冰雪加厚導致路面打滑，出現交通事故。優選地，所述融雪劑為有機融雪劑，融雪效果好，對環境沒有腐蝕損害。目前，高速公路中使用較多的往往是氯鹽類融雪劑，而這類融雪劑雖然價格便宜，但其殘留物對路面和汽車橡膠輪胎有一定的腐蝕作用。本實施例中使用的有機融雪劑對基礎設施沒有腐蝕作用，但是價格較高，但是本發明只是在高速公路隧道口的路面使用，不是大面積使用，所以有機融雪劑的使用不會對高速公路的養護成本造成負擔。本實施例不能夠對路面的積水進行清除，由表1可知對路面抗滑性能影響最大的因素是積雪和結冰，消除了隧道口路面的積雪或結冰，也能在一定程度上保障過往車輛安全行駛，同時本實施例的耗電量較低，適用于一些太陽能資源不是很充裕的隧道口安裝使用。當前第1頁1 2 3