專利名稱：一種人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)及其設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通科學(xué)，具體說就是一種人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
減速帶，亦稱減速壟，是用于減速機(jī)動車、非機(jī)動車行駛速度的道路安全設(shè)施，對 抑制交通事故的發(fā)生發(fā)揮重要的作用。減速帶通常配合一定的限速標(biāo)志共同發(fā)揮作用，既 可以保障汽車行駛過程的安全性，又起到緩沖減速目的，減少交通事故發(fā)生。近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路等級不斷提升，汽車數(shù)量迅猛增長，道路 上的交通事故也日益突出。據(jù)近年統(tǒng)計資料顯示，超速行駛導(dǎo)致死亡約占道路交通總死亡 人數(shù)的15%左右，是導(dǎo)致交通事故傷亡的重要原因之一。其影響因素主要有以下幾個方面 其一，駕駛員不遵守道路交通標(biāo)識標(biāo)線限速，限速標(biāo)志遵章率不高；其二，駕駛員對速度的 主觀感受因人而異，駕駛員即使獲取限速信息，實(shí)施減速，未必能夠保證行駛速度滿足規(guī)定 限速值。此外，道路使用者對減速帶的要求不再局限于“減速”這一最低層面上，而是越來 越關(guān)注使用減速帶的安全性、舒適性和方便性。因此，為了進(jìn)一步提高減速限速功能的效率 和質(zhì)量，充分體現(xiàn)以人為本的特色，提高使用減速帶的安全性和舒適程度，迫切需要一種能 夠提高限速效率的人性化減速系統(tǒng)。目前常見的減速帶有橡膠減速帶、圓形減速帶、太陽能減速帶。這些減速帶均屬靜 態(tài)的減速設(shè)施，國內(nèi)外也通常采用此種減速方法對行駛車輛進(jìn)行減速。靜態(tài)減速帶設(shè)計的 缺點(diǎn)是不能及時適應(yīng)速度環(huán)境的變化，即使車輛以低于限速值的速度行駛時，仍然會受到 減速帶來的干擾。因此，一種根據(jù)行駛速度動態(tài)實(shí)施減速效果的減速裝置，可以使速度與環(huán) 境密切配合，從而改進(jìn)現(xiàn)有道路交通減速帶的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過檢測到達(dá)車輛車速，與道路路段限速值比較，決 定是否對車輛實(shí)行強(qiáng)制減速的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)及其設(shè)計方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)是由減速裝置、傳動 裝置、電動機(jī)、傳輸電纜、單片機(jī)和車輛檢測線圈組成的，減速裝置連接傳動裝置，傳動裝置 連接電動機(jī)，電動機(jī)通過傳輸電纜與單片機(jī)連接，單片機(jī)連接車輛檢測線圈。所述的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)的設(shè)計方法，步驟如下步驟一路段限速標(biāo)志在距離車輛檢測線圈前方為S的地點(diǎn)設(shè)置路段限速標(biāo)志，以告知駕駛員進(jìn)行減 速，為使駕駛員能夠在該距離內(nèi)減速至合理要求，距離S需滿足一定的要求，具體計算如 下
權(quán)利要求
1.一種人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)，它是由減速裝置、傳動裝置、電動機(jī)、傳輸電纜、單片機(jī) 和車輛檢測線圈組成的，其特征在于減速裝置連接傳動裝置，傳動裝置連接電動機(jī)，電動 機(jī)通過傳輸電纜與單片機(jī)連接，單片機(jī)連接車輛檢測線圈。
2.一種如權(quán)利要求1所述的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于步驟如下步驟一路段限速標(biāo)志在距離車輛檢測線圈前方為S的地點(diǎn)設(shè)置路段限速標(biāo)志，以告知駕駛員進(jìn)行減速，為 使駕駛員能夠在該距離內(nèi)減速至合理要求，距離S需滿足一定的要求，具體計算如下O 片-廠O2 254(^7 + / + /)S——車輛檢測線圈距限速標(biāo)志距離，m ； V1——初始速度，km/h ； V0——路段限速值，km/h ； φ——摩擦系數(shù)； f——滾動阻力系數(shù)； i一坡度；根據(jù)路段平均行車速度、路段限速值，計算出S，具體設(shè)置過程中，只要限速標(biāo)志距車輛 檢測線圈的距離大于S即可； 步驟二 減速裝置人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)的減速裝置由弧狀部分與平面部分兩部分組成，預(yù)埋至弧狀圓 槽內(nèi)，當(dāng)車輛未超速時，撤銷減速效果，保證車輛舒適行駛的狀態(tài)，要求減速裝置露出地面 部分的寬度尺寸在300mm士5mm至400mm士5mm范圍內(nèi)，高度尺寸在25mm士2mm至7Omm士2mm 范圍內(nèi)，且高度與寬度尺寸之比不大于0.7 ；考慮舒適度問題，減速裝置的弧狀部分凸出地 面高度尺寸取70mm，計算可知，初始狀態(tài)凸出地面圓弧對應(yīng)的圓心角為90度，凸出地面的 碰為剩2，反推得知減速裝置弧狀部分對應(yīng)的半徑R = 141. 4mm，減速裝置平面部分與 地面相接時，其對應(yīng)的平面寬度為1. 414R，即200mm ；故減速裝置的初始狀態(tài)為弧狀部分凸 出地面，凸出高度設(shè)計70mm，寬度設(shè)計200mm，平面部分寬度設(shè)計200mm ； 步驟三預(yù)檢行駛車輛速度預(yù)檢裝置采用車輛檢測線圈來實(shí)現(xiàn)，車輛檢測線圈埋置于減速裝置前方距離L處，當(dāng) 有車輛駛過車輛檢測線圈時，車輛切割磁力線產(chǎn)生振蕩頻率，利用開始和結(jié)束之間的時間 間隔測量汽車的移動速度，車輛行駛的點(diǎn)速度被及時記錄下來并通過電纜將車速信息傳送 給單片機(jī)，車輛檢測線圈與減速裝置的距離L由限速值即閾值Vtl、單片機(jī)處理時間、和電 機(jī)轉(zhuǎn)動到指定位置所需時間t2共同決定，它們之間滿足以下關(guān)系L/V0 > Vt2根據(jù)實(shí)際情況，車輛檢測線圈和減速裝置之間的距離應(yīng)大于等于車身長度，這里取均 值 L = 5m ；單片機(jī)處理時間、與電機(jī)轉(zhuǎn)動到指定位置所需時間t2，均以毫秒為單位，由此計算出 來的L遠(yuǎn)小于5m，故車輛檢測線圈與減速裝置的距離L設(shè)計為5m ；步驟四與路段限速值進(jìn)行比較單片機(jī)接受車輛檢測線圈傳來的速度信息V2,并與閾值Vtl進(jìn)行比較，據(jù)此對電動機(jī)發(fā) 出指令，控制減速裝置的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動方向，實(shí)現(xiàn)人性化減速的目的；單片機(jī)通過閾值比 較結(jié)果輸出0或1，若V2 > Vtl，單片機(jī)輸出指令1 ；若V2彡V0,單片機(jī)輸出指令0 ；步驟五傳輸指令電纜用來在車輛檢測線圈和單片機(jī)之間以及單片機(jī)和電動機(jī)之間傳輸信號、指令，單 片機(jī)通過電纜將指令傳遞給電動機(jī)，電動機(jī)接收傳輸指令，決定是否實(shí)施減速；步驟六決定是否實(shí)施減速電動機(jī)帶動減速裝置實(shí)施減速，減速裝置與電動機(jī)通過齒輪聯(lián)動，系統(tǒng)初次使用時，單 片機(jī)初始值為1，減速裝置弧狀部分凸出地面70mm高度，若電動機(jī)接收傳輸指令為1，減速 裝置保持初始狀態(tài)不變、呈弧狀部分凸出地面70mm，達(dá)到減速效果；若電機(jī)接收傳輸指令 為0，電動機(jī)帶動減速裝置轉(zhuǎn)動，將減速裝置平面部分轉(zhuǎn)到與地面齊平的位置，車輛舒適、平 穩(wěn)通過，不受減速影響；步驟七恢復(fù)減速初始狀態(tài)當(dāng)電動機(jī)收到的傳輸指令為0時，車輛平穩(wěn)通過后，減速裝置恢復(fù)到弧狀部分凸出地 面的初始狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過檢測到達(dá)車輛車速，與道路路段限速值比較，決定是否對車輛實(shí)行強(qiáng)制減速的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)及其設(shè)計方法。所述的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)是由減速裝置、傳動裝置、電動機(jī)、傳輸電纜、單片機(jī)和車輛檢測線圈組成的，減速裝置連接傳動裝置，傳動裝置連接電動機(jī)，電動機(jī)通過傳輸電纜與單片機(jī)連接，單片機(jī)連接車輛檢測線圈。所述的人性化自適應(yīng)減速系統(tǒng)的設(shè)計方法包括路段限速標(biāo)志、減速裝置、預(yù)檢行駛車輛速度、與路段限速值進(jìn)行比較、傳輸指令、決定是否實(shí)施減速和恢復(fù)減速初始狀態(tài)等步驟。本發(fā)明只需測量車輛行駛速度，將其與限速閾值比較，即可判斷是否對減速裝置實(shí)施指令，操作方便、工程投資少，可創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號E01F9/047GK102116013SQ201010595108
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者吳家明, 周侃, 慈玉生, 毛程遠(yuǎn), 湯帥, 沈瑞光, 漆巍巍, 王連震, 蔣賢才, 裴玉龍, 趙蒙, 韓娟, 魏如峰 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)