一种保护城乡干道的机动车限高装置及方法.pdf

一种保护城乡干道的机动车限高装置，包括有主机，主机与红外发射接收装置无线连接，控制模块与主机无线连接，限高伸缩杆、摄像机与控制模块无线通信；其方法为：1）未超高车辆原速行驶到立柱时，红外收发装置A的红外传输未被中断，车辆安全通过；2）若超高车辆触发红外收发装置A，使其发生中断，主机A发送信号给控制模块；3）控制模块向限高伸缩杆、摄像机发送命令，限高伸缩杆向两边打开，超高的车辆通过，同时摄像机拍下违规车辆的牌照，发送到当地交通部门备案；4）超高的车辆通过后，红外收发装置B由被中断传输到正常工作后，主机B给控制模块发送信号，限高伸缩杆闭合；具有结构简单，灵活性强、安全可靠，易于检测的特点。

1.  一种保护城乡干道的机动车限高装置，包括有主机A(1)，其特征在于，主机A(1)与红外发射接收装置A(3)无线连接，主机B(2)与红外发射接收装置B(5)无线连接；控制模块(4)与主机A (1)、主机B (2)无线连接；限高伸缩杆(7)、摄像机(8)与控制模块(4)无线通信；太阳能电池板(6)分别安装在立柱(9)上给各个模块供电；警示提醒牌(10)设立在车辆进入红外测高检测区域前50m和100m处。

2.  根据权利要求1所述的一种保护城乡干道的机动车限高装置，其特征在于，所述的控制处理模块(4)为操纵限高杆和摄像机工作的控制中心，包括微处理器、时钟电路和应用接口。

3.  根据权利要求1所述的一种保护城乡干道的机动车限高装置，其特征在于，所述的限高伸缩杆(7)是由驱动电机、推杆和控制装置组成的直线执行机构。

4.  根据权利要求1所述的一种保护城乡干道的机动车限高装置，其特征在于，所述的太阳能电池板由高效晶体硅太阳能电池片、钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成。

5.  根据权利要求1所述的一种保护城乡干道的机动车限高装置，其特征在于，所述的警示提醒牌(10)采用反光材料制作标志面，标志面的反光材料包括有透镜埋入型、密封胶囊型、微棱镜型。

6.  一种保护城乡干道的机动车限高装置及方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）未超高车辆原速行驶到设有红外检测高度的立柱(9)时，红外收发装置A(3)的红外传输未被中断，车辆可安全通过；
2）若超高车辆触发红外收发装置A(3)，使其发生中断，主机A(1)发送信号给控制模块(4)；
3）控制模块(4)分别向限高伸缩杆(7)、摄像机(8)发送命令，限高伸缩杆(7) 向两边压缩，快速打开，超高的车辆安全通过，同时摄像机(8)拍下违规车辆的牌照，发送到当地交通部门备案；
4）超高的车辆安全通过后，安装限高杆立柱(9)两侧的红外收发装置B(5)由被中断传输到正常工作后，主机B(2)给控制模块(4)发送信号，使限高伸缩杆(7)闭合。

一种保护城乡干道的机动车限高装置及方法
技术领域
本发明属于公路交通技术领域，具体涉及一种保护城乡干道的机动车限高装置及方法。
背景技术
在我国公路限高杆随处可见，它们的高度设置不一致，样式也不统一，这是因为国道、省道的设计和施工都由国家财政进行投入，设计标准比较高，考虑了大型车辆的通行，道路的承载能力比较强。但对于乡镇道路来说，由于建设主体是地方政府，没有足够的资金，往往是借助各方投资进行建设的，在设计标准和功能方面也不如省道和国道完善，道路承载能力相对较低。如果经常有重型车辆通行，很容易被轧坏，所以，国家允许各地方政府根据实际情况设置限高杆。由于国家对限高杆并没有一个统一标准，因此现已安装的限高杆也是高低不等，而且在管理维护上存在比较混乱的情况。因此每年因限高杆导致的交通事故也经常发生，一次次惨痛的教训值得我们深思，这些交通事故难道不能避免吗。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种保护城乡干道的机动车限高装置及方法，避免由于忽视限高杆的存在或对车载高度判断错误而造成的惨痛交通事故，离限高杆50m、100m处分别设有反光材质的警示提醒牌，车辆到达红外检测高度的立柱时，未中断红外收发装置的红外传输，车辆可安全通过，若触发了红外接收装置，使其发生中断，摄像机可迅速拍下向限高杆靠近的车辆牌照，发送到当地交通部门备案，同时限高伸缩杆也发生动作，迅速打开向两边压缩，使超高的车辆安全通过，限高杆立柱两侧的红外收发装置发生动作，使限高伸缩杆闭合，有效地预防并保护行驶车辆的安全，具有结构简单，灵活性强、安全可靠，易于检测的特点。
 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种保护城乡干道的机动车限高装置，包括有主机，主机与红外发射接收装置无线连接，控制模块与主机无线连接，限高伸缩杆、摄像机与控制模块无线通信，太阳能板模块分别安装在立柱上给各个模块供电；
所述的控制处理模块是操纵限高杆和摄像机工作的控制中心，包括微处理器、时钟电路、应用接口等；
所述的限高伸缩杆由驱动电机、推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构；
所述的所述的太阳能电池板是用来给各个模块供电，包括高效晶体硅太阳能电池片、钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框；它通过光电效应直接把光能转化成电能的装置，它利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能，具有使用寿命长，机械抗压外力强等特点；
所述的钢化玻璃是为保护发电主体，其透光率必须高，经过超白钢化处理；
所述的EVA是用来粘结固定钢化玻璃和发电主体，透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命；
所述的电池片主要作用就是发电；
所述的背板的作用是密封、绝缘、防水；
所述的铝合金用来保护层压件，起一定的密封、支撑作用；
所述的警示提醒牌是采用反光材料制作的标志面，标志面的反光材料按其结构的不同可以分为透镜埋入型、密封胶囊型、微棱镜型等品种。其反光原理为：射向标志面的光线应沿入射光线的反方向反回光源。由于标志位置和车辆行驶条件的不同，用于标志面的反光材应具有优良的广角性和逆反射性能。在不同入射角（汽车前照灯光线与标志表面法线之间的夹角）、不同观测角（汽车前照灯光线与标志反射回驾驶者眼睛的光线间的夹角）的条件下，用于标志面的反光膜的逆反射系数值应符合JT/T279 的规定，采用符合现行《公路交通反光膜》的标准。
一种保护城乡干道的机动车限高方法，包括以下步骤：
1）未超高车辆原速行驶到设有红外检测高度的立柱时，红外收发装置A的红外传输未被中断，车辆可安全通过；
2）若超高车辆触发红外收发装置A，使其发生中断，主机A发送信号给控制模块；
3）控制模块分别向限高伸缩杆、摄像机发送命令，限高伸缩杆向两边压缩，快速打开，超高的车辆安全通过，同时摄像机拍下违规车辆的牌照，发送到当地交通部门备案；
4）超高的车辆安全通过后，安装限高杆立柱两侧的红外收发装置B由被中断传输到正常工作后，主机B给控制模块发送信号，使限高伸缩杆闭合。
本发明的优点是：
由于本发明设有双重措施来保障车辆安全通过限高杆，首先在限高杆设置处的前50m、100m处分别设有限高警示提醒牌，提醒司机前方有限高装置并及时作出合理判断；假若司机疏忽未能发现或无法判断车辆高度，即使车辆高度超出安全限制范围，车辆行驶到红外检测区域时，红外收发装置立即发出信号给主机A，主机A发送信号给控制模块，控制模块分别向限高伸缩杆、摄像机发出命令，限高伸缩杆立即发生动作，快速打开，向两边压缩，使超高的车辆安全通过，同时摄像机迅速拍下违规车辆的牌照，发送到当地交通部门对驾驶员进行相应处理，可有效地预防并保护行驶车辆的安全。具有结构简单，灵活性强、安全可靠，易于检测的特点；
所述的太阳能电池板是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置，它利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能，具有使用寿命长，机械抗压外力强等特点。
附图说明
图1为本发明的硬件系统示意图。
图2a为本发明实施例中汽车行驶在公路上遇到的限高警示提示牌的系统示意图；图2b为本发明实施例中行驶车辆进入红外限高检测区域的示意图；图2c为本发明实施例中超高车辆触发了检测区域的红外收发装置后，限高伸缩杆处于准备打开状态，摄像机迅速拍下违规车辆牌照的示意图；图2d为本发明实施例中超高车辆安全地通过限高杆，当红外收发装置可正常工作后，限高伸缩杆立即闭合的示意图；图2e本发明实施例中自动伸缩限高杆原理的示意图，其中电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电动机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。
图3为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1，包括有主机A1、主机B2、红外发射接收装置A3、控制模块4、红外发射接收装置B5、太阳能电池板6、限高伸缩杆7、摄像机8、立柱9和警示提醒牌10，主机A1与红外发射接收装置A3无线连接，主机B2与红外发射接收装置B5无线连接；控制模块4与主机A1、主机B2无线连接；限高伸缩杆7、摄像机8与控制模块4无线通信；太阳能电池板6分别安装在立柱9上给各个模块供电；警示提醒牌10设立在车辆进入红外测高检测区域前50m或100m处。
所述的控制处理模块4为操纵限高杆和摄像机工作的控制中心，包括微处理器、时钟电路和应用接口。
所述的太阳能电池板6给各个模块供电，由高效晶体硅太阳能电池片、钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成。所述的钢化玻璃是为保护发电主体，其透光率必须高，经过超白钢化处理。所述的EVA是用来粘结固定钢化玻璃和发电主体，透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命。所述的电池片主要作用就是发电。所述的背板的作用是密封、绝缘、防水。所述的铝合金用来保护层压件，起一定的密封、支撑作用。
所述的限高伸缩杆7是由驱动电机、推杆和控制装置组成的直线执行机构。限高伸缩杆7的电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作；在一定范围行程内作往返运动，采用电动伸缩杆执行机构，在改变控制开度时，需要供电，在达到所需开度时就可不再供电，因此从节能方面看，电动伸缩杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点。
在限高杆设置处的前50m、100m处分别设有限高警示提醒牌10，当车辆行驶在公路上，司机看到限高提示牌10，可有充足的时间立即反应并判断其车辆高度是否在安全范围内，参见图2a。所述的警示提醒牌10采用反光材料制作标志面，标志面的反光材料包括有透镜埋入型、密封胶囊型、微棱镜型。其反光原理为：射向标志面的光线应沿入射光线的反方向反回光源，由于标志位置和车辆行驶条件的不同，用于标志面的反光材应具有优良的广角性和逆反射性能，在不同入射角（汽车前照灯光线与标志表面法线之间的夹角）、不同观测角（汽车前照灯光线与标志反射回驾驶者眼睛的光线间的夹角）的条件下，用于标志面的反光膜的逆反射系数值应符合JT/T279 的规定，采用符合现行《公路交通反光膜》的标准。
车辆行驶到红外限高检测区域被检测的过程参见图2b。
当车辆到达红外检测高度的立柱时，未中断红外收发装置的红外传输，车辆可安全通过；若触发了红外收发装置A3，使其发生中断，此时安装在发送机旁的主机A1立即发送信号给控制模块4，控制模块4分别向限高伸缩杆7、摄像机8发出命令，限高伸缩杆7立即发生动作，快速打开，向两边压缩，使超高的车辆安全通过，同时摄像机8迅速拍下违规车辆的牌照，使超高的车辆安全通过，可有效地预防并保护行驶车辆的安全，参见图2c。
自动伸缩限高杆原理图参见图2d。
参见图3，本发明的工作流程如下：当车辆行驶在公路上，看到限高提示牌，司机可立即反应并判断其车辆高度是否在安全范围内，未超高则其可正常行驶穿越限高杆；若司机未看到提示牌或看到后，未能合理地判断出车辆是否可安全通过限高杆，仍执意原速行驶，当车辆到达红外检测高度的立柱时，红外收发装置的红外传输未被中断，车辆可安全通过；若超高车辆触发了红外接收装置，使其发生中断，此时安装在发送机旁的主机立即发送信号给控制模块；控制模块分别向摄像机、限高伸缩杆发出命令，摄像机迅速拍下向限高杆靠近车辆的牌照，发送到当地交通部门并对驾驶员进行相应处理，同时限高伸缩杆也发生动作，快速打开，向两边压缩，使超高的车辆安全通过；超高的车辆安全通过后，安装限高杆立柱两侧的红外收发装置，由被中断传输到正常工作后，主机立即给控制模块发送信号，使限高伸缩杆闭合；太阳能电池板利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能，为各个模块供电。